Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Glavni problem kolektora je prisutnost kolektora. Četke se brišu, a lamele se istroše, dolazi do kratkog spoja između sloja grafitne prašine, pojavljuje se iskrenje. Ti problemi nisu u asinkronim strojevima, ali oni ne mogu raditi iz DC-a. DC motor bez četkica bez gore navedenih nedostataka. Govorit ćemo o tome što je to, kako radi i gdje se motori koriste u ovom članku.

definicija

DC bez četkica je istosmjerni motor čija struja u namotima ima poseban prekidački uređaj - naziva se "upravljački program" ili "pretvarač" i ti su namoti uvijek smješteni na statoru. Prekidač se sastoji od 6 tranzistora, koji napajaju jedan ili drugi namot, ovisno o položaju rotora.

U domaćoj literaturi takvi se motori nazivaju "ventil" (jer se poluvodički prekidači nazivaju "ventili"), a tu je i odvajanje takvih električnih strojeva u dvije vrste u obliku protu-emf. U stranoj literaturi ova se razlika i dalje pojavljuje: jedna od njih naziva se, poput ruskog "BLDC" (bezkontaktni istosmjerni strujni pogon ili motor), što doslovno znači "bezkontaktni istosmjerni motor" u svojim namotima, trapezoidni EMF. Elektromotorni ventili s sinusoidnim EMF-om nazivaju se PMSM (sinkroni stroj s trajnim magnetima), koji se prevodi kao "sinkroni elektromotor s pobudama pomoću trajnih magneta".

Uređaj i princip rada

Kolektor u KDPT služi kao strujna sklopna jedinica u armaturnim namotima. U DC motor bez četkica (BDTT) tu ulogu ne ispunjavaju četke s lamelama, već prekidač od poluvodičkih prekidača - tranzistora. Tranzistori mijenjaju namota statora, stvarajući rotirajuće magnetsko polje koje stupa u interakciju s poljem magneta rotora. A kad struja teče kroz vodič koji je u magnetskom polju, on je pod utjecajem Amper sile, zbog djelovanja te sile, okretni moment se generira na osovini električnih strojeva. Na tome se temelji princip rada bilo kojeg elektromotora.

Sada ćemo razumjeti kako je postavljen motor bez četkica. Na statoru BDPT-a obično se nalaze tri namota, po analogiji s AC motorima, oni se često nazivaju trofaznim namotima. To je djelomično točno: motori bez četkica rade iz izvora istosmjerne struje (češće iz baterija), ali regulator okreće namotaj. Međutim, nije sasvim točno reći da izmjenična struja teče kroz namotaje. Konačni oblik napona napajanja napajanja čine pravokutni upravljački impulsi tranzistora.

Trofazni bezkontaktni motor može biti trožični ili četverožični, gdje je četvrta žica slavina iz središnje točke (ako su namoti spojeni prema zvjezdanom krugu).

Navijanje ili, jednostavnim riječima, svitci bakrene žice smješteni su u zubima jezgre statora. Ovisno o dizajnu i namjeni pogona, može biti različit broj zuba na statoru. Postoje različite varijante raspodjele faznih namotaja duž zubaca rotora, kao što je prikazano na sljedećoj slici.

Namoti svakog zuba unutar jedne faze mogu se spojiti u seriju ili paralelno, ovisno o zadacima koji su projektantu dodijeljeni u smislu snage i momenta projektiranog pogona, a same faze namotaja su povezane prema zvijezdi ili trokutu, kao asinkroni ili sinkroni trofazni motori.

Senzori položaja rotora mogu se ugraditi u stator. Često se koriste dvoranski senzori, koji daju signal kontroleru kada su pod utjecajem magnetskog polja magneta rotora. To je neophodno kako bi upravljač mogao "znati" položaj rotora i napajati odgovarajuće namote. To je potrebno kako bi se poboljšala učinkovitost i stabilnost rada, a ako se nakratko iscijedi sva moguća snaga motora. Senzori se obično ugrađuju 3 komada. No, prisutnost senzora komplicira uređaj elektromotora bez četkica, s njima treba priključiti dodatne žice za napajanje i vodove za prijenos podataka.

