Kaj je brezkrtačni DC motor?

A Brezkrtačni DC motorji (motor BLDC: brezkrtačni neposredni tok) je 3-fazni motor, katerega vrtenje poganjajo sile privlačnosti in odbojnosti med trajnimi magnetnimi magnetnimi in elektromagneti. Gre za sinhroni motor, ki uporablja moč neposrednega toka (DC). Ta vrsta motorja se pogosto imenuje 'DC brez krtačenja ', ker v mnogih aplikacijah uporablja čopiče namesto DC motor (brušeni DC motor ali motorni motor). DC brezkrtačni DC je v bistvu trajni sinhroni motor z magnetom, ki uporablja DC vhod napajanja in uporablja pretvornik, da ga pretvori v trifazno napajanje AC s povratnimi informacijami položaja.

A DC brez krtačenja  (BLDC) deluje s pomočjo Hall Effect in je sestavljen iz več ključnih komponent: rotor, stator, trajni magnet in krmilnik pogonskega motorja. Rotor ima več jeklenih jeder in navitja, pritrjenih na gred rotorja. Ko se rotor vrti, krmilnik uporablja trenutni senzor za določitev njegovega položaja, kar mu omogoča, da prilagodi smer in trdnost toka, ki teče skozi navitja statorja. Ta postopek učinkovito ustvarja navor.

V povezavi z elektronskim krmilnikom pogona, ki upravlja brez krtače in pretvori priloženo DC napajanje v izmenično napajanje, lahko BLDC motorji zagotavljajo zmogljivost, podobno kot pri brušenih DC motorjev, vendar brez omejitev ščetk, ki se sčasoma obrabijo. Zaradi tega se motorje BLDC pogosto imenujejo elektronsko komutanirani (EC) motorje, ki jih razlikujejo od tradicionalnih motorjev, ki se s čopiči zanašajo na mehansko komutacijo.

Skupni tip motorja

Motorje lahko razvrstimo na podlagi njihovega napajanja (AC ali DC) in mehanizmu, ki ga uporabljajo za ustvarjanje rotacije. Spodaj ponujamo kratek pregled značilnosti in aplikacij vsake vrste.

Skupni tip motorja
DC motor	Brušen DC motor
	DC brez krtačenja
	Stepper motor
AC motor	Indukcijski motor
	Sinhroni motor

Kaj je brušen DC motor? Obsežen vodnik

Brateni DC motorji so že dolgo glavni v svetu elektrotehnike. Ti mototorji, znani po svoji preprostosti, zanesljivosti in stroškovno učinkovitosti, se ti motorji pogosto uporabljajo v številnih aplikacijah, ki segajo od gospodinjskih aparatov do industrijskih strojev. V tem članku bomo zagotovili podroben pregled krtačenih DC motorjev , raziskovali njihovo delovanje, komponente, prednosti, slabosti in skupne uporabe, pa tudi primerjavo z njihovimi brezkrtačnimi kolegi.

Razumevanje osnov brušenih motorjev DC

Brušeni DC motor je vrsta električnega motorja z neposrednim tokom (DC) , ki se opira na mehanske ščetke, da dostavi tok na navitja motorja. Osnovno načelo delovanja motorja vključuje interakcijo med magnetnim poljem in električnim tokom , ki ustvarja rotacijsko silo, znano kot navora.

Kako delujejo brušeni DC motorji?

V krtačenem DC motorju električni tok teče skozi niz navitij (ali armature), ki se nahaja na rotorju. Ko tok teče skozi navijanja, deluje z magnetnim poljem, ki ga proizvajajo trajni magneti ali poljske tuljave . Ta interakcija ustvarja silo, zaradi katere se armatura vrti.

Komutator je ključna sestavina v motoričnem motorju. To je vrteče se stikalo, ki obrne smer toka toka skozi navitja armature, ko se motor obrača. To zagotavlja, da se armatura še naprej vrti v isti smeri, kar zagotavlja dosledno gibanje.

Ključne komponente brušenega DC motorja

1. Armature (rotor) : vrteči se del motorja, ki vsebuje navitije in sodeluje z magnetnim poljem.

2. Komutator : Mehansko stikalo, ki zagotavlja, da se tok pretok v navitih obrne, ko se motor vrti.

3. Krtače : ogljikove ali grafitne ščetke, ki vzdržujejo električni stik s komutatorjem, kar omogoča, da tok pretaka v armaturo.

4. Stator : Stacionarni del motorja, ki je običajno sestavljen iz trajnih magnetov ali elektromagnetov, ki ustvarjajo magnetno polje.

5. Gred : Osrednja palica, povezana z armaturo, ki prenaša rotacijsko silo na obremenitev.

Brateni DC motorji ostajajo bistvena tehnologija v mnogih panogah zaradi svoje preprostosti, zanesljivosti in stroškovne učinkovitosti. Medtem ko imajo omejitve, kot so obraba čopičev in zmanjšana učinkovitost pri visoki hitrosti, njihove prednosti - na primer visok začetni navor in enostavnost nadzora - zagotavljajo njihovo nenehno ustreznost v različnih aplikacijah. Ne glede na to, ali so v gospodinjskih aparatih , ali majhni robotiki , brušeni DC motorji ponujajo preverjeno rešitev za naloge, ki zahtevajo zmerno moč in natančen nadzor.

Kaj je stepper motor? Celoten vodnik

Stepper Motors so vrsta DC motorja , znan po njihovi sposobnosti premikanja v natančnih korakih ali korakih, zaradi česar so idealni za aplikacije, ki zahtevajo nadzorovano gibanje. Za razliko od običajnih motorjev, ki se ob napajanju nenehno vrtijo, koračni motor deli polno vrtenje v številne diskretne korake, od katerih je vsak natančen del celotne vrtenja. Zaradi te zmogljivosti so dragocene za široko paleto aplikacij v panogah, kot so robotika, 3D tiskanje , avtomatizacija in drugo.

