Дефиниција

Једносмерни мотор без четкица састоји се од ротора у облику трајног магнета и статора у облику полифазних намотаја арматуре. Разликује се од конвенционалног једносмерног мотора по томе што не садржи четке, а комутација се врши електрично, користећи електронски погон за напајање намотаја статора.

У основи се БЛДЦ мотор може конструисати на два начина - постављањем ротора изван језгре и намотаја у језгру, а другог постављањем намотаја изван језгре. У претходном распореду, роторски магнети делују као изолатор и смањују брзину расипања топлоте из мотора и раде при малој струји. Типично се користи у навијачима. У последњем распореду, мотор расипа више топлоте, што узрокује повећање обртног момента. Користи се у хард дисковима.

БЛДЦ

4-полни 2-фазни рад мотора

ДЦ мотор без четкица покреће се електронским погоном који пребацује напон напајања између намотаја статора док се ротор окреће. Положај ротора надгледа претварач (оптички или магнетни) који даје информације електронском регулатору и на основу тог положаја одређује се намотај статора који треба да се напаја. Овај електронски погон састоји се од транзистора (по 2 за сваку фазу) којима се управља преко микропроцесора.

БЛДЦ-ДЦ

Магнетно поље генерисано перманентним магнетима комуницира са пољем индукованим струјом у намотајима статора, стварајући механички обртни моменат. Електронски склопни круг или погон пребацују струју напајања на статор тако да одржавају константан угао од 0 до 90 степени између поља која међусобно делују. Халови сензори су углавном монтирани на статор или на ротор. Када ротор пролази кроз Халл сензор, заснован на Северном или Јужном полу, он генерише висок или низак сигнал. На основу комбинације ових сигнала дефинише се намотај који се напаја. Да би мотор наставио да ради, магнетно поље произведено од намотаја требало би да се помера у положају, док се ротор креће да би сустигао поље статора.

Струјно коло

У четворополном, двофазном једносмерном мотору без четкица користи се један холов сензор који је уграђен у статор. Како се ротор окреће, Халов сензор осећа положај и развија висок или низак сигнал, у зависности од пола магнета (северни или јужни). Халов сензор је преко отпорника повезан са транзисторима. Када се на излазу сензора појави сигнал високог напона, транзистор повезан на завојницу А почиње да проводи, пружајући пут протоку струје и тако напаја завојницу А. Кондензатор почиње да се пуни до пуног напона напајања. Када холов сензор детектује промену поларитета ротора, он развија сигнал ниског напона на свом излазу и пошто транзистор 1 не добија напајање, он је у искљученом стању. Напон развијен око кондензатора је Вцц, што је напон напајања до 2^ндтранзистор, а завојница Б је сада под напоном, док кроз њу пролази струја.

БЛДЦ мотори имају фиксне трајне магнете, који се окрећу и фиксну арматуру, уклањајући проблеме повезивања струје са арматуром у покрету. И можда више полова на ротору од статора или невољних мотора. Потоњи могу бити без трајних магнета, само стубови који се индукују на ротору, а затим увлаче у распоред временским статорским намотајима. Електронски контролер замењује склоп четкице / комутатора четканог једносмерног мотора, који непрекидно пребацује фазу на намотаје да би се мотор окретао. Контролер изводи упоредну временску расподелу енергије користећи полупроводничко коло уместо система четкица / комутатора.

БЛДЦ Мотор

7 Предности без четкица једносмерних мотора

Боља брзина у односу на обртни момент
Висок динамички одзив
Висока ефикасност
Дуг радни век због недостатка електричних губитака и губитака трења
Рад без буке
Опсези већих брзина

Апликације:

Цена истосмјерног мотора без четкица опала је од његове презентације због напретка у материјалима и дизајну. Ово смањење трошкова, заједно са бројним жаришним тачкама које има на четкарском једносмерном мотору, чини без четканог једносмерног мотора популарну компоненту у бројним препознатљивим применама. Апликације које користе БЛДЦ мотор укључују, али нису ограничене на:

Потрошачке електронике
Транспорт
Грејање и вентилација
Индустријски инжењеринг
Модел инжењеринг

Принцип рада

Принципи рада БЛДЦ мотора су исти као код четканог истосмјерног мотора, тј. повратне информације о положају унутрашњег вратила. У случају четканог једносмерног мотора, повратна спрега се примењује помоћу механичког комутатора и четкица. Унутар БЛДЦ мотора то се постиже коришћењем више сензора повратне спреге. У БЛДЦ моторима углавном користимо Халл-сензор, кад год магнетни полови ротора прођу у близини Халл-сензора, они генеришу ВИСОКИ или НИСКИ ниво сигнала, који се могу користити за одређивање положаја осовине. Ако се смер магнетног поља преокрене, развијени напон ће се такође обрнути.