Kod BDBT se za pobudu koriste trajni magneti montirani na rotoru, a stator je sidro. Podsjetimo se da je u kolektorskim strojevima suprotno (rotor je sidro), a za pobudu u CD-u se koriste i trajni magneti i elektromagneti (namotaji).

Magneti se ugrađuju s naizmjeničnim polovima, pa njihov broj određuje broj polnih parova. Ali to ne znači da je toliko magneta, onda isti par polova. Nekoliko magneta može formirati jedan pol. Broj okretaja u minuti ovisi o broju polova, kao što je slučaj s asinkronim motorom (i drugim). To jest, s jednog regulatora na istim postavkama, motori bez četkica s različitim brojem polnih parova će se rotirati različitim brzinama.

Vrste BDPT-a

Sada ćemo vidjeti kakvi su motori s četkastim magnetima. Razvrstavaju se prema obliku anti-EMF-a, dizajn, kao i prisutnost senzora položaja rotora. Dakle, dva glavna tipa razlikuju se u obliku protu-EMF-a, koji se inducira u namotima tijekom rotacije rotora:

  • BLDC - trapezoidni povratni EMF;
  • PMSM - leđa EMS sinusoidna.

U idealnom slučaju, potrebni su im različiti izvori energije (kontroleri), ali u praksi su međusobno zamjenjivi. Ali ako koristite PMSM motor s upravljačem s pravokutnim ili trapezoidnim izlaznim naponom, čut ćete karakteristične zvukove poput kucanja tijekom rotacije.

Dizajnirani DC motori bez četkica su:

  • S unutarnjim rotorom. Ovo je poznatiji opis električnog motora kada je stator tijelo i vratilo se okreće u njemu. Često se nazivaju engleskom riječju "Inrunner". Ova se opcija obično koristi za brze elektromotore.
  • S vanjskim rotorom. Ovdje se vanjski dio motora okreće s osovinom fiksiranom na nju, u engleskim izvorima naziva se "outrunner". Ova shema uređaja koristi se kada je potreban visoki trenutak.

Odaberite dizajn ovisno o tome zašto trebate motor bez četkica u određenoj primjeni.

Moderna industrija proizvodi četkaste motore s obje senzore položaja rotora i bez njih. Činjenica je da postoji mnogo načina za kontrolu BDPT-a, za neke od njih su potrebni senzori položaja, drugi određuju položaje EMF-a u namotima, a neki jednostavno napajaju potrebne faze i električni motor se sinkronizira s takvom snagom i ulazi u način rada.

Glavne karakteristike DC motora bez četkica:

  1. Način rada - dug ili kratak.
  2. Maksimalni radni napon.
  3. Maksimalna radna struja.
  4. Maksimalna snaga.
  5. Maksimalni broj okretaja često označava ne okretaje, već KV - okr / v, odnosno broj okretaja za 1 volt primijenjenog napona (bez opterećenja na osovini). Da biste dobili maksimalnu brzinu, pomnožite ovaj broj s maksimalnim naponom.
  6. Otpor namotaja (što je manji, to je veća učinkovitost) obično je stotinjak i tisućinki Ohma.
  7. Kut napretka faze (vrijeme) je vrijeme nakon kojega će struja u namotu doseći svoj maksimum, to je zbog njene induktivnosti i zakona preklapanja (struja u induktivitetu se ne može odmah promijeniti.

Dijagram ožičenja

Kako je gore spomenuto, za rad motora bez četkica potreban vam je poseban regulator. Aliexpress se može naći kao skup motora i kontrolera, i odvojeno. Regulator se također naziva ESC motor ili električni regulator brzine. Odaberite ih prema jačini struje koju daje teret.

