Što je DC motor bez četkice?

A DC motori bez četkica (BLDC motor: motor izravne struje bez četkice) je trofazni motor čija rotacija pokreće sile privlačnosti i odbijanja između trajnih magneta i elektromagneta. To je sinkroni motor koji koristi snagu izravne struje (DC). Ova vrsta motora često se naziva 'DC motor bez četkice ', jer u mnogim primjenama koristi četke umjesto istosmjernog motora (četkani istosmjerni motor ili motor za komutator). DC motor bez četkice u osnovi je trajni sinkroni motor magneta koji koristi DC ulaz napajanja i koristi pretvarač za pretvaranje u trofazno izmjenično napajanje s povratnim informacijama.

A DC motor bez četkice  (BLDC) djeluje pomoću Hall Effect -a, a sastoji se od nekoliko komponenti ključeva: rotora, statora, stalnog magneta i kontrolera pogonskog motora. Rotor sadrži više čeličnih jezgara i namota pričvršćenih na osovinu rotora. Dok se rotor vrti, regulator koristi strujni senzor za određivanje njegovog položaja, omogućujući mu da podešava smjer i čvrstoću struje koja teče kroz namote statora. Ovaj postupak učinkovito stvara zakretni moment.

U kombinaciji s elektroničkim kontrolerom pogona koji upravlja operacijama bez četkica i pretvara isporučenu istosmjernu snagu u izmjeničnu snagu, BLDC motori mogu pružiti performanse slične onima u četkanim DC motorima, ali bez ograničenja četkica, koje se s vremenom istroše. Zbog toga se BLDC motori često nazivaju elektroničkim motorima (EC), razlikujući ih od tradicionalnih motora koji se oslanjaju na mehaničku komutaciju četkicama.

Uobičajeni tip motora

Motori se mogu kategorizirati na temelju njihovog napajanja (bilo AC ili DC) i mehanizma koji koriste za stvaranje rotacije. U nastavku pružamo kratak pregled karakteristika i primjena svake vrste.

Uobičajeni tip motora
DC motor	Četkani istosmjerni motor
	DC bez četkica
	Motor za stepenice
Motor izmjenične struje	Indukcijski motor
	Sinkroni motor

Što je četkani DC motor? Sveobuhvatni vodič

Četkani DC motori dugo su bili glavna u svijetu elektrotehnike. Poznati po svojoj jednostavnosti, pouzdanosti i isplativosti, ovi se motori široko koriste u brojnim aplikacijama u rasponu od kućanskih aparata do industrijskih strojeva. U ovom ćemo članku pružiti detaljan pregled brušenih DC motora , istražujući njihov rad, komponente, prednosti, nedostatke i uobičajene uporabe, kao i usporedbu s njihovim kolegama bez četkica.

Razumijevanje osnova četkanih DC motora

Četkani istosmjerni motor je vrsta električnog motora izravne struje (DC) koji se oslanja na mehaničke četkice kako bi isporučili struju na namoti motora. Osnovni princip koji stoji iza rada motora uključuje interakciju magnetskog polja i električne struje , stvarajući rotacijsku silu poznatu kao okretni moment.

Kako djeluju četkani DC motori?

U brušenom istosmjernoj motoru električna struja prolazi kroz skup namota (ili armature) smještenih na rotoru. Dok struja teče kroz namote, ona djeluje s magnetskim poljem proizvedenim trajnim magnetima ili poljskim zavojnicama . Ova interakcija stvara silu koja uzrokuje da se armatura okreće.

Commutator . je ključna komponenta u brušenom istosmjernom motoru To je okretni prekidač koji preokreće smjer struje struje kroz namote armature dok se motor okreće. To osigurava da se armatura i dalje okreće u istom smjeru, pružajući dosljedno kretanje.

Ključne komponente četkanog istosmjernog motora

1. Armatura (rotor) : rotirajući dio motora koji sadrži namote i komunicira s magnetskim poljem.

2. Commutator : Mehanički prekidač koji osigurava da se struja protoka preokreće u namotima dok se motor okreće.

3. Četkice : četke ugljika ili grafita koje održavaju električni kontakt s komutatorom, omogućujući struji da teče u armaturu.

4. Stator : Stacionarni dio motora, koji se obično sastoji od trajnih magneta ili elektromagneta koji stvaraju magnetsko polje.

5. Osovina : središnja šipka spojena na armaturu koja prenosi rotacijsku silu na opterećenje.

Četkani DC motori ostaju ključna tehnologija u mnogim industrijama zbog svoje jednostavnosti, pouzdanosti i isplativosti. Iako imaju ograničenja, poput trošenja četkica i smanjene učinkovitosti pri velikim brzinama, njihove prednosti - poput visokog početnog okretnog momenta i lakoće kontrole - otkrivaju njihovu kontinuiranu relevantnost u raznim primjenama. Bilo da u kućanskim aparatima , električni alati ili mala robotika , brušeni DC motori nude dokazano rješenje za zadatke koji zahtijevaju umjerenu snagu i preciznu kontrolu.

Što je stepper motor? Kompletni vodič

Konačni motori su vrsta istosmjernog motora poznatog po svojoj sposobnosti da se kreću u preciznim koracima ili koracima, što ih čini idealnim za aplikacije koje zahtijevaju kontrolirano kretanje. Za razliku od konvencionalnih motora, koji se neprekidno okreću kada se napaja, koračni motor dijeli potpunu rotaciju u više diskretnih koraka, od kojih je svaki precizan dio potpune rotacije. Ova sposobnost čini ih vrijednim za širok raspon aplikacija u industrijama poput robotike, 3D ispisa , automatizacije i još mnogo toga.

