Qu'est-ce qu'un moteur CC sans balais?

UN Les moteurs CC sans balais (moteur BLDC: moteur à courant direct sans balais) est un moteur en trois phases dont la rotation est entraînée par les forces d'attraction et de répulsion entre les aimants permanents et les électromaignes. Il s'agit d'un moteur synchrone qui utilise une puissance de courant direct (DC). Ce type de moteur est souvent appelé un 'moteur CC sans balais ' car dans de nombreuses applications, il utilise des pinceaux au lieu d'un moteur CC (moteur à courant continu brossé ou commutateur). Le moteur CC sans balais est essentiellement un moteur synchrone aimant permanent qui utilise une entrée d'alimentation CC et utilise un onduleur pour le convertir en une alimentation CA trois phases avec un rétroaction de position.

UN Le moteur CC sans balais  (BLDC) fonctionne à l'aide de l'effet Hall et est composé de plusieurs composants clés: un rotor, un stator, un aimant permanent et un contrôleur de moteur d'entraînement. Le rotor dispose de plusieurs noyaux en acier et des enroulements attachés à l'arbre du rotor. Lorsque le rotor tourne, le contrôleur utilise un capteur de courant pour déterminer sa position, lui permettant d'ajuster la direction et la résistance du courant qui coule à travers les enroulements du stator. Ce processus génère efficacement le couple.

En conjonction avec un contrôleur de conduite électronique qui gère le fonctionnement sans balais et convertit l'alimentation CC fournie en alimentation CA, les moteurs BLDC peuvent fournir des performances similaires à celles des moteurs CC brossés, mais sans les limites des pinceaux, qui s'usent au fil du temps. À cause de cela, les moteurs BLDC sont souvent appelés moteurs à commutation électronique (EC), les distinguant des moteurs traditionnels qui dépendent de la commutation mécanique avec des pinceaux.

Type de moteur commun

Les moteurs peuvent être classés en fonction de leur alimentation (AC ou DC) et du mécanisme qu'ils utilisent pour générer une rotation. Ci-dessous, nous fournissons un bref aperçu des caractéristiques et applications de chaque type.

Type de moteur commun
Moteur CC	Moteur à courant continu brossé
	Moteur à courant continu sans pinceau
	Moteur pas à pas
Moteur CA	Moteur à induction
	Moteur synchrone

Qu'est-ce qu'un moteur CC brossé? Un guide complet

Les moteurs CC brossés sont depuis longtemps un aliment de base dans le monde de l'ingénierie électrique. Connues pour leur simplicité, leur fiabilité et leur rentabilité, ces moteurs sont largement utilisés dans de nombreuses applications allant des appareils électroménagers aux machines industrielles. Dans cet article, nous fournirons un aperçu détaillé des moteurs CC brossés , explorant leur fonctionnement, leurs composants, leurs avantages, leurs inconvénients et leurs utilisations courantes, ainsi qu'une comparaison avec leurs homologues sans balais.

Comprendre les bases des moteurs CC brossés

Un moteur CC brossé est un type de moteur électrique à courant direct (CC) qui s'appuie sur des brosses mécaniques pour fournir le courant aux enroulements du moteur. Le principe de base derrière le fonctionnement du moteur implique l'interaction entre un champ magnétique et un courant électrique , générant une force de rotation connue sous le nom de couple.

Comment fonctionnent les moteurs DC brossés?

Dans un moteur CC brossé, un courant électrique traverse un ensemble d' enroulements (ou armature) situés sur le rotor. Au fur et à mesure que le courant traverse les enroulements, il interagit avec le champ magnétique produit par des aimants permanents ou des bobines de champ . Cette interaction crée une force qui fait tourner l'armature.

Le commutateur est un composant clé d'un moteur à courant continu brossé. Il s'agit d'un interrupteur rotatif qui inverse la direction de l'écoulement du courant à travers les enroulements d'armature lorsque le moteur tourne. Cela garantit que l'armature continue de tourner dans le même sens, offrant un mouvement cohérent.

Composants clés d'un moteur à courant continu brossé

1. Armature (rotor) : la partie rotative du moteur qui contient les enroulements et interagit avec le champ magnétique.

2. Commutateur : Un interrupteur mécanique qui garantit que le flux de courant est inversé dans les enroulements lorsque le moteur tourne.

3. Brosses : Brosses en carbone ou en graphite qui maintiennent le contact électrique avec le commutateur, permettant au courant de s'écouler dans l'armature.

4. Stator : La partie stationnaire du moteur, composée généralement d'aimants permanents ou d'électromagnes qui créent le champ magnétique.

5. Arbre : La tige centrale connectée à l'armature qui transmet la force de rotation à la charge.

Les moteurs CC brossés restent une technologie essentielle dans de nombreuses industries en raison de leur simplicité, de leur fiabilité et de leur rentabilité. Bien qu'ils aient des limites, telles que l'usure des brosses et une efficacité réduite à grande vitesse, leurs avantages, tels que le couple de départ élevé et la facilité de contrôle - d'intentent leur pertinence continue dans une variété d'applications. Que ce soit dans les appareils de ménage , électriques ou les petites robotiques , les moteurs à courant continu brossés offrent une solution éprouvée pour les tâches qui nécessitent une puissance modérée et un contrôle précis.

