Vad är en borstlös DC -motor?

En Brushless DC Motors (BLDC Motor: Brushless likströmmotor) är en 3-fasmotor vars rotation drivs av attraktionens krafter och repulsion mellan permanenta magneter och elektromagneter. Det är en synkron motor som använder likström (DC) kraft. Denna motortyp kallas ofta en 'borstlös likströmsmotor ' eftersom den i många applikationer använder borstar istället för en likströmsmotor (borstad likströmsmotor eller kommutatormotor). Den borstlösa likströmsmotorn är i huvudsak en permanent magnet synkronmotor som använder DC-kraftingång och använder en inverterare för att omvandla den till en trefas AC-strömförsörjning med positionsåterkoppling.

En Brushless DC Motor  (BLDC) fungerar med hjälp av halleffekten och består av flera viktiga komponenter: en rotor, en stator, en permanent magnet och en drivmotorstyrenhet. Rotorn har flera stålkärnor och lindningar fästa vid rotoraxeln. När rotorn snurrar använder styrenheten en aktuell sensor för att bestämma dess position, vilket gör att den kan justera riktningen och styrkan för strömmen som strömmar genom statorlindningarna. Denna process genererar effektivt vridmoment.

I samband med en elektronisk drivkraft som hanterar den borstlösa driften och konverterar den medföljande DC -kraften till växelström kan BLDC -motorer leverera prestanda som liknar borstade DC -motorer, men utan begränsningarna av borstar, som sliter över tid. På grund av detta benämns BLDC -motorer ofta elektroniskt pendlade (EC) motorer, vilket skiljer dem från traditionella motorer som förlitar sig på mekanisk pendling med borstar.

Vanlig motortyp

Motorer kan kategoriseras baserat på deras strömförsörjning (antingen AC eller DC) och mekanismen de använder för att generera rotation. Nedan ger vi en kort översikt över egenskaperna och tillämpningarna av varje typ.

Vanlig motortyp
Likströmsmotor	Borstad likströmsmotor
	Borstfri likströmsmotor
	Stegmotor
AC -motor	Asynkronmotor
	Synkronmotor

Vad är en borstad DC -motor? En omfattande guide

Borstade DC -motorer har länge varit en häftklammer i elektroteknikens värld. Dessa motorer är kända för sin enkelhet, tillförlitlighet och kostnadseffektivitet och används allmänt i många applikationer som sträcker sig från hushållsapparater till industrimaskiner. I den här artikeln kommer vi att ge en detaljerad översikt över borstade DC -motorer , utforska deras drift, komponenter, fördelar, nackdelar och gemensamma användningar, samt en jämförelse med deras borstlösa motsvarigheter.

Förstå grunderna för borstade DC -motorer

En borstad likströmsmotor är en typ av likström (DC) elmotor som förlitar sig på mekaniska borstar för att leverera ström till motorlindningarna. Den grundläggande principen bakom motorns operation involverar interaktionen mellan ett magnetfält och en elektrisk ström , vilket genererar en rotationskraft som kallas vridmoment.

Hur fungerar borstade DC -motorer?

I en borstad likströmsmotor flyter en elektrisk ström genom en uppsättning lindningar (eller armatur) belägen på rotorn. När strömmen flyter genom lindningarna interagerar det med magnetfältet som produceras av permanent magneter eller fältspolar . Denna interaktion skapar en kraft som får ankaret att rotera.

Kommutatorn är en nyckelkomponent i en borstad likströmsmotor. Det är en roterande switch som vänder riktningen för strömflödet genom ankarlindningarna när motorn svänger. Detta säkerställer att armaturen fortsätter att rotera i samma riktning, vilket ger konsekvent rörelse.

Nyckelkomponenter i en borstad likströmsmotor

1. Armatur (rotor) : Den roterande delen av motorn som innehåller lindningar och interagerar med magnetfältet.

2. Kommutator : En mekanisk switch som säkerställer att strömflödet vänds i lindningarna när motorn roterar.

3. Borstar : Kol- eller grafitborstar som upprätthåller elektrisk kontakt med kommutatorn, vilket gör att strömmen kan flyta in i ankaret.

4. STATOR : Den stationära delen av motorn, som vanligtvis består av permanenta magneter eller elektromagneter som skapar magnetfältet.

5. Axel : Den centrala stången ansluten till ankaret som överför rotationskraften till lasten.

Borstade DC-motorer förblir en viktig teknik i många branscher på grund av deras enkelhet, tillförlitlighet och kostnadseffektivitet. Medan de har begränsningar, såsom borstslitage och minskad effektivitet vid höga hastigheter, är deras fördelar - till exempel högt startmoment och enkel kontroll - att tvinga sin fortsatta relevans i en mängd olika applikationer. Oavsett om de är i hushållsapparater , Power Tools , eller små robotik , borstade DC -motorer erbjuder en beprövad lösning för uppgifter som kräver måttlig kraft och exakt kontroll.

Vad är en stegmotor? En komplett guide

Stegmotorer är en typ av likströmsmotor som är känd för sin förmåga att flytta i exakta steg eller steg, vilket gör dem idealiska för applikationer som kräver kontrollerad rörelse. Till skillnad från konventionella motorer, som roterar kontinuerligt när de drivs, delar en stegmotor en full rotation i ett antal diskreta steg, som var och en är en exakt del av den fullständiga rotationen. Denna kapacitet gör dem värdefulla för ett brett utbud av applikationer inom branscher som robotik, 3D -utskrift , automatisering och mer.

I den här artikeln kommer vi att utforska grunderna i stegmotorer , deras arbetsprinciper, typer, fördelar, nackdelar, tillämpningar och hur de jämför med annan motorisk teknik.

Hur fungerar en stegmotor?

En stegmotor fungerar på principen om elektromagnetism. Den har en rotor (den rörliga delen) och en stator (den stationära delen), liknande andra typer av elektriska motorer. Men det som skiljer en stegmotor är hur statorn aktiverar sina spolar för att få rotorn att vända i diskreta steg.

Grundläggande arbetsprincip

När strömmen flyter genom statorns spolar genererar den ett magnetfält som interagerar med rotorn, vilket får den att rotera. Rotorn är vanligtvis tillverkad av en permanent magnet eller ett magnetmaterial, och den rör sig i små steg (steg) eftersom strömmen genom varje spole är på och av i en specifik sekvens.

Varje steg motsvarar en liten rotation, vanligtvis från 0,9 ° till 1,8 ° per steg , även om andra stegvinklar är möjliga. Genom att aktivera olika spolar i en exakt ordning kan motorn uppnå fin, kontrollerad rörelse.

Stegvinklar och precision

Upplösningen av en stegmotor definieras av stegvinkeln . Till exempel kommer en stegmotor med en 1,8 ° stegvinkel att fullborda en fullständig rotation (360 °) i 200 steg. Mindre stegvinklar, som 0,9 ° , möjliggör ännu finare kontroll, med 400 steg för att slutföra en fullständig rotation. Ju mindre stegvinkeln, desto större är precisionen i motorns rörelse.

Typer av stegmotorer

Stegmotorer finns i flera sorter, var och en utformade för att passa specifika applikationer. Huvudtyperna är:

1. Permanent Magnet Stepper (PM Stepper)

En permanent magnetstegsmotor använder en permanent magnetrotor och fungerar på ett sätt som liknar en likströmsmotor . Rotorens magnetfält lockas till statorns magnetfält och rotorn går för att anpassa sig till varje energisk spole.

• Fördelar : Enkel design, låg kostnad och måttligt vridmoment med låga hastigheter.

• Applikationer : Grundläggande positioneringsuppgifter som i skrivare eller skannrar.

2. Variabel motvilja steg (VR -steg)

I en variabel motvilja stegmotor är rotorn tillverkad av en mjuk järnkärna, och rotorn har inte permanentmagneter. Rotorn rör sig för att minimera motvilja (motstånd) mot magnetflödet. När strömmen i spolarna växlas rör sig rotorn mot det mest magnetiska området, steg för steg.

• Fördelar : effektivare vid högre hastigheter jämfört med PM -stegmotorer.

• Ansökningar : Industriella applikationer som kräver högre hastighet och effektivitet.

3. Hybridstegsmotor

En hybridstegmotor kombinerar egenskaperna hos både permanentmagnet och variabelt motvilja stegmotorer. Den har en rotor som är gjord av permanenta magneter men som också innehåller mjuka järnelement som förbättrar prestanda och ger bättre vridmomentutgång. Hybridmotorer erbjuder det bästa från båda världarna: högt vridmoment och exakt kontroll.

• Fördelar : Högre effektivitet, mer vridmoment och bättre prestanda än PM- eller VR -typer.

• Applikationer : Robotik, CNC -maskiner, 3D -skrivare och automatiseringssystem.

Stegmotorer är viktiga komponenter i system som kräver korrekt positionering, hastighetskontroll och vridmoment med låga hastigheter. Med sin förmåga att flytta i exakta steg utmärker de sig i applikationer som 3D -utskrift , robotik , CNC -maskiner och mer. Även om de har vissa begränsningar, såsom minskad effektivitet vid högre hastigheter och vibrationer vid låga hastigheter, gör deras tillförlitlighet, precision och enkel kontroll dem nödvändiga i många branscher.

Om du funderar på en stegmotor för ditt nästa projekt är det viktigt att bedöma dina behov och de specifika fördelarna och nackdelarna för att avgöra om en stegmotor är det rätta valet för din applikation.

Vad är en induktionsmotor? En omfattande översikt

En induktionsmotor är en typ av elmotor som fungerar baserat på principen om elektromagnetisk induktion. Det är en av de mest använda motorerna i industriella och kommersiella tillämpningar på grund av dess enkelhet, hållbarhet och kostnadseffektivitet. I den här artikeln dyker vi in ​​i arbetsprincipen för induktionsmotorer, deras typer, fördelar, nackdelar och gemensamma tillämpningar samt en jämförelse med andra motortyper.

Hur fungerar en induktionsmotor?