U ovom ćemo članku istražiti osnove stepper motora , njihovih načela rada, vrsta, prednosti, nedostataka, aplikacija i načina na koji se uspoređuju s drugim motoričkim tehnologijama.

Kako djeluje stepper motor?

Stepper motor djeluje na principu elektromagnetizma. Ima rotor (pokretni dio) i stator (stacionarni dio), slično drugim vrstama električnih motora. Međutim, ono što razdvaja koračni motor je kako stator energizira svoje zavojnice kako bi se rotor okrenuo u diskretnim koracima.

Osnovni princip rada

Kad struja teče kroz statorske zavojnice, stvara magnetsko polje koje komunicira s rotorom, uzrokujući da se okreće. Rotor je obično izrađen od trajnog magneta ili magnetskog materijala, a kreće se u malim koracima (koraci) jer se struja kroz svaku zavojnicu uključila i isključuje u određenom nizu.

Svaki korak odgovara maloj rotaciji, obično se kreće od 0,9 ° do 1,8 ° po koraku , iako su mogući drugi kutovi koraka. Energiranjem različitih zavojnica u preciznom redoslijedu, motor je u stanju postići fino, kontrolirano kretanje.

Kutovi koraka i preciznost

Rezolucija koračnog motora definirana je kutom koraka . Na primjer, koračni motor s kutom koraka od 1,8 ° dovršit će jednu potpunu rotaciju (360 °) u 200 koraka. Manji kutovi koraka, poput 0,9 ° , omogućuju još finiju kontrolu, s 400 koraka za dovršavanje potpune rotacije. Što je manji kut koraka, veća je preciznost kretanja motora.

Vrste stepper motora

STEPPER MOTORI dolaze u nekoliko sorti, a svaka je dizajnirana da odgovaraju određenim aplikacijama. Glavne vrste su:

1. Stalni magnet (PM stepper)

Trajni magnetni stepper motor koristi stalni rotor magneta i djeluje na način sličan istosmjernom motoru . Magnetsko polje rotora privlači magnetsko polje statora, a rotor korača da se uskladi sa svakim energiziranim zavojnicama.

• Prednosti : jednostavan dizajn, niski troškovi i umjereni moment pri malim brzinama.

• Prijave : Osnovni zadaci pozicioniranja poput pisača ili skenera.

2.

U koračnom motoru s promjenjivom nevoljkošću rotor je izrađen od meke željezne jezgre, a rotor nema trajne magnete. Rotor se pomiče kako bi se umanjila nevoljkost (otpor) na magnetski tok. Kako se struja u zavojnicama prebacuje, rotor se kreće prema najviše magnetskog područja, korak po korak.

• Prednosti : učinkovitije pri većim brzinama u usporedbi s PM stepper motorima.

• Primjene : Industrijske primjene koje zahtijevaju veću brzinu i učinkovitost.

3. Hibridni stepper motor

Hibridni stepper motor kombinira značajke i trajnih magneta i varijabilne motore nevoljkosti. Ima rotor koji je izrađen od trajnih magneta, ali sadrži i elemente mekih željeza koji poboljšavaju performanse i pružaju bolji izlaz zakretnog momenta. Hibridni motori nude najbolje od oba svijeta: visoki moment i precizna kontrola.

• Prednosti : veća učinkovitost, više momenta i bolje performanse od PM ili VR tipova.

• Aplikacije : robotika, CNC strojevi, 3D pisači i sustavi za automatizaciju.

Konačni motori su ključne komponente u sustavima koji zahtijevaju točno pozicioniranje, kontrolu brzine i zakretni moment pri malim brzinama. Sa svojom sposobnošću da se kreću u preciznim koracima, izvrsno se snalaze u aplikacijama poput 3D ispisa , robotike , CNC strojeva i još mnogo toga. Iako imaju određena ograničenja, poput smanjene učinkovitosti pri većim brzinama i vibracijama pri malim brzinama, njihova pouzdanost, preciznost i jednostavnost kontrole čine ih neophodnim u brojnim industrijama.

Ako razmišljate o stepper motoru za svoj sljedeći projekt, važno je procijeniti svoje potrebe i specifične prednosti i nedostatke kako biste utvrdili je li stepper motor pravi izbor za vašu aplikaciju.

Što je indukcijski motor? Sveobuhvatan pregled

Indukcijski motor je vrsta električnog motora koji djeluje na temelju principa elektromagnetske indukcije. Jedan je od najčešće korištenih motora u industrijskim i komercijalnim primjenama zbog svoje jednostavnosti, izdržljivosti i isplativosti. U ovom ćemo članku zaroniti u radni princip indukcijskih motora, njihovih vrsta, prednosti, nedostataka i uobičajenih primjena, kao i usporedbu s drugim vrstama motora.

Kako funkcionira indukcijski motor?

Indukcijski motor djeluje na principu elektromagnetske indukcije , koji je otkrio Michael Faraday. U osnovi, kada se vodič postavi unutar magnetskog polja koji se mijenja, u vodiču se inducira električna struja. Ovo je temeljno načelo koje stoji iza rada svih indukcijskih motora.