Qu'est-ce qu'un moteur pas à pas? Un guide complet

Les moteurs pas à pas sont un type de moteur à courant continu connu pour leur capacité à se déplacer en étapes ou incréments précis, ce qui les rend idéaux pour les applications qui nécessitent un mouvement contrôlé. Contrairement aux moteurs conventionnels, qui tournent en continu lorsqu'ils sont alimentés, un moteur pas à pas divise une rotation complète en un certain nombre d'étapes discrètes, dont chacune est une fraction précise de la rotation complète. Cette capacité les rend précieuses pour un large éventail d'applications dans des industries comme la robotique, l'impression 3D , l'automatisation, etc.

Dans cet article, nous explorerons les principes fondamentaux des moteurs pas à pas , leurs principes de travail, types, avantages, inconvénients, applications et comment ils se comparent aux autres technologies motrices.

Comment fonctionne un moteur pas à pas?

Un moteur pas à pas fonctionne sur le principe de l'électromagnétisme. Il a un rotor (la partie mobile) et un stator (la partie stationnaire), similaire à d'autres types de moteurs électriques. Cependant, ce qui distingue un moteur pas à pas, c'est comment le stator dynamise ses bobines pour faire tourner le rotor en étapes discrètes.

Principe de travail de base

Lorsque le courant traverse les bobines du stator, il génère un champ magnétique qui interagit avec le rotor, le faisant tourner. Le rotor est généralement composé d'un aimant permanent ou d'un matériau magnétique, et il se déplace par petits incréments (étapes) lorsque le courant à travers chaque bobine est allumé et éteint dans une séquence spécifique.

Chaque étape correspond à une petite rotation, allant généralement de 0,9 ° à 1,8 ° par étape , bien que d'autres angles de pas soient possibles. En dynamisant différentes bobines dans un ordre précis, le moteur est capable d'obtenir un mouvement contrôlé fin.

Angles de pas et précision

La résolution d'un moteur pas à pas est définie par l' angle de pas . Par exemple, un moteur pas à pas avec un angle de pas de 1,8 ° terminera une rotation complète (360 °) en 200 étapes. Les angles de pas plus petits, comme 0,9 ° , permettent un contrôle encore plus fin, avec 400 étapes pour terminer une rotation complète. Plus l'angle de pas est petit, plus la précision du mouvement du moteur est grande.

Types de moteurs pas à pas

Les moteurs pas à pas sont disponibles dans plusieurs variétés, chacune conçue pour s'adapter aux applications spécifiques. Les principaux types sont:

1. Stepper aimant permanent (stepper PM)

Un moteur à pas de poutrage permanent utilise un rotor aimant permanent et fonctionne d'une manière similaire à un moteur à courant continu . Le champ magnétique du rotor est attiré par le champ magnétique du stator et le rotor étonne pour s'aligner avec chaque bobine énergique.

• Avantages : conception simple, faible coût et couple modéré à basse vitesse.

• Applications : tâches de positionnement de base comme dans les imprimantes ou les scanners.

2.

Dans un moteur pas à pas de réticence variable , le rotor est fait d'un noyau de fer doux et le rotor n'a pas d'aimants permanents. Le rotor se déplace pour minimiser la réticence (résistance) au flux magnétique. Comme le courant dans les bobines est commuté, le rotor se déplace vers la zone la plus magnétique, étape par étape.

• Avantages : plus efficace à des vitesses plus élevées par rapport aux moteurs pas à pas PM.

• Applications : applications industrielles nécessitant une vitesse et une efficacité plus élevées.

3. Moteur pas à pas hybride

Un moteur pas à pas hybride combine les caractéristiques de l'aimant permanent et des moteurs pas à pas de réticence variable. Il a un rotor qui est fait d'aimants permanents mais contient également des éléments de fer mou qui améliorent les performances et offrent une meilleure sortie de couple. Les moteurs hybrides offrent le meilleur des deux mondes: un couple élevé et un contrôle précis.

• Avantages : efficacité plus élevée, plus de couple et meilleures performances que les types de PM ou de réalité virtuelle.

• Applications : robotique, machines CNC, imprimantes 3D et systèmes d'automatisation.

Les moteurs pas à pas sont des composants essentiels des systèmes qui nécessitent un positionnement précis, un contrôle de la vitesse et un couple à basse vitesse. Avec leur capacité à se déplacer par incréments précis, ils excellent dans des applications comme imprimer 3D , à , les machines CNC , etc. Bien qu'ils aient certaines limites, comme une efficacité réduite à des vitesses et des vibrations plus élevées à basse vitesse, leur fiabilité, leur précision et leur facilité de contrôle les rendent indispensables dans de nombreuses industries.

Si vous envisagez un moteur pas à pas pour votre prochain projet, il est important d'évaluer vos besoins et les avantages et inconvénients spécifiques pour déterminer si un moteur pas à pas est le bon choix pour votre application.

Qu'est-ce qu'un moteur à induction? Un aperçu complet

Un moteur à induction est un type de moteur électrique qui fonctionne en fonction du principe de l'induction électromagnétique. C'est l'un des moteurs les plus couramment utilisés dans les applications industrielles et commerciales en raison de sa simplicité, de sa durabilité et de sa rentabilité. Dans cet article, nous plongerons dans le principe de travail des moteurs d'induction, de leurs types, de leurs avantages, des inconvénients et des applications communes, ainsi qu'une comparaison avec d'autres types de moteurs.

Comment fonctionne un moteur à induction?

Le moteur à induction fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique , découvert par Michael Faraday. Essentiellement, lorsqu'un conducteur est placé dans un champ magnétique changeant, un courant électrique est induit dans le conducteur. Ceci est le principe fondamental derrière le fonctionnement de tous les moteurs à induction.

