Ano ang isang walang motor na DC motor, paano ito binuo at tumatakbo

Kahulugan

Ang isang walang motor na DC ay tinatawag na DC motor, ang kasalukuyang sa mga paikot-ikot na kung saan ay pinalitan ng isang espesyal na aparato ng switch - ito ay tinatawag na "driver" o "inverter" at ang mga windings na ito ay palaging matatagpuan sa stator. Ang switch ay binubuo ng 6 na transistor, nagbibigay sila ng kasalukuyang sa isang partikular na paikot-ikot, depende sa posisyon ng rotor.

Sa panitikang domestic, ang mga naturang motor ay tinatawag na "balbula" (dahil ang mga switch ng semiconductor ay tinatawag na "valves"), at mayroong paghihiwalay ng naturang mga electric machine sa dalawang uri sa anyo ng counter-EMF. Sa panitikang dayuhan, nagpapatuloy ang pagkakaiba, ang isa sa mga ito ay tinawag na katulad sa Ruso na "BLDC" (walang brush direktang kasalukuyang biyahe o motor), na literal na tunog na "walang brush DC motor" sa kanilang mga paikot-ikot na lumilitaw ang isang trapezoidal EMF. Ang mga balbula ng motor na may isang sinusoidal EMF ay tinatawag na PMSM (Permanent magnet na magkasabay na makina), na isinasalin bilang "magkasabay na de-koryenteng motor na may pagganyak sa pamamagitan ng mga permanenteng magnet."

Ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo

Ang kolektor sa KDPT ay nagsisilbing isang node para sa paglipat ng kasalukuyang sa armature windings. Sa isang walang motor na DC (BDT), ang papel na ito ay nilalaro hindi sa pamamagitan ng mga lamella brushes, ngunit sa pamamagitan ng commutator ng mga switch ng semiconductor - transistors. Ang mga transistor ay nagpapalitan ng mga paikot-ikot na stator, na lumilikha ng isang umiikot na magnetic field na nakikipag-ugnay sa larangan ng rotor magnet. At kapag ang kasalukuyang daloy sa isang conductor na nasa magnetic field, kumikilos ito Lakas, dahil sa pagkilos ng puwersa na ito, ang isang metalikang kuwintas ay nabuo sa baras ng mga de-koryenteng makina. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng anumang electric motor ay batay dito.

Ngayon malaman kung paano gumagana ang brushless motor. Ang 3 mga paikot-ikot ay karaniwang matatagpuan sa BDPT stator, sa pamamagitan ng pagkakatulad sa mga AC motor na madalas nilang tinatawag na three-phase. Ito ay bahagyang totoo: ang mga motor na walang brush ay pinapagana ng isang direktang kasalukuyang mapagkukunan (madalas mula sa mga baterya), ngunit ang magsusupil ay lumiliko sa mga paikot-ikot na halili. Gayunpaman, hindi ganap na totoo na sabihin na ang kahaliling kasalukuyang daloy sa mga paikot-ikot. Ang panghuling hugis ng paikot-ikot na supply ng boltahe ay nabuo ng mga hugis-parihaba na kontrol ng transistor.

Ang isang tatlong-phase na walang brush na motor ay maaaring tatlong-wire o apat na kawad, kung saan ang ika-apat na wire ay isang gripo mula sa midpoint (kung ang mga paikot-ikot ay konektado kasama pattern ng bituin).

Ang mga paikot-ikot o, sa mga simpleng salita, ang mga coil ng tanso na wire ay umaangkop sa ngipin ng pangunahing stator. Depende sa disenyo at layunin ng pagmamaneho, ang stator ay maaaring magkaroon ng ibang bilang ng mga ngipin. Mayroong iba't ibang mga pagpipilian para sa pamamahagi ng mga paikot-ikot na bahagi sa mga ngipin ng rotor, na inilalarawan ng sumusunod na pigura.