V tem članku bomo raziskali osnove Stepper Motors , njihova delovna načela, vrste, prednosti, slabosti, aplikacije in kako se primerjajo z drugimi motornimi tehnologijami.

Kako deluje stepper motor?

Stepper motor deluje na načelu elektromagnetizma. Ima rotor (gibljiv del) in stator (stacionarni del), podobno kot druge vrste električnih motorjev. Vendar pa loči korak motorja, kako stator napaja svoje tuljave, da rotor postane v diskretnih korakih.

Osnovno delovno načelo

Ko tok teče skozi statorske tuljave, ustvari magnetno polje, ki deluje z rotorjem, zaradi česar se vrti. Rotor je običajno izdelan iz stalnega magneta ali magnetnega materiala in se premika v majhnih korakih (korakih), ko se tok skozi vsako tuljavo vklopi in izklopi v določenem zaporedju.

Vsak korak ustreza majhnemu vrtenju, ki se običajno giblje od 0,9 ° do 1,8 ° na korak , čeprav so možni drugi koti koraka. Z napajanjem različnih tuljav v natančnem vrstnem redu lahko motor doseže fino, nadzorovano gibanje.

Koti in natančnost

Ločljivost koračnega motorja je določena s kotom koraka . Na primer, stepper motor z 1,8 ° koračnim kotom bo v 200 korakih opravil eno popolno vrtenje (360 °). Manjši koti korakov, kot je 0,9 ° , omogočajo še lepši nadzor, pri čemer 400 korakov dokonča popolno vrtenje. Manjši kot je korak, večja je natančnost gibanja motorja.

Vrste korakov

Stepper Motors so na voljo v več sortah, od katerih je vsaka zasnovana tako, da ustreza določenim aplikacijam. Glavne vrste so:

1. Stalni magnetni stepper (PM Stepper)

Trajni magnetni stepper motor uporablja stalni rotor magneta in deluje na način, podoben DC motorja . Magnetno polje rotorja privlači magnetno polje statorja, rotor pa koraka, da se poravna z vsako energično tuljavo.

• Prednosti : preprost dizajn, nizki stroški in zmerni navor pri nizkih hitrostih.

• Aplikacije : Osnovne naloge za pozicioniranje, kot so v tiskalnikih ali skenerjih.

2. spremenljivo nenaklonjenost Stepper (VR Stepper)

V spremenljivem koraku za nenaklon je rotor narejen iz mehkega železnega jedra, rotor pa nima trajnih magnetov. Rotor se premakne, da zmanjša nenaklonjenost (odpornost) na magnetni tok. Ko se tok v tuljavah preklopi, se rotor premakne proti najbolj magnetnemu območju, korak za korakom.

• Prednosti : Učinkovitejše pri večjih hitrostih v primerjavi s PM Stepper Motors.

• Aplikacije : industrijske aplikacije, ki zahtevajo večjo hitrost in učinkovitost.

3. Hibridni stepper motor

Hibridni stepper motor združuje značilnosti tako trajnega magnetnega kot spremenljivega motorjev za nenadstoječo stopnico. Ima rotor, ki je izdelan iz stalnih magnetov, vendar vsebuje tudi mehke železne elemente, ki izboljšujejo zmogljivost in zagotavljajo boljši izhod navor. Hibridni motorji ponujajo najboljše iz obeh svetov: visok navor in natančen nadzor.

• Prednosti : večja učinkovitost, več navor in boljša zmogljivost kot PM ali VR vrste.

• Aplikacije : robotika, CNC stroji, 3D tiskalniki in sistemi za avtomatizacijo.

Stepper Motors so bistvene komponente v sistemih, ki pri nizkih hitrostih zahtevajo natančno pozicioniranje, nadzor hitrosti in navor. S svojo sposobnostjo premikanja natančnih korakov se odlikujejo v aplikacijah, kot so 3D tiskarski , robotični , CNC stroji in še več. Čeprav imajo nekatere omejitve, kot so zmanjšana učinkovitost pri večjih hitrostih in vibraciji pri nizkih hitrostih, njihova zanesljivost, natančnost in enostavnost nadzora omogočajo nepogrešljive v številnih panogah.

Če razmišljate o koraku motorja za vaš naslednji projekt, je pomembno, da ocenite vaše potrebe in posebne prednosti in slabosti, da ugotovite, ali je koračni motor prava izbira za vašo prijavo.

Kaj je indukcijski motor? Obsežen pregled

Indukcijski motor je vrsta elektromotorja , ki deluje na podlagi načela elektromagnetne indukcije. Je eden najpogosteje uporabljenih motorjev v industrijskih in komercialnih aplikacijah zaradi svoje preprostosti, trajnosti in stroškovne učinkovitosti. V tem članku se bomo potopili v delovno načelo indukcijskih motorjev, njihovih vrst, prednosti, slabosti in skupnih aplikacij, pa tudi v primerjavo z drugimi vrstami motorjev.

Kako deluje indukcijski motor?

Indukcijski motor deluje po načelu elektromagnetne indukcije , ki ga je odkril Michael Faraday. V bistvu, ko je dirigent nameščen znotraj spreminjajočega se magnetnega polja, v prevodniku sproži električni tok. To je temeljno načelo delovanja vseh indukcijskih motorjev.

Ključne sestavine indukcijskega motorja

Indukcijski motor je običajno sestavljen iz dveh glavnih delov:

1. Stator : Stacionarni del motorja, običajno iz laminiranega jekla, ki vsebuje tuljave, ki se napajajo z izmeničnim tokom (AC) . Stator ustvari vrteče se magnetno polje, ko AC prehaja skozi tuljave.

2. Rotor : vrteči se del motorja, nameščen znotraj statorja, ki je lahko bodisi rotor kletke veverice (najpogostejši) ali rotor rane. Rotor se sproži, da se vrti z magnetnim poljem, ki ga proizvaja stator.

Osnovno delovno načelo

• Ko AC napaja , ustvari vrteče se magnetno polje. se na stator dovaja

• To vrteče se magnetno polje povzroči električni tok v rotorju zaradi elektromagnetne indukcije.

• Inducirani tok v rotorju ustvari lastno magnetno polje, ki deluje z magnetnim poljem statorja.

• Kot rezultat te interakcije se rotor začne vrteti in ustvarja mehanski izhod. Rotor mora vedno 'preganjati ' vrteče se magnetno polje, ki ga proizvaja stator, zato se imenuje indukcijski motor - zato je tok v rotorju 'inducirano ' z magnetnim poljem, ne pa neposredno priloženo.

Zdrs v indukcijskih motorjih

Edinstvena značilnost indukcijskih motorjev je, da rotor dejansko nikoli ne doseže enake hitrosti kot magnetno polje v statorju. Razlika med hitrostjo statorja magnetnega polja in dejansko hitrostjo rotorja je znana kot zdrs . Drsnik je potreben, da sproži tok v rotorju, kar ustvarja navor.

Vrste indukcijskih motorjev

Indukcijski motorji so na voljo v dveh glavnih vrstah:

1. indukcijski motor s kletko veverice

To je najpogosteje uporabljena vrsta indukcijskega motorja. Rotor je sestavljen iz laminiranega jekla z prevodnimi palicami, razporejenimi v zaprti zanki. Rotor spominja na kletko veverice in zaradi te konstrukcije je preprost, robusten in zanesljiv.

• Prednosti :

• Velika zanesljivost in trajnost.

• Nizki stroški in vzdrževanje.

• Preprosta konstrukcija.

• Aplikacije : Uporabljajo se v večini industrijskih in komercialnih aplikacij, vključno s kompresorji , ventilatorjev , črpalk in transporterji.

2. Indukcijski motor rana

Pri tej vrsti je rotor sestavljen iz navijanja (namesto kratek stik) in je povezan z zunanjim uporom. To omogoča večji nadzor nad hitrostjo in navorom motorja, zaradi česar je uporaben v določenih posebnih aplikacijah.

• Prednosti :

• Omogoča dodajanje zunanjega upora za nadzor hitrosti in navora.

• Boljši zagonski navor.

• Aplikacije : Uporablja se v aplikacijah, ki zahtevajo visok zagonski navor ali kjer je potreben nadzor spremenljive hitrosti, na primer in , dvigala žerjavov veliki stroji.

Kaj je sinhroni motor? Podroben pregled

Sinhroni motor je vrsta izmeničnega motorja , ki deluje s konstantno hitrostjo, imenovano sinhrono hitrost, ne glede na obremenitev na motorju. To pomeni, da se rotor motorja vrti z isto hitrostjo kot vrteče se magnetno polje, ki ga proizvaja stator. Za razliko od drugih motorjev, kot so indukcijski motorji, sinhroni motor potrebuje zunanji mehanizem za začetek, vendar lahko ob zagonu sinhrono hitrost ohrani sinhrono hitrost.

V tem članku bomo preučili načelo delovnega načela sinhronih motorjev, njihovih vrst, prednosti, slabosti, aplikacij in kako se razlikujejo od drugih motoričnih vrst, kot so indukcijski motorji.

Kako deluje sinhroni motor?

Osnovno delovanje sinhronega motorja vključuje interakcijo med vrtečim se magnetnim poljem, ki ga proizvaja stator, in magnetnim poljem, ki ga ustvari rotor. Rotor, za razliko od indukcijskih motorjev, je običajno opremljen s trajnimi magneti ali elektromagneti, ki jih poganja neposredni tok (DC).

Ključne sestavine sinhronega motorja

Tipičen sinhroni motor je sestavljen iz dveh primarnih komponent:

1. Stator : Stacionarni del motorja, ki ga običajno sestavljajo naviti , ki jih poganja napajalnik . Stator ustvari vrteče se magnetno polje, ko AC tok teče skozi navitja.

2. Rotor : Vrteči se del motorja, ki je lahko bodisi trajni magnet bodisi elektromagnetni rotor, ki ga poganja DC dovod . Magnetno polje rotorja se zaklene z vrtečim se magnetnim poljem statorja, zaradi česar se rotor obrne s sinhrono hitrostjo.

Osnovno delovno načelo

1. Ko izmenična moč , se na navijanje statorja nanese vrteče se magnetno polje . se ustvari

2. Rotor se s svojim magnetnim poljem zaklene v to vrteče se magnetno polje, kar pomeni, da rotor sledi statorjevemu magnetnemu polju.

3. Ko se magnetna polja medsebojno medsebojno povezujejo, se rotor sinhronizira z vrtljivim poljem statorja in oba se vrtita z isto hitrostjo. Zato se imenuje sinhroni motor - rotor deluje v sozvoč s frekvenco napajanja AC.

Ker se hitrost rotorja ujema z magnetnim poljem statorja, sinhroni motorji delujejo s fiksno hitrostjo, določeno s frekvenco napajanja AC in število polov v motorju.

Vrste sinhronih motorjev

Sinhroni motorji so v več različnih konfiguracijah, odvisno od zasnove rotorja in uporabe.