Composants clés d'un moteur à induction

Un moteur à induction se compose généralement de deux pièces principales:

1. Stator : La partie stationnaire du moteur, généralement en acier laminé, contenant des bobines qui sont sous tension par courant alternatif (AC) . Le stator génère un champ magnétique rotatif lorsque AC est passé à travers les bobines.

2. Rotor : La partie rotative du moteur, placée à l'intérieur du stator, qui peut être soit un rotor de cage d'écureuil (le plus commun) ou un rotor de plaie. Le rotor est amené à tourner par le champ magnétique produit par le stator.

Le principe de travail de base

• Lorsque l'alimentation CA est fournie au stator, elle génère un champ magnétique rotatif.

• Ce champ magnétique rotatif induit un courant électrique dans le rotor en raison de l'induction électromagnétique.

• Le courant induit dans le rotor génère son propre champ magnétique, qui interagit avec le champ magnétique du stator.

• À la suite de cette interaction, le rotor commence à tourner, créant une sortie mécanique. Le rotor doit toujours 'Chase ' Le champ magnétique rotatif produit par le stator, c'est pourquoi il s'appelle un moteur d'induction - car le courant dans le rotor est 'induit ' par le champ magnétique plutôt que directement fourni.

Glisser dans les moteurs à induction

Une caractéristique unique des moteurs à induction est que le rotor n'atteint jamais réellement la même vitesse que le champ magnétique du stator. La différence entre la vitesse du champ magnétique du stator et la vitesse réelle du rotor est connue sous le nom de glissement . Le glissement est nécessaire pour induire le courant dans le rotor, ce qui génère le couple.

Types de moteurs à induction

Les moteurs à induction sont disponibles en deux types principaux:

1. Moteur à induction à cage d'écureuil

Il s'agit du type de moteur d'induction le plus utilisé. Le rotor se compose d'acier laminé avec des barres conductrices disposées en boucle fermée. Le rotor ressemble à une cage d'écureuil , et à cause de cette construction, il est simple, robuste et fiable.

• Avantages :

• Fiabilité élevée et durabilité.

• Faible coût et entretien.

• Construction simple.

• Applications : Utilisé dans la plupart des applications industrielles et commerciales, y compris de pompes , de ventilateurs , les compresseurs et les convoyeurs.

2. Moteur à induction du rotor des plaies

Dans ce type, le rotor se compose d'enroulements (au lieu de barres court-circuités) et est connecté à une résistance externe. Cela permet de contrôler davantage la vitesse et le couple du moteur, ce qui le rend utile dans certaines applications spécifiques.

• Avantages :

• Permet d'ajouter une résistance externe pour contrôler la vitesse et le couple.

• Meilleur couple de départ.

• Applications : Utilisé dans des applications nécessitant un couple de démarrage élevé ou lorsqu'il est nécessaire pour un contrôle de vitesse variable, comme de grues , des ascenseurs et de grandes machines.

Qu'est-ce qu'un moteur synchrone? Un aperçu détaillé

Un moteur synchrone est un type de moteur CA qui fonctionne à une vitesse constante, appelée vitesse synchrone, quelle que soit la charge sur le moteur. Cela signifie que le rotor du moteur tourne à la même vitesse que le champ magnétique rotatif produit par le stator. Contrairement à d'autres moteurs, tels que les moteurs à induction, un moteur synchrone nécessite un mécanisme externe pour commencer, mais il peut maintenir la vitesse synchrone une fois en marche.

Dans cet article, nous explorerons le principe de travail des moteurs synchrones, de leurs types, des avantages, des inconvénients, des applications et en quoi ils diffèrent d'autres types de moteurs comme les moteurs à induction.

Comment fonctionne un moteur synchrone?

Le fonctionnement de base d'un moteur synchrone implique l'interaction entre le champ magnétique rotatif produit par le stator et le champ magnétique créé par le rotor. Le rotor, contrairement aux moteurs à induction, est généralement équipé d' aimants permanents ou d'électromagnes alimentés par le courant direct (DC).

Composants clés d'un moteur synchrone

Un moteur synchrone typique se compose de deux composants primaires:

1. Stator : La partie stationnaire du moteur, qui est généralement composée d' enroulements qui sont alimentés par l'alimentation AC . Le stator génère un champ magnétique rotatif lorsque le courant alternatif traverse les enroulements.

2. Rotor : la partie rotative du moteur, qui peut être un aimant permanent ou un rotor électromagnétique alimenté par une alimentation en courant continu . Le champ magnétique du rotor se verrouille avec le champ magnétique rotatif du stator, faisant tourner le rotor à une vitesse synchrone.

Le principe de travail de base

1. Lorsque la puissance AC est appliquée aux enroulements du stator, un champ magnétique rotatif est généré.

2. Le rotor, avec son champ magnétique, se verrouille dans ce champ magnétique rotatif, ce qui signifie que le rotor suit le champ magnétique du stator.

3. Au fur et à mesure que les champs magnétiques interagissent, le rotor se synchronise avec le champ rotatif du stator, et les deux tournent à la même vitesse. C'est pourquoi il s'appelle un moteur synchrone - le rotor se synchronise avec la fréquence de l'alimentation AC.

Étant donné que la vitesse du rotor correspond au champ magnétique du stator, les moteurs synchrones fonctionnent à une vitesse fixe déterminée par la fréquence de l'alimentation AC et le nombre de pôles dans le moteur.

Types de moteurs synchrones

Les moteurs synchrones sont disponibles dans plusieurs configurations différentes, selon la conception du rotor et l'application.

1. Moteur synchrone aimant permanent (PMSM)

Dans un moteur synchrone aimant permanent , le rotor est équipé d'aimants permanents, qui fournissent le champ magnétique pour la synchronisation avec le champ magnétique rotatif du stator.

• Avantages : Haute efficacité, conception compacte et densité de couple élevée.

• Applications : utilisées dans les applications où un contrôle de vitesse précis est nécessaire, comme les véhicules électriques et les machines de haute précision.

2. Moteur synchrone du rotor de plaie

Un moteur synchrone rotor enroulé utilise un rotor enroulé avec des enroulements en cuivre, qui sont sous tension par une alimentation CC à travers des anneaux de glissement. Les enroulements du rotor produisent le champ magnétique nécessaire pour la synchronisation avec le stator.

• Avantages : plus robuste que les moteurs aimants permanents et capable de résister à des niveaux de puissance plus élevés.

• Applications : Utilisé dans de grands systèmes industriels où la puissance et le couple sont nécessaires, comme les générateurs et les centrales électriques.

3. Motor synchrone hystérésis

Un moteur synchrone hystérésis utilise un rotor avec des matériaux magnétiques qui présentent une hystérésis (le décalage entre l'aimantation et le champ appliqué). Ce type de moteur est connu pour son fonctionnement lisse et silencieux.

• Avantages : vibration et bruit extrêmement faibles.

• Applications : COMMUNE DES CHORDES , DE SYNCHRONISINE DES PERSONNES ET D'AUTRES APPLICATIONS DE LOW-TORQUE où un fonctionnement fluide est requis.

Les moteurs synchrones sont des machines puissantes, efficaces et précises qui offrent des performances cohérentes dans les applications nécessitant une vitesse constante et une correction du facteur de puissance . Ils sont particulièrement bénéfiques dans les grands systèmes industriels, la production d'électricité et les applications où une synchronisation précise est cruciale. Cependant, leur complexité, leur coût initial plus élevé et leur besoin de mécanismes de départ externes les rendent moins adaptés à certaines applications par rapport à d'autres types de moteurs comme les moteurs d'induction.

Mécanisme de moteur à courant continu sans balais

Les moteurs à courant continu sans balais fonctionnent à l'aide de deux composants principaux: un rotor qui contient des aimants permanents et un stator équipé de bobines de cuivre qui deviennent des électro-aimants lorsque le courant les traverse.

Ces moteurs sont classés en deux types: Inrunner (moteurs du rotor interne) et départs (moteurs de rotor externes). Dans Inrunner Motors, le stator est positionné à l'extérieur tandis que le rotor tourne à l'intérieur. À l'inverse, dans les moteurs de dépanneurs, le rotor tourne à l'extérieur du stator. Lorsque le courant est fourni aux bobines de stator, ils génèrent un électro-aimant avec des pôles nord et sud distincts. Lorsque la polarité de cet électro-aimant s'aligne sur celle de l'aimant permanent face, les pôles similaires se repoussent, provoquant la tournure du rotor. Cependant, si le courant reste constant dans cette configuration, le rotor tourne momentanément, puis s'arrête alors que les électromagets et les aimants permanents opposés s'alignent. Pour maintenir une rotation continue, le courant est fourni sous forme de signal triphasé, qui modifie régulièrement la polarité de l'électromagnéraire.

La vitesse de rotation du moteur correspond à la fréquence du signal triphasé. Par conséquent, pour atteindre une rotation plus rapide, on peut augmenter la fréquence du signal. Dans le contexte d'un véhicule télécommandé, accélérer le véhicule en augmentant efficacement l'accélérateur demande efficacement au contrôleur d'augmenter la fréquence de commutation.

Comment fonctionne le moteur CC sans balais?

UN Le moteur à courant continu sans balais , souvent appelé moteur synchrone à aimant permanent, est un moteur électrique connu pour sa grande efficacité, sa taille compacte, son faible bruit et sa longue durée de vie. Il trouve des applications approfondies dans la fabrication industrielle et les produits de consommation.

Le fonctionnement d'un moteur CC sans balais est basé sur l'interaction entre l'électricité et le magnétisme. Il comprend des composants tels que des aimants permanents, un rotor, un stator et un contrôleur de vitesse électronique. Les aimants permanents servent de source principale du champ magnétique dans le moteur, utilisant généralement des matériaux de terres rares. Lorsque le moteur est alimenté, ces aimants permanents créent un champ magnétique stable qui interagit avec le courant qui coule dans le moteur, générant un champ magnétique du rotor.

Le rotor d'un Le moteur CC sans balais  est le composant rotatif et est composé de plusieurs aimants permanents. Son champ magnétique interagit avec le champ magnétique du stator, le faisant tourner. Le stator, en revanche, est la partie stationnaire du moteur, composé de bobines de cuivre et de noyaux de fer. Lorsque le courant traverse les bobines de stator, il génère un champ magnétique variable. Selon la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique, ce champ magnétique influence le rotor, produisant un couple de rotation.

Le contrôleur de vitesse électronique (ESC) gère l'état opérationnel du moteur et régule sa vitesse en contrôlant le courant fourni au moteur. L'ESC ajuste divers paramètres, y compris la largeur d'impulsion, la tension et le courant, pour contrôler les performances du moteur.

