Шта је ДЦ без мотора без четкица, како се гради и ради

Дефиниција

Једносмерни мотор без четкица назива се једносмерни мотор, чија се струја у намотима пребацује посебним прекидачем - назива се „покретач“ или „претварач“ и ти се намоти увек налазе на статору. Прекидач се састоји од 6 транзистора, они доводе струју у одређени намотај, у зависности од положаја ротора.

У домаћој литератури такви се мотори називају „вентилски“ (зато што се полуводички прекидачи називају „вентили“), а постоји раздвајање таквих електричних машина на два типа у облику контра-ЕМФ-а. У страној литератури таква разлика и даље постоји, једна од њих назива се аналогно руском „БЛДЦ“ (четкица без истосмјерног погона или мотора), која буквално звучи као „четкица без четкица“ у својим намотима појављује се трапезоидни ЕМФ. Мотори вентила са синусоидним ЕМФ-ом називају се ПМСМ (синхрона машина са сталним магнетом), што у преводу значи "синхрони електромотор са побудом сталним магнетима".

Уређај и принцип рада

Колектор у КДПТ служи као чвор за пребацивање струје у арматурним намотима. У једносмерном мотору без четкица (БДТ) ову улогу не играју ламелиране четке, већ комутатор истог, полуводички прекидачи - транзистори. Транзистори пребацују намотаја статора, стварајући ротирајуће магнетно поље које у интеракцији са магнетним пољем ротора. А када струја тече кроз проводник који је у магнетном пољу, он делује на њега Амперска силауслед дејства ове силе ствара се обртни момент на вратилу електричних машина. На томе се заснива принцип рада било којег електромотора.

Сада да схватимо како мотор без четкица делује. 3 намотаја обично се налазе на БДПТ статору, а аналогно АЦ моторима често се називају и трофазним. То је делимично тачно: мотори без четкица раде на извору истосмерне струје (често из батерија), али регулатор се наизменично укључује намотаје. Међутим, није сасвим тачно рећи да кроз намоте тече наизменична струја. Коначни облик намотаја напона формиран је правоугаоним транзисторским импулсима.

Трофазни мотор без четкица може бити трожилни или четворожични, где је четврта жица славина од средње тачке (ако су намотаји повезани дуж звездаст узорак).

Намотаји или, једноставним речима, завојнице бакрене жице уклапају се у зубе језгре статора. У зависности од дизајна и сврхе погона, статор може имати различит број зуба. Постоје различите опције за расподелу фазних намотаја дуж зуба ротора, што је илустровано на следећој слици.

Намота сваког зуба унутар једне фазе могу се повезати серијски или паралелно, у зависности од задатака пројектанта у погледу снаге и момента дизајнираног погона, а сама фазна намотаја међусобно су повезана у складу са обрасцем звезде или троугла, попут асинхрони или синхроно трофазни АЦ мотори.

Сензори положаја ротора могу се инсталирати у статор. Често се користе Халлови сензори, они дају сигнал регулатору када на њих утиче магнетно поље магнета ротора. То је неопходно како би регулатор могао "знати" у којем положају је ротор и напајати га одговарајућим намотима. Ово је потребно да би се повећала ефикасност и стабилност рада, и укратко, избацила сва могућа снага из мотора. Сензори се обично уграђују у 3 комада. Али присутност сензора комплицира уређај мотора без четкица, они морају да спроведу додатне жице за напонске и податковне водове.

У БДТТ-у се за узбуђење користе стални магнети монтирани на ротору, а статор је сидро. Подсјетимо да је у колекционарским машинама обрнуто (ротор је сидро), а за узбуђење на ЦД-у се користе и стални магнети и електромагнети (намотаји).

Магнети су монтирани са наизменичним половима, па према томе њихов број одређује број парова полова. Али то не значи да колико магнета, колико толико парова полова. Неколико магнета може да формира један пол. Број обртаја у минути зависи од броја полова, као што је случај са индукционим мотором (и другим). То јест, с једног регулатора на истим подешавањима, без четкањем мотори с различитим бројем парова пола ротирају се различитом брзином.

Врсте БДТТ

А сада да видимо како изгледају мотори са сталним магнетом без четкица. Класификују их према облику контра-ЕМФ, дизајну, као и по присуству сензора положаја ротора. Дакле, постоје две главне врсте које се разликују у облику контра-ЕМФ-а који се индукује у намотима када се ротор окреће:

• БЛДЦ - у њима трапезоидни анти-ЕМФ;
• ПМСМ - синусоидни анти-емф.

У идеалном случају потребни су им различити извори напајања (контролери), али у пракси су заменљиви. Али ако користите регулатор с правоугаоним или трапезоидним излазним напоном са ПМСМ мотором, чут ћете карактеристичне звукове, сличне куцању током ротације.

По дизајну, ДЦ мотори без четкица су:

• Са унутрашњим ротором. Ово је познатији приказ електромотора, када је статор тело, а осовина у њему се окреће. Често их називају енглеском речју "Инруннер". Ова се опција обично користи за електричне моторе велике брзине.
• Са спољним ротором. Овде се спољни део мотора окреће са осовином која је причвршћена на њега, у енглеским се изворима назива „оутруннер“. Овај круг уређаја користи се када вам треба високи тренутак.

