Động cơ DC không chổi than là gì?

MỘT Động cơ DC không chổi than (Động cơ BLDC: Động cơ dòng trực tiếp không chổi than) là động cơ 3 pha có vòng quay được điều khiển bởi các lực hấp dẫn và lực đẩy giữa nam châm vĩnh cửu và điện từ. Nó là một động cơ đồng bộ sử dụng năng lượng dòng điện trực tiếp (DC). Loại động cơ này thường được gọi là động cơ DC không chổi than 'vì trong nhiều ứng dụng, nó sử dụng bàn chải thay vì động cơ DC (động cơ DC được chải hoặc động cơ cổ góp). Động cơ DC không chổi than về cơ bản là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu sử dụng đầu vào năng lượng DC và sử dụng biến tần để chuyển đổi nó thành nguồn điện AC ba pha với phản hồi vị trí.

MỘT Động cơ DC không chổi than  (BLDC) hoạt động bằng hiệu ứng Hall và được tạo thành từ một số thành phần chính: một rôto, stator, nam châm vĩnh cửu và bộ điều khiển động cơ truyền động. Rôto có nhiều lõi thép và cuộn dây được gắn vào trục cánh quạt. Khi cánh quạt quay, bộ điều khiển sử dụng cảm biến hiện tại để xác định vị trí của nó, cho phép nó điều chỉnh hướng và cường độ của dòng điện chảy qua các cuộn dây stato. Quá trình này tạo ra hiệu quả mô -men xoắn.

Kết hợp với bộ điều khiển ổ đĩa điện tử quản lý hoạt động không chổi than và chuyển đổi nguồn DC được cung cấp thành nguồn AC, BLDC Motors có thể cung cấp hiệu suất tương tự như động cơ DC được chải, nhưng không có giới hạn của bàn chải bị hao mòn theo thời gian. Bởi vì điều này, các động cơ BLDC thường được gọi là động cơ đi lại (EC) điện tử, phân biệt chúng với các động cơ truyền thống dựa vào việc đi lại cơ học với bàn chải.

Loại động cơ phổ biến

Động cơ có thể được phân loại dựa trên nguồn cung cấp năng lượng của chúng (AC hoặc DC) và cơ chế họ sử dụng để tạo ra vòng quay. Dưới đây, chúng tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan ngắn gọn về các đặc điểm và ứng dụng của từng loại.

Loại động cơ phổ biến
Động cơ DC	Động cơ DC chải
	Động cơ DC không chổi than
	Động cơ bước
Động cơ AC	Động cơ cảm ứng
	Động cơ đồng bộ

Động cơ DC chải là gì? Một hướng dẫn toàn diện

Động cơ DC chải từ lâu đã là một mặt hàng chủ lực trong thế giới kỹ thuật điện. Được biết đến với tính đơn giản, độ tin cậy và hiệu quả chi phí, các động cơ này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng từ các thiết bị gia dụng đến máy móc công nghiệp. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan chi tiết về động cơ DC được chải , khám phá hoạt động, thành phần, ưu điểm, nhược điểm và sử dụng phổ biến của họ, cũng như so sánh với các đối tác không chổi than của họ.

Hiểu những điều cơ bản của động cơ DC được chải

Một động cơ DC được chải là một loại động cơ điện trực tiếp (DC) dựa trên bàn chải cơ học để cung cấp dòng điện cho cuộn dây động cơ. Nguyên tắc cơ bản đằng sau hoạt động của động cơ liên quan đến sự tương tác giữa từ trường và dòng điện , tạo ra một lực quay được gọi là mô -men xoắn.

Làm thế nào để các động cơ DC chải hoạt động?

Trong một động cơ DC được chải, một dòng điện chảy qua một bộ cuộn dây (hoặc phần ứng) nằm trên cánh quạt. Khi dòng điện chảy qua các cuộn dây, nó tương tác với từ trường được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây trường . Tương tác này tạo ra một lực khiến phần ứng quay.

Cổ lẻ là một thành phần chính trong động cơ DC được chải. Đó là một công tắc xoay đảo ngược hướng của dòng điện qua cuộn dây phần ứng khi động cơ quay. Điều này đảm bảo rằng phần ứng tiếp tục quay theo cùng một hướng, cung cấp chuyển động nhất quán.

Các thành phần chính của động cơ DC được chải

1. Phần ứng (rôto) : Phần quay của động cơ chứa cuộn dây và tương tác với từ trường.

2. Cổ góp : Một công tắc cơ học đảm bảo dòng điện được đảo ngược trong cuộn dây khi động cơ quay.

3. Bàn chải : Bàn chải carbon hoặc than chì duy trì tiếp xúc điện với cổ lân kế, cho phép dòng điện chảy vào phần ứng.

4. Stato : Phần đứng yên của động cơ, thường bao gồm nam châm vĩnh cửu hoặc điện trong tạo từ trường.

5. Trục : Thanh trung tâm kết nối với phần ứng truyền lực quay đến tải.

Bàn chải DC Motors vẫn là một công nghệ thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp do sự đơn giản, độ tin cậy và hiệu quả chi phí của chúng. Mặc dù họ có những hạn chế, chẳng hạn như hao mòn bàn chải và giảm hiệu quả ở tốc độ cao, nhưng lợi thế của họ như mô -men xoắn khởi động cao và dễ kiểm soát, chắc chắn sự liên quan của họ trong nhiều ứng dụng. Cho dù trong các thiết bị gia dụng , Các công cụ điện , hoặc robot nhỏ , DC Motors đã đưa ra một giải pháp đã được chứng minh cho các nhiệm vụ yêu cầu năng lượng vừa phải và kiểm soát chính xác.

Động cơ bước là gì? Một hướng dẫn đầy đủ

Động cơ Stepper là một loại động cơ DC được biết đến với khả năng di chuyển theo các bước hoặc gia tăng chính xác, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu chuyển động có kiểm soát. Không giống như các động cơ thông thường, xoay liên tục khi được cấp nguồn, một động cơ bước chia một vòng quay đầy đủ thành một số bước riêng biệt, mỗi bước là một phần chính xác của vòng quay hoàn chỉnh. Khả năng này làm cho chúng có giá trị cho một loạt các ứng dụng trong các ngành công nghiệp như robot, in 3D , tự động hóa, v.v.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá các nguyên tắc cơ bản của động cơ Stepper , các nguyên tắc làm việc, loại, ưu điểm, nhược điểm, ứng dụng và cách chúng so sánh với các công nghệ động cơ khác.

