Dva tipa motora - Inrunner, Outrunner - imaju mnogo zajedničkog.DC motor je električni motor čija se snaga osigurava stalnom strujom. Ako je potrebno, nabavite motor s velikim zakretnim momentom s relativno malom brzinom. Strukturno, Inrunners je jednostavniji zbog činjenice da fiksni stator može poslužiti kao kućište. Može se montirati zatvaračima. U slučaju Outrunners-a, cijeli vanjski dio se okreće. Montaža motora vrši se za fiksnu os ili statorske dijelove. U slučaju motornog kotača, pričvršćivanje se izvodi pomoću fiksne osi statora, a žice vode do statora kroz šuplju osovinu od koje je manje od 0,5 mm.

Sadržaj

  • 1 Vrste elektromotora
  • 2 DC motor bez četkica. Opće informacije i dizajn uređaja
    • 2.1 statora
    • 2.2 rotor
    • 2.3 DPR
    • 2.4 Sustav upravljanja
  • 3 Načelo djelovanja
  • 4 Upravljanje motorom
  • 5 Prednosti i nedostaci
  • 6 Trofazni DC motor bez četkica
  • 7 zaključak

Vrste elektromotora

Postoje sljedeći tipovi istosmjernih motora:

  • Shema trofaznog motora bez četkica. pobuđeni stalnim magnetima;
  • s nizom spojeva armature i uzbude;
  • s paralelnim spojem armature i uzbudnih namota;
  • s miješanom mješavinom namotaja armature i polja;
  • ventilski motor (DC motor bez četkica), izrađen pomoću zatvorenog sustava; u ovoj vrsti motor koristi pretvarač (pretvarač snage poluvodiča), pretvornik koordinata i DPR (senzor položaja Rotor).

Pozvan je AC motor električni motor s izmjeničnom strujom. Postoje sljedeće vrste AC motora:

  • Trofazni istosmjerni motor - izgled.histerezni motor;
  • mlazni ventil;
  • asinkroni elektromotor s frekvencijom rotacije rotora različitom od frekvencije rotacije magnetskog polja koje generira napon;
  • sinkroni motor s frekvencijom rotacije rotora koja se podudara s frekvencijom rotacije magnetskog polja generiranog naponom.

Tu je i UCD (univerzalni kolektorski motor) s funkcijom načina rada i na promjenjivoj i na istosmjernoj struji.

Drugi tip motora je koračni motor s konačnim brojem položaja rotora. Navedeni specificirani položaj rotora je fiksiran tako da se napaja potrebnim namotima. Prilikom uklanjanja opskrbnog napona iz jednog namota i njegovog prijenosa na drugi, dolazi do procesa premještanja u drugo mjesto.

AC motor koji pokreće industrijska mreža obično ne dopušta postizanje brzine veće od tri tisuće okretaja u minuti. Iz tog razloga, ako trebate više frekvencije, koristi se kolektorski motor, dodatne prednosti koje su lakoća i kompaktnost uz održavanje potrebnog moć.

Motor radi s konstantnim momentom Ponekad koriste i poseban prijenosni mehanizam koji se naziva množitelj, koji mijenja kinematičke parametre uređaja na potrebne tehničke parametre. Čvorovi kolektora ponekad zauzimaju do pola prostora cijelog motora, tako da se AC motori smanjuju veličine i čine ga lakšim u težini pomoću frekvencijskog pretvarača, a ponekad i zbog prisutnosti mreže s povećanom frekvencijom 400 Hz.

Resurs bilo kojeg asinkronog AC motora je značajno viši od kolektora. To je određeno stanje izolacije namota i ležajeva. Uzima se u obzir sinkroni motor s pretvaračem i senzor položaja rotora elektronički analog klasičnog kolektora koji podržava rad motora istosmjerna struja

DC motor bez četkica. Opće informacije i dizajn uređaja

DC motori bez četkica mogu se kontrolirati elektroničkim kontrolnim sustavima.DC motor bez četkica se također naziva trofaznim ventilskim motorom. To je sinkroni uređaj čiji se princip rada temelji na samo-sinkroniziranoj frekvenciji regulacija, zbog čega postoji vektorska kontrola (počevši od položaja rotora) magnetskog polja stator.

Upravljači elektromotora ovog tipa često se napajaju konstantnim naponom, zbog čega su i dobili ime. U tehničkoj engleskoj literaturi, ventilski motor se naziva PMSM ili BLDC.

Električni motor bez četkica nastao je prvenstveno radi optimizacije lbilo koji istosmjerni električni motor općenito. Izvršni mehanizam takvog uređaja (osobito brzog mikroprekidača s preciznim pozicioniranjem) postavlja vrlo visoke zahtjeve.

To je možda dovelo do upotrebe takvih specifičnih DC uređaja, trofaznih motora bez četkica, koji se također nazivaju BDPT. Po dizajnu, oni su gotovo identični sinkronim AC motorima, gdje je rotacija magnetskog rotora pojavljuje se u normalnom laminiranom statoru u prisutnosti trofaznih namota, a broj okretaja ovisi o naponu i opterećenju stator. Na temelju određenih koordinata rotora dolazi do preklapanja različitih namota statora.