Ključne komponente indukcijskog motora

Indukcijski motor obično se sastoji od dva glavna dijela:

1. Stator : Stacionarni dio motora, obično izrađen od laminiranog čelika, koji sadrže zavojnice koje su energizirane izmjeničnom strujom (AC) . Stator generira rotirajuće magnetsko polje kada se izmjenična struja prolazi kroz zavojnice.

2. Rotor : rotirajući dio motora, postavljen unutar statora, koji može biti rotor kaveza vjeverica (najčešći) ili rotor rane. Rotor se inducira da se okreće magnetskom poljem proizvedenom od strane statora.

Osnovni princip rada

• Kad se izmjenična snaga isporuči statoru, stvara rotirajuće magnetsko polje.

• Ovo rotirajuće magnetsko polje inducira električnu struju u rotoru zbog elektromagnetske indukcije.

• Inducirana struja u rotoru stvara vlastito magnetsko polje, koje komunicira s magnetskim poljem statora.

• Kao rezultat ove interakcije, rotor se počinje okretati, stvarajući mehanički izlaz. Rotor mora uvijek 'Chase ' rotirajuće magnetsko polje proizvedeno od strane statora, zbog čega se naziva indukcijski motor - jer je struja u rotoru 'inducirana ' magnetskim poljem, a ne izravno isporučeno.

Klizanje u indukcijskim motorima

Jedinstvena značajka indukcijskih motora je da rotor zapravo nikada ne dosegne istu brzinu kao i magnetsko polje u statoru. Razlika između brzine magnetskog polja statora i stvarne brzine rotora poznata je kao klizanje . Klizanje je potrebno za induciranje struje u rotoru, što je ono što stvara zakretni moment.

Vrste indukcijskih motora

Indukcijski motori dolaze u dvije glavne vrste:

1. Motor za indukciju kaveza za vjeverice

Ovo je najčešće korištena vrsta indukcijskog motora. Rotor se sastoji od laminiranog čelika s provodnim šipkama raspoređenim u zatvorenoj petlji. Rotor nalikuje kavezu vjeverica , a zbog ove konstrukcije je jednostavan, robustan i pouzdan.

• Prednosti :

• Visoka pouzdanost i trajnost.

• Niski troškovi i održavanje.

• Jednostavna konstrukcija.

• Aplikacije : Koristi se u većini industrijskih i komercijalnih aplikacija, uključujući pumpi , obožavatelja , kompresore i transportera.

2. Motor za indukciju rotora rana

U ovoj se vrsti rotor sastoji od namota (umjesto šipki kratkog spoja) i spojen je na vanjski otpor. To omogućava veću kontrolu nad brzinom i okretnim momentom motora, što ga čini korisnim u određenim specifičnim aplikacijama.

• Prednosti :

• Omogućuje dodavanje vanjskog otpora za kontrolu brzine i okretnog momenta.

• Bolje pokretanje okretnog momenta.

• Aplikacije : Koristi se u aplikacijama koje zahtijevaju visoki početni okretni moment ili gdje je potrebna varijabilna kontrola brzine, poput i , dizala dizalica velikih strojeva.

Što je sinkroni motor? Detaljan pregled

Sinkroni motor je vrsta izmjeničnog motora koji djeluje konstantnom brzinom, nazvanom sinkronom brzinom, bez obzira na opterećenje na motoru. To znači da se rotor motora rotira istom brzinom kao i rotirajuće magnetsko polje koje proizvodi stator. Za razliku od drugih motora, poput indukcijskih motora, sinkroni motor zahtijeva da se pokrene vanjski mehanizam, ali može održavati sinkronu brzinu nakon što trči.

U ovom ćemo članku istražiti princip rada sinkronih motora, njihovih vrsta, prednosti, nedostataka, aplikacija i načina na koji se razlikuju od ostalih vrsta motora poput indukcijskih motora.

Kako djeluje sinkroni motor?

Osnovni rad sinkronog motora uključuje interakciju između rotirajućeg magnetskog polja koje proizvodi stator i magnetsko polje koje je stvorio rotor. Rotor, za razliku od indukcijskih motora, obično je opremljen trajnim magnetima ili elektromagnetima napajanim izravnom strujom (DC).

Ključne komponente sinkronog motora

Tipični sinkroni motor sastoji se od dvije primarne komponente:

1. Stator : Stacionarni dio motora, koji se obično sastoji od namota koji se pokreću izmjeničnim napajanjem . Stator stvara rotirajuće magnetsko polje kada struja izmjenične struje teče kroz namote.

2. Rotor : rotirajući dio motora, koji može biti ili trajni magnet ili elektromagnetski rotor napajani DC napajanjem . Magnetsko polje rotora zaključava se s rotirajućim magnetskim poljem statora, uzrokujući da se rotor okrene sinkronom brzinom.

Osnovni princip rada

1. Kad se izmjenična snaga nanese na namote statora, rotirajuće magnetsko polje . stvara se

2. Rotor se, sa svojim magnetskim poljem, zaključava u ovo rotirajuće magnetsko polje, što znači da rotor slijedi magnetsko polje statora.

3. Kako magnetska polja djeluju, rotor se sinkronizira s rotirajućim poljem statora, a oba se okreću istom brzinom. Zbog toga se naziva sinkroni motor - rotor radi sinkronizirano s frekvencijom napajanja izmjenične struje.

Budući da brzina rotora odgovara magnetskom polje statora, sinkroni motori djeluju fiksnom brzinom određenom frekvencijom napajanja izmjeničnog struje i brojem stupova u motoru.