1. Stalni sinhroni motor magneta (PMSM)

V trajnem sinhronem motorju magneta je rotor opremljen s trajnimi magnetnimi magnetnimi, ki zagotavljajo magnetno polje za sinhronizacijo z rotacijskim magnetnim poljem statorja.

• Prednosti : visoka učinkovitost, kompaktna zasnova in velika gostota navora.

• Aplikacije : Uporablja se v aplikacijah, kjer je potreben natančen nadzor hitrosti, na primer električna vozila in visoko natančne stroje.

2. Sinhroni motor rana

Sinhroni motor ran rotor uporablja rotor, ki je navit z navitij bakrenih, ki jih z drsnimi obroči napaja z DC -jem. Navitja rotorja proizvajajo magnetno polje, potrebno za sinhronizacijo s statorjem.

• Prednosti : močnejši od stalnih motorjev magneta in sposobni zdržati višje ravni moči.

• Aplikacije : Uporabljajo se v velikih industrijskih sistemih, kjer sta potrebna velika moč in navor, na primer generatorji in elektrarne.

3. Sinhroni motor histereze

Histereza sinhroni motor uporablja rotor z magnetnimi materiali, ki kažejo histerezo (zaostajanje med magnetizacijo in uporabljenim poljem). Ta vrsta motorja je znana po gladkem in tihem delovanju.

• Prednosti : izjemno nizka vibracija in hrup.

• Aplikacije : pogoste v ur , naprav za sinhronizacijo in drugih aplikacij z nizkim tolom, kjer je potrebno gladko delovanje.

Sinhroni motorji so zmogljivi, učinkoviti in natančni stroji, ki ponujajo dosledne zmogljivosti v aplikacijah, ki zahtevajo konstantno hitrost in korekcijo faktorja moči . Posebej so koristni v velikih industrijskih sistemih, proizvodnji električne energije in aplikacijah, kjer je ključna natančna sinhronizacija. Vendar pa so njihova zapletenost, višji začetni stroški in potreba po zunanjih začetnih mehanizmih manj primerna za nekatere aplikacije v primerjavi z drugimi vrstami motorjev, kot so indukcijski motorji.

Motor brez krtačenja brez krtačenja

Brezkrtačni DC motorji delujejo z dvema glavnima komponentama: rotor, ki vsebuje stalne magnete in stator, opremljen z bakrenimi tuljavami, ki postanejo elektromagnete, ko tok teče skozi njih.

Ti motorji so razvrščeni v dve vrsti: Inrunner (Notranji rotorski motorji) in OutUnner (zunanji rotorski motorji). V Inrunner Motors je stator nameščen zunaj, medtem ko se rotor vrti v notranjosti. Nasprotno pa se v Ouronner Motors rotor vrti zunaj statorja. Ko je tok dostavljen na tuljave statorja, ustvarijo elektromagnet z izrazito severno in južno palico. Ko se polarnost tega elektromagneta poravna z obrazovalnim trajnim magnetom, se podobni polov med seboj odbijajo, zaradi česar se rotor vrti. Če pa tok v tej konfiguraciji ostane konstanten, se bo rotor za trenutek vrtel in nato ustavil, ko se nasprotujoči elektromagneni in trajni magneti poravnajo. Za ohranitev neprekinjenega vrtenja se tok dovaja kot trifazni signal, ki redno spreminja polarnost elektromagneta.

Hitrost vrtenja motorja ustreza frekvenci trifaznega signala. Zato lahko za hitrejšo vrtenje povečate frekvenco signala. V okviru vozila na daljinskem upravljanju s pospeševanjem vozila s povečanjem ročice učinkovito naroči krmilniku, da dvigne frekvenco preklopa.

Kako deluje brezkrtačni DC motor?

A DC brezkrtačni DC motor , ki ga pogosto imenujejo sinhroni motor s trajnim magnetom, je elektromotor, znan po visoki učinkovitosti, kompaktni velikosti, nizki hrup in dolgi življenjski dobi. Najde obsežne aplikacije tako v industrijski proizvodnji kot tudi potrošniških izdelkih.

Delovanje brezkrtačnega DC motorja temelji na medsebojnem vplivu med elektriko in magnetizmom. Vsebuje komponente, kot so trajni magneti, rotor, stator in elektronski krmilnik hitrosti. Stalni magneti služijo kot primarni vir magnetnega polja v motorju, ki običajno uporabljajo redke zemeljske materiale. Ko se motor poganja, ti trajni magneti ustvarijo stabilno magnetno polje, ki deluje s tokom, ki teče znotraj motorja, in ustvari magnetno polje rotorja.

Rotor a DC brezkrtačni motor  je vrtljiva komponenta in je sestavljena iz več trajnih magnetov. Njegovo magnetno polje je v interakciji z magnetnim poljem statorja, zaradi česar se vrti. Stator je na drugi strani stacionarni del motorja, sestavljen iz bakrenih tuljav in železnih jeder. Ko tok teče skozi statorske tuljave, ustvari različno magnetno polje. Po Faradayevem zakonu o elektromagnetni indukciji to magnetno polje vpliva na rotor, kar ustvarja rotacijski navor.

Elektronski krmilnik hitrosti (ESC) upravlja z operativnim stanjem motorja in uravnava njegovo hitrost z nadzorom toka, ki je dobavljen motorju. ESC prilagodi različne parametre, vključno s širino impulza, napetostjo in tokom, da nadzira delovanje motorja.

Med delovanjem tok teče skozi stator in rotor, kar ustvarja elektromagnetno silo, ki deluje z magnetnim poljem trajnih magnetov. Kot rezultat, se motor vrti v skladu z ukazi iz elektronskega krmilnika hitrosti, ki proizvaja mehanska dela, ki poganja povezano opremo ali stroje.