Outrunner, ako je potrebno, za dobivanje motora s velikim zakretnim momentom s relativno malom brzinomDC motori bez četkica mogu postojati bez ikakvih odvojenih senzora, međutim, ponekad su prisutni na rotoru, na primjer, Hallovom senzoru. Ako uređaj radi bez dodatnog senzora, tada namota statora funkcionira kao element za blokiranje. Tada nastaje struja zbog rotacije magneta, kada rotor u namotu statora inducira emf.

Ako je jedan od namota isključen, signal koji je induciran će se izmjeriti i dalje obrađivati, međutim, takav princip rada nije moguć bez profesora obrade signala. No, za obrnuto ili kočenje takvog električnog motora nije potreban mostni krug - dovoljno je napajati impulsima za upravljanje obrnutim slijedom na namote statora.

Kod VD (ventilski motor) na rotoru se nalazi induktor u obliku stalnog magneta, a namotaj sidra je na statoru. Na temelju položaja rotora, stvara se napon napajanja svih namota električni motor. Kada se koristi u takvim strukturama, kolektor će obavljati svoju funkciju u motoru ventila u poluvodičkoj sklopki.

Glavna razlika između sinkronih i ventilskih motora je samo-sinkronizacija potonjeg pomoću DPR-a, koji određuje proporcionalnu frekvenciju rotacije rotora i polja.

Najčešće se DC motor bez četkica koristi u sljedećim područjima:

  • Tako izgleda trofazni namotaj bez četkice. oprema za zamrzavanje ili hlađenje (kompresori);
  • električni pogon;
  • sustavi zračnog grijanja, klimatizacije ili ventilacije.

statora

Ovaj uređaj ima klasičan dizajn i podsjeća na isti asinkroni uređaj uređaja. Sastav uključuje bakrena jezgra (položen na obodu utora), koji određuje broj faza, i tijelo. Obično su sinusne i kosinusne faze dovoljne za rotaciju i samo-pokretanje, međutim, motor ventila često stvara trofaznu i čak četvefaznu fazu.

Elektromotori s povratnom elektromotornom silom prema vrsti polaganja na namotu statora podijeljeni su u dva tipa:

  • sinusni val;
  • trapezoidni oblik.

Kod odgovarajućih tipova motora, električna strujna struja također varira prema metodi sinusoidalno ili trapezoidalno.

rotor

U rotoru se koriste trajni magneti.Obično se rotor sastoji od trajnih magneta s brojem parova stupova od dva do osam, koji se, naizmjence, izmjenjuju od sjevera prema jugu ili obrnuto.

Najčešći i najjeftiniji za proizvodnju rotora su feritni magneti, ali njihov nedostatak je niska magnetska indukcijastoga, uređaji izrađeni od legura različitih rijetkih zemljanih elemenata sada zamjenjuju takav materijal, jer mogu pružiti visoku razinu magnetske indukcije, što, zauzvrat, smanjuje veličinu rotora.

DPR

Senzor položaja rotora daje povratnu informaciju. Prema principu rada uređaj je podijeljen na sljedeće podvrste:

  • induktivni;
  • fotoelektrični;
  • Senzor Hall efekta.

Potonji tip je dobio najveću popularnost zbog svoje gotovo apsolutna inercijalna svojstva i sposobnost da se oslobodi položaja rotora od kašnjenja u kanalima povratne veze.

Sustav upravljanja

Upravljački sustav sastoji se od prekidača napajanja, ponekad i tiristora ili tranzistora snage, uključujući izoliranu kapiju, koja dovodi do skupljanja strujnog pretvarača ili pretvarača napona. Proces upravljanja tim ključevima najčešće se provodi. pomoću mikrokontrolera, zahtijevajući kontrolu motora veliki broj računalnih operacija.

Načelo djelovanja

Rad motora je u tome, da upravljački sklop prebacuje određeni broj namota statora na takav način da su vektor magnetskih polja rotora i statora ortogonalni. Korištenje PWM (modulacija širine impulsa) regulator kontrolira struju koja teče kroz motor i podešava okretni moment koji utječe na rotor. Smjer tog efektivnog trenutka određuje oznaku kuta između vektora. U izračunima se koriste električni stupnjevi.

Motorno kolo - što je to?Prebacivanje treba obaviti na takav način da se F0 (struja uzbude rotora) održava konstantnom u odnosu na protok armature. U interakciji takvog pobuđenja i protoka armature formira se okretni moment M, koji teži okretanju rotora i paralelno osigurava podudarnost ekscitacije i protoka armature. Međutim, za vrijeme rotacije rotora, različiti namoti se mijenjaju pod utjecajem senzora položaja rotora, zbog čega se protok armature okreće u smjeru sljedećeg koraka.

U takvoj situaciji, dobiveni vektor se pomiče i postaje fiksiran s obzirom na protok rotora, koji, s druge strane, stvara potreban trenutak na osovini motora.