Vrste sinkronih motora

Sinkroni motori dolaze u nekoliko različitih konfiguracija, ovisno o dizajnu rotora i aplikaciji.

1. Sinkroni motor stalnog magneta (PMSM)

U stalnom sinkronom motoru magneta , rotor je opremljen trajnim magnetima, koji magnetsko polje pružaju sinkronizaciju s rotirajućim magnetskim poljem statora.

• Prednosti : visoka učinkovitost, kompaktni dizajn i visoka gustoća zakretnog momenta.

• Aplikacije : Koristi se u aplikacijama gdje je potrebna precizna kontrola brzine, poput električnih vozila i strojeva s visokom preciznom.

2. Sinkroni motor rotora rane

Sinkroni motor rotora rane koristi rotor koji je namotan bakrenim namotom, koji je energičan opskrbom istosmjerom kroz klizne prstenove. Namoti rotora proizvode magnetsko polje potrebno za sinkronizaciju sa statorom.

• Prednosti : robusniji od trajnih motora magneta i sposobni su izdržati više razine snage.

• Aplikacije : Koristi se u velikim industrijskim sustavima u kojima su potrebni velika energija i okretni moment, poput generatora i elektrana.

3. Sinkroni motor histereze

Sinkroni motor histereze koristi rotor s magnetskim materijalima koji pokazuju histerezu (zaostajanje između magnetizacije i primijenjenog polja). Ova vrsta motora poznata je po glatkom i mirnom radu.

• Prednosti : Izuzetno niska vibracija i buka.

• Aplikacije : uobičajene u satovima , za sinkronizaciju uređaja i ostalim aplikacijama s niskim udjelom u kojima je potreban gladak rad.

Sinhroni motori su moćni, učinkoviti i precizni strojevi koji nude konzistentne performanse u aplikacijama koje zahtijevaju korekciju stalne brzine i faktora snage . Posebno su korisni u velikim industrijskim sustavima, proizvodnji energije i aplikacijama gdje je precizna sinkronizacija presudna. Međutim, njihova složenost, veći početni trošak i potreba za vanjskim mehanizmima pokretanja čine ih manje prikladnim za određene primjene u usporedbi s drugim vrstama motora poput indukcijskih motora.

DC motorički mehanizam bez četkice

DC motori bez četkica rade koristeći dvije glavne komponente: rotor koji sadrži stalne magnete i stator opremljen bakrenim zavojnicama koji postaju elektromagneti kada struja teče kroz njih.

Ovi su motori klasificirani u dvije vrste: InRunner (unutarnji motori rotora) i Outronner (motori vanjskih rotora). U motorima Inrunner stator je postavljen izvana, dok se rotor okreće unutra. Suprotno tome, u Outronner motorima rotor se vrti izvan statora. Kad se struja isporuči u zavojnice statora, oni generiraju elektromagnet s izrazitim sjevernim i južnim polovima. Kad se polaritet ovog elektromagneta usklađuje s onom stalnog magneta okrenutih, slični stupovi se odbijaju, uzrokujući da se rotor vrti. Međutim, ako struja ostane konstantna u ovoj konfiguraciji, rotor će se trenutačno okretati, a zatim zaustaviti kako se suprotstavljeni elektromagneti i trajni magneti poravnavaju. Za održavanje kontinuirane rotacije, struja se isporučuje kao trofazni signal, koji redovito mijenja polaritet elektromagneta.

Brzina rotacije motora odgovara frekvenciji trofaznog signala. Stoga, za postizanje brže rotacije, može se povećati frekvencija signala. U kontekstu vozila na daljinsko upravljanje, ubrzavanje vozila povećanjem gasa učinkovito upućuje kontroler da podigne frekvenciju prebacivanja.

Kako djeluje bez četkice, istosmjerni motor?

A DC motor bez četkice , koji se često naziva stalnim sinkronim motorom magneta, električni je motor poznat po visokoj učinkovitosti, kompaktnoj veličini, niskom buku i dugom životnog vijeka. Pronalazi opsežne primjene i u industrijskoj proizvodnji i potrošačkim proizvodima.

Rad istosmjernog motora bez četkica temelji se na međusobnom interakciji između električne energije i magnetizma. Sadrži komponente kao što su trajni magneti, rotor, stator i elektronički regulator brzine. Stalni magneti služe kao primarni izvor magnetskog polja u motoru, obično koristeći materijale rijetke zemlje. Kad se motor napaja, ovi trajni magneti stvaraju stabilno magnetsko polje koje djeluje s strujom koja teče unutar motora, stvarajući magnetsko polje rotora.

Rotor a DC motor bez četkice  je rotirajuća komponenta i sastoji se od nekoliko stalnih magneta. Njegovo magnetsko polje djeluje s magnetskim poljem statora, uzrokujući da se vrti. S druge strane, stator je stacionarni dio motora, koji se sastoji od bakrenih zavojnica i željeznih jezgara. Kad struja teče kroz zavojnice statora, stvara različito magnetsko polje. Prema Faradayjevom zakonu elektromagnetske indukcije, ovo magnetsko polje utječe na rotor, stvarajući rotacijski zakretni moment.

Elektronički regulator brzine (ESC) upravlja operativnim stanjem motora i regulira njegovu brzinu kontrolirajući struju koja se isporučuje u motor. ESC prilagođava različite parametre, uključujući širinu impulsa, napon i struju, za kontrolu performansi motora.