Obično priključivanje motora na regulator je jednostavno i razumljivo čak i za čajnike. Glavna stvar koju trebate znati je da za promjenu smjera vrtnje, trebate promijeniti vezu bilo koje dvije faze, kao iu trofaznim ili sinkronim elektromotorima.

Mreža ima niz tehničkih rješenja i shema složenih i za čajnike, koje možete vidjeti u nastavku.

U ovom videu autor govori kako se s Arduinom može sprijateljiti s BC-motorom.

U ovom ćete videu naučiti o različitim načinima povezivanja s različitim regulatorima i kako to možete učiniti sami. Autor to demonstrira na primjeru motora s HDD-a i par snažnih kopija - inrunner i outrunner.

Usput, shema iz videa za ponavljanje također je priložena:

Gdje se koriste motori bez četkica

Područje primjene takvih elektromotora je vrlo rano. Koriste se i za upravljanje malim mehanizmima: u CD pogonima, DVD pogonima, tvrdim diskovima i snažnim uređajima: baterijski i mrežni električni alati (snage oko 12V), radio-upravljani modeli (primjerice, quadcopters), CNC strojevi za rad pogonskih alata (obično motori s nazivnim naponom od 24V ili 48V).

BDPT je našao široku primjenu u električnom transportu, gotovo svi moderni motori električnih skutera, bicikala, motocikala i automobila su motori bez četkica. Usput, nominalni napon elektromotora za transport leži u širokom rasponu, na primjer, motorni kotač za bicikl često traje od 36V ili 48V, uz rijetke iznimke i više, au automobilima, na primjer, na Toyota Priusu oko 120V, te na Nissan Leaf - do 400, tijekom punjenja od 220V (to se provodi pomoću ugrađenog pretvarača).

Zapravo, opseg elektromotora bez četkica je vrlo opsežan, nedostatak čvorišta za sakupljanje omogućuje da se koristi na opasnim mjestima, kao i na mjestima s visokom vlažnošću, bez straha od kratkih spojeva, iskri ili požara zbog nedostataka u četkastoj jedinici. Zbog visoke učinkovitosti i dobrih pokazatelja težine i veličine, pronašli su primjenu u svemirskoj industriji.

Prednosti i nedostaci

DC motori bez četkica, kao i drugi tipovi električnih strojeva, imaju određene prednosti i nedostatke.

Prednosti BDPT-a su sljedeće:

  • Zbog pobude snažnim stalnim magnetima (npr. Neodimijem), oni su superiorniji u momentu i snazi i imaju manje dimenzije od asinkronih motora. Što koriste većina proizvođača električnih vozila - od skutera do automobila.
  • Nema jedinice za skupljanje četke koja bi inače zahtijevala redovito održavanje.
  • Kada se koristi kontroler kvalitete, za razliku od istog CD-a, oni ne ometaju mrežu napajanja, što je posebno važno u radio-upravljanim uređajima i vozilima s naprednom elektroničkom opremom u ugrađenoj mreži.
  • Učinkovitost više od 80, češće i 90%.
  • Velika brzina vrtnje, u nekim slučajevima i do 100.000 o / min.

No, postoji značajan nedostatak: motor bez četkica bez regulatora je samo komad željeza s bakrenim namotom. On neće moći raditi. Kontroleri su skupi i najčešće ih je potrebno naručiti u online trgovinama ili u aliexpressu. Zbog toga nije uvijek moguće koristiti BC motore u domaćim modelima i uređajima.

Sada znate što je DC motor bez četkica, kako radi i gdje se primjenjuje. Nadamo se da vam je članak pomogao da razumijete sva pitanja!

Materijali na temu:

  • Što je rotor i stator
  • Kako sastaviti najjednostavniji električni motor kod kuće
  • Razlika između DC i AC

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Baza znanja