Pendant le fonctionnement, le courant traverse à la fois le stator et le rotor, créant une force électromagnétique qui interagit avec le champ magnétique des aimants permanents. En conséquence, le moteur tourne conformément aux commandes du contrôleur de vitesse électronique, produisant des travaux mécaniques qui entraînent l'équipement ou les machines connectés.

En résumé, le Le moteur CC sans balais  fonctionne sur le principe des interactions électriques et magnétiques qui produisent un couple de rotation entre les aimants permanents rotatifs et les bobines de stator. Cette interaction entraîne la rotation du moteur et convertit l'énergie électrique en énergie mécanique, lui permettant d'effectuer un travail.

Contrôle du moteur CC sans balais

Pour activer un Moteur CC sans balais  pour tourner, il est essentiel de contrôler la direction et le moment du courant qui coulent à travers ses bobines. Le diagramme ci-dessous illustre le stator (bobines) et le rotor (aimants permanents) d'un moteur BLDC, qui comprend trois bobines étiquetées U, V et W, espacées à 120 °. Le fonctionnement du moteur est entraîné par la gestion des phases et des courants de ces bobines. Le courant circule séquentiellement par la phase U, puis la phase V, et enfin la phase W. La rotation est maintenue en changeant en continu le flux magnétique, ce qui fait que les aimants permanents suivent le champ magnétique rotatif généré par les bobines. Essentiellement, la énergie des bobines U, V et W doit être alternée constamment pour maintenir le flux magnétique résultant en mouvement, créant ainsi un champ magnétique rotatif qui attire continuellement les aimants du rotor.

Il existe actuellement trois méthodes de contrôle du moteur sans balais traditionnelles:

1. Contrôle des ondes trapézoïdales

Le contrôle des ondes trapézoïdales, communément appelé contrôle de 120 ° ou contrôle de commutation en 6 étapes, est l'une des méthodes les plus simples pour contrôler les moteurs DC sans balais (BLDC). Cette technique consiste à appliquer des courants d'onde carrés aux phases du moteur, qui sont synchronisées avec la courbe trapézoïdale Back-EMF du moteur BLDC pour obtenir une génération de couple optimale. Le contrôle de l'échelle BLDC est bien adapté à une variété de conceptions de systèmes de contrôle moteur dans de nombreuses applications, notamment des appareils électroménagers, des compresseurs de réfrigération, des souffleurs HVAC, des condenseurs, des disques industriels, des pompes et de la robotique.

La méthode de contrôle des ondes carrées offre plusieurs avantages, y compris un algorithme de contrôle simple et des coûts matériels faibles, permettant des vitesses de moteur plus élevées à l'aide d'un contrôleur de performance standard. Cependant, il présente également des inconvénients, tels que des fluctuations de couple importantes, un certain niveau de bruit de courant et une efficacité qui n'atteignent pas son potentiel maximum. Le contrôle des ondes trapézoïdales convient particulièrement aux applications où des performances de rotation élevées ne sont pas nécessaires. Cette méthode utilise un capteur de hall ou un algorithme d'estimation non inductif pour déterminer la position du rotor et exécute six commutations (une tous les 60 °) dans un cycle électrique à 360 ° en fonction de cette position. Chaque commutation génère de la force dans une direction spécifique, résultant en une précision de position efficace de 60 ° en termes électriques. Le nom 'Contrôle d'onde trapézoïdal ' vient du fait que la forme d'onde de courant de phase ressemble à une forme trapézoïdale.

2. Contrôle des ondes sinusoïdales

La méthode de contrôle de l'onde sinusoïdale utilise la modulation de largeur d'impulsion du vecteur d'espace (SVPWM) pour produire une tension d'onde sinusoïdale triphasée, le courant correspondant étant également une onde sinusoïdale. Contrairement au contrôle des vagues carrées, cette approche n'implique pas d'étapes de commutation discrètes; Au lieu de cela, il est traité comme si un nombre infini de commutations se produisent dans chaque cycle électrique.

De toute évidence, le contrôle de l'onde sinusoïdale offre des avantages par rapport au contrôle des ondes carrées, y compris des fluctuations de couple réduites et moins d'harmoniques actuelles, ce qui entraîne une expérience de contrôle plus raffinée. Cependant, il nécessite des performances légèrement plus avancées du contrôleur par rapport au contrôle des ondes carrées, et il n'atteint toujours pas une efficacité moteur maximale.

3. Contrôle axé sur le champ (FOC)

Le contrôle axé sur le champ (FOC), également appelé contrôle vectoriel (VC), est l'une des méthodes les plus efficaces pour gérer efficacement Motors CC sans balais  (BLDC) et moteurs synchrones aimant permanents (PMSM). Alors que le contrôle de l'onde sinusoïdale gère le vecteur de tension et contrôle indirectement l'amplitude du courant, il n'a pas la capacité de contrôler la direction du courant.

La méthode de contrôle FOC peut être considérée comme une version améliorée du contrôle des ondes sinusoïdales, car elle permet le contrôle du vecteur actuel, gérant efficacement le contrôle du vecteur du champ magnétique du stator du moteur. En contrôlant la direction du champ magnétique du stator, il garantit que les champs magnétiques du stator et du rotor restent à un angle de 90 ° en tout temps, ce qui maximise la sortie de couple pour un courant donné.