Induktionsmotorn fungerar på principen om elektromagnetisk induktion , upptäckt av Michael Faraday. I huvudsak, när en ledare placeras i ett förändrat magnetfält, induceras en elektrisk ström i ledaren. Detta är den grundläggande principen bakom driften av alla induktionsmotorer.

Nyckelkomponenter i en induktionsmotor

En induktionsmotor består vanligtvis av två huvuddelar:

1. STATOR : Den stationära delen av motorn, vanligtvis tillverkad av laminerat stål, som innehåller spolar som är energiska av växlande ström (AC) . Statorn genererar ett roterande magnetfält när AC passeras genom spolarna.

2. Rotor : Den roterande delen av motorn, placerad inuti statorn, som antingen kan vara en ekorre -burrotor (vanligast) eller en sårrotor. Rotorn induceras att rotera av magnetfältet som produceras av statorn.

Den grundläggande arbetsprincipen

• När växelström levereras till statorn genererar den ett roterande magnetfält.

• Detta roterande magnetfält inducerar en elektrisk ström i rotorn på grund av elektromagnetisk induktion.

• Den inducerade strömmen i rotorn genererar sitt eget magnetfält, som interagerar med statorns magnetfält.

• Som ett resultat av denna interaktion börjar rotorn rotera och skapa mekanisk utgång. Rotorn måste alltid 'Chase ' Det roterande magnetfältet som produceras av statorn, varför den kallas en induktionsmotor - eftersom strömmen i rotorn är 'inducerad ' av magnetfältet snarare än direkt levererat.

Slid i induktionsmotorer

Ett unikt drag hos induktionsmotorer är att rotorn aldrig når samma hastighet som magnetfältet i statorn. Skillnaden mellan hastigheten på statorns magnetfält och rotorns faktiska hastighet kallas glid . Slipan är nödvändig för att inducera strömmen i rotorn, vilket är det som genererar vridmoment.

Typer av induktionsmotorer

Induktionsmotorer finns i två huvudtyper:

1. Squirrel Cage induktionsmotor

Detta är den mest använda typen av induktionsmotor. Rotorn består av laminerat stål med ledande staplar arrangerade i en sluten slinga. Rotorn liknar en ekorrbur , och på grund av denna konstruktion är den enkel, robust och pålitlig.

• Fördelar :

• Hög tillförlitlighet och hållbarhet.

• Låg kostnad och underhåll.

• Enkel konstruktion.

• Applikationer : Används i de flesta industriella och kommersiella applikationer pumparfläktkompressorer , , , transportöreroch inklusive .

2. Sårrotorinduktionsmotor

I denna typ består rotorn av lindningar (istället för kortslutna staplar) och är ansluten till yttre motstånd. Detta möjliggör mer kontroll över motorns hastighet och vridmoment, vilket gör det användbart i vissa specifika applikationer.

• Fördelar :

• Tillåter externt motstånd att läggas till för att kontrollera hastighet och vridmoment.

• Bättre startmoment.

• Applikationer : Används i applikationer som kräver högt startmoment eller där kontroll av variabel hastighet behövs, såsom och , kranhissar stora maskiner.

Vad är en synkron motor? En detaljerad översikt

En synkronmotor är en typ av växelströmsmotor som fungerar med konstant hastighet, kallad synkron hastighet, oavsett belastning på motorn. Detta innebär att motorens rotor roterar med samma hastighet som det roterande magnetfältet som produceras av statorn. Till skillnad från andra motorer, såsom induktionsmotorer, kräver en synkron motor att en extern mekanism startar, men den kan bibehålla synkron hastighet när den körs.

I den här artikeln kommer vi att utforska arbetsprincipen för synkrona motorer, deras typer, fördelar, nackdelar, applikationer och hur de skiljer sig från andra motortyper som induktionsmotorer.

Hur fungerar en synkron motor?

Den grundläggande driften av en synkronmotor involverar interaktionen mellan det roterande magnetfältet som produceras av statorn och magnetfältet som skapas av rotorn. Rotorn, till skillnad från induktionsmotorer, är vanligtvis utrustad med permanentmagneter eller elektromagneter som drivs av likström (DC).

Nyckelkomponenter i en synkronmotor

En typisk synkronmotor består av två primära komponenter:

1. STATOR : Den stationära delen av motorn, som vanligtvis består av lindningar som drivs av växelströmsförsörjning . Statorn genererar ett roterande magnetfält när AC -ström flyter genom lindningarna.

2. Rotor : Den roterande delen av motorn, som kan vara antingen en permanent magnet eller elektromagnetisk rotor som drivs av en likströmsförsörjning . Rotorens magnetfält låses in med statorns roterande magnetfält, vilket får rotorn att svängas med synkron hastighet.

Den grundläggande arbetsprincipen

1. När AC -effekt appliceras på statorlindningarna roterande magnetfält . genereras ett

2. Rotorn, med sitt magnetfält, låses in i detta roterande magnetfält, vilket innebär att rotorn följer statorns magnetfält.

3. När magnetfälten interagerar synkroniseras rotorn med statorns roterande fält och båda roterar med samma hastighet. Det är därför det kallas en synkronmotor - rotorn körs synkroniserad med frekvensen av växelströmsförsörjningen.