Ang mga paikot-ikot ng bawat ngipin sa loob ng isang yugto ay maaaring konektado sa serye o kahanay, depende sa mga gawain na inatasan sa taga-disenyo sa mga tuntunin ng kapangyarihan at sandali ng dinisenyo na pagmamaneho, at ang mga paikot-ikot na mga phase ay magkakaugnay ayon sa pattern ng isang bituin o isang tatsulok, tulad ng hindi nakakasabay o magkakasabay three-phase AC motor.

Ang mga sensor ng posisyon ng Rotor ay maaaring mai-install sa stator. Kadalasang ginagamit ang mga sensor ng Hall, nagbibigay sila ng isang senyas sa controller kapag apektado sila ng magnetic field ng mga rotor magnet. Ito ay kinakailangan upang ang controller ay "malaman" sa kung anong posisyon ang rotor at upang magbigay ng kapangyarihan sa kaukulang mga paikot-ikot. Ito ay kinakailangan upang madagdagan ang kahusayan at katatagan ng trabaho, at sa madaling salita, upang pisilin ang lahat ng posibleng kapangyarihan mula sa makina. Karaniwang naka-install ang mga sensor ng 3 piraso. Ngunit ang pagkakaroon ng mga sensor ay kumplikado ang aparato ng isang walang brush na motor, kailangan nilang magsagawa ng karagdagang mga wire para sa mga linya ng kapangyarihan at data.

Sa BDTT, ang permanenteng magnet na naka-mount sa rotor ay ginagamit para sa paggulo, at ang stator ay isang angkla. Alalahanin na sa mga makolekta ng kolektor ito ay ang iba pang paraan sa paligid (ang rotor ay isang angkla), at para sa paggulo sa CD, ang parehong permanenteng magneto at electromagnets (windings) ay ginagamit.

Ang mga magneto ay naka-mount gamit ang mga alternating pole, at naaayon sa kanilang bilang ang tinutukoy ang bilang ng mga pares ng mga pole. Ngunit hindi ito nangangahulugan na kung gaano karaming mga magnet, kung gayon maraming mga pares ng mga pole. Maraming mga magnet ay maaaring bumuo ng isang poste. Ang bilang ng mga rebolusyon bawat minuto ay depende sa bilang ng mga poste, tulad ng kaso sa isang induction motor (at iba pa). Iyon ay, mula sa isang magsusupil sa parehong mga setting, ang mga walang brush na motor na may ibang bilang ng mga pares ng poste ay iikot sa iba't ibang mga bilis.

Mga uri ng BDTT

Ngayon tingnan natin kung ano ang tulad ng walang motor na permanenteng magnet. Ang mga ito ay naiuri ayon sa hugis ng counter-EMF, disenyo, pati na rin sa pagkakaroon ng mga sensor ng posisyon ng rotor. Kaya, mayroong dalawang pangunahing uri na naiiba sa anyo ng mga kontra-EMF, na kung saan ay nahikayat sa mga paikot-ikot kapag ang rotor ay umiikot:

• BLDC - sa kanila ay isang trapezoidal anti-EMF;
• PMSM - anti-emf sinusoidal.

Sa isip, kailangan nila ng iba't ibang mga mapagkukunan ng kapangyarihan (mga Controller), ngunit sa pagsasagawa sila ay mapagpapalit. Ngunit kung gumagamit ka ng isang controller na may isang hugis-parihaba o trapezoidal output boltahe na may isang motor ng PMSM, maririnig mo ang mga katangian ng tunog, na katulad ng isang katok sa pag-ikot.

At sa pamamagitan ng disenyo, ang walang motor DC ay:

• Sa isang panloob na rotor. Ito ay isang mas pamilyar na representasyon ng electric motor, kapag ang stator ay isang katawan, at ang baras na matatagpuan sa ito ay umiikot. Kadalasan sila ay tinawag na salitang Ingles na "Inrunner". Ang pagpipiliang ito ay karaniwang ginagamit para sa mga high-speed electric motor.
• Sa isang panlabas na rotor. Narito ang panlabas na bahagi ng engine ay umiikot na may isang baras na naayos dito; sa mga mapagkukunang Ingles na tinatawag itong "outrunner". Ang circuit ng aparato na ito ay ginagamit kapag kailangan mo ng isang mataas na sandali.