4. Contrôle sans capteur

Contrairement aux méthodes de contrôle du moteur conventionnelles qui reposent sur des capteurs, le contrôle sans capteur permet au moteur de fonctionner sans capteurs tels que des capteurs ou des encodeurs. Cette approche utilise les données de courant et de tension du moteur pour déterminer la position du rotor. La vitesse du moteur est ensuite calculée en fonction des modifications de la position du rotor, en utilisant ces informations pour réguler efficacement la vitesse du moteur.

Le principal avantage du contrôle sans capteur est qu'il élimine le besoin de capteurs, permettant un fonctionnement fiable dans des environnements difficiles. Il est également rentable, ne nécessitant que trois broches et occupant un minimum d'espace. De plus, l'absence de capteurs de hall améliore la durée de vie et la fiabilité du système, car il n'y a pas de composants qui peuvent être endommagés. Cependant, un inconvénient notable est qu'il ne fournit pas de démarrage en douceur. À basse vitesse ou lorsque le rotor est stationnaire, la force électromotive arrière est insuffisante, ce qui rend difficile la détection du point de croisement zéro.

DC Brossed vs Motors sans balais

Similitudes entre les moteurs DC Brossed et sans balais

Les moteurs à courant continu sans balais et les moteurs CC brossés partagent certaines caractéristiques et principes opérationnels communs:

Les moteurs CC sans balais et brossés ont une structure similaire, comprenant un stator et un rotor. Le stator produit un champ magnétique, tandis que le rotor génère un couple par son interaction avec ce champ magnétique, transformant efficacement l'énergie électrique en énergie mécanique.

Les deux Les moteurs à courant continu sans balais et les moteurs CC brossés nécessitent une alimentation CC pour fournir de l'énergie électrique, car leur opération repose sur le courant direct.

Les deux types de moteurs peuvent ajuster la vitesse et le couple en modifiant la tension ou le courant d'entrée, permettant la flexibilité et le contrôle dans divers scénarios d'application.

Différences entre les moteurs CC brossés et sans balais

Tandis que Les moteurs CC sans balais partagent certaines similitudes, ils présentent également des différences significatives en termes de performance et d'avantages. Les moteurs CC brossés utilisent des pinceaux pour communiquez la direction du moteur, permettant la rotation. En revanche, les moteurs sans balais utilisent le contrôle électronique pour remplacer le processus de commutation mécanique.

Type de moteur à courant continu sans balais

Type de moteur BLDC BESFOC

Il existe de nombreux types de moteur CC sans pinceau vendu par JkongMotor, et la compréhension des caractéristiques et des utilisations de différents types de moteurs pas à pas vous aidera à décider quel type vous convient le mieux.

1. Motor BLDC standard (rotor intérieur)

Besfoc fournit NEMA 17, 23, 24, 34, 42, 52 Frame et taille métrique 36 mm - 130 mm moteur CC standard sans balais. Les moteurs (rotor interne) comprennent une phase 12V / 24V / 36V / 48V / 72V / 110 V basse tension et 310 V moteurs électriques haute tension avec une plage de puissance de 10 W - 3500W et une plage de vitesse de 10 tr / min - 10000rpm. Les capteurs de hall intégrés peuvent être utilisés dans des applications qui nécessitent une position précise et une rétroaction de vitesse. Bien que les options standard offrent une excellente fiabilité et des performances élevées, la plupart de nos moteurs peuvent également être personnalisés pour fonctionner avec différentes tensions, pouvoirs, vitesses, etc. Le type / longueur d'arbre personnalisé et les brides de montage sont disponibles sur demande.

2. Moteur BLDC à engrenages

Un moteur à engrenage DC sans balais est un moteur avec une boîte de vitesses intégrée (y compris la boîte de vitesses, la boîte de vitesses à vis sans fin et la boîte de vitesses planétaires). Les engrenages sont connectés à l'arbre d'entraînement du moteur. Cette image montre comment la boîte de vitesses est accueillie dans le boîtier des moteurs.

Les boîtes de vitesses jouent un rôle crucial dans la réduction de la vitesse des moteurs CC sans balais tout en améliorant le couple de sortie. En règle générale, les moteurs CC sans balais fonctionnent efficacement à des vitesses allant de 2000 à 3000 tr / min. Par exemple, lorsqu'il est associé à une boîte de vitesses qui a un rapport de transmission de 20: 1, la vitesse du moteur peut être diminuée à environ 100 à 150 tr / min, entraînant une augmentation du couple de vingt fois.

De plus, l'intégration du moteur et de la boîte de vitesses dans un seul boîtier minimise les dimensions externes des moteurs CC sans balais à engrenages, optimisant l'utilisation de l'espace machine disponible.

3. Moteur BLDC rotor extérieur

Les progrès de la technologie récents conduisent au développement d'équipements et d'outils plus puissants sans fil. Une innovation notable dans les outils électriques est la conception de moteur sans balais de rotor externe.

Rotor extérieur Les moteurs CC sans balais , ou moteurs sans balais à alimentation externe, comportent une conception qui incorpore le rotor à l'extérieur, permettant un fonctionnement plus lisse. Ces moteurs peuvent obtenir un couple plus élevé que les conceptions de rotor internes de taille similaire. L'inertie accrue fournie par les moteurs de rotor externes les rend particulièrement bien adaptés aux applications qui nécessitent un bruit faible et des performances cohérentes à des vitesses plus faibles.

Dans un moteur de rotor extérieur, le rotor est positionné à l'extérieur, tandis que le stator est situé à l'intérieur du moteur.