Upravljanje motorom

Regulator istosmjernog motora bez četkica čini regulaciju momenta koji djeluje na rotor, mijenjajući vrijednost modulacije širine impulsa. Uključivanje se kontrolira i provodi elektronika, za razliku od konvencionalnog DC motora bez četkica. Također su uobičajeni kontrolni sustavi koji implementiraju algoritme za širinu impulsa i kontrolu širine impulsa za tijek rada.

Dijagram motora bez četkicaVektorski upravljani motori pružaju najširi raspon poznatih raspona za kontrolu vlastite brzine. Reguliranje te brzine, kao i održavanje veze za protok na traženoj razini, nastaje zbog frekvencijskog pretvarača.

Značajka upravljanja električnim pogonom temeljenog na kontroli vektora je prisutnost kontroliranih koordinata. Oni su u fiksnom sustavu i pretvoriti u rotirajuće, dodjeljivanje konstantne vrijednosti proporcionalne parametrima vektora koji se kontrolira, zbog čega se formira kontrolno djelovanje, a zatim obrnuti prijelaz.

Unatoč svim prednostima takvog sustava, popraćeno je nedostatkom u obliku složenosti upravljanja uređajem za kontrolu brzine u širokom rasponu.

Prednosti i nedostaci

Danas, u mnogim industrijama, ovaj tip motora je u velikoj potražnji, jer je bez četkica DC motor kombinira gotovo sve najbolje osobine beskontaktnih i drugih tipova motori.

Neprijeporne prednosti motora ventila su:

  • širok raspon promjena u brzini i jednostavnosti regulacije;
  • energetska učinkovitost je nevjerojatno visoka - učinkovitost je veća od 90%;
  • sigurnost pri korištenju u neprijateljskom okruženju ili u eksplozivnim mjestima;
  • kapacitet preopterećenja je izuzetno visok;
  • Stator - shematski prikazkada se radi u modu preopterećenja motora, dolazi do niskog pregrijavanja;
  • nepostojanje komponenti koje zahtijevaju održavanje (u konvencionalnom motoru ventila);
  • beskontaktna;
  • točnost pozicioniranja;
  • dinamika i velika brzina;
  • početni trenutak je vrlo velik;
  • mogućnost korištenja u različitim načinima rada (motor i generator);
  • visoka pouzdanost;
  • dug radni vijek;
  • nema kliznih kontakata;
  • visok radni resurs.

Unatoč značajnim pozitivnim trenucima, DC motor bez četkica Postoji i nekoliko nedostataka:

  • Motori bez četkica koriste se u mnogim uređajima.upotreba skupih materijala u konstrukciji rotora, posebno trajnih magneta, dovodi do visoke cijene uređaja;
  • resurs elektroničkih čvorova je ograničen;
  • kolektor se istroši dovoljno brzo, što ograničava vijek trajanja uređaja;
  • jedinice četke za sakupljanje zahtijevaju periodično preventivno održavanje (u DC motoru bez četkica);
  • Motor ima složen upravljački sustav za prosječnog čovjeka.

Na temelju navedenog i nerazvijenosti moderne elektronike u regiji, mnogi još smatraju primjerenim korištenje konvencionalnog asinkronog motora s frekvencijskim pretvaračem.

Trofazni DC motor bez četkica

Ovaj tip motora ima izvrsne performanse, pogotovo kod upravljanja preko senzora položaja. Ako trenutak otpora varira ili je potpuno nepoznat, kao i kada veći početni moment koristi se kontrola sa senzorom. Ako se senzor ne koristi (u pravilu kod ventilatora), kontrola vam omogućuje da obavite bez žičane veze.

Značajke upravljanja trofaznim bezkontaktnim motorom bez senzora prema položaju:

  • DC motor u modernoj verziji.položaj rotora se određuje pomoću diferencijalnog ADC (analogno-digitalni pretvarač);
  • strujno opterećenje se također određuje pomoću ADC (analogno-digitalni pretvarač) ili analognog usporednika;
  • podešavanje brzine se izvodi pomoću PWM kanala spojenih na niže upravljačke programe;
  • AT90PWM3 i ATmega64 se smatraju preporučenim mikrokontrolerima;
  • Podržana komunikacijska sučelja (komunikacijska sučelja) su UART, SPI i TWI.

Značajke upravljanja trofazni motor bez četkica sa senzorom po položaju na primjeru Hall senzora:

  • podešavanje brzine se izvodi pomoću PWM kanala spojenih na niže upravljačke programe;
  • Fulling motori imaju visoku pouzdanost.izlaz svakog od Hall senzora je spojen na odgovarajuću I / O liniju mikrokontrolera, koja je konfigurirana tijekom promjena stanja za generiranje prekida;
  • podržana komunikacijska sučelja (komunikacijska sučelja) su UART, SPI i TWI;
  • strujno preopterećenje se određuje pomoću ADC (analogno-digitalni pretvarač) ili analognog usporednika.

zaključak

Bez četkica istosmjerni motor ima mnoge prednosti i bit će dostojan izbor za korištenje kao stručnjak, i jednostavan čovjek na ulici.