Eftersom rotorns hastighet matchar statorns magnetfält fungerar synkrona motorer med en fast hastighet bestämd av frekvensen för växelströmsförsörjningen och antalet stolpar i motorn.

Typer av synkronmotorer

Synkrona motorer finns i flera olika konfigurationer, beroende på rotorkonstruktionen och applikationen.

1. Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM)

I en permanent magnet synkronmotor är rotorn utrustad med permanentmagneter, som ger magnetfältet för synkronisering med statorns roterande magnetfält.

• Fördelar : Hög effektivitet, kompakt design och hög vridmomentdensitet.

• Applikationer : Används i applikationer där exakt hastighetskontroll krävs, till exempel elektriska fordon och maskiner med hög precision.

2. Sårrotor Synkronmotor

En sårrotor synkron motor använder en rotor som är sår med kopparlindningar, som aktiveras av en likströmsförsörjning genom glidringar. Rotorlindningarna producerar magnetfältet som behövs för synkronisering med statorn.

• Fördelar : Mer robusta än permanenta magnetmotorer och kan motstå högre effektnivåer.

• Applikationer : Används i stora industriella system där högeffekt och vridmoment behövs, till exempel generatorer och kraftverk.

3. Hysteres Synkronmotor

En hysteres synkron motor använder en rotor med magnetiska material som uppvisar hysteres (fördröjningen mellan magnetiseringen och det applicerade fältet). Denna typ av motor är känd för sin släta och tyst drift.

• Fördelar : extremt låg vibration och brus.

• Applikationer : Vanliga i klockor , synkroniserande enheter och andra applikationer med låg vridmoment där smidig drift krävs.

Synkrona motorer är kraftfulla, effektiva och exakta maskiner som erbjuder konsekvent prestanda i applikationer som kräver konstant hastighet och kraftfaktorkorrigering . De är särskilt fördelaktiga i stora industriella system, kraftproduktion och tillämpningar där exakt synkronisering är avgörande. Men deras komplexitet, högre initialkostnad och behov av externa startmekanismer gör dem mindre lämpliga för vissa applikationer jämfört med andra motortyper som induktionsmotorer.

Brushless DC Motor Mechanism

Borstlösa DC -motorer fungerar med två huvudkomponenter: en rotor som innehåller permanentmagneter och en stator utrustad med kopparspolar som blir elektromagneter när strömmen flyter genom dem.

Dessa motorer klassificeras i två typer: Inrunner (interna rotormotorer) och utrunner (externa rotormotorer). I Inrunner Motors placeras statorn externt medan rotorn roterar inuti. Omvänt, i Outrunner Motors, snurrar rotorn utanför statorn. När strömmen levereras till statorspolarna genererar de en elektromagnet med distinkta nord- och sydpoler. När polariteten i denna elektromagnet anpassar sig till den för den myndiga magneten, avvisar liknande poler varandra, vilket får rotorn att snurra. Men om strömmen förblir konstant i denna konfiguration, kommer rotorn emellertid att rotera ett tillfälligt och sedan stoppas när de motsatta elektromagneterna och permanentmagneterna justeras. För att upprätthålla kontinuerlig rotation tillförs strömmen som en trefas-signal, som regelbundet förändrar elektromagnetens polaritet.

Motorns rotationshastighet motsvarar frekvensen för trefas-signalen. För att uppnå snabbare rotation kan man därför öka signalfrekvensen. I samband med ett fjärrkontrollfordon instruerar fordonet genom att öka gasen effektivt regulatorn att höja omkopplingsfrekvensen.

Hur fungerar borstlös DC -motor?

En Brushless DC -motor , ofta kallad en permanent magnet synkronmotor, är en elmotor känd för sin höga effektivitet, kompakta storlek, lågt brus och lång livslängd. Den hittar omfattande applikationer inom både industriell tillverkning och konsumentprodukter.

Driften av en borstlös DC -motor är baserad på samspelet mellan el och magnetism. Det innefattar komponenter som permanentmagneter, en rotor, en stator och en elektronisk hastighetskontroll. De permanenta magneterna fungerar som den primära källan till magnetfältet i motorn, vilket vanligtvis använder sällsynta jordmaterial. När motorn drivs skapar dessa permanentmagneter ett stabilt magnetfält som interagerar med strömmen som strömmar in i motorn och genererar ett rotormagnetfält.

Rotorn till en Brushless DC -motor  är den roterande komponenten och består av flera permanenta magneter. Dess magnetfält interagerar med statorns magnetfält, vilket får det att snurra. Statorn är å andra sidan den stationära delen av motorn, bestående av kopparspolar och järnkärnor. När strömmen flyter genom statorspolarna genererar det ett varierande magnetfält. Enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion påverkar detta magnetfält rotorn och producerar rotationsmoment.

Electronic Speed ​​Controller (ESC) hanterar motorns operativa tillstånd och reglerar dess hastighet genom att styra den nuvarande levererade till motorn. ESC justerar olika parametrar, inklusive pulsbredd, spänning och ström, för att kontrollera motorns prestanda.