Tijekom rada, struja teče kroz stator i rotor, stvarajući elektromagnetsku silu koja djeluje s magnetskim poljem trajnih magneta. Kao rezultat toga, motor se okreće u skladu s naredbama elektroničkog regulatora brzine, stvarajući mehanički rad koji pokreće povezanu opremu ili strojeve.

Ukratko, DC motor bez četkice  djeluje na principu električnih i magnetskih interakcija koje proizvode rotacijski zakretni moment između rotirajućih stalnih magneta i zavojnica statora. Ova interakcija pokreće rotaciju motora i pretvara električnu energiju u mehaničku energiju, omogućujući joj da obavlja rad.

Kontroliranje istosmjernog motora bez četkice

Omogućiti a DC motor bez četkica  za okretanje, ključno je kontrolirati smjer i vrijeme struje koja teče kroz njegove zavojnice. Donji dijagram prikazuje stator (zavojnice) i rotor (stalni magneti) BLDC motora, koji sadrži tri zavojnice s oznakom U, V i W, razmaknute 120 °. Rad motora pokreće se upravljanjem fazama i strujama u tim zavojnicama. Struja se uzastopno teče kroz fazu U, zatim fazu V, a na kraju faza W. Rotacija se održava kontinuiranim mijenjanjem magnetskog toka, što uzrokuje da trajni magneti prate rotirajuće magnetsko polje koje generira zavojnice. U osnovi, energizacija zavojnica U, V i W mora se neprestano izmjenjivati ​​kako bi se rezultirajući magnetski tok držao u pokretu, stvarajući tako rotirajuće magnetsko polje koje neprestano privlači magnete rotora.

Trenutno postoje tri glavne metode upravljanja motorom bez četkica:

1. kontrola trapezoidnog vala

Kontrola trapezoidnog vala, koja se obično naziva kontrola 120 ° ili kontrola komutacije u 6 koraka, jedna je od najjednostavnijih metoda za kontrolu motora DC (BLDC) bez četkica. Ova tehnika uključuje primjenu struje kvadratnih valova na motoričke faze, koje su sinkronizirane s trapezoidnom krivuljom povratnog EMF-a BLDC motora kako bi se postiglo optimalno stvaranje zakretnog momenta. BLDC ljestve za kontrolu je prikladan za različite dizajne sustava motoričkog upravljanja u brojnim aplikacijama, uključujući kućanske uređaje, hladnjake kompresore, HVAC puhare, kondenzatore, industrijske pogone, crpke i robotiku.

Metoda upravljanja kvadratnim valovima nudi nekoliko prednosti, uključujući izravni algoritam upravljanja i niske troškove hardvera, omogućujući veće brzine motora pomoću standardnog kontrolera performansi. Međutim, također ima nedostatke, poput značajnih fluktuacija zakretnog momenta, neke razine trenutne buke i učinkovitosti koji ne dosežu njegov maksimalni potencijal. Kontrola trapezoidnog vala posebno je prikladna za primjene gdje nisu potrebne visoke rotacijske performanse. Ova metoda koristi Hall senzor ili algoritam neinduktivne procjene kako bi odredio položaj rotora i izvršio šest komutacije (jedna svakih 60 °) unutar električnog ciklusa od 360 ° na temelju tog položaja. Svaka komutacija stvara silu u određenom smjeru, što rezultira učinkovitom pozicijskom točnošću od 60 ° u električnom smislu. Name 'Trapezoidalna kontrola vala ' proizlazi iz činjenice da valni oblik fazne struje nalikuje trapezoidnom obliku.

2. Sinusna kontrola vala

Metoda kontrole sinusnog vala koristi modulaciju širine impulsa vektora vektora (SVPWM) za proizvodnju trofaznog napona sinusnog vala, pri čemu je odgovarajuća struja također sinusni val. Za razliku od kontrole kvadratnih valova, ovaj pristup ne uključuje diskretne korake komutacije; Umjesto toga, tretira se kao da se unutar svakog električnog ciklusa događa beskonačni broj komutacije.

Jasno je da kontrola sinusnog vala nudi prednosti u odnosu na kontrolu kvadratnih valova, uključujući smanjene fluktuacije zakretnog momenta i manje trenutnih harmonika, što rezultira rafiniranijim kontrolnim iskustvom. Međutim, zahtijeva malo naprednije performanse s regulatora u usporedbi s kontrolom kvadratnih valova, a još uvijek ne postiže maksimalnu motoričku učinkovitost.

3. Kontrola orijentirana na polje (FOC)

Kontrola orijentirana na teren (FOC), koja se također naziva i vektorska kontrola (VC), jedna je od najučinkovitijih metoda za učinkovito upravljanje DC motori bez četkica  (BLDC) i stalni sinkroni motori magneta (PMSM). Dok kontrola sinusnog vala upravlja vektorom napona i neizravno kontrolira veličinu struje, on nema mogućnost upravljanja smjerom struje.

Metoda kontrole FOC može se promatrati kao poboljšana verzija kontrole sinusnog vala, jer omogućava kontrolu trenutnog vektora, učinkovito upravljajući vektorskom kontrolom magnetskog polja statora motora. Kontroliranjem smjera magnetskog polja statora osigurava da magnetska polja statora i rotora ostanu pod kutom od 90 ° u svakom trenutku, što maksimizira izlaz zakretnog momenta za određenu struju.