Ang disenyo ay pinili depende sa kung bakit kinakailangan ang isang walang brush na motor sa isang partikular na aplikasyon.

Ang modernong industriya ay gumagawa ng mga walang motor na motor na may at walang mga sensor ng posisyon ng rotor. Ang katotohanan ay maraming mga paraan upang makontrol ang BDTT, para sa ilan sa mga ito ang mga sensor ng posisyon ay kinakailangan, ang iba ay natutukoy ang mga posisyon ng EMF sa mga paikot-ikot.ang mga pangatlo ay nagbibigay lamang ng kapangyarihan sa mga kinakailangang mga phase at ang de-koryenteng motor ay nag-synchronize sa naturang suplay ng kuryente at pumapasok sa operating mode.

Pangunahing katangian ng walang brush DC motor:

1. Operating mode - mahaba o panandali.
2. Pinakamataas na boltahe ng operating.
3. Pinakamataas na kasalukuyang nagtatrabaho.
4. Pinakamataas na lakas.
5. Ang maximum na rebolusyon, madalas na nagpapahiwatig hindi mga rebolusyon, ngunit ang KV - r / v, iyon ay, ang bilang ng mga rebolusyon bawat 1 bolta ng inilapat na boltahe (nang walang pag-load sa baras). Upang makuha ang maximum na bilis - dumami ang bilang ng pinakamataas na boltahe.
6. Ang paglaban ng paikot-ikot (mas maliit ito, mas mataas ang kahusayan), kadalasang nagkakahalaga ng daan-daang at libu-libo ng Ohm.
7. Ang anggulo ng yugto ng advance (tiyempo) ay ang oras kung saan ang kasalukuyang sa paikot-ikot na maabot ang pinakamataas na, ito ay dahil sa inductance at paglipat ng mga batas (ang kasalukuyang sa inductance ay hindi maaaring magbago agad.

Diagram ng mga kable

Tulad ng nabanggit sa itaas, para sa pagpapatakbo ng isang walang brush na motor kailangan mo ng isang espesyal na controller. Sa aliexpress, maaari mong mahanap ang parehong mga kit mula sa engine at controller, o nang hiwalay. Ang magsusupil ay tinatawag ding ESC Motor o Electric Speed ​​Controller. Napili sila ng lakas ng kasalukuyang ibinibigay sa pagkarga.

Karaniwan ang pagkonekta sa de-koryenteng motor sa controller ay diretso at naiintindihan kahit na para sa mga dumi. Ang pangunahing bagay na kailangan mong malaman ay upang mabago ang direksyon ng pag-ikot, kailangan mong baguhin ang koneksyon ng anumang dalawang phase, sa katunayan pati na rin sa tatlong-phase asynchronous o magkasabay na motor.

Ang network ay may isang bilang ng mga teknikal na solusyon at mga scheme, parehong kumplikado at para sa mga dummies, na maaari mong makita sa ibaba.

Sa video na ito, sinabi ng may-akda kung paano makikipagkaibigan sa motor na BC "Arduino".

At sa video na ito malalaman mo ang tungkol sa iba't ibang mga paraan upang kumonekta sa iba't ibang mga Controllers at kung paano mo ito magagawa. Ipinakita ito ng may-akda na may isang halimbawa ng isang motor mula sa HDD, at isang pares ng mga makapangyarihang pagkakataon - inrunner at outrunner.