Under drift flyter strömmen genom både statorn och rotorn, vilket skapar en elektromagnetisk kraft som interagerar med magnetfältet för de permanenta magneterna. Som ett resultat roterar motorn i enlighet med kommandona från den elektroniska hastighetsstyrenheten och producerar mekaniskt arbete som driver den anslutna utrustningen eller maskinerna.

Sammanfattningsvis Borstless DC -motor  fungerar enligt principen om elektriska och magnetiska interaktioner som producerar rotationsmoment mellan de roterande permanenta magneterna och statorspolarna. Denna interaktion driver motorns rotation och omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi, vilket gör att den kan utföra arbete.

Kontrollerande borstfri DC -motor

För att aktivera en Borstlös likströmsmotor  för att rotera är det viktigt att kontrollera riktningen och tidpunkten för strömmen som strömmar genom dess spolar. Diagrammet nedan illustrerar statorn (spolarna) och rotor (permanentmagneter) för en BLDC -motor, som har tre spolar märkta U, V och W, med 120 ° från varandra. Motorns operation drivs av att hantera faser och strömmar i dessa spolar. Ström flyter i följd genom fas U, sedan fas V, och slutligen fas W. Rotationen upprätthålls genom att kontinuerligt växla magnetflödet, vilket får de permanenta magneterna att följa det roterande magnetfältet som genereras av spolarna. I huvudsak måste aktiveringen av spolar U, V och W växla ständigt för att hålla det resulterande magnetflödet i rörelse och därmed skapa ett roterande magnetfält som kontinuerligt lockar rotormagneterna.

Det finns för närvarande tre mainstream borstlösa motorstyrningsmetoder:

1. Trapezoidal vågkontroll

Trapezoidal vågkontroll, ofta kallad 120 ° kontroll eller 6-stegs pendlingskontroll, är en av de mest enkla metoderna för att kontrollera borstlösa DC (BLDC) motorer. Denna teknik involverar tillämpning av fyrkantiga vågströmmar i motorfaserna, som synkroniseras med trapezoidal back-emf-kurva för BLDC-motorn för att uppnå optimal vridmomentgenerering. BLDC-stege-kontroll är väl lämpad för en mängd olika motorstyrningssystemdesign över många applikationer, inklusive hushållsapparater, kylkompressorer, VVS-blåsare, kondensatorer, industriella enheter, pumpar och robotik.

Square Wave Control -metoden erbjuder flera fördelar, inklusive en enkel kontrollalgoritm och låga hårdvarukostnader, vilket möjliggör högre motorhastigheter med hjälp av en standardprestationskontroller. Det har emellertid också nackdelar, såsom betydande vridmomentfluktuationer, en viss nivå av nuvarande brus och effektivitet som inte når sin maximala potential. Trapezoidal vågkontroll är särskilt lämplig för applikationer där hög rotationsprestanda inte krävs. Denna metod använder en hallsensor eller en icke-induktiv uppskattningsalgoritm för att bestämma rotorns position och kör sex pendlingar (en var 60 °) inom en 360 ° elektrisk cykel baserat på den positionen. Varje pendling genererar kraft i en specifik riktning, vilket resulterar i en effektiv positionsnoggrannhet på 60 ° i elektriska termer. Namnet 'Trapezoidal Wave Control ' kommer från det faktum att fasströmvågformen liknar en trapesformad form.

2. Sinusvågskontroll

Sinusvågstyrningsmetoden använder Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) för att producera en trefas-sinusvågspänning, varvid motsvarande ström också är en sinusvåg. Till skillnad från fyrkantig vågkontroll involverar detta tillvägagångssätt inte diskreta pendlingssteg; Istället behandlas det som om ett oändligt antal pendlingar inträffar inom varje elektrisk cykel.

Det är uppenbart att Sine Wave Control erbjuder fördelar jämfört med kvadratvågkontroll, inklusive minskade vridmomentfluktuationer och färre strömmoniker, vilket resulterar i en mer förfinad kontrollupplevelse. Det kräver emellertid något mer avancerad prestanda från styrenheten jämfört med kvadratvågkontroll, och det uppnår fortfarande inte maximal motorisk effektivitet.

3. Fältorienterad kontroll (FOC)

Fältorienterad kontroll (FOC), även kallad vektorkontroll (VC), är en av de mest effektiva metoderna för att effektivt hantera Borstless DC Motors  (BLDC) och Synkron Motors permanentmagnet (PMSM). Medan sinusvågstyrningen hanterar spänningsvektorn och indirekt styr den aktuella storleken, har den inte förmågan att kontrollera strömriktningen.

FOC -kontrollmetoden kan ses som en förbättrad version av sinusvågkontrollen, eftersom den möjliggör kontroll av den aktuella vektorn, vilket effektivt hanterar vektorkontrollen av motorns statormagnetfält. Genom att styra riktningen för statorns magnetfält säkerställer det att statorn och rotormagnetfälten förblir i en 90 ° vinkel hela tiden, vilket maximerar vridmomentutgången för en given ström.

4. Sensorlös kontroll

I motsats till konventionella motorstyrningsmetoder som förlitar sig på sensorer, gör sensorlös styrning att motorn kan fungera utan sensorer som hallsensorer eller kodare. Detta tillvägagångssätt använder motorns ström- och spänningsdata för att fastställa rotorns position. Motorhastigheten beräknas sedan baserat på förändringar i rotorpositionen med hjälp av denna information för att reglera motorns hastighet effektivt.