Управљање БЛДЦ мотором

Контролна јединица коју имплементира микроелектроника има неколико избора високе технологије. Ово се може применити помоћу микроконтролера, наменског микроконтролера, тврдо ожичене микроелектронске јединице, ПЛЦ-а или сличне друге јединице.

Аналогни контролер и даље користи, али не може да обрађује поруке повратних информација и да их контролише у складу са тим. Са овом врстом управљачких кола могуће је применити алгоритме управљања високих перформанси, као што су векторска контрола, оријентисана контрола, управљање великом брзином, а све је то повезано са електромагнетним стањем мотора. Поред тога, контрола спољне петље за различите захтеве динамике, као што су клизне команде мотора, прилагодљиво управљање, предиктивно управљање ... итд. Такође се примењују конвенционално.

Поред свих ових, налазимо ПИЦ (интегрисани круг напајања), АСИЦ (интегрисани кругови специфични за примену) ... итд. то може у великој мери поједноставити конструкцију управљања и енергетске електронске јединице. На пример, данас имамо комплетан ПВМ (Пулсе Видтх Модулатион) регулатор у једном ИЦ који може да замени целокупну управљачку јединицу у неким системима. Компликована управљачка компонента ИЦ може пружити целокупно решење управљања свих шест прекидача за напајање у трофазном претварачу. Бројни су слични интегрисани кругови који се из дана у дан све више додају. На крају дана, склоп система ће вероватно укључивати само део управљачког софтвера са свим хардвером који долази у правом облику и облику.

ПВМ (Пулсе Видтх Модулатион) талас се може користити за контролу брзине мотора. Овде је дат просечни напон или ће се просечна струја која тече кроз мотор променити у зависности од времена укључивања и искључивања импулса који контролишу брзину мотора, тј. Деловни циклус таласа контролише његову брзину. Када променимо радни циклус (време укључења), можемо променити брзину. Измењујући излазне прикључке, ефективно ће променити смер мотора.

Контрола брзине

Контрола брзине БЛДЦ мотора је од суштинског значаја за постизање да мотор ради по жељеној брзини. Брзином једносмерног мотора без четкица може се управљати контролом улазног једносмерног напона. Што је напон већи, то је већа брзина. Када мотор ради у нормалном режиму или ради испод номиналне брзине, улазни напон арматуре се мења кроз ПВМ модел. Када мотор ради изнад номиналне брзине, флукс се ослабљује напрезањем излазне струје.

Контрола брзине може бити затворена или отворена брзина.

Контрола брзине отворене петље - укључује једноставно управљање једносмерним напоном који се примењује на стезаљке мотора сечењем једносмерног напона. Међутим, ово резултира неким обликом ограничења струје.

Контрола брзине затворене петље - Укључује контролу улазног напона напајања путем повратне везе брзине од мотора. Тако се напон напајања контролише у зависности од сигнала грешке.

“симбол једнополног прекидача ”

Затворена петља се састоји од три основне компоненте.

ПВМ коло за генерисање потребних ПВМ импулса. То може бити микроконтролер или тајмер ИЦ.
Уређај за детекцију за детектовање стварне брзине мотора То може бити сензор Халл ефекта, инфрацрвени сензор или оптички кодер.
Моторни погон за контролу рада мотора.

Ова техника промене напона напајања заснована на сигналу грешке може бити или помоћу технике управљања пид-ом или помоћу нејасне логике.

Примена на контролу брзине једносмерног мотора без четкица

Управљање мотором једносмерне струје БЛДЦ

Рад мотора се контролише помоћу оптичког склопника и МОСФЕТ аранжмана, где се улазна једносмерна снага контролише помоћу ПВМ технике из микроконтролера. Како се мотор окреће, инфрацрвени ЛЕД који се налази на његовој осовини постаје осветљен белом светлошћу због присуства беле тачке на његовој осовини и одбија инфрацрвену светлост. Фотодиода прима ову инфрацрвену светлост и пролази кроз промену отпора, узрокујући тако промену напона напајања повезаног транзистора и даје се импулс микроконтролеру да генерише број ротација у минути. Ова брзина се приказује на ЛЦД-у.

Потребна брзина се уноси у тастатуру повезану са микроконтролером. Разлика између осетљиве брзине и жељене брзине је сигнал грешке, а микроконтролер генерише ПВМ сигнал према сигналу грешке, заснован на нејасној логици да би дао улаз једносмерне струје мотору.

Тако се помоћу управљања са затвореном петљом може контролисати брзина једносмерног мотора без четкица и може се натерати да се окреће било којом жељеном брзином.

Фото кредит: