Како работи моторот BLDC: Детално објаснување за принципите на DC моторите без четки

Во текот на изминатите две до три децении, заради континуираното напредување на електронската технологија и постојаните материјали за магнет,BLDC моторисе претворија од ниша мотори во мејнстрим електрични решенија за разни индустрии.BLDC моторисе широко користени во апликации, вклучително и уреди за домаќинство, електрични алатки, електрични возила и опрема за индустриска автоматизација заради нивната висока ефикасност, висока сигурност и долг животен век. Сепак, оперативните принципи на BLDC моторите сè уште не се познати на многу поединци. Оваа статија ќе објасни што и да е потребно за да сфатите за работниот принцип на BLDC Motors за да можете да добиете подетален преглед на оваа неверојатна иновација во денешниот електротехника.

Основната структура на моторот BLDC

Сега, пред да влеземе во принципот на работа, треба да се запознаеме со нејзината основна структура:

Статор: Фиксиран во куќиштето на моторот, генерално е составен од ламинирани силиконски челични листови, а калемите се ранини за да создадат неколку електромагнетни столбови.

Роторот: Роторот обично се монтира на вратилото и содржи постојани магнети. BLDC моторите можат да се класифицираат во неколку варијанти врз основа на различните конфигурации на постојаните магнети.

Сензори на сала: За утврдување на положбата на роторот и повратните информации на системот за електронска контрола.

Контролер: Електронски систем за контрола што го одредува времето на струјата што тече низ намотките на статорот врз основа на повратните информации од сензорите на салата или другите механизми за повратни информации.

Вреди да се напомене дека структурата на моторната структура на моторот на BLDC е уникатна од структурата на внатрешниот ротор. Роторот е надвор, а статорот е внатре. Овој вид на дизајн е особено распространет во апликациите кои бараат висок вртежен момент, како во погонот на пропелерите на беспилотни летала.

Принципите на електромагнетизмот: Фондацијата на операцијата на моторот BLDC

Два основни принципи на електромагнетизам ја одредуваат работата на моторот BLDC:

Закон на Ампере: Кога диригентот за носење тековно е во магнетно поле, диригентот ќе биде подложен на сила. Статорот на моторот BLDC е изграден од калезни бакарни намотки, а откако ќе се напојуваат овие намотки, тие создаваат магнетно поле што комуницира помеѓу постојаните магнети на роторот за да генерира сила што обезбедува механичко движење за да се сврти роторот.

Законот за електромагнетна индукција на Фарадеј: Електромотива сила ќе биде предизвикана во спроводник кога ќе ги намали линиите на магнетното поле или е во променливо магнетно поле. Широко се користи во контрола без сензори, каде што позицијата на роторот се открива со сензори на задните електромотивни сили.

Овие принципи се применуваат во дизајнот на индустриски мотори без четки. Тие го постигнуваат ова со ситно регулирање на струјата што тече низ намотките на статорот, обезбедувајќи поволни електромагнетни интеракции со постојаните магнети на роторот за да се постигне висока ефикасност и стабилност.

Процесот на комутација на моторот BLDC

Најважниот работен механизам во моторот BLDC се нарекува електронска комутација. Тоа е најважниот и клучен фактор на разлика помеѓу моторите без четки и традиционалните мотори со четкање.

Принцип на комутација: Комутацијата е процес на промена на насоката на тековниот проток во однос на калемите на моторот, така што може да постои континуирана електромагнетна интеракција помеѓу роторот и статорот, што создава континуиран вртежен момент.

Комутација со шест чекори: Традиционалниот метод на контрола на BLDC Motors го дели електричниот циклус на шест чекори. На секој чекор, се напојуваат две од трифазните ветрови, додека една фаза е исклучена.

Повратна информација за сензорите на салата: Сензорите во Хол ја откриваат положбата на постојаните магнети на роторот, така што контролорот може да утврди кој ликвидација треба да се енергизира и тековната насока.

Контрола без сензори: Понапреден метод е да се утврди положбата на роторот со следење на задната електромотивна сила во не-енергетската фаза, не се потребни сензори за сала за спроведување на оваа сложена стратегија, што резултира во поголема сигурност на погонот.