Làm thế nào để một động cơ bước hoạt động?

Một động cơ bước hoạt động theo nguyên tắc điện từ. Nó có một rôto (phần chuyển động) và một stato (phần đứng yên), tương tự như các loại động cơ điện khác. Tuy nhiên, điều khiến một động cơ bước ra ngoài là cách stator cung cấp năng lượng cho các cuộn dây của nó để làm cho rôto quay theo các bước riêng biệt.

Nguyên tắc làm việc cơ bản

Khi dòng điện chảy qua các cuộn dây của stator, nó sẽ tạo ra một từ trường tương tác với rôto, khiến nó quay. Rôto thường được làm từ nam châm vĩnh cửu hoặc vật liệu từ tính, và nó di chuyển theo gia số nhỏ (các bước) khi dòng điện qua mỗi cuộn được bật và tắt theo một chuỗi cụ thể.

Mỗi bước tương ứng với một vòng quay nhỏ, thường dao động từ 0,9 ° đến 1,8 ° mỗi bước , mặc dù các góc bước khác là có thể. Bằng cách cung cấp năng lượng cho các cuộn dây khác nhau theo một thứ tự chính xác, động cơ có thể đạt được chuyển động tốt, được kiểm soát.

Bước góc và độ chính xác

Độ phân giải của một động cơ bước được xác định bởi góc bước . Ví dụ, một động cơ bước có góc bước 1,8 ° sẽ hoàn thành một vòng quay đầy đủ (360 °) trong 200 bước. Các góc bước nhỏ hơn, như 0,9 ° , cho phép điều khiển tốt hơn, với 400 bước để hoàn thành một vòng quay đầy đủ. Góc bước càng nhỏ, độ chính xác của chuyển động của động cơ càng lớn.

Các loại động cơ bước

Động cơ Stepper có một số giống, mỗi loại được thiết kế để phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Các loại chính là:

1. Bước nam châm vĩnh cửu (bước PM)

Một động cơ bước nam châm vĩnh cửu sử dụng một cánh quạt nam châm vĩnh cửu và hoạt động theo cách tương tự như động cơ DC . Từ trường của rôto bị thu hút vào từ trường của stator và các bước rôto để căn chỉnh với mỗi cuộn dây năng lượng.

• Ưu điểm : Thiết kế đơn giản, chi phí thấp và mô -men xoắn vừa phải ở tốc độ thấp.

• Ứng dụng : Các nhiệm vụ định vị cơ bản như trong máy in hoặc máy quét.

2. Bước miễn cưỡng thay đổi (Bước VR)

Trong một động cơ bước miễn cưỡng thay đổi , rôto được làm bằng lõi sắt mềm và rôto không có nam châm vĩnh cửu. Rôto di chuyển để giảm thiểu sự miễn cưỡng (điện trở) sang thông lượng từ tính. Khi dòng điện trong cuộn dây được chuyển đổi, rôto di chuyển về phía vùng từ tính nhất, từng bước.

• Ưu điểm : Hiệu quả hơn ở tốc độ cao hơn so với động cơ PM Stepper.

• Ứng dụng : Ứng dụng công nghiệp yêu cầu tốc độ và hiệu quả cao hơn.

3. Động cơ bước lai

Một động cơ bước lai kết hợp các tính năng của cả nam châm vĩnh cửu và động cơ bước miễn cưỡng thay đổi. Nó có một rôto được làm từ nam châm vĩnh cửu nhưng cũng chứa các yếu tố sắt mềm giúp cải thiện hiệu suất và cung cấp đầu ra mô -men xoắn tốt hơn. Các động cơ lai cung cấp những điều tốt nhất của cả hai thế giới: mô -men xoắn cao và điều khiển chính xác.

• Ưu điểm : Hiệu quả cao hơn, mô -men xoắn cao hơn và hiệu suất tốt hơn các loại PM hoặc VR.

• Các ứng dụng : Robotics, máy móc CNC, máy in 3D và hệ thống tự động hóa.

Động cơ bước là các thành phần thiết yếu trong các hệ thống yêu cầu định vị chính xác, điều khiển tốc độ và mô -men xoắn ở tốc độ thấp. Với khả năng di chuyển theo mức tăng chính xác, chúng vượt trội trong các ứng dụng như in 3D , robot , máy in , v.v. Mặc dù chúng có một số hạn chế, chẳng hạn như giảm hiệu quả ở tốc độ cao hơn và độ rung ở tốc độ thấp, độ tin cậy, độ chính xác và dễ kiểm soát của chúng khiến chúng không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp.

Nếu bạn đang xem xét một động cơ bước cho dự án tiếp theo của mình, điều quan trọng là đánh giá nhu cầu của bạn và những ưu điểm và nhược điểm cụ thể để xác định xem động cơ bước có phải là lựa chọn phù hợp cho ứng dụng của bạn hay không.

Động cơ cảm ứng là gì? Một tổng quan toàn diện

Một động cơ cảm ứng là một loại động cơ điện hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ. Đây là một trong những động cơ được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại do tính đơn giản, độ bền và hiệu quả chi phí. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đi sâu vào nguyên tắc làm việc của động cơ cảm ứng, loại của chúng, ưu điểm, nhược điểm và các ứng dụng phổ biến, cũng như so sánh với các loại động cơ khác.

Làm thế nào để một động cơ cảm ứng hoạt động?

Động cơ cảm ứng hoạt động theo nguyên tắc cảm ứng điện từ , được phát hiện bởi Michael Faraday. Về bản chất, khi một dây dẫn được đặt trong một từ trường thay đổi, một dòng điện được tạo ra trong dây dẫn. Đây là nguyên tắc cơ bản đằng sau hoạt động của tất cả các động cơ cảm ứng.

