Børsteløse elektriske motorer brukes i medisinsk utstyr, flymodellering, røravstengningsdrev for oljerørledninger, så vel som i mange andre bransjer. Men de har sine ulemper, funksjoner og fordeler, som noen ganger spiller en nøkkelrolle i utformingen av ulike enheter. Uansett, slike elektriske motorer opptar en relativt liten nisje sammenlignet med asynkrone AC-maskiner.
Funksjoner av elektriske motorer
En av grunnene til at designere er interessert i børsteløse motorer, er behovet for høyhastighetsmotorer med små dimensjoner. Dessuten har disse motorene svært presis posisjonering. Designet har en bevegelig rotor og en fast stator. På rotoren er det en permanent magnet eller flere, arrangert i en bestemt rekkefølge. På statoren er det spoler som skapermagnetisk felt.
En annen funksjon bør bemerkes - børsteløse motorer kan ha et anker plassert både på innsiden og utsiden. Derfor kan de to konstruksjonstypene ha spesifikke bruksområder på forskjellige områder. Når ankeret er plassert inne, viser det seg å oppnå en veldig høy rotasjonshastighet, så slike motorer fungerer veldig bra i utformingen av kjølesystemer. Hvis en ekstern rotordrift er installert, kan meget presis posisjonering oppnås, samt høy overbelastningsmotstand. Svært ofte brukes slike motorer i robotikk, medisinsk utstyr, i maskinverktøy med frekvensprogramkontroll.
Hvordan motorer fungerer
For å drive rotoren til en børsteløs DC-motor, må du bruke en spesiell mikrokontroller. Den kan ikke startes på samme måte som en synkron eller asynkron maskin. Ved hjelp av en mikrokontroller viser det seg å skru på motorviklingene slik at retningen til magnetfeltvektorene på statoren og ankeret er ortogonale.
Med andre ord, ved hjelp av en driver er det mulig å regulere dreiemomentet som virker på rotoren til en børsteløs motor. For å flytte ankeret er det nødvendig å utføre riktig veksling i statorviklingene. Dessverre er det ikke mulig å gi jevn rotasjonskontroll. Den kan imidlertid økes veldig raskt.motorrotorhastighet.
Forskjeller mellom børstede og børsteløse motorer
Hovedforskjellen er at de børsteløse motorene til modellene ikke har vikling på rotoren. Når det gjelder kollektorelektriske motorer, er det viklinger på rotorene deres. Men permanente magneter er installert på den stasjonære delen av motoren. I tillegg er en samler med spesiell design installert på rotoren, som grafittbørster er koblet til. Med deres hjelp påføres spenning til rotorviklingen. Prinsippet for drift av en børsteløs motor er også vesentlig annerledes.
Slik fungerer samlemaskinen
For å starte kollektormotoren må du legge spenning på feltviklingen, som er plassert direkte på ankeret. I dette tilfellet dannes et konstant magnetfelt, som samhandler med magnetene på statoren, som et resultat av at ankeret og samleren festet på den roterer. I dette tilfellet tilføres strøm til neste vikling, syklusen gjentas.
Rotasjonshastigheten til rotoren avhenger direkte av hvor intenst magnetfeltet er, og den siste karakteristikken avhenger direkte av spenningens størrelse. Derfor, for å øke eller redusere hastigheten, er det nødvendig å endre forsyningsspenningen.
For å implementere det motsatte, trenger du bare å endre polariteten til motortilkoblingen. For slik kontroll er det ikke nødvendig å bruke spesielle mikrokontrollere,du kan endre rotasjonshastigheten ved å bruke en konvensjonell variabel motstand.
Funksjoner til børsteløse maskiner
Men kontrollen av en børsteløs motor er umulig uten bruk av spesielle kontrollere. Basert på dette kan vi konkludere med at motorer av denne typen ikke kan brukes som generator. For effektiv kontroll kan rotorens posisjon overvåkes ved hjelp av flere Hall-sensorer. Ved hjelp av slike enkle enheter er det mulig å forbedre ytelsen betydelig, men kostnaden for den elektriske motoren vil øke flere ganger.