Sa pamamagitan ng paraan, inilalapat din namin ang diagram mula sa video para sa pag-uulit:

Kung saan ginagamit ang mga walang motor na walang brush

Ang saklaw ng naturang mga de-koryenteng motor ay nangunguna sa malawak na iskedyul. Ginagamit ang mga ito kapwa para sa pagmamaneho ng maliliit na mekanismo: sa mga drive ng CD, mga drive ng DVD, mga hard drive, at sa mga makapangyarihang aparato: isang baterya at isang tool na pang-kapangyarihan (na may suplay ng kuryente ng halos 12 V), mga modelo na kinokontrol ng radyo (halimbawa, quadrocopters), mga makina ng CNC para sa pagmamaneho ng isang nagtatrabaho na katawan (Karaniwan ang mga motor na may isang rate ng boltahe ng 24V o 48V).

Ang mga BDTT ay malawakang ginagamit sa mga de-koryenteng sasakyan, halos lahat ng mga modernong motor-gulong ng mga electric scooter, bisikleta, motorsiklo at kotse ay walang motor. Sa pamamagitan ng paraan, ang rated boltahe ng mga de-koryenteng motor para sa transportasyon ay nasa isang malawak na hanay, halimbawa, ang motor na gulong ng bisikleta ay madalas na tumatakbo mula sa 36V o 48V, na may mga bihirang mga eksepsiyon at higit pa, at sa mga kotse, halimbawa, ang Toyota Prius ay halos 120V, at sa Nissan Leaf - dumating sa 400, habang singilin mula sa isang 220V network (ipinatupad ito gamit ang built-in converter).

Sa katunayan, ang saklaw ng mga walang motor na de-koryenteng motor ay napakalawak, ang kawalan ng isang kolektor node ay nagbibigay-daan upang magamit ito sa mga mapanganib na lugar, pati na rin sa mga lugar na may mataas na kahalumigmigan, nang walang takot sa mga maikling circuit, sparking o sunog dahil sa mga depekto sa pagpupulong ng brush. Dahil sa kanilang mataas na kahusayan at mahusay na pangkalahatang sukat, natagpuan nila ang aplikasyon sa industriya ng kalawakan.

Mga kalamangan at kawalan

Ang mga motor ng Brushless DC, tulad ng iba pang mga uri ng mga de-koryenteng makina, ay may ilang mga pakinabang at kawalan.

Ang mga bentahe ng BDTT ay ang mga sumusunod:

• Salamat sa paggulo sa pamamagitan ng malakas na permanenteng magnet (neodymium, halimbawa), sila ay higit na mataas sa metalikang kuwintas at kapangyarihan at may mas maliit na sukat kaysa sa mga motor sa induction. Ano ang ginagamit ng karamihan sa mga tagagawa ng sasakyan sa kuryente - mula sa mga scooter hanggang sa mga kotse.
• Walang kumikinang na pagpupulong ng kolektor ng brush na nangangailangan ng regular na pagpapanatili.
• Kapag gumagamit ng isang de-kalidad na controller, hindi katulad ng parehong CD, hindi sila nakikialam sa network ng supply ng kuryente, na lalong mahalaga sa mga aparato at mga sasakyan na kinokontrol ng radyo sa mga advanced na elektronikong kagamitan sa on-board network.
• Mahusay higit sa 80, mas madalas at 90%.
• Mataas na bilis ng pag-ikot, sa ilang mga kaso hanggang sa 100,000 rpm.

Ngunit mayroong isang makabuluhang minus: ang isang walang brush na motor na walang isang controller ay isang piraso lamang ng bakal na may isang paikot-ikot na tanso. Hindi siya makakapagtrabaho. Ang mga Controller ay hindi mura at madalas na kailangan nilang iutos sa mga online na tindahan o kasama ang aliexpress. Dahil dito, hindi laging posible ang paggamit ng mga motor sa BC sa mga gawaing gawa sa bahay.

Ngayon alam mo kung ano ang isang walang motor na DC motor, kung paano ito gumagana at kung saan ginagamit ito. Inaasahan namin na ang aming artikulo ay tumulong sa iyo upang ayusin ang lahat ng mga isyu!

Mga kaugnay na materyales:

• Ano ang isang rotor at stator
• Paano mag-ipon ang pinakasimpleng motor na de koryente sa bahay
• Ang pagkakaiba sa pagitan ng DC at AC