Rotor externe Les moteurs à courant continu sans balais sont généralement plus courts que leurs homologues rotons intérieurs, offrant une solution rentable. Dans cette conception, les aimants permanents sont apposés sur un boîtier de rotor qui tourne autour d'un stator intérieur avec des enroulements. En raison de l'inertie plus élevée du rotor, les moteurs du rotor externe connaissent une ondulation de couple plus faible par rapport aux moteurs à rotor intérieur.

4. Moteur BLDC intégré

Les moteurs sans balais intégrés sont des produits mécatroniques avancés conçus pour une utilisation dans l'automatisation industrielle et les systèmes de contrôle. Ces moteurs sont équipés d'une puce spécialisée de conducteur de moteur à courant continu à haute performance, offrant de nombreux avantages, notamment une intégration élevée, une taille compacte, une protection complète, un câblage simple et une fiabilité améliorée. Cette série propose une gamme de moteurs intégrés avec des sorties de puissance de 100 à 400W. De plus, le pilote intégré utilise la technologie PWM de pointe, permettant au moteur sans balais de fonctionnement à haute vitesse avec des vibrations minimales, un faible bruit, une excellente stabilité et une forte fiabilité. Les moteurs intégrés présentent également une conception d'économie d'espace qui simplifie le câblage et réduit les coûts par rapport aux composants traditionnels de moteur et de conduite traditionnels.

Comment choisir le conducteur de moteur CC sans balais

1. Sélection d'un moteur sans balais approprié

Commencez par choisir un Moteur CC sans balais  en fonction de ses paramètres électriques. Il est essentiel de déterminer les spécifications clés telles que la plage de vitesse souhaitée, le couple, la tension nominale et le couple nominal avant de sélectionner le moteur sans balais approprié. En règle générale, la vitesse nominale pour les moteurs sans balais est d'environ 3000 tr / min, avec une vitesse de fonctionnement recommandée d'au moins 200 tr / min. Si un fonctionnement prolongé à des vitesses plus basses est nécessaire, envisagez d'utiliser une boîte de vitesses pour réduire la vitesse tout en augmentant le couple.

Ensuite, sélectionnez un Moteur CC sans balais  en fonction de ses dimensions mécaniques. Assurez-vous que les dimensions d'installation du moteur, les dimensions de l'arbre de sortie et la taille globale sont compatibles avec votre équipement. Nous proposons des options de personnalisation pour les moteurs sans balais de différentes tailles en fonction des exigences des clients.

2. Choisir le bon conducteur sans balais

Sélectionnez le conducteur approprié en fonction des paramètres électriques du moteur sans balais. Lors du choix d'un conducteur, confirmez que l'alimentation et la tension nominales du moteur se situent dans la plage autorisée du conducteur pour assurer la compatibilité. Notre gamme de conducteurs sans balais comprend des modèles basse tension (12 - 60 VDC) et des modèles à haute tension (110/220 VAC), adaptés aux moteurs sans balais sans balais à basse tension et à haute tension, respectivement. Il est important de ne pas mélanger ces deux types.

De plus, considérez les exigences de taille et de dissipation de la chaleur du conducteur pour vous assurer qu'elle fonctionne efficacement dans son environnement.

Avantages et inconvénients des moteurs DC sans balais

Avantages

Les moteurs CC sans balais (BLDC) offrent plusieurs avantages par rapport aux autres types de moteurs, notamment la taille compacte, la puissance de sortie élevée, les vibrations faibles, le bruit minimal et la durée de vie prolongée. Voici quelques avantages clés des moteurs BLDC:

1. Efficacité : les moteurs BLDC peuvent gérer en continu le couple maximal, contrairement aux moteurs brossés, qui n'atteignent le couple de pointe qu'à des points spécifiques pendant la rotation. Par conséquent, les moteurs BLDC plus petits peuvent générer une puissance significative sans avoir besoin d'aimants plus grands.

2. Contrôlabilité : Ces moteurs peuvent être contrôlés avec précision via des mécanismes de rétroaction, permettant un couple exact et une livraison de vitesse. Cette précision améliore l'efficacité énergétique, réduit la production de chaleur et prolonge la durée de vie de la batterie dans les applications à batterie.

3. Longévité et réduction du bruit : sans pinceau à s'use, les moteurs BLDC ont une durée de vie plus longue et produisent un bruit électrique inférieur. En revanche, les moteurs brossés créent des étincelles pendant le contact entre les pinceaux et le commutateur, entraînant un bruit électrique, ce qui rend les moteurs BLDC préférables dans les applications sensibles au bruit.

Les avantages supplémentaires comprennent:

• Efficacité et densité de puissance plus élevée par rapport aux moteurs d'induction (réduction d'environ 35% du volume et du poids pour la même sortie).

• Longue durée de vie et opération silencieuse en raison des roulements à billes de précision.

• Une large plage de vitesse et une sortie du moteur complet en raison d'une courbe de couple linéaire.

• Réduction des émissions d'interférence électrique.

• Interchangeabilité mécanique avec moteurs pas à pas, réduisant les coûts de construction et augmentation de la variété des composants.

Désavantage

Malgré leurs avantages, les moteurs sans balais ont des inconvénients. L'électronique sophistiquée requise pour les disques sans balais entraîne des coûts globaux plus élevés par rapport aux moteurs brossés.

La méthode de contrôle (FOC) axée sur le champ, qui permet un contrôle précis de la taille et de la direction du champ magnétique, fournit un couple stable, un bruit faible, une efficacité élevée et une réponse dynamique rapide. Cependant, il est livré avec des coûts matériels élevés, des exigences de performances strictes pour le contrôleur et la nécessité que les paramètres du moteur soient étroitement adaptés.