Če povzamemo, DC brezkrtačni motor  deluje po načelu električnih in magnetnih interakcij, ki proizvajajo rotacijski navor med vrtečimi se trajnimi magneti in statorskimi tuljavami. Ta interakcija poganja rotacijo motorja in pretvori električno energijo v mehansko energijo, kar mu omogoča, da opravlja delo.

Nadzorovanje brezkrtačnega DC motornega motorja

Omogočiti a DC brez krtačenja  za vrtenje, bistvenega pomena je nadzorovati smer in čas toka, ki teče skozi njene tuljave. Spodnji diagram prikazuje stator (tuljave) in rotor (trajni magneti) motorja BLDC, v katerem so tri tuljave z oznako U, V in W, razmaknjene 120 ° narazen. Delovanje motorja temelji na upravljanju faz in tokov v teh tuljavah. Tok zaporedno teče skozi fazo U, nato fazo V in končno fazo W. Vrtenje se vzdržuje z nenehnim preklapljanjem magnetnega toka, zaradi česar trajni magnetni magnetni sledi vrtečega se magnetnega polja, ki ga ustvarijo tuljave. V bistvu je treba energijo tuljav U, V in W nenehno spreminjati, da se rezultat magnetnega toka ohranja v gibanju in tako ustvari vrteče se magnetno polje, ki nenehno privablja magnete rotorja.

Trenutno obstajajo trije mainstream brezkrtalni metodi krmiljenja motorja:

1. kontrola trapeznega vala

Trapezoidni nadzor valov, ki se običajno imenuje kontrola 120 ° ali 6-stopenjski krmiljenje komutacije, je ena najbolj preprostih metod za nadzor brezkrtačnih motorjev DC (BLDC). Ta tehnika vključuje nanašanje kvadratnih valovnih tokov na motorične faze, ki so sinhronizirani s trapezoidno krivuljo back-EMF motorja BLDC, da dosežejo optimalno ustvarjanje navora. BLDC Control Ladder je primeren za različne modele motoričnega nadzora v številnih aplikacijah, vključno z gospodinjskimi aparati, hladilnimi kompresorji, puhali HVAC, kondenzatorji, industrijskimi pogoni, črpalkami in robotiko.

Metoda Square Wave Control ponuja več prednosti, vključno z preprostim algoritmom krmiljenja in nizkimi stroški strojne opreme, kar omogoča večje hitrosti motorja z uporabo standardnega krmilnika zmogljivosti. Vendar pa ima tudi pomanjkljivosti, kot so pomembna nihanja navora, neka stopnja trenutnega hrupa in učinkovitost, ki ne dosega njegovega največjega potenciala. Trapezoidni nadzor valov je še posebej primeren za aplikacije, kjer visoka rotacijska zmogljivost ni potrebna. Ta metoda uporablja senzor dvorane ali neinduktivni algoritem ocenjevanja, da določi položaj rotorja in izvede šest komutacij (po enega na vsakih 60 °) v električnem ciklu 360 °, ki temelji na tem položaju. Vsaka komutacija ustvari silo v določeni smeri, kar ima za posledico učinkovito natančnost položaja 60 ° v električnem smislu. Ime 'Trapezoidni nadzor valov ' izhaja iz dejstva, da fazni tokovni valovni obliki spominja na trapezoidno obliko.

2. Nadzor sinusa

Metoda krmiljenja sinusnega vala uporablja modulacijo širine impulzne impulzne impulze (SVPWM), da ustvari trifazno sinusovo valovno napetost, pri čemer je ustrezen tok tudi sinusni val. Za razliko od nadzora kvadratnih valov ta pristop ne vključuje diskretnih korakov komutacije; Namesto tega se obravnava, kot da se v vsakem električnem ciklu pojavi neskončno število komutacij.

Jasno je, da nadzor sinusa ponuja prednosti pred nadzorom kvadratnih valov, vključno z zmanjšanimi nihanji navora in manj trenutnimi harmonikami, kar ima za posledico bolj rafinirano kontrolno izkušnjo. Vendar pa je za krmilnik v primerjavi s kontrolo kvadratnih valov potrebna nekoliko bolj napredna zmogljivost in še vedno ne dosega največje učinkovitosti motorja.

3. Terensko usmerjeno kontrolo (FOC)

Terensko usmerjeno kontrolo (FOC), imenovano tudi vektorska kontrola (VC), je ena najučinkovitejših metod za učinkovito upravljanje Brezkrtačni DC motorji  (BLDC) in trajni magnetni sinhroni motorji (PMSM). Medtem ko nadzor sinusnega vala upravlja z napetostnim vektorjem in posredno nadzoruje tokovno velikost, nima sposobnosti za nadzor smeri toka.

Metodo FOC Control je mogoče obravnavati kot izboljšano različico krmiljenja sinusnega vala, saj omogoča nadzor trenutnega vektorja, kar učinkovito upravlja vektorsko krmiljenje magnetnega polja motorja. Z nadzorovanjem smeri magnetnega polja statorja zagotavlja, da magnetna polja statorja in rotorja ves čas ostanejo pod kotom 90 °, kar poveča izhod navora za dani tok.

4. Brez senzorja

V nasprotju z običajnimi metodami krmiljenja motorja, ki se zanašajo na senzorje, brez senzorjev omogoča motor brez senzorjev, kot so senzorji dvorane ali dajalniki. Ta pristop uporablja tok in napetostne podatke motorja, da ugotovi položaj rotorja. Hitrost motorja se nato izračuna na podlagi sprememb položaja rotorja, pri čemer uporabi te informacije za učinkovito uravnavanje hitrosti motorja.