Các thành phần chính của động cơ cảm ứng

Một động cơ cảm ứng thường bao gồm hai phần chính:

1. Stator : Phần đứng yên của động cơ, thường được làm bằng thép nhiều lớp, chứa các cuộn dây được cung cấp năng lượng bằng dòng điện xen kẽ (AC) . Stato tạo ra một từ trường quay khi AC được truyền qua các cuộn dây.

2. Rôto : Phần quay của động cơ, được đặt bên trong stato, có thể là một rôto lồng sóc (phổ biến nhất) hoặc một rôto vết thương. Rôto được tạo ra để quay bởi từ trường được tạo ra bởi stato.

Nguyên tắc làm việc cơ bản

• Khi nguồn AC được cung cấp cho stato, nó sẽ tạo ra một từ trường quay.

• Từ trường quay này tạo ra một dòng điện trong rôto do cảm ứng điện từ.

• Dòng điện cảm ứng trong rôto tạo ra từ trường riêng của nó, tương tác với từ trường của stator.

• Kết quả của sự tương tác này, rôto bắt đầu quay, tạo ra đầu ra cơ học. Rôto phải luôn luôn 'Chase ' từ trường quay do stato tạo ra, đó là lý do tại sao nó được gọi là động cơ cảm ứng , vì dòng điện trong rôto là 'do ' bởi từ trường thay vì được cung cấp trực tiếp.

Trượt trong động cơ cảm ứng

Một tính năng độc đáo của động cơ cảm ứng là rôto không bao giờ thực sự đạt đến tốc độ tương đương với từ trường trong stato. Sự khác biệt giữa tốc độ của từ trường của stator và tốc độ thực tế của cánh quạt được gọi là trượt . Trượt là cần thiết để tạo ra dòng điện trong rôto, đó là những gì tạo ra mô -men xoắn.

Các loại động cơ cảm ứng

Động cơ cảm ứng có hai loại chính:

1. Động cơ cảm ứng lồng sóc

Đây là loại động cơ cảm ứng được sử dụng phổ biến nhất. Rôto bao gồm thép nhiều lớp với các thanh dẫn được sắp xếp trong một vòng kín. Rôto giống như một cái lồng sóc , và vì cấu trúc này, nó đơn giản, gồ ghề và đáng tin cậy.

• Thuận lợi :

• Độ tin cậy và độ bền cao.

• Chi phí thấp và bảo trì.

• Xây dựng đơn giản.

• Các ứng dụng : Được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp và thương mại, bao gồm máy nén , máy , bơm và băng tải.

2. Động cơ cảm ứng cánh quạt vết thương

Trong loại này, rôto bao gồm các cuộn dây (thay vì các thanh ngắn mạch) và được kết nối với điện trở bên ngoài. Điều này cho phép kiểm soát nhiều hơn đối với tốc độ và mô -men xoắn của động cơ, làm cho nó hữu ích trong các ứng dụng cụ thể nhất định.

• Thuận lợi :

• Cho phép thêm điện trở bên ngoài để điều khiển tốc độ và mô -men xoắn.

• Mô -men xoắn khởi đầu tốt hơn.

• Các ứng dụng : Được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu mô -men xoắn khởi động cao hoặc nơi cần điều khiển tốc độ thay đổi, chẳng hạn như cần cẩu , thang máy và máy móc lớn.

Động cơ đồng bộ là gì? Một tổng quan chi tiết

Một động cơ đồng bộ là một loại động cơ AC hoạt động ở tốc độ không đổi, được gọi là tốc độ đồng bộ, bất kể tải trọng trên động cơ. Điều này có nghĩa là rôto của động cơ quay ở cùng tốc độ với từ trường quay được tạo ra bởi stato. Không giống như các động cơ khác, chẳng hạn như động cơ cảm ứng, động cơ đồng bộ đòi hỏi một cơ chế bên ngoài để bắt đầu, nhưng nó có thể duy trì tốc độ đồng bộ sau khi chạy.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá nguyên tắc làm việc của động cơ đồng bộ, loại của chúng, ưu điểm, nhược điểm, ứng dụng và cách chúng khác với các loại động cơ khác như động cơ cảm ứng.

Làm thế nào để một động cơ đồng bộ hoạt động?

Hoạt động cơ bản của động cơ đồng bộ liên quan đến sự tương tác giữa từ trường quay được tạo ra bởi stato và từ trường được tạo bởi rôto. Rôto, không giống như trong động cơ cảm ứng, thường được trang bị nam châm vĩnh cửu hoặc điện trong được cung cấp bởi dòng điện trực tiếp (DC).

Các thành phần chính của động cơ đồng bộ

Một động cơ đồng bộ điển hình bao gồm hai thành phần chính:

1. Stator : Phần đứng yên của động cơ, thường bao gồm các cuộn dây được cung cấp bởi nguồn cung cấp AC . Stato tạo ra một từ trường quay khi dòng điện AC chảy qua cuộn dây.

2. Rôto : Phần quay của động cơ, có thể là một nam châm vĩnh cửu hoặc cánh quạt điện từ được cung cấp bởi nguồn cung cấp DC . Từ trường của rôto khóa với từ trường quay của stato, khiến rôto quay ở tốc độ đồng bộ.

Nguyên tắc làm việc cơ bản

1. Khi nguồn AC được áp dụng cho các cuộn dây stato, một từ trường quay được tạo ra.

2. Rôto, với từ trường của nó, khóa vào từ trường quay này, có nghĩa là rôto theo từ trường của stato.

3. Khi các từ trường tương tác, rôto đồng bộ hóa với trường quay của stato và cả hai đều quay ở cùng một tốc độ. Đây là lý do tại sao nó được gọi là động cơ đồng bộ - rôto chạy đồng bộ với tần số của nguồn cung cấp AC.

Vì tốc độ của cánh quạt phù hợp với từ trường của stator, các động cơ đồng bộ hoạt động ở tốc độ cố định được xác định bởi tần số của nguồn cung cấp AC và số cực trong động cơ.

Các loại động cơ đồng bộ

Động cơ đồng bộ có một số cấu hình khác nhau, tùy thuộc vào thiết kế rôto và ứng dụng.

1. Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM)

Trong một động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu , rôto được trang bị nam châm vĩnh cửu, cung cấp từ trường để đồng bộ hóa với từ trường quay của stato.