Un autre inconvénient est que les moteurs sans balais peuvent ressentir une gigue au démarrage en raison d'une réactance inductive, ce qui entraîne un fonctionnement moins fluide par rapport aux moteurs brossés.

En outre, Les moteurs CC sans balais nécessitent des connaissances et des équipements spécialisés pour l'entretien et la réparation, ce qui les rend moins accessibles aux utilisateurs moyens.

Utilisations et applications de moteurs CC sans balais

Les moteurs DC sans balais (BLDC) sont largement utilisés dans diverses industries, notamment l'automatisation industrielle, l'automobile, l'équipement médical et l'intelligence artificielle, en raison de leur longévité, de leur faible bruit et de leur couple élevé.

1. Automatisation industrielle

Dans l'automatisation industrielle, Les moteurs CC sans balais sont cruciaux pour les applications telles que les servomoteurs, les machines-outils CNC et la robotique. Ils servent d'actionneurs qui contrôlent les mouvements des robots industriels pour des tâches comme la peinture, l'assemblage de produits et le soudage. Ces applications exigent des moteurs de haute précision et à haute efficacité, que les moteurs BLDC sont bien équipés à fournir.

2. Véhicules électriques

Les moteurs CC sans balais sont une application significative dans les véhicules électriques, en particulier en tant que moteurs d'entraînement. Ils sont particulièrement cruciaux dans les remplacements fonctionnels qui exigent un contrôle précis et dans les zones où les composants sont fréquemment utilisés, nécessitant des performances durables. Après les systèmes de direction assistée, les moteurs du compresseur de climatisation représentent une application principale pour ces moteurs. De plus, les moteurs de traction pour les véhicules électriques (VE) présentent également une opportunité prometteuse pour les moteurs CC sans balais. Étant donné que ces systèmes fonctionnent sur une puissance de batterie limitée, il est essentiel que les moteurs soient à la fois efficaces et compacts pour s'adapter aux contraintes d'espace serrées.

Étant donné que les véhicules électriques nécessitent des moteurs efficaces, fiables et légers pour fournir de l'énergie, les moteurs CC sans balais, qui possèdent ces qualités, sont largement utilisés dans leurs systèmes d'entraînement.

3. Aerospace et drones

Dans le secteur aérospatial, Les moteurs CC sans balais sont parmi les moteurs électriques les plus utilisés en raison de leurs performances exceptionnelles, ce qui est crucial dans ces applications. La technologie aérospatiale moderne repose sur des moteurs CC sans balais puissants et efficaces pour divers systèmes auxiliaires dans les avions. Ces moteurs sont utilisés pour contrôler les surfaces de vol et les systèmes d'alimentation dans la cabine, tels que les pompes à carburant, les pompes à pression d'air, les systèmes d'alimentation, les générateurs et les équipements de distribution électrique. Les performances exceptionnelles et la grande efficacité des moteurs CC sans balais dans ces rôles contribuent au contrôle précis des surfaces de vol, assurant la stabilité et la sécurité des avions.

Dans la technologie des drones, Les moteurs CC sans balais sont utilisés pour contrôler divers systèmes, y compris les systèmes d'interférence, les systèmes de communication et les caméras. Ces moteurs répondent efficacement aux défis d'une charge élevée et d'une réponse rapide, offrant une puissance de sortie élevée et une réactivité rapide pour assurer la fiabilité et les performances des drones.

4. Équipement médical

Les moteurs DC sans balais sont également largement utilisés dans des équipements médicaux, y compris des appareils comme les cœurs artificiels et les pompes sanguines. Ces applications nécessitent des moteurs de haute précision, fiables et légers, qui sont tous des caractéristiques que les moteurs CC sans balais peuvent fournir.

En tant que moteur très efficace, à faible bruit et durable, Les moteurs CC sans balais sont largement utilisés dans le secteur des équipements médicaux. Leur intégration dans des dispositifs tels que les aspirateurs médicaux, les pompes à perfusion et les lits chirurgicaux a amélioré la stabilité, la précision et la fiabilité de ces machines, contribuant considérablement aux progrès de la technologie médicale.

5. maison intelligente

Dans Smart Home Systems, Les moteurs DC sans balais sont utilisés dans divers appareils, notamment des ventilateurs en circulation, des humidificateurs, des déshumidificateurs, des rafraîchisseurs d'air, des ventilateurs de chauffage et de refroidissement, des sèche-mains, des écluses intelligentes et des portes et fenêtres électriques. Le passage des moteurs à induction aux moteurs DC sans balais et à leurs contrôleurs correspondants dans les appareils électroménagers satisfait mieux aux demandes d'efficacité énergétique, de durabilité environnementale, d'intelligence avancée, de faible bruit et de confort de l'utilisateur.

Les moteurs CC sans balais sont utilisés depuis longtemps dans l'électronique grand public, y compris les machines à laver, les systèmes de climatisation et les aspirateurs. Plus récemment, ils ont trouvé des applications dans les ventilateurs, où leur grande efficacité a considérablement réduit la consommation d'électricité.

En résumé, les utilisations pratiques de Les moteurs DC sans balais sont répandus dans la vie quotidienne. Les moteurs CC sans balais (BLDC) sont efficaces, durables et polyvalents, desservant un large éventail d'applications dans différentes industries. Leur conception, différents types et applications les positionnent comme des composants essentiels dans la technologie et l'automatisation contemporaines.