Glavna prednost brez senzorjev je, da odpravlja potrebo po senzorjih, kar omogoča zanesljivo delovanje v zahtevnih okoljih. Prav tako je stroškovno učinkovit, ki zahteva le tri zatiče in zavzema minimalni prostor. Poleg tega odsotnost senzorjev dvorane poveča življenjsko dobo in zanesljivost sistema, saj ni komponent, ki bi jih bilo mogoče poškodovati. Vendar je opazna pomanjkljivost ta, da ne zagotavlja gladkega zagona. Pri nizkih hitrostih ali ko je rotor stacionarno, je zadnja elektromocijska sila nezadostna, zato je težko zaznati točko za prehod na nič.

DC brušeni v primerjavi z brezkrtalnimi motorji

Podobnosti med DC brušenimi in brezkrtačnimi motorji

Brezkrtačni DC motorji in brušeni DC motorji imajo določene skupne značilnosti in operativna načela:

Tako brezkrtačni kot krtačeni DC motorji imajo podobno strukturo, ki obsega stator in rotor. Stator proizvaja magnetno polje, medtem ko rotor ustvarja navor s svojo interakcijo s tem magnetnim poljem in učinkovito pretvori električno energijo v mehansko energijo.

Oba Brezkrtačni DC motorji in brušeni DC motorji potrebujejo DC napajanje, ki zagotavlja električno energijo, saj se njihovo delovanje opira na neposreden tok.

Obe vrsti motorjev lahko prilagodita hitrost in navor s spreminjanjem vhodne napetosti ali toka, kar omogoča prilagodljivost in nadzor v različnih scenarijih uporabe.

Razlike med brušenimi in brezkrtačnimi DC motorji

Medtem ko je krtačen in Brezkrtačni DC Motors imajo določene podobnosti, kažejo tudi pomembne razlike v smislu uspešnosti in prednosti. Brutani DC Motors uporabljajo ščetke za prehod v smer motorja, kar omogoča vrtenje. V nasprotju s tem brezkrtačni motorji uporabljajo elektronski nadzor, da nadomestijo mehanski postopek komutacije.

Vrsta DC brez krtačenja

Vrsta motorja besfoc bldc

Obstaja veliko vrst brezkrtačnega DC motornega motorja, ki ga prodaja Jkongmotor, in razumevanje značilnosti in uporabe različnih vrst stepper motorjev vam bo pomagalo, da se odločite, kateri tip je najboljši za vas.

1. Standardni motor BLDC (notranji rotor)

BESFOC dobavi NEMA 17, 23, 24, 34, 42, 52 okvirja in metrične velikosti 36 mm - 130 mm standardni DC brez krtačenja. Motorji (notranji rotor) vključujejo 3 -fazni 12V/24V/36V/48V/72V/110V nizko napetost in 310V visokonapetostni električni motorji z območjem moči 10W - 3500W in hitrostjo od 1000 vrtljajev do 10000 vrtljajev. Integrirani senzorji dvorane se lahko uporabljajo v aplikacijah, ki zahtevajo natančne položaje in hitrost povratnih informacij. Medtem ko standardne možnosti ponujajo odlično zanesljivost in visoke zmogljivosti, je mogoče večino naših motorjev prilagoditi tudi za delo z različnimi napetostmi, močmi, hitrostmi itd. Na voljo so prilagojeni tip/dolžina gredi in pritrdilne prirobnice.

2. Usmerjeni motor BLDC

Motor brez krtačenja DC je motor z vgrajenim menjalnikom (vključno z menjalnikom Spur, menjalnikom črvov in planetarnim menjalnikom). Zobniki so priključeni na pogonsko gred motorja. Ta slika prikazuje, kako je menjalnik nameščen v ohišju motorja.

Menjalniki igrajo ključno vlogo pri zniževanju hitrosti brezkrtačnih DC motorjev, hkrati pa izboljšujejo izhodni navor. Običajno brezkrtačni DC motorji delujejo učinkovito pri hitrostih od 2000 do 3000 vrt./min. Na primer, ko je v seznamu z menjalnikom, ki ima razmerje med 20: 1, se lahko hitrost motorja zmanjša na približno 100 do 150 vrt./min., Kar ima za posledico dvajsetkrat povečanje navora.

Poleg tega integracija motorja in menjalnika v enem ohišju zmanjšuje zunanje dimenzije usmerjenih motorjev brez krtačenja in optimizira uporabo razpoložljivega prostora stroja.

3. Motor zunanjega rotorja BLDC

Nedavni napredek v tehnologiji vodi k razvoju močnejšega brezžičnega zunanje opreme in orodij. Pomembna inovacija v električnem orodju je zunanja rotor brez krtača.

Zunanji rotor Brezkrtačni DC motorji ali zunanji motorji brez krtačkov imajo zasnovo, ki vključuje rotor na zunanji strani, kar omogoča bolj gladko delovanje. Ti motorji lahko dosežejo večji navor kot notranje modele podobnih velikosti. Zaradi povečane vztrajnosti, ki jo zagotavljajo zunanji rotorski motorji, je še posebej dobro primerna za aplikacije, ki zahtevajo nizko hrup in dosledne zmogljivosti z nižjimi hitrostmi.

V zunanjem rotorskem motorju je rotor nameščen zunaj, stator pa se nahaja znotraj motorja.

Zunanji rotor Brezkrtačni DC motorji so običajno krajši od njihovih notranjih rotorskih kolegov, ki ponujajo stroškovno učinkovito rešitev. V tej zasnovi so trajni magneti pritrjeni na ohišje rotorja, ki se vrti okoli notranjega statorja z navijanjem. Zaradi večje vztrajnosti rotorja imajo zunanji rotorski motorji nižje valovanje navora v primerjavi z mototorji z notranjim rotorjem.