4. Kontrola bez senzora

Za razliku od konvencionalnih metoda upravljanja motorom koje se oslanjaju na senzore, kontrola bez senzora omogućuje motoru da radi bez senzora poput Hall senzora ili kodera. Ovaj pristup koristi podatke struje i napona motora kako bi utvrdio položaj rotora. Brzina motora zatim se izračunava na temelju promjena položaja rotora, koristeći ove informacije za učinkovito reguliranje brzine motora.

Primarna prednost kontrole bez senzora je u tome što eliminira potrebu za senzorima, omogućujući pouzdano djelovanje u izazovnim okruženjima. Također je isplativo, zahtijeva samo tri igle i zauzima minimalan prostor. Uz to, odsutnost Hall senzora povećava životni vijek i pouzdanost sustava, jer ne postoje komponente koje se mogu oštetiti. Međutim, značajna je nedostatka što ne pruža glatko pokretanje. Pri malim brzinama ili kada je rotor nepomičan, stražnja elektromotivna sila nije dovoljna, što otežava otkrivanje točke nula-križanja.

DC Brushed vs. Motors bez četkica

Sličnosti između četkica i motora bez četkica

DC motori bez četkica i četkani DC motori dijele određene zajedničke karakteristike i operativne principe:

I DC motori bez četkica imaju sličnu strukturu, a sastoji se od statora i rotora. Stator proizvodi magnetsko polje, dok rotor stvara moment kroz interakciju s ovim magnetskim poljem, učinkovito pretvarajući električnu energiju u mehaničku energiju.

Oba DC motori bez četkica i četkani istosmjerni motori zahtijevaju opskrbu DC -om kako bi se osigurala električna energija, jer se njihov rad oslanja na izravnu struju.

Obje vrste motora mogu prilagoditi brzinu i okretni moment mijenjanjem ulaza ili struje, omogućujući fleksibilnost i kontrolu u različitim scenarijima aplikacije.

Razlike između četkanih i bez četkica DC motora

Dok je četkana i DC motori bez četkica dijele određene sličnosti, oni također pokazuju značajne razlike u pogledu performansi i prednosti. Četkani istosmjerni motori koriste četkice za zajedništvo smjera motora, omogućujući rotaciju. Suprotno tome, motori bez četkica koriste elektroničku kontrolu kako bi zamijenili mehanički proces komutacije.

Istosmjerni motor bez četkice

Besfoc bldc tip motora

Postoje mnoge vrste DC motora bez četkice koje prodaje Jkongmotor, a razumijevanje karakteristika i upotrebe različitih vrsta stepper motora pomoći će vam da odlučite koja je vrsta najbolja za vas.

1. Standardni BLDC motor (unutarnji rotor)

Besfoc isporučuje NEMA 17, 23, 24, 34, 42, 52 Okvir i metrička veličina 36 mm - 130 mm Standardni istosmjerni motor bez četkice. Motori (unutarnji rotor) uključuju 3 -fazni 12V/24V/36V/48V/72V/110V niski napon i 310V visokonaponski električni motori s rasponom snage od 10W - 3500W i raspon brzine od 10 mirpm - 10000rpm. Integrirani senzori Hall -a mogu se koristiti u aplikacijama koje zahtijevaju precizan položaj i povratne informacije o brzini. Iako standardne opcije nude izvrsnu pouzdanost i visoke performanse, većina naših motora može se prilagoditi i za rad s različitim naponima, moćima, brzinama itd. Prilagođena vrsta/duljina osovine i prirubnice za ugradnju dostupni su na zahtjev.

2. Usmjereni BLDC motor

Motor s istosmjernim mjenjačem bez četkice je motor s ugrađenim mjenjačem (uključujući Spur mjenjač, ​​mjenjač s crvima i planetarni mjenjač). Zupčanici su spojeni na pogonsku osovinu motora. Ova slika pokazuje kako se mjenjač nalazi u kućištu motora.

Prijelazi igraju ključnu ulogu u snižavanju brzine DC motora bez četkica, istovremeno poboljšavajući izlazni okretni moment. Obično, istosmjerni motori bez četkica djeluju učinkovito brzinom od 2000 do 3000 o / min. Na primjer, kada je uparen s mjenjačem koji ima omjer prijenosa od 20: 1, brzina motora može se smanjiti na oko 100 do 150 o / min, što rezultira dvadeset i povećanjem okretnog momenta.

Uz to, integriranje motora i mjenjača unutar jednog kućišta minimizira vanjske dimenzije usmjerenih istosmjernih motora bez četkica, optimizirajući uporabu raspoloživog prostora stroja.

3. Vanjski rotor BLDC motor

Nedavni napredak u tehnologiji dovodi do razvoja moćnijeg bežičnijeg vanjske energetske opreme i alata. Značajna inovacija u električnim alatima je vanjski dizajn motora bez četkice.

Vanjski rotor DC motori bez četkica ili motori bez četkica sa vanjskim pogonom imaju dizajn koji sadrže rotor s vanjske strane, omogućujući glatki rad. Ovi motori mogu postići veći okretni moment od unutarnjih dizajna rotora slične veličine. Povećana inercija koju pružaju vanjski motori rotora čini ih posebno prikladnim za aplikacije koje zahtijevaju nisku buku i konzistentne performanse pri manjim brzinama.

U motoru vanjskog rotora rotor je postavljen izvana, dok se stator nalazi unutar motora.