Starting av børsteløse motorer
Det gir ingen mening å lage mikrokontrollere på egen hånd, et mye bedre alternativ ville være å kjøpe ferdige, om enn kinesiske. Men du må følge følgende anbefalinger når du velger:
- Husk maksim alt tillatt strøm. Denne parameteren vil være nyttig for ulike typer drift. Karakteristikken er ofte angitt av produsenter direkte i modellnavnet. Svært sjelden angis verdier som er typiske for toppmoduser, der mikrokontrolleren ikke kan fungere over lang tid.
- For kontinuerlig drift må det også tas hensyn til maksimal forsyningsspenning.
- Vær oppmerksom på motstanden til alle interne mikrokontrollerkretser.
- Pass på å ta hensyn til det maksimale antallet omdreininger som er typisk for driften av denne mikrokontrolleren. Vær oppmerksom på at han ikke er detvil kunne øke makshastigheten, siden begrensningen er gjort på programvarenivå.
- Billige modeller av mikrokontrollerenheter har en frekvens på genererte pulser i området 7…8 kHz. Dyre kopier kan omprogrammeres, og denne parameteren øker med 2-4 ganger.
Prøv å velge mikrokontrollere i alle henseender, da de påvirker kraften som den elektriske motoren kan utvikle.
Hvordan det administreres
Den elektroniske kontrollenheten gjør det mulig å bytte drivviklingene. For å bestemme tidspunktet for bytte ved hjelp av driveren, overvåkes rotorens posisjon av Hall-sensoren som er installert på frekvensomformeren.
I tilfelle det ikke finnes slike enheter, er det nødvendig å lese omvendt spenning. Det genereres i statorspolene som ikke er tilkoblet for øyeblikket. Kontrolleren er et maskinvare-programvarekompleks, den lar deg spore alle endringer og stille inn bytterekkefølgen så nøyaktig som mulig.
Tre-fase børsteløse motorer
Mange børsteløse elektriske motorer for modellfly drives av likestrøm. Men det er også tre-fase tilfeller der omformere er installert. De lar deg lage trefasepulser fra en konstant spenning.
Arbeidet er som følger:
- Spole "A" mottar pulser frapositiv verdi. På spole "B" - med negativ verdi. Som et resultat av dette vil ankeret begynne å bevege seg. Sensorene fikser forskyvningen og et signal sendes til kontrolleren for neste veksling.
- Spole "A" er slått av, mens en positiv puls sendes til "C"-viklingen. Å bytte vikling "B" endres ikke.
- Positiv puls tilføres spolen "C" og negativ puls sendes til "A".
- Så kommer paret "A" og "B" inn i bildet. Positive og negative verdier av pulser mates til dem, henholdsvis.
- Så går den positive pulsen igjen til "B"-spolen, og den negative til "C".
- På siste trinn slås spolen "A" på, som mottar en positiv puls, og en negativ går til C.
Og etter det gjentar hele syklusen.
Fordeler ved å bruke
Det er vanskelig å lage en børsteløs elektrisk motor med egne hender, og det er nesten umulig å implementere mikrokontrollerkontroll. Derfor er det best å bruke ferdige industrielle design. Men husk å vurdere fordelene som stasjonen får når du bruker børsteløse motorer:
- Betydlig lengre ressurs enn samlemaskiner.
- Høyt effektivitetsnivå.
- Krakere enn børstede motorer.
- Rotasjonshastigheten øker mye raskere.
- Ingen gnister under drift, så de kan brukes i miljøer med høy brannfare.
- Veldig enkel kjøring.
- Det er ikke nødvendig å bruke ekstra kjølekomponenter under drift.
Blant manglene kan man trekke frem en svært høy kostnad, hvis vi også tar hensyn til prisen på kontrolleren. Selv for en kort tid å slå på en slik elektrisk motor for å sjekke ytelsen vil ikke fungere. I tillegg er det mye vanskeligere å reparere slike motorer på grunn av designfunksjonene.