4. Integrirani motor BLDC

Integrirani brezkrtačni motorji so napredni mehatronski izdelki, zasnovani za uporabo v industrijski avtomatizaciji in krmilnih sistemih. Ti motorji so opremljeni s specializiranim visokozmogljivim brezkrtalnim DC-jevim gonilnim čipom, ki zagotavlja številne prednosti, vključno z visoko integracijo, kompaktno velikostjo, popolno zaščito, enostavno ožičenje in izboljšano zanesljivostjo. Ta serija ponuja vrsto integriranih motorjev z močjo moči od 100 do 400W. Poleg tega vgrajeni gonilnik uporablja vrhunsko tehnologijo PWM, kar omogoča, da brezkrtačni motor deluje pri visokih hitrostih z minimalno vibracijo, nizkim hrupom, odličnim stabilnostjo in visoko zanesljivostjo. Integrirani motorji imajo tudi zasnovo, ki prihrani prostor, ki poenostavi ožičenje in zmanjšuje stroške v primerjavi s tradicionalnimi ločenimi motoričnimi in pogonskimi komponentami.

Kako izbrati brezkrtačni DC gonilnik motorja

1. Izbira ustreznega motorja brez krtačenja

Začnite z izbiro a DC brez krtačenja  na podlagi električnih parametrov. Ključnega pomena je določiti ključne specifikacije, kot so želeni razpon hitrosti, navor, nazivna napetost in nazivni navor, preden izberete ustrezen motor brez krtača. Običajno je nazivna hitrost brezkrtačnih motorjev približno 3000 vrt./min. Priporočena obratovalna hitrost vsaj 200 vrtljajev v minuti. Če je potrebno dolgotrajno delovanje z nižjimi hitrostmi, razmislite o uporabi menjalnika, da zmanjšate hitrost, medtem ko povečate navor.

Nato izberite a DC brez krtačenja  v skladu z mehanskimi dimenzijami. Prepričajte se, da so dimenzije namestitve motorja, dimenzije izhodne gredi in skupna velikost združljivi z vašo opremo. Ponujamo možnosti prilagajanja brezkrtačnih motorjev v različnih velikostih glede na zahteve strank.

2. Izbira pravega voznika brez krtača

Izberite ustreznega gonilnika na podlagi električnih parametrov brezkrtačnega motorja. Ko izberete gonilnik, potrdite, da nazivna moč in napetost motorja spadata v voznikovo dovoljeno območje, da zagotovi združljivost. Naša paleta brezkrtačnih gonilnikov vključuje modele z nizko napetostjo (12-60 VDC) in visokonapetostnih modelov (110/220 VAC), prilagojene za nizkonapetostne in visokonapetostne krtače. Pomembno je, da teh dveh vrst ne mešate.

Poleg tega upoštevajte zahteve glede velikosti namestitve in odvajanja toplote gonilnika, da zagotovite učinkovito delovanje v svojem okolju.

Prednosti in slabosti motorjev brez krtačenja

Prednosti

Brezkrtačni DC Motors (BLDC) ponujajo več prednosti v primerjavi z drugimi vrstami motorja, vključno s kompaktno velikostjo, visoko izhodno močjo, nizko vibracijo, minimalnim hrupom in podaljšano življenjsko dobo. Tu je nekaj ključnih prednosti motorjev BLDC:

1. Učinkovitost : Motorji BLDC lahko neprestano upravljajo z največjim navorom, za razliko od krtačenih motorjev, ki dosegajo največji navor le na določenih točkah med vrtenjem. Posledično lahko manjši motorji BLDC ustvarijo pomembno moč, ne da bi potrebovali večje magnete.

2. Nadzornost : Te motorje je mogoče natančno nadzorovati z mehanizmi povratnih informacij, kar omogoča natančno dostavo navora in hitrosti. Ta natančnost povečuje energetsko učinkovitost, zmanjšuje nastanek toplote in podaljša življenjsko dobo baterije v aplikacijah, ki jih upravlja baterija.

3. Dolgoživost in zmanjšanje hrupa : BLDC motorji imajo daljšo življenjsko dobo in proizvajajo nižji električni hrup. V nasprotju s tem krtači mototorji med stikom med ščetkami in komutatorjem ustvarjajo iskre, kar ima za posledico električni hrup, zaradi česar so motorje BLDC prednostni v aplikacijah, ki so občutljive na hrup.

Dodatne prednosti vključujejo:

• Večja učinkovitost in gostota moči v primerjavi z indukcijskimi motorji (približno 35% zmanjšanje volumna in teže za isti izhod).

• Dolgo življenjsko dobo in tiho delovanje zaradi natančnih krogličnih ležajev.

• Razpon širokega hitrosti in poln izhod motorja zaradi linearne krivulje navora.

• Zmanjšane emisije električnih motenj.

• Mehanska zamenljivost s stepper motorji, znižanje stroškov gradnje in povečanje raznolikosti sestavnih delov.

Slabosti

Kljub svojim koristi imajo brezkrtačni motorji nekaj pomanjkljivosti. Prefinjena elektronika, potrebna za brezkrtačne pogone, povzroči večje skupne stroške v primerjavi s krtačenimi motorji.

Terensko usmerjena kontrolna (FOC) metoda, ki omogoča natančen nadzor nad velikostjo in smerjo magnetnega polja, zagotavlja stabilen navor, nizki hrup, visok izkoristek in hiter dinamični odziv. Vendar pa ima visoke stroške strojne opreme, stroge zahteve glede zmogljivosti za krmilnik in potrebo po motoričnih parametrih, ki se tesno ujemajo.

Druga pomanjkljivost je, da lahko brezkrtačni motorji pri zagonu doživijo tresenje zaradi induktivne reaktance, kar ima za posledico manj gladko delovanje v primerjavi s krtačenimi motorji.

Poleg tega DC brez krtače potrebujejo specializirano znanje in opremo za vzdrževanje in popravilo, zaradi česar so manj dostopni povprečnim uporabnikom.

Uporaba in uporabe brezkrtačnih DC motorjev

Brezkrtačni DC motorji (BLDC) se zaradi svoje dolgoživosti, nizkega hrupa in visokega navora obsežno uporabljajo v različnih panogah, vključno z industrijsko avtomatizacijo, avtomobilsko opremo, medicinsko opremo in umetno inteligenco.

1. industrijska avtomatizacija

V industrijski avtomatizaciji, Brezkrtačni DC motorji so ključni za aplikacije, kot so servo mototorji, CNC strojni stroji in robotika. Služijo kot aktuatorji, ki nadzorujejo premike industrijskih robotov za naloge, kot so slikarstvo, sestavljanje izdelkov in varjenje. Te aplikacije zahtevajo visoko natančne motorje z visoko učinkovitostjo, ki jih je BLDC motorji dobro opremljeni za zagotavljanje.

2. električna vozila

DC brez krtače so pomembna uporaba v električnih vozilih, zlasti kot pogonski motorji. Posebej so ključnega pomena za funkcionalne nadomestitve, ki zahtevajo natančen nadzor, in na območjih, kjer se komponente pogosto uporabljajo, kar zahteva dolgotrajno delovanje. Po sistemih servo krmiljenja so mototorji kompresorjev za klimatsko napravo primarno aplikacijo za te motorje. Poleg tega vlečni motorji za električna vozila (EV) predstavljajo tudi obetavno priložnost za brezkrtačne DC motorje. Glede na to, da ti sistemi delujejo na omejeni energiji akumulatorja, je za motorje nujno učinkovit in kompakten, da lahko sprejemajo tesne omejitve prostora.

Ker električna vozila potrebujejo motorje, ki so učinkoviti, zanesljivi in ​​lahki za zagotavljanje moči, se v svojih pogonskih sistemih široko uporabljajo brezkrtačni DC motorji, ki imajo te lastnosti.

3. Aerospace & Drones

V vesoljskem sektorju, Brezkrtačni DC motorji so med najpogosteje uporabljenimi električnimi motorji zaradi izjemnih zmogljivosti, kar je ključnega pomena pri teh aplikacijah. Sodobna vesoljska tehnologija se za različne pomožne sisteme znotraj letala opira na zmogljive in učinkovite motorje brez krtače. Ti motorji se uporabljajo za nadzor nad letalnimi površinami in napajalnimi sistemi v kabini, kot so črpalke za gorivo, črpalke za zračni tlak, sistemi za napajanje, generatorji in oprema za distribucijo električne energije. Izjemna zmogljivost in visoka učinkovitost brezkrtačnih DC motorjev v teh vlogah prispevata k natančnemu nadzoru površin leta, kar zagotavlja stabilnost in varnost zrakoplovov.

V tehnologiji Drone, Brezkrtačni DC motorji se uporabljajo za nadzor različnih sistemov, vključno z interferenčnimi sistemi, komunikacijskimi sistemi in kamerami. Ti motorji učinkovito obravnavajo izzive velike obremenitve in hitrega odziva, kar zagotavlja visoko izhodno moč in hitro odzivnost, da se zagotovi zanesljivost in zmogljivost dronov.

4. medicinska oprema

Brezkrtačni DC motorji so tudi obsežno zaposleni v medicinski opremi, vključno z napravami, kot so umetna srca in krvne črpalke. Te aplikacije zahtevajo motorje, ki so visoko natančni, zanesljivi in ​​lahki, vse pa so značilnosti, ki jih lahko nudijo brezkrtačni motorji.

Kot zelo učinkovit, nizko hrup in dolgotrajen motor, DC brezkrtačni motorji se široko uporabljajo v sektorju medicinske opreme. Njihova integracija v naprave, kot so medicinski aspiratorji, infuzijske črpalke in kirurške postelje, je izboljšala stabilnost, natančnost in zanesljivost teh strojev, kar je pomembno prispevalo k napredku v medicinski tehnologiji.

5. Pametni dom

V sistemih pametnih domov, Brezkrtačni DC motorji so uporabljeni v različnih napravah, vključno z obtočnimi ventilatorji, vlažilniki, dehumidifikatorji, osveževalci zraka, ventilatorji za ogrevanje in hlajenje, sušilniki za roke, pametne ključavnice ter električna vrata in okna. Prehod z indukcijskih motorjev na brezkrtane DC motorje in njihovi ustrezni krmilniki v gospodinjskih aparatih bolje izpolnjujejo zahteve po energetski učinkovitosti, okoljski trajnosti, napredni inteligenci, nizkem hrupu in udobju uporabnikov.

DC brez krtače se že dolgo uporablja v potrošniški elektroniki, vključno s pralnimi stroji, klimatsko napravo in čistilami za vakuum. V zadnjem času so našli aplikacije v ventilatorjih, kjer je njihova visoka učinkovitost znatno zmanjšala porabo električne energije.

Če povzamemo, praktične uporabe Motorji brez krtače so razširjeni v vsakdanjem življenju. Brezkrtačni DC motorji (BLDC) so učinkoviti, trpežni in vsestranski, ki služijo široko paleto aplikacij v različnih panogah. Njihova zasnova, različne vrste in aplikacije jih predstavljajo kot bistvene sestavine sodobne tehnologije in avtomatizacije.