• Ưu điểm : Hiệu quả cao, thiết kế nhỏ gọn và mật độ mô -men xoắn cao.

• Ứng dụng : Được sử dụng trong các ứng dụng cần điều khiển tốc độ chính xác, chẳng hạn như xe điện và máy móc chính xác cao.

2. Vết thương động cơ đồng bộ rôto

Một động cơ đồng bộ rôto vết thương sử dụng một rôto là vết thương với cuộn dây đồng, được cung cấp năng lượng bởi nguồn cung cấp DC thông qua các vòng trượt. Các cuộn dây rôto tạo ra từ trường cần thiết để đồng bộ hóa với stato.

• Ưu điểm : Mạnh mẽ hơn động cơ nam châm vĩnh cửu và có khả năng chịu được mức năng lượng cao hơn.

• Các ứng dụng : Được sử dụng trong các hệ thống công nghiệp lớn, nơi cần có công suất và mô -men xoắn cao, chẳng hạn như máy phát điện và nhà máy điện.

3. Động cơ đồng bộ trễ

Một động cơ đồng bộ trễ sử dụng một rôto với các vật liệu từ tính thể hiện độ trễ (độ trễ giữa từ hóa và trường ứng dụng). Loại động cơ này được biết đến với hoạt động mượt mà và yên tĩnh.

• Ưu điểm : Rung cực thấp và tiếng ồn.

• Các ứng dụng : phổ biến trong đồng hồ , các thiết bị đồng bộ hóa và các ứng dụng mô-men xoắn thấp khác khi cần hoạt động trơn tru.

Động cơ đồng bộ là các máy mạnh mẽ, hiệu quả và chính xác cung cấp hiệu suất nhất quán trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ không đổi và hiệu chỉnh hệ số công suất . Chúng đặc biệt có lợi trong các hệ thống công nghiệp lớn, phát điện và các ứng dụng trong đó đồng bộ hóa chính xác là rất quan trọng. Tuy nhiên, sự phức tạp của chúng, chi phí ban đầu cao hơn và nhu cầu cho các cơ chế khởi động bên ngoài làm cho chúng ít phù hợp hơn cho các ứng dụng nhất định so với các loại động cơ khác như động cơ cảm ứng.

Cơ chế động cơ DC không chổi than

Động cơ DC không chổi than hoạt động bằng hai thành phần chính: một rôto chứa nam châm vĩnh cửu và một stato được trang bị cuộn đồng trở thành điện cực khi dòng điện chảy qua chúng.

Các động cơ này được phân loại thành hai loại: Inrunner (động cơ cánh quạt bên trong) và Outrunner (động cơ cánh quạt bên ngoài). Trong động cơ Inrunner, stato được định vị bên ngoài trong khi rôto quay bên trong. Ngược lại, trong Outrunner Motors, rôto quay bên ngoài stator. Khi dòng điện được cung cấp cho các cuộn dây stato, chúng tạo ra một điện từ với các cực bắc và phía nam riêng biệt. Khi sự phân cực của điện từ này thẳng hàng với nam châm vĩnh cửu đối diện, các cực tương tự đẩy nhau, khiến rôto quay. Tuy nhiên, nếu dòng điện không đổi trong cấu hình này, rôto sẽ quay trong giây lát và sau đó dừng lại khi các điện trong đối diện và nam châm vĩnh cửu thẳng hàng. Để duy trì xoay liên tục, dòng điện được cung cấp dưới dạng tín hiệu ba pha, thường xuyên làm thay đổi độ phân cực của nam châm điện.

Tốc độ quay của động cơ tương ứng với tần số của tín hiệu ba pha. Do đó, để đạt được xoay nhanh hơn, người ta có thể tăng tần số tín hiệu. Trong bối cảnh của một chiếc xe điều khiển từ xa, việc tăng tốc xe bằng cách tăng ga hướng dẫn hiệu quả bộ điều khiển tăng tần số chuyển mạch.

Làm thế nào để động cơ DC không chổi than hoạt động?

MỘT Động cơ DC không chổi than , thường được gọi là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, là một động cơ điện được biết đến với hiệu quả cao, kích thước nhỏ gọn, tiếng ồn thấp và tuổi thọ dài. Nó tìm thấy các ứng dụng rộng rãi trong cả sản xuất công nghiệp và các sản phẩm tiêu dùng.

Hoạt động của động cơ DC không chổi than dựa trên sự tương tác giữa điện và từ tính. Nó bao gồm các thành phần như nam châm vĩnh cửu, rôto, stato và bộ điều khiển tốc độ điện tử. Các nam châm vĩnh cửu đóng vai trò là nguồn chính của từ trường trong động cơ, thường sử dụng các vật liệu đất hiếm. Khi động cơ được cung cấp năng lượng, các nam châm vĩnh cửu này tạo ra một từ trường ổn định tương tác với dòng điện chảy trong động cơ, tạo ra một từ trường rôto.

Rôto của một Động cơ DC không chổi than  là thành phần quay và được tạo thành từ một số nam châm vĩnh cửu. Từ trường của nó tương tác với từ trường của stator, khiến nó quay. Mặt khác, stato là phần đứng yên của động cơ, bao gồm cuộn đồng và lõi sắt. Khi dòng điện chảy qua các cuộn dây stato, nó sẽ tạo ra một từ trường khác nhau. Theo định luật cảm ứng điện từ của Faraday, từ trường này ảnh hưởng đến rôto, tạo ra mô -men xoắn quay.

Bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC) quản lý trạng thái hoạt động của động cơ và điều chỉnh tốc độ của nó bằng cách điều khiển dòng điện được cung cấp cho động cơ. ESC điều chỉnh các tham số khác nhau, bao gồm chiều rộng xung, điện áp và dòng điện, để kiểm soát hiệu suất của động cơ.

Trong quá trình hoạt động, dòng điện chảy qua cả stato và rôto, tạo ra một lực điện từ tương tác với từ trường của nam châm vĩnh cửu. Do đó, động cơ quay theo các lệnh từ bộ điều khiển tốc độ điện tử, sản xuất công việc cơ học điều khiển thiết bị hoặc máy móc được kết nối.