Den främsta fördelen med sensorlös kontroll är att den eliminerar behovet av sensorer, vilket möjliggör tillförlitlig drift i utmanande miljöer. Det är också kostnadseffektivt och kräver bara tre stift och tar upp minimalt utrymme. Dessutom förbättrar frånvaron av hallensorer systemets livslängd och tillförlitlighet, eftersom det inte finns några komponenter som kan skadas. En anmärkningsvärd nackdel är dock att den inte ger smidig start. Vid låga hastigheter eller när rotorn är stillastående är den bakre elektromotivkraften otillräcklig, vilket gör det svårt att upptäcka nollkorsningspunkten.

DC borstade kontra borstlösa motorer

Likheter mellan DC borstade och borstlösa motorer

Borstlösa DC -motorer och borstade DC -motorer delar vissa gemensamma egenskaper och operativa principer:

Både borstlösa och borstade DC -motorer har en liknande struktur, innefattande en stator och en rotor. Statorn producerar ett magnetfält, medan rotorn genererar vridmoment genom sin interaktion med detta magnetfält, vilket effektivt förvandlar elektrisk energi till mekanisk energi.

Både Borstlösa DC -motorer och borstade DC -motorer kräver en likströmsförsörjning för att tillhandahålla elektrisk energi, eftersom deras drift förlitar sig på likström.

Båda typerna av motorer kan justera hastighet och vridmoment genom att ändra ingångsspänningen eller strömmen, vilket möjliggör flexibilitet och kontroll i olika applikationsscenarier.

Skillnader mellan borstade och borstlösa DC -motorer

Medan du borstas och Borstlösa DC -motorer delar vissa likheter, de uppvisar också betydande skillnader när det gäller prestanda och fördelar. Borstade DC -motorer använder borstar för att pendla motorns riktning, vilket möjliggör rotation. Däremot använder borstlösa motorer elektronisk kontroll för att ersätta den mekaniska pendlingsprocessen.

Brushless DC Motor Type

Besfoc bldc motortyp

Det finns många typer av borstfri DC -motor som säljs av Jkongmotor, och att förstå egenskaperna och användningen av olika typer av stegmotorer hjälper dig att bestämma vilken typ som är bäst för dig.

1. Standard BLDC -motor (inre rotor)

BESFOC levererar NEMA 17, 23, 24, 34, 42, 52 ram- och metrisk storlek 36mm - 130 mm standardborstlös DC -motor. Motorerna (inre rotor) inkluderar 3 -fas 12V/24V/36V/48V/72V/110V lågspänning och 310V högspänningselektriska motorer med ett kraftintervall på 10W - 3500W och ett hastighetsområde på 10 rpm - 10000 rpm. Integrerade Hall -sensorer kan användas i applikationer som kräver exakt position och hastighetsåterkoppling. Medan standardalternativen erbjuder utmärkt tillförlitlighet och hög prestanda, kan de flesta av våra motorer också anpassas för att arbeta med olika spänningar, krafter, hastigheter osv. Anpassad axelstyp/längd och monteringsflänsar finns tillgängliga på begäran.

2. Utrustad Bldc -motor

En borstfri likvida motor är en motor med en inbyggd växellåda (inklusive spurväxellåda, maskväxellåda och planetväxellåda). Växlarna är anslutna till motorens drivaxel. Den här bilden visar hur växellådan rymmer i motorhuset.

Växellådor spelar en avgörande roll för att sänka hastigheten på borstlösa DC -motorer medan du förbättrar utgångsmomentet. Vanligtvis arbetar borstlösa DC -motorer effektivt med hastigheter från 2000 till 3000 rpm. Till exempel, när den är i par med en växellåda som har ett överföringsförhållande på 20: 1, kan motorns hastighet minskas till cirka 100 till 150 varv / minut, vilket resulterar i en tjugofaldig ökning av vridmomentet.

Dessutom minimerar integrering av motorn och växellådan i ett enda hus de yttre dimensionerna för växlade borstlösa DC -motorer, vilket optimerar användningen av tillgängligt maskinutrymme.

3. Ytter Rotor Bldc Motor

Nya tekniska framsteg leder till utveckling av kraftfullare trådlös utrustning och verktyg utomhus. En anmärkningsvärd innovation inom elverktyg är den externa rotor -borstlösa motordesignen.

Yttre rotor Borstlösa DC -motorer , eller externt drivna borstlösa motorer, har en design som innehåller rotorn på utsidan, vilket möjliggör mjukare drift. Dessa motorer kan uppnå högre vridmoment än interna rotordonstruktioner i liknande storlek. Den ökade trögheten som tillhandahålls av externa rotormotorer gör dem särskilt väl lämpade för applikationer som kräver lågt brus och konsekvent prestanda vid lägre hastigheter.

I en yttre rotormotor placeras rotorn externt, medan statorn är belägen inuti motorn.

Ytterrotor Borstlösa DC-motorer är vanligtvis kortare än deras inre rotör motsvarigheter, vilket erbjuder en kostnadseffektiv lösning. I denna design är permanentmagneter fäst på ett rotorhus som kretsar kring en inre stator med lindningar. På grund av rotorns högre tröghet upplever yttre-rotormotorerna nedre vridmomentkippel jämfört med inre-rotormotorer.

4. Integrerad BLDC -motor

Integrerade borstlösa motorer är avancerade mekatroniska produkter designade för användning i industriella automatiserings- och kontrollsystem. Dessa motorer är utrustade med ett specialiserat, högpresterande borstlöst DC-motorförare-chip, vilket ger många fördelar, inklusive hög integration, kompakt storlek, fullständig skydd, enkla ledningar och förbättrad tillförlitlighet. Denna serie erbjuder en rad integrerade motorer med kraftutgångar från 100 till 400W. Dessutom använder den inbyggda drivrutinen den banbrytande PWM-tekniken, vilket gör att borstlösa motorn kan fungera med höga hastigheter med minimal vibration, lågt brus, utmärkt stabilitet och hög pålitlighet. Integrerade motorer har också en rymdbesparande design som förenklar ledningar och minskar kostnaderna jämfört med traditionella separata motor- och drivkomponenter.

Hur man väljer borstlös DC -motordrivare

1. Välj en lämplig borstlös motor

Börja med att välja en Borstlös likströmsmotor  baserat på dess elektriska parametrar. Det är viktigt att bestämma viktiga specifikationer såsom önskat hastighetsområde, vridmoment, nominell spänning och nominellt vridmoment innan du väljer lämplig borstlös motor. Vanligtvis är den nominella hastigheten för borstlösa motorer cirka 3000 varv / minut, med en rekommenderad driftshastighet på minst 200 varv / minut. Om långvarig drift vid lägre hastigheter är nödvändig kan du överväga att använda en växellåda för att minska hastigheten samtidigt som du ökar vridmomentet.

Välj sedan a Borstlös likströmsmotor  enligt dess mekaniska dimensioner. Se till att motorns installationsdimensioner, utgångsaxeldimensioner och total storlek är kompatibla med din utrustning. Vi erbjuder anpassningsalternativ för borstlösa motorer i olika storlekar baserade på kundkrav.

2. Välja rätt borstlös förare

Välj lämplig drivrutin baserat på de elektriska parametrarna för den borstlösa motorn. När du väljer en förare, bekräfta att motorns nominella kraft och spänning faller inom förarens tillåtna intervall för att säkerställa kompatibilitet. Vårt utbud av borstlösa drivrutiner inkluderar lågspänningsmodeller (12-60 VDC) och högspänningsmodeller (110/220 VAC), skräddarsydda för lågspännings- och högspänningsborstlösa motorer. Det är viktigt att inte blanda dessa två typer.

Tänk dessutom på installationsstorleken och värmespridningskraven för föraren för att säkerställa att den fungerar effektivt i sin miljö.

Fördelar och nackdelar med borstlösa DC -motorer

Fördelar

Borstless DC Motors (BLDC) erbjuder flera fördelar jämfört med andra motortyper, inklusive kompakt storlek, hög utgångseffekt, låg vibration, minimal brus och förlängd livslängd. Här är några viktiga fördelar med BLDC -motorer:

1. Effektivitet : BLDC -motorer kan kontinuerligt hantera maximalt vridmoment, till skillnad från borstade motorer, som uppnår toppmoment endast vid specifika punkter under rotation. Följaktligen kan mindre BLDC -motorer generera betydande kraft utan behov av större magneter.

2. Kontrollbarhet : Dessa motorer kan kontrolleras exakt via återkopplingsmekanismer, vilket möjliggör exakt moment och hastighetsleverans. Denna precision förbättrar energieffektiviteten, minskar värmeproduktionen och förlänger batteritiden i batteridrivna applikationer.

3. Livslängd och brusreducering : Med inga borstar att slitna har BLDC -motorer en längre livslängd och ger lägre elektriskt brus. Däremot skapar borstade motorer gnistor under kontakten mellan borstar och kommutatorn, vilket resulterar i elektriskt brus, vilket gör BLDC-motorer att föredra i bruskänsliga applikationer.

Ytterligare fördelar inkluderar:

• Högre effektivitet och effektdensitet jämfört med induktionsmotorer (ungefär 35% minskning av volym och vikt för samma produktion).

• Långt livslängd och tyst drift på grund av precisionskullager.

• Ett brett hastighetsområde och full motorutgång på grund av en linjär vridmomentkurva.

• Minskade elektriska störningar.

• Mekanisk utbytbarhet med stegmotorer, sänker byggkostnaderna och ökar komponentsorten.

Nackdelar

Trots deras fördelar har borstlösa motorer några nackdelar. Den sofistikerade elektroniken som krävs för borstlösa enheter resulterar i högre totala kostnader jämfört med borstade motorer.

Den fältorienterade kontrollmetoden (FOC), som möjliggör exakt kontroll av magnetfältets storlek och riktning, ger stabilt vridmoment, lågt brus, hög effektivitet och snabb dynamisk respons. Det kommer emellertid med höga hårdvarukostnader, stränga prestandakrav för styrenheten och behovet av att motorsametrar matchas noggrant.