Big BLDC моторите обично усвојуваат посложени стратегии за контрола, како што се погон на синусен бран или векторска контрола, за да се постигне помазен излез на вртежен момент и поголема ефикасност.

Улогата на контролорот во моторниот систем BLDC

BLDC Motor не може да работи самостојно и треба да се комбинира со специјализиран електронски контролер:

Возачот на моторот: Обично трифазен инвертер на мост заснован на Power MOSFET или IGBT што ја менува тековната патека според контролниот сигнал

Микроконтролер: прима сигнали од сензорот за позиција, врши контролни алгоритми и генерира сигнали PWM за да ги вози уредите за напојување.

Контрола на затворена јамка: Овозможува точна контрола на брзината или контрола на позицијата врз основа на потребите на апликација.

Функција за безбедна заштита: Заштита на прекумерна струја, заштита од прекумерна температура, заштита под напон, итн.

Апликациите за 48V BLDC моторни системи се широко распространети во електрични велосипеди, мали електрични возила и некои други индустриски апликации. Неговиот контролер и колото за ракување треба да се справат со повисоки напони и струи и обично имаат покомплексен сет на функции за перформанси и заштита.

Карактеристики на перформансите и сценарија за примена на BLDC Motors

Сега да ги разгледаме нивните предности на перформансите откако ќе ги научиме принципите на операција на моторот на BLDC:

Висока ефикасност: Поради отсуство на загуби на триење од четки и комутатори, нивната ефикасност е обично над 85%, дури и над 95% во некои случаи.

Добри карактеристики на вртежот на брзината: Овозможува широк спектар на излез на вртежен момент.

Поголем животен век: Без механички елементи за абење, животниот век е на крај само ограничен од лежиштата.

Подобрена ефикасност на дисипација на топлина: Директен контакт помеѓу намотките на статорот и куќиштето на моторот за поефикасна дисипација на топлина.

Ниска бучава и електромагнетно мешање: Нема искри и бучава генерирана од комутација на четки.

Поради својата посебна структура, моторот Outrunner BLDC е поспособен да обезбеди поголем вртежен момент со мала брзина, што ги прави особено погодни за системи за директно погон, како што се беспилотни летала и вентилатори, итн. Со предностите на стабилноста и издржливоста, моторот без четки го прави избор на напојување во опрема за автоматизација и прецизни инструменти.

Контролните алгоритми на моторите BLDC

Поразвиената модерна технологија за контрола на BLDC го надмина овој едноставен метод за комутација со шест чекори:

Контрола на трапезоиден бран: Најосновниот метод на контрола е трапезоидна струја на бранова форма. Едноставно е да се практикуваат, но создава вртежен момент од значителна амплитуда.

Синусоидна контрола: Возење на моторот со синусоидна струја, што може да го намали бранот на вртежниот момент и да го направи трчањето побрзо.

Контрола ориентирана кон терен (FOC): Со примена на математичка трансформација, 3-фазата струја се преведува на системот за ротирачки координати за контрола, што доведува до оптимална контрола на вртежниот момент и енергетска ефикасност.

Технологија на фузија на сензори: Интегрира повеќе сигнали за повратни информации (на пр.

Поради предизвиците во апликациите со голема моќ, како што се термичко управување, оптимизација на ефикасност и динамичен одговор, пософистицирани контролни алгоритми обично се користат за Big BLDC моторите.

Заклучок: Работни принципи и предности на BLDC моторите

BLDC моториПрецизно контролирајте ја струјата во намотките на статорот преку електронски систем за контрола и комуницирајте со постојаните магнети на роторот за да постигнете ефикасна конверзија на електрична енергија во механичка енергија. Од мали потрошувачи електронски уреди до голема индустриска опрема, од апликации со низок напон до 48V BLDC моторни системи, DC мотори без четки, со нивната висока ефикасност, висока сигурност и одлични контролни перформанси, возат технолошки напредок и подобрување на енергетската ефикасност во разни индустрии. Со континуиран развој на електронска технологија за контрола и постојани материјали за магнет, можеме да предвидиме дека BLDC моторите ќе имаат поширока перспектива на апликација и повеќе извонредни перформанси.

Доколку сте заинтересирани за нашите производи или имате какви било прашања, ве молиме слободноконтактирајте неИ ние ќе ви одговориме во рок од 24 часа.