Tóm lại, Động cơ DC không chổi than  hoạt động theo nguyên tắc tương tác điện và từ tính tạo ra mô -men xoắn xoay giữa nam châm vĩnh cửu quay và các cuộn dây stato. Tương tác này điều khiển vòng quay của động cơ và chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học, cho phép nó thực hiện công việc.

Điều khiển động cơ DC không chổi than

Để kích hoạt a Động cơ DC không chổi than  để xoay, điều cần thiết là điều khiển hướng và thời gian của dòng điện chảy qua các cuộn dây của nó. Sơ đồ dưới đây minh họa stato (cuộn) và cánh quạt (nam châm vĩnh cửu) của động cơ BLDC, có ba cuộn dây có nhãn U, V và W, cách nhau 120 độ. Hoạt động của động cơ được điều khiển bằng cách quản lý các pha và dòng điện trong các cuộn dây này. Dòng điện dòng tuần tự qua pha U, sau đó pha V và cuối cùng là W. Sự quay được duy trì bằng cách liên tục chuyển đổi từ thông, khiến các nam châm vĩnh cửu theo từ trường quay được tạo ra bởi các cuộn dây. Về bản chất, năng lượng của các cuộn dây U, V và W phải được xen kẽ liên tục để giữ thông lượng từ tính kết quả trong chuyển động, do đó tạo ra một từ trường quay liên tục thu hút nam châm rôto.

Hiện tại có ba phương pháp điều khiển động cơ không chổi than chính thống:

1. Kiểm soát sóng hình thang

Kiểm soát sóng hình thang, thường được gọi là điều khiển 120 ° hoặc điều khiển giao hoán 6 bước, là một trong những phương pháp đơn giản nhất để điều khiển động cơ DC (BLDC) không chổi than. Kỹ thuật này liên quan đến việc áp dụng dòng sóng vuông vào các pha động cơ, được đồng bộ hóa với đường cong back-EMF hình thang của động cơ BLDC để đạt được sự tạo ra mô-men xoắn tối ưu. Điều khiển thang BLDC rất phù hợp với nhiều thiết kế hệ thống điều khiển động cơ trên nhiều ứng dụng, bao gồm các thiết bị gia dụng, máy nén lạnh, máy thổi HVAC, bình ngưng, ổ đĩa công nghiệp, máy bơm và robot.

Phương pháp điều khiển sóng vuông cung cấp một số lợi thế, bao gồm thuật toán điều khiển đơn giản và chi phí phần cứng thấp, cho phép tốc độ động cơ cao hơn bằng bộ điều khiển hiệu suất tiêu chuẩn. Tuy nhiên, nó cũng có những nhược điểm, chẳng hạn như dao động mô -men xoắn đáng kể, một số mức độ tiếng ồn hiện tại và hiệu quả không đạt được tiềm năng tối đa của nó. Kiểm soát sóng hình thang đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng không cần hiệu suất quay cao. Phương pháp này sử dụng cảm biến Hall hoặc thuật toán ước tính không cảm ứng để xác định vị trí của rôto và thực hiện sáu lần đi lại (cứ sau 60 °) trong chu kỳ điện 360 ° dựa trên vị trí đó. Mỗi lần đi lại tạo ra lực theo một hướng cụ thể, dẫn đến độ chính xác vị trí hiệu quả là 60 ° về mặt điện. Tên 'Điều khiển sóng hình thang ' xuất phát từ thực tế là dạng sóng dòng pha giống như hình dạng hình thang.

2. Kiểm soát sóng hình sin

Phương pháp điều khiển sóng hình sin sử dụng điều chế độ rộng xung không gian (SVPWM) để tạo ra điện áp sóng hình sin ba pha, với dòng điện tương ứng cũng là sóng hình sin. Không giống như kiểm soát sóng vuông, phương pháp này không liên quan đến các bước giao hoán rời rạc; Thay vào đó, nó được đối xử như thể một số lượng vô hạn xảy ra trong mỗi chu kỳ điện.

Rõ ràng, kiểm soát sóng hình sin cung cấp các lợi thế so với điều khiển sóng vuông, bao gồm giảm biến động mô -men xoắn và ít sóng hài hơn, dẫn đến trải nghiệm kiểm soát tinh tế hơn. Tuy nhiên, nó đòi hỏi hiệu suất cao hơn một chút từ bộ điều khiển so với điều khiển sóng vuông và nó vẫn không đạt được hiệu quả động cơ tối đa.

3. Kiểm soát định hướng trường (FOC)

Kiểm soát hướng trường (FOC), còn được gọi là điều khiển vector (VC), là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để quản lý hiệu quả Động cơ DC không chổi than  (BLDC) và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM). Mặc dù điều khiển sóng hình sin quản lý vectơ điện áp và gián tiếp điều khiển cường độ hiện tại, nhưng nó không có khả năng điều khiển hướng của dòng điện.

Phương pháp điều khiển FOC có thể được xem như là một phiên bản nâng cao của điều khiển sóng hình sin, vì nó cho phép điều khiển vectơ hiện tại, quản lý hiệu quả điều khiển vectơ của từ trường stator của động cơ. Bằng cách điều khiển hướng của từ trường stato, nó đảm bảo rằng các từ trường stato và rôto vẫn ở góc 90 ° mọi lúc, giúp tối đa hóa đầu ra mô -men xoắn cho một dòng điện cho trước.

4. Điều khiển không cảm biến

Trái ngược với các phương pháp điều khiển động cơ thông thường dựa vào các cảm biến, điều khiển không cảm biến cho phép động cơ hoạt động mà không có các cảm biến như cảm biến Hall hoặc bộ mã hóa. Cách tiếp cận này sử dụng dữ liệu hiện tại và điện áp của động cơ để xác định vị trí của rôto. Tốc độ động cơ sau đó được tính toán dựa trên những thay đổi về vị trí rôto, sử dụng thông tin này để điều chỉnh tốc độ của động cơ một cách hiệu quả.