Vanjski rotor DC motori bez četkica obično su kraći od svojih kolega unutar rototora, nudeći ekonomično rješenje. U ovom se dizajnu stalni magneti pričvršćuju na kućište rotora koje se vrti oko unutarnjeg statora s namotom. Zbog veće inercije rotora, motori vanjskog rotora doživljavaju valjanje nižeg okretnog momenta u usporedbi s motorima unutarnjeg rototora.

4. Integrirani BLDC motor

Integrirani motori bez četkica su napredni mehatronski proizvodi dizajnirani za upotrebu u industrijskim automatizacijskim i upravljačkim sustavima. Ovi motori su opremljeni specijaliziranim, visokim performansama, čipsa DC motora, pružajući brojne prednosti, uključujući visoku integraciju, kompaktnu veličinu, potpunu zaštitu, izravno ožičenje i poboljšanu pouzdanost. Ova serija nudi niz integriranih motora s izlazima snage od 100 do 400 W. Nadalje, ugrađeni vozač koristi vrhunsku PWM tehnologiju, omogućavajući motoru bez četkice da radi pri velikim brzinama s minimalnom vibracijom, niskom bukom, izvrsnom stabilnošću i velikom pouzdanošću. Integrirani motori također imaju dizajn koji štedi prostor koji pojednostavljuje ožičenje i smanjuje troškove u usporedbi s tradicionalnim zasebnim komponentama motora i pogona.

Kako odabrati DC vozač bez četkice

1. Odabir prikladnog motora bez četkice

Započnite odabirom a DC motor bez četkica  na temelju svojih električnih parametara. Važno je odrediti ključne specifikacije kao što su željeni raspon brzine, okretni moment, nazivni napon i nazivni okretni moment prije nego što odaberete odgovarajući motor bez četkice. Obično je nazivna brzina za motore bez četkice oko 3000 okr / min, s preporučenom radnom brzinom od najmanje 200 o / min. Ako je potreban dugotrajni rad pri manjim brzinama, razmislite o korištenju mjenjača za smanjenje brzine uz povećanje okretnog momenta.

Dalje, odaberite a DC motor bez četkice  prema njegovim mehaničkim dimenzijama. Osigurajte da su dimenzije instalacije motora, dimenzije izlaznog osovine i ukupna veličina kompatibilne s vašom opremom. Nudimo mogućnosti prilagodbe za motore bez četkica u različitim veličinama na temelju zahtjeva kupaca.

2. Odabir pravog vozača bez četkice

Odaberite odgovarajući pogon na temelju električnih parametara motora bez četkice. Kada odaberete vozača, potvrdite da motorni nazivni napajanje i napon spadaju u dozvoljeni raspon vozača kako bi se osigurala kompatibilnost. Naš raspon vozača bez četkica uključuje modele s malim naponom (12-60 VDC) i visokonaponske modele (110/220 VAC), prilagođeni niskonaponskim i visokonaponskim motorima bez četkica. Važno je ne miješati ove dvije vrste.

Uz to, razmotrite zahtjeve za distribucijom instalacije i disipacije topline kako biste osigurali da učinkovito djeluje u svom okruženju.

Prednosti i nedostaci DC motora bez četkica

Prednosti

DC motori bez četkica (BLDC) nude nekoliko prednosti u usporedbi s drugim vrstama motora, uključujući kompaktnu veličinu, visoku izlaznu snagu, nisku vibraciju, minimalnu buku i produženi radni vijek trajanja. Evo nekoliko ključnih prednosti BLDC motora:

1. Učinkovitost : BLDC motori mogu kontinuirano upravljati maksimalnim okretnim momentom, za razliku od četkanih motora, koji postižu vršni moment samo u određenim točkama tijekom rotacije. Slijedom toga, manji BLDC motori mogu stvoriti značajnu snagu bez potrebe za većim magnetima.

2. Kontroliranost : Ovi se motori mogu precizno kontrolirati putem povratnih mehanizama, omogućujući točan zakretni moment i brzinu. Ova preciznost povećava energetsku učinkovitost, smanjuje stvaranje topline i produžuje vijek trajanja baterije u baterijama.

3. Dugovječnost i smanjenje buke : bez četkica za istrošenje, BLDC motori imaju duži vijek trajanja i stvaraju niži električni šum. Suprotno tome, četkani motori stvaraju iskre tijekom kontakta između četkica i komutatora, što rezultira električnim bukom, što BLDC motore čini poželjnijim u aplikacijama osjetljivim na buku.

Dodatne prednosti uključuju:

• Veća učinkovitost i gustoća snage u usporedbi s indukcijskim motorima (otprilike 35% smanjenje volumena i težine za isti izlaz).

• Dugi radni vijek i tihi rad zbog preciznih kugličnih ležajeva.

• Širok raspon brzine i puni izlaz motora zbog linearne krivulje zakretnog momenta.

• Smanjene emisije električnih smetnji.

• Mehanička izmjenjivost s stepper motorima, smanjujući troškove izgradnje i povećavajući raznolikost komponenata.

Nedostaci

Unatoč njihovim prednostima, motori bez četkica imaju neke nedostatke. Sofisticirana elektronika potrebna za pogone bez četkica rezultira većim ukupnim troškovima u usporedbi s četkanim motorima.

Metoda kontrole (FOC) orijentirana na polje, koja omogućava preciznu kontrolu veličine i smjera magnetskog polja, pruža stabilan okretni moment, nisku buku, visoku učinkovitost i brzi dinamički odgovor. Međutim, dolazi s visokim troškovima hardvera, strogim zahtjevima za izvedbu za kontroler i potrebom da se parametri motora usko podudaraju.

Drugi nedostatak je taj što motori bez četkica mogu doživjeti podrhtavanje pri pokretanju zbog induktivne reaktancije, što rezultira manje glatkim radom u usporedbi s četkanim motorima.

Nadalje, DC motori bez četkica zahtijevaju specijalizirano znanje i opremu za održavanje i popravak, što ih čini manje dostupnim prosječnim korisnicima.

Koristi i primjene DC motora bez četkica

DC motori bez četkica (BLDC) uvelike se koriste u raznim industrijama, uključujući industrijsku automatizaciju, automobilsku, medicinsku opremu i umjetnu inteligenciju, zbog svoje dugovječnosti, slabe buke i visokog okretnog momenta.

1. Industrijska automatizacija

U industrijskoj automatizaciji, DC motori bez četkica ključni su za aplikacije kao što su servo motori, CNC strojni alati i robotika. Oni služe kao pokretači koji kontroliraju pokrete industrijskih robota za zadatke poput slikanja, sastavljanja proizvoda i zavarivanja. Ove aplikacije zahtijevaju visoko precizne motore visoke učinkovitosti, koje su BLDC motori dobro opremljeni.

2. Električna vozila

DC motori bez četkica značajna su primjena u električnim vozilima, posebno koji služe kao pogonski motori. Posebno su ključni u funkcionalnim zamjenama koje zahtijevaju preciznu kontrolu i u područjima u kojima se komponente često koriste, što zahtijeva dugotrajne performanse. Nakon sustava servo upravljača, motori kompresora za klima uređaj predstavljaju primarnu primjenu za ove motore. Nadalje, vučni motori za električna vozila (EVS) također predstavljaju obećavajuću priliku za DC motore bez četkica. S obzirom na to da ovi sustavi djeluju na ograničenu snagu baterije, ključno je da motori budu i učinkoviti i kompaktni kako bi se prilagodile strogim ograničenjima prostora.

Budući da električna vozila zahtijevaju motore koji su učinkoviti, pouzdani i lagani za isporuku snage, bez četkica, istosmjerni motori, koji posjeduju ove kvalitete, uvelike se koriste u svojim pogonskim sustavima.

3. Aerospace & Dronovi

U zrakoplovnom sektoru, DC motori bez četkica su među najčešće zaposlenim električnim motorima zbog njihovih izuzetnih performansi, što je ključno u tim aplikacijama. Moderna zrakoplovna tehnologija oslanja se na snažne i učinkovite istosmjerne motore za razne pomoćne sustave u zrakoplovima. Ovi se motori koriste za kontrolu letačkih površina i sustava za napajanje u kabini, kao što su pumpe za gorivo, pumpe za tlak zraka, sustavi napajanja, generatori i oprema za raspodjelu energije. Izvrsne performanse i visoka učinkovitost DC motora bez četkica u tim ulogama doprinose preciznoj kontroli površina leta, osiguravajući stabilnost i sigurnost zrakoplova.

U tehnologiji dronova, DC motori bez četkica koriste se za kontrolu različitih sustava, uključujući interferencijske sustave, komunikacijske sustave i kamere. Ovi motori učinkovito rješavaju izazove visokog opterećenja i brzog odgovora, pružajući visoku izlaznu snagu i brzu reakciju kako bi se osigurala pouzdanost i performanse bespilotnih letjelica.

4. Medicinska oprema

DC motori bez četkica također se široko koriste u medicinskoj opremi, uključujući uređaje poput umjetnih srca i krvnih pumpi. Ove aplikacije zahtijevaju motore koji su visoko precizni, pouzdani i lagani, a sve su karakteristike koje DC motori bez četkica mogu pružiti.

Kao vrlo učinkovit, nisko-šut i dugotrajni motor, DC motori bez četkica uvelike se koriste u sektoru medicinske opreme. Njihova integracija u uređaje poput medicinskih aspiratora, infuzijskih pumpi i kirurških kreveta poboljšala je stabilnost, točnost i pouzdanost ovih strojeva, što je značajno doprinijelo napretku u medicinskoj tehnologiji.

5. Pametan dom

Unutar pametnih kućnih sustava, DC motori bez četkica zaposleni su u raznim uređajima, uključujući cirkulirajuće ventilatore, ovlaživači, odvlaživači, osvježivače zraka, ventilatore za grijanje i hlađenje, sušilice za ruke, pametne brave i električna vrata i prozore. Prelazak s indukcijskih motora na DC motore bez četkica i njihovi odgovarajući kontroleri u kućanskim aparatima bolje zadovoljava zahtjeve za energetskom učinkovitošću, održivošću okoliša, naprednom inteligencijom, niskom bukom i udobnosti korisnika.

DC motori bez četkica dugo se koriste u potrošačkoj elektronici, uključujući perilice rublja, klimatizacijske sustave i usisavača. U novije vrijeme pronašli su aplikacije kod obožavatelja, gdje je njihova visoka učinkovitost značajno smanjila potrošnju električne energije.

Ukratko, praktična upotreba DC motori bez četkica prevladavaju u svakodnevnom životu. DC motori bez četkica (BLDC) su učinkoviti, izdržljivi i svestrani, koji poslužuju širok raspon primjena u različitim industrijama. Njihov dizajn, razne vrste i aplikacije pozicioniraju ih kao bitne komponente u suvremenoj tehnologiji i automatizaciji.