Дизајн је изабран овисно о томе зашто је потребан мотор без четкица у одређеној апликацији.

Савремена индустрија производи моторе без четкица са и без сензора положаја ротора. Чињеница је да постоји много начина за контролу БДТТ, за неке су потребни сензори положаја, други одређују положаје ЕМФ у намотима,трећи једноставно напајају потребне фазе и мотор се независно синхронизује са таквим напајањем и улази у режим рада.

Главне карактеристике без четкица ДЦ мотори:

1. Начин рада - дугачак или кратак.
2. Максимални радни напон.
3. Максимална радна струја.
4. Максимална снага.
5. Максимални обртаји често означавају не окретаје, већ КВ - р / в, то јест број обртаја по 1 волту примењеног напона (без оптерећења на вратилу). Да бисте постигли максималну брзину - помножите овај број са максималним напоном.
6. Отпор наматања (што је мањи, већа је ефикасност), обично износи стотине и хиљаде Охма.
7. Фазни напредни угао (време) је време после којега струја у намоту достигне свој максимум, то је последица закона индуктивности и пребацивања (струја у индуктивности не може се тренутно променити.

Дијаграм ожичења

Као што је већ споменуто, за рад мотора без четкица потребан вам је посебан регулатор. На алиекпресс-у можете пронаћи оба комплета са мотора и контролера или одвојено. Регулатор се назива и мотор ЕСЦ или електрични регулатор брзине. Они се бирају према јачини струје која се даје оптерећењу.

Обично је спајање електромотора на регулатор једноставно и разумљиво је чак и луткама. Главна ствар коју треба да знате - да бисте променили смер ротације, морате да промените везу било које две фазе, у ствари као и код трофазних асинхроних или синхроних мотора.

Мрежа има низ техничких решења и шема, сложених и за лутке, које можете видети доле.

У овом видеу аутор говори како се спријатељити са мотором БЦ "Ардуино".

У овом видеу ћете научити о различитим начинима повезивања на различите контролере и како то можете сами. Аутор то демонстрира на примјеру мотора са ХДД-а и пар снажних инстанци - инруннер и оутруннер.

Успут, за понављање применимо и дијаграм из видеа:

Тамо где се користе четке без мотора

Обим таквих електромотора је унапред планиран. Користе се и за покретање малих механизама: у ЦД драјвовима, ДВД драјвовима, чврстим дисковима и у моћним уређајима: батерија и електрични алат (са напајањем од око 12 В), радио-управљаним моделима (на пример, куадроцоптерс), ЦНЦ машинама за погон радног тела (обично мотори са номиналним напоном од 24 В или 48 В).

БДТТ се широко користе у електричним возилима, скоро сви модерни точкови електричних скутера, бицикала, мотоцикала и аутомобила су мотори без четкица. Узгред, називни напон електромотора за транспорт лежи у широком распону, на пример, мотор на точковима бицикла често ради од 36В или 48В, уз ретке изузетке и више, а у аутомобилима, на пример, Тоиота Приус износи око 120В, а на Ниссану Леаф - долази до 400, док се пуни из мреже 220В (ово се реализује помоћу уграђеног претварача).

Заправо, опсег електромотора без четкица је врло опсежан, одсуство сабирног чвора омогућава његову употребу на опасним местима, као и на местима са високом влагом, без страха од кратког споја, искрења или пожара због оштећења у саставу четке. Због своје високе ефикасности и добрих укупних димензија, они су нашли примену у свемирској индустрији.

Предности и недостаци

ДЦ мотори без четкица, као и друге врсте електричних машина, имају одређене предности и недостатке.

Предности БДТТ-а су следеће:

• Захваљујући узбуђивању моћних трајних магнета (на пример, неодим), они су супериорнији у моменту и снази и имају мање димензије од индукцијских мотора. Шта користи већина произвођача електричних возила - од скутера до аутомобила.
• Не постоји склоп сакупљача искрећих четкица који захтева редовно одржавање.
• Када користе висококвалитетни контролер, за разлику од истог ЦД-а, они не ометају мрежу напајања, што је посебно важно код радио-контролисаних уређаја и возила са напредном електроничком опремом у уграђеној мрежи.
• Ефикасност већа од 80, чешће и 90%.
• Велика брзина ротације, у неким случајевима и до 100.000 о / мин.

Али постоји значајан минус: мотор без четкица без регулатора је само комад гвожђа са бакреним намотом. Неће моћи да ради. Контролери нису јефтини и најчешће их је потребно наручити у интернетским трговинама или путем алиекпресс-а. Због тога употреба БЦ мотора у домаћим моделима и уређајима није увек могућа.

Сада знате шта је ДЦ мотор без четкица, како функционише и где се користи. Надамо се да вам је чланак помогао да решите сва питања!

Сродни материјали:

• Шта је ротор и статор
• Како саставити најједноставнији електромотор код куће
• Разлика између ДЦ и АЦ