Ưu điểm chính của điều khiển không cảm biến là nó loại bỏ nhu cầu về các cảm biến, cho phép vận hành đáng tin cậy trong các môi trường đầy thách thức. Nó cũng hiệu quả về chi phí, chỉ cần ba chân và chiếm không gian tối thiểu. Ngoài ra, sự vắng mặt của các cảm biến Hall giúp tăng cường tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống, vì không có thành phần nào có thể bị hỏng. Tuy nhiên, một nhược điểm đáng chú ý là nó không cung cấp khởi đầu trơn tru. Ở tốc độ thấp hoặc khi rôto đứng yên, lực điện động sau không đủ, gây khó khăn cho việc phát hiện điểm vượt qua.

DC đã chải so với động cơ không chổi than

Sự tương đồng giữa DC Chải và Động cơ không chổi than

Động cơ DC không chổi than và Động cơ DC được chải chia sẻ một số đặc điểm chung và nguyên tắc hoạt động:

Cả hai động cơ DC không chải và chải đều có cấu trúc tương tự, bao gồm một stato và rôto. Stato tạo ra một từ trường, trong khi rôto tạo ra mô -men xoắn thông qua sự tương tác của nó với từ trường này, biến đổi hiệu quả năng lượng điện thành năng lượng cơ học.

Cả hai Động cơ DC không chổi than và động cơ DC được chải yêu cầu nguồn điện DC để cung cấp năng lượng điện, vì hoạt động của chúng dựa trên dòng điện trực tiếp.

Cả hai loại động cơ có thể điều chỉnh tốc độ và mô -men xoắn bằng cách thay đổi điện áp đầu vào hoặc dòng điện, cho phép linh hoạt và điều khiển trong các kịch bản ứng dụng khác nhau.

Sự khác biệt giữa động cơ DC được chải và không chổi than

Trong khi chải và DC Motors chia sẻ những điểm tương đồng nhất định, chúng cũng thể hiện sự khác biệt đáng kể về hiệu suất và lợi thế. Động cơ DC chải sử dụng bàn chải để đi lại hướng của động cơ, cho phép xoay. Ngược lại, động cơ không chổi than sử dụng điều khiển điện tử để thay thế quá trình đi lại cơ học.

Loại động cơ DC không chổi than

BESFOC BLDC TYPE

Có nhiều loại động cơ DC không chổi than được bán bởi Jkongmotor, và hiểu được các đặc điểm và cách sử dụng của các loại động cơ bước khác nhau sẽ giúp bạn quyết định loại nào là tốt nhất cho bạn.

1. Động cơ Bldc tiêu chuẩn (rôto bên trong)

Besfoc cung cấp Nema 17, 23, 24, 34, 42, 52 khung và kích thước số liệu 36mm - Động cơ DC không chổi than tiêu chuẩn 130mm. Các động cơ (rôto bên trong) bao gồm 3 pha 12V/24V/36V/48V/72V/110V điện áp thấp và động cơ điện cao điện áp cao 310V với dải công suất 10W - 3500W và phạm vi tốc độ 10 vòng/phút. Các cảm biến hội trường tích hợp có thể được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu phản hồi vị trí và tốc độ chính xác. Mặc dù các tùy chọn tiêu chuẩn cung cấp độ tin cậy và hiệu suất cao tuyệt vời, nhưng hầu hết các động cơ của chúng tôi cũng có thể được tùy chỉnh để hoạt động với các điện áp, công suất, tốc độ, vv Các loại/độ dài trục tùy chỉnh và mặt bích lắp có sẵn theo yêu cầu.

2. Động cơ Bldc Geared

Động cơ DC Geared không chổi than là động cơ có hộp số tích hợp (bao gồm hộp số Spur, hộp số Worm và hộp số hành tinh). Các bánh răng được kết nối với trục truyền động của động cơ. Hình ảnh này cho thấy làm thế nào hộp số được cung cấp trong vỏ động cơ.

Hộp số đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm tốc độ của các động cơ DC không chổi than trong khi tăng cường mô -men xoắn đầu ra. Thông thường, động cơ DC không chổi than hoạt động hiệu quả với tốc độ từ 2000 đến 3000 vòng / phút. Ví dụ, khi được ghép nối với hộp số có tỷ lệ truyền 20: 1, tốc độ của động cơ có thể giảm xuống còn khoảng 100 đến 150 vòng / phút, dẫn đến mô -men xoắn tăng hai mươi lần.

Ngoài ra, việc tích hợp động cơ và hộp số trong một vỏ duy nhất giảm thiểu kích thước bên ngoài của động cơ DC không chổi than, tối ưu hóa việc sử dụng không gian máy có sẵn.

3. Động cơ Bldc cánh quạt bên ngoài

Những tiến bộ gần đây trong công nghệ đang dẫn đến sự phát triển của các thiết bị và công cụ ngoài trời không dây mạnh hơn. Một sự đổi mới đáng chú ý trong các công cụ điện là thiết kế động cơ không chổi than bên ngoài.

Rôto ngoài Động cơ DC không chổi than , hoặc động cơ không chổi than từ bên ngoài, có một thiết kế kết hợp với rôto ở bên ngoài, cho phép hoạt động mượt mà hơn. Những động cơ này có thể đạt được mô-men xoắn cao hơn so với các thiết kế rôto bên trong có kích thước tương tự. Quán tính tăng lên được cung cấp bởi động cơ cánh quạt bên ngoài làm cho chúng đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu tiếng ồn thấp và hiệu suất nhất quán ở tốc độ thấp hơn.

Trong một động cơ cánh quạt bên ngoài, rôto được định vị bên ngoài, trong khi stato nằm bên trong động cơ.

R-Rotor Động cơ DC không chổi than thường ngắn hơn so với các đối tác ROTOR bên trong của họ, cung cấp một giải pháp hiệu quả về chi phí. Trong thiết kế này, nam châm vĩnh cửu được gắn vào vỏ rôto xoay quanh một stator bên trong với cuộn dây. Do quán tính cao hơn của rôto, động cơ cánh quạt bên ngoài trải nghiệm gợn mô-men xoắn thấp hơn so với động cơ cánh quạt bên trong.

4. Động cơ BLDC tích hợp

Động cơ không chổi than tích hợp là các sản phẩm Mechatronic tiên tiến được thiết kế để sử dụng trong các hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp. Các động cơ này được trang bị một chip DC Motor không chổi than hiệu suất cao, hiệu suất cao, cung cấp nhiều lợi thế, bao gồm tích hợp cao, kích thước nhỏ gọn, bảo vệ hoàn toàn, hệ thống dây đơn giản và độ tin cậy tăng cường. Sê -ri này cung cấp một loạt các động cơ tích hợp với đầu ra điện từ 100 đến 400W. Hơn nữa, trình điều khiển tích hợp sử dụng công nghệ PWM tiên tiến, cho phép động cơ không chổi than hoạt động ở tốc độ cao với độ rung tối thiểu, nhiễu thấp, độ ổn định tuyệt vời và độ tin cậy cao. Động cơ tích hợp cũng có thiết kế tiết kiệm không gian giúp đơn giản hóa hệ thống dây điện và giảm chi phí so với các bộ phận truyền động và động cơ riêng biệt.

Cách chọn Trình điều khiển động cơ DC không chổi than

1. Chọn một động cơ không chổi than phù hợp

Bắt đầu bằng cách chọn một Động cơ DC không chổi than  dựa trên các thông số điện của nó. Điều cần thiết là xác định các thông số kỹ thuật chính như phạm vi tốc độ mong muốn, mô -men xoắn, điện áp định mức và mô -men xoắn định mức trước khi chọn động cơ không chổi than thích hợp. Thông thường, tốc độ định mức cho động cơ không chổi than là khoảng 3000 vòng / phút, với tốc độ vận hành được khuyến nghị ít nhất là 200 vòng / phút. Nếu hoạt động kéo dài ở tốc độ thấp hơn là cần thiết, hãy xem xét sử dụng hộp số để giảm tốc độ trong khi tăng mô -men xoắn.

Tiếp theo, chọn a Động cơ DC không chổi than  theo kích thước cơ học của nó. Đảm bảo rằng kích thước cài đặt của động cơ, kích thước trục đầu ra và kích thước tổng thể tương thích với thiết bị của bạn. Chúng tôi cung cấp các tùy chọn tùy chỉnh cho các động cơ không chổi than trong các kích cỡ khác nhau dựa trên các yêu cầu của khách hàng.

2. Chọn trình điều khiển không chổi than phù hợp

Chọn trình điều khiển thích hợp dựa trên các thông số điện của động cơ không chổi than. Khi chọn trình điều khiển, hãy xác nhận rằng công suất và điện áp định mức của động cơ nằm trong phạm vi cho phép của người lái để đảm bảo khả năng tương thích. Phạm vi trình điều khiển không chổi than của chúng tôi bao gồm các mô hình điện áp thấp (12-60 VDC) và các mô hình điện áp cao (110/220 VAC), được điều chỉnh cho các động cơ không chổi truyền điện áp thấp và điện áp cao, tương ứng. Điều quan trọng là không trộn lẫn hai loại này.

Ngoài ra, hãy xem xét kích thước cài đặt và yêu cầu tản nhiệt của người lái để đảm bảo nó hoạt động hiệu quả trong môi trường của nó.

Ưu điểm và nhược điểm của động cơ DC không chổi than

Thuận lợi

Động cơ DC không chổi than (BLDC) cung cấp một số lợi ích so với các loại động cơ khác, bao gồm kích thước nhỏ gọn, công suất đầu ra cao, độ rung thấp, tiếng ồn tối thiểu và tuổi thọ dịch vụ mở rộng. Dưới đây là một số lợi thế chính của BLDC Motors:

1. Hiệu quả : Động cơ BLDC có thể liên tục quản lý mô -men xoắn tối đa, không giống như động cơ chải, đạt được mô -men xoắn cực đại tại các điểm cụ thể trong quá trình quay. Do đó, động cơ BLDC nhỏ hơn có thể tạo ra sức mạnh đáng kể mà không cần nam châm lớn hơn.

2. Khả năng điều khiển : Các động cơ này có thể được điều khiển chính xác thông qua các cơ chế phản hồi, cho phép phân phối mô -men xoắn chính xác và tốc độ. Điều này chính xác này giúp tăng cường hiệu quả năng lượng, giảm sản xuất nhiệt và kéo dài thời lượng pin trong các ứng dụng vận hành bằng pin.

3. Tuổi thọ và giảm nhiễu : Không có bàn chải bị mòn, động cơ BLDC có tuổi thọ dài hơn và tạo ra tiếng ồn điện thấp hơn. Ngược lại, các động cơ được chải tạo ra tia lửa trong quá trình tiếp xúc giữa bàn chải và người giao dịch, dẫn đến nhiễu điện, làm cho động cơ BLDC thích hợp hơn trong các ứng dụng nhạy cảm với tiếng ồn.

Ưu điểm bổ sung bao gồm:

• Hiệu quả và mật độ công suất cao hơn so với động cơ cảm ứng (giảm khoảng 35% khối lượng và trọng lượng cho cùng một đầu ra).

• Tuổi thọ dài và hoạt động yên tĩnh do vòng bi chính xác.

• Một phạm vi tốc độ rộng và đầu ra động cơ đầy đủ do đường cong mô -men xoắn tuyến tính.

• Giảm phát thải nhiễu điện.

• Khả năng thay thế cơ học với động cơ bước, giảm chi phí xây dựng và tăng sự đa dạng thành phần.

Bất lợi

Mặc dù có lợi ích, động cơ không chổi than có một số nhược điểm. Các thiết bị điện tử tinh vi cần thiết cho các ổ đĩa không chổi than dẫn đến chi phí tổng thể cao hơn so với động cơ chải.

Phương pháp điều khiển hướng trường (FOC), cho phép kiểm soát chính xác kích thước và hướng từ trường, cung cấp mô-men xoắn ổn định, nhiễu thấp, hiệu quả cao và phản ứng động nhanh chóng. Tuy nhiên, nó đi kèm với chi phí phần cứng cao, các yêu cầu hiệu suất nghiêm ngặt đối với bộ điều khiển và nhu cầu các tham số động cơ phải được kết hợp chặt chẽ.

Một nhược điểm khác là động cơ không chổi than có thể gặp phải sự jitter khi khởi động do phản ứng cảm ứng, dẫn đến hoạt động ít trơn tru hơn so với động cơ chải.

Hơn nữa, Động cơ DC không chổi than đòi hỏi kiến ​​thức và thiết bị chuyên ngành để bảo trì và sửa chữa, làm cho chúng ít tiếp cận hơn với người dùng trung bình.

Sử dụng và ứng dụng của động cơ DC không chổi than

Động cơ DC không chổi than (BLDC) được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm tự động hóa công nghiệp, ô tô, thiết bị y tế và trí tuệ nhân tạo, do tuổi thọ, tiếng ồn thấp và mô -men xoắn cao.

1. Tự động hóa công nghiệp

Trong tự động hóa công nghiệp, Động cơ DC không chổi than rất quan trọng cho các ứng dụng như động cơ servo, công cụ máy CNC và robot. Họ đóng vai trò là bộ truyền động kiểm soát các chuyển động của robot công nghiệp cho các nhiệm vụ như vẽ tranh, lắp ráp sản phẩm và hàn. Các ứng dụng này yêu cầu các động cơ có hiệu quả cao, có độ chính xác cao, mà động cơ BLDC được trang bị tốt để cung cấp.

2. Xe điện

Động cơ DC không chổi than là một ứng dụng quan trọng trong xe điện, đặc biệt là đóng vai trò là động cơ lái. Chúng đặc biệt quan trọng trong việc thay thế chức năng đòi hỏi sự kiểm soát chính xác và trong các khu vực mà các thành phần thường được sử dụng, đòi hỏi phải có hiệu suất lâu dài. Sau khi hệ thống lái trợ lực, động cơ máy nén điều hòa không khí đại diện cho một ứng dụng chính cho các động cơ này. Hơn nữa, động cơ kéo cho xe điện (EV) cũng mang đến một cơ hội đầy hứa hẹn cho động cơ DC không chổi than. Cho rằng các hệ thống này hoạt động trên năng lượng pin hạn chế, điều cần thiết là các động cơ phải vừa hiệu quả và nhỏ gọn để phù hợp với các ràng buộc không gian chặt chẽ.

Vì xe điện đòi hỏi các động cơ hiệu quả, đáng tin cậy và nhẹ để cung cấp năng lượng, động cơ DC không chổi than, sở hữu những phẩm chất này, được sử dụng rộng rãi trong hệ thống ổ đĩa của họ.

3. Hàng không vũ trụ & máy bay không người lái

Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, Động cơ DC không chổi than là một trong những động cơ điện được sử dụng phổ biến nhất do hiệu suất đặc biệt của chúng, điều này rất quan trọng trong các ứng dụng này. Công nghệ hàng không vũ trụ hiện đại dựa vào động cơ DC không chổi than mạnh mẽ và hiệu quả cho các hệ thống phụ trợ khác nhau trong máy bay. Các động cơ này được sử dụng để kiểm soát các bề mặt chuyến bay và hệ thống cung cấp năng lượng trong cabin, chẳng hạn như bơm nhiên liệu, bơm áp suất không khí, hệ thống cung cấp điện, máy phát điện và thiết bị phân phối điện. Hiệu suất vượt trội và hiệu quả cao của động cơ DC không chổi than trong các vai trò này góp phần kiểm soát chính xác các bề mặt bay, đảm bảo sự ổn định và an toàn của máy bay.

Trong công nghệ drone, Động cơ DC không chổi than được sử dụng để điều khiển các hệ thống khác nhau, bao gồm các hệ thống nhiễu, hệ thống truyền thông và máy ảnh. Những động cơ này giải quyết hiệu quả các thách thức của tải trọng cao và phản ứng nhanh, cung cấp sức mạnh đầu ra cao và khả năng đáp ứng nhanh chóng để đảm bảo độ tin cậy và hiệu suất của máy bay không người lái.

4. Thiết bị y tế

Động cơ DC không chổi than cũng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị y tế, bao gồm các thiết bị như trái tim nhân tạo và máy bơm máu. Các ứng dụng này yêu cầu các động cơ có độ chính xác cao, đáng tin cậy và nhẹ, tất cả đều là những đặc điểm mà động cơ DC không chổi than có thể cung cấp.

Là một động cơ có hiệu quả cao, nhiễu thấp và lâu dài, Động cơ DC không chổi than được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực thiết bị y tế. Sự tích hợp của họ vào các thiết bị như máy hút thuốc, bơm truyền và giường phẫu thuật đã tăng cường tính ổn định, chính xác và độ tin cậy của các máy này, góp phần đáng kể vào những tiến bộ trong công nghệ y tế.

5. Nhà thông minh

Trong các hệ thống nhà thông minh, Động cơ DC không chổi than được sử dụng trong các thiết bị khác nhau, bao gồm quạt lưu hành, máy làm ẩm, máy hút ẩm, máy làm mát không khí, quạt sưởi và làm mát, máy sấy tay, khóa thông minh, và cửa ra vào và cửa sổ. Sự thay đổi từ động cơ cảm ứng sang động cơ DC không chổi than và các bộ điều khiển tương ứng của chúng trong các thiết bị gia dụng đáp ứng tốt hơn nhu cầu về hiệu quả năng lượng, bền vững môi trường, trí thông minh tiên tiến, tiếng ồn thấp và sự thoải mái của người dùng.

Động cơ DC không chổi than đã được sử dụng trong một thời gian dài trong các thiết bị điện tử tiêu dùng, bao gồm máy giặt, hệ thống điều hòa không khí và máy hút bụi. Gần đây, họ đã tìm thấy các ứng dụng ở người hâm mộ, nơi hiệu quả cao của họ đã giảm đáng kể mức tiêu thụ điện.

Tóm lại, việc sử dụng thực tế của Động cơ DC không chổi than là phổ biến trong cuộc sống hàng ngày. Động cơ DC không chổi than (BLDC) là hiệu quả, bền và linh hoạt, phục vụ một loạt các ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Thiết kế của chúng, nhiều loại và ứng dụng của họ định vị chúng là các thành phần thiết yếu trong công nghệ và tự động hóa đương đại.