En annan nackdel är att borstlösa motorer kan uppleva jitter vid start på grund av induktiv reaktans, vilket resulterar i mindre smidig drift jämfört med borstade motorer.

Dessutom, Brushless DC -motorer kräver specialiserad kunskap och utrustning för underhåll och reparation, vilket gör dem mindre tillgängliga för genomsnittliga användare.

Användningar och tillämpningar av borstlösa DC -motorer

Borstless DC Motors (BLDC) används i stor utsträckning inom olika branscher, inklusive industriell automatisering, fordon, medicinsk utrustning och konstgjord intelligens, på grund av deras livslängd, lågt brus och högt vridmoment.

1. Industrial Automation

I industriell automatisering, Borstlösa DC -motorer är avgörande för applikationer som servomotorer, CNC -maskinverktyg och robotik. De fungerar som ställdon som kontrollerar rörelserna hos industrirobotar för uppgifter som målning, produktmontering och svetsning. Dessa applikationer kräver högeffektiva motorer, som BLDC-motorer är välutrustade att tillhandahålla.

2. Elektriska fordon

Brushless DC -motorer är en betydande applikation i elektriska fordon, särskilt som drivmotorer. De är särskilt avgörande i funktionella ersättare som kräver exakt kontroll och i områden där komponenter ofta används, vilket kräver långvarig prestanda. Efter servostyrningssystem representerar luftkonditioneringskompressormotorer en primär applikation för dessa motorer. Dessutom presenterar dragmotorer för elektriska fordon (EV) också en lovande möjlighet för borstlösa DC -motorer. Med tanke på att dessa system arbetar med begränsad batteri är det viktigt för motorerna att vara både effektiva och kompakta för att rymma trånga rymdbegränsningar.

Eftersom elektriska fordon kräver motorer som är effektiva, pålitliga och lätta för att leverera kraft, används borstlösa DC -motorer, som har dessa egenskaper, i stor utsträckning i sina drivsystem.

3. Aerospace & Drones

Inom flyg- och rymdsektorn Borstlösa DC -motorer är bland de mest anställda elmotorer på grund av deras exceptionella prestanda, vilket är avgörande i dessa applikationer. Modern flyg- och rymdteknologi förlitar sig på kraftfulla och effektiva borstlösa DC -motorer för olika hjälpsystem inom flygplan. Dessa motorer används för att styra flygytor och drivsystem i kabinen, såsom bränslepumpar, lufttryckspumpar, strömförsörjningssystem, generatorer och utrustning för kraftfördelning. Den enastående prestandan och den höga effektiviteten hos borstlösa DC -motorer i dessa roller bidrar till den exakta kontrollen av flygytor, vilket säkerställer flygplanstabilitet och säkerhet.

I drönsteknik, Borstlösa DC -motorer används för att styra olika system, inklusive interferenssystem, kommunikationssystem och kameror. Dessa motorer hanterar effektivt utmaningarna med hög belastning och snabbt svar, vilket ger hög produktionskraft och snabb lyhördhet för att säkerställa drönarnas tillförlitlighet och prestanda.

4. Medicinsk utrustning

Borstlösa DC -motorer används också i stor utsträckning i medicinsk utrustning, inklusive enheter som konstgjorda hjärtan och blodpumpar. Dessa applikationer kräver motorer som är högprecision, pålitliga och lätta, som alla är egenskaper som borstlösa DC-motorer kan ge.

Som en mycket effektiv, lågbrus och långvarig motor, Borstlösa DC -motorer används i stor utsträckning inom sektorn för medicinsk utrustning. Deras integration i enheter som medicinska aspiratorer, infusionspumpar och kirurgiska bäddar har förbättrat stabiliteten, noggrannheten och tillförlitligheten hos dessa maskiner, vilket avsevärt bidrar till framsteg inom medicinsk teknik.

5. Smart hem

Inom smarta hemsystem, Borstlösa DC -motorer används i olika apparater, inklusive cirkulerande fläktar, luftfuktare, avfuktare, luftfräschare, uppvärmning och kylfläktar, handtorkar, smarta lås och elektriska dörrar och fönster. Övergången från induktionsmotorer till borstlösa DC -motorer och deras motsvarande styrenheter i hushållsapparater uppfyller bättre kraven på energieffektivitet, miljöhållbarhet, avancerad intelligens, lågt brus och användarkomfort.

Borstlösa DC -motorer har använts under lång tid inom konsumentelektronik, inklusive tvättmaskiner, luftkonditioneringssystem och dammsugare. På senare tid har de hittat applikationer i fans, där deras höga effektivitet har sänkt elförbrukningen avsevärt.

Sammanfattningsvis är den praktiska användningen av Borstlösa DC -motorer är utbredda i vardagen. Borstless DC Motors (BLDC) är effektiva, hållbara och mångsidiga, vilket betjänar ett brett utbud av applikationer i olika branscher. Deras design, olika typer och applikationer placerar dem som väsentliga komponenter inom samtida teknik och automatisering.