Wat is BLDC-motor en die voordele daarvan

1. Konsep van borsellose GS-motors

'n Borsellose GS-motor (BLDC), ook bekend as 'n borsellose motor of 'n sinchrone GS-motor, is 'n tipe motor wat nie borsels of kommutators vir werking benodig nie. Die inset na 'n BLDC-motor is gelykstroom (DC), maar in wese simuleer dit wisselstroom (AC) deur die hoof-omskakelaarskakelaars siklies te skakel. Dit skep 'n veranderende magnetiese veld in die spoelwikkelings, wat die motorrotor toelaat om deurlopende wringkrag en dus deurlopende rotasie te ervaar. BLDC-motors kan gekonfigureer word as enkelfase, tweefase of driefase, afhangende van die aantal statorwikkelings. Die mees algemene BLDC-motors is driefase-motors. Die diagram hieronder illustreer die demontage van 'n driefase borsellose GS-motor.

2. Toepassing van borsellose GS-motors

Daar word beraam dat die markgrootte van BLDC-motors ongeveer $19,76 miljard teen 2022 sal bereik. Met BLDC-motortegnologie wat al hoe meer volwasse word, het BLDC-motors uitgebreide toepassings in verskeie velde gevind, insluitend militêre, lugvaart, nywerheid, motor, burgerlike beheerstelsels en huishoudelike toestelle. Hulle word algemeen gebruik in lae-spanning, lae-krag toestelle soos klein robotte, hommeltuie, elektriese fietse, stofsuiers en elektriese gereedskap.

Hieronder is 'n paar gewilde toepassings:

Stofsuier/Haardroër: As dit by haardroërs of stofsuiers kom, is die bekende handelsmerk Dyson. Die Dyson-haardroër, wat as 'volgende-generasie swart tegnologie' bevorder word, beskik oor die V9 intelligente digitale motor, wat kleiner, ligter en vinniger as tradisionele motors is. Sonder die gebruik van koolstofborsels kan die motor 'n spoed van tot 110 000 omwentelinge per minuut bereik, en dit is kleiner en ligter as ander motors. Die motor wat in Dyson se digitale motor gebruik word, is 'n 'enkelfase borsellose GS-motor,' in wese 'n tipe BLDC-motor.

Drones/Gimbals:

Die sleutel tot motorbeheer in hommeltuie is spoed- en rigtingbeheer. Die gewildste hommeltuie is ongetwyfeld dié van DJI. Die diagram hieronder toon die demontage van die Spark-drone, met vier BLDC-motors wat by elke hoek sigbaar is.

Soortgelyke toepassings sluit gimbals in.

Elektriese gereedskap: Algemene handgereedskap wat in die daaglikse lewe gevind word, sluit in Bosch se elektriese moersleutels, bore en ander. Die energiebesparing en hoë doeltreffendheid van borsellose GS-motors, tesame met die voortdurende vermindering in die koste van handgereedskap, het gelei tot vinnige ontwikkeling in die gebruik van BLDC-motors in kraggereedskap. Die bekendste internasionale vervaardigers, soos Bosch, Dewalt, Milwaukee, en ander, lei hierdie tendens.

3. Borsellose GS-motorkonstruksie

Stator: Die stator van 'n BLDC-motor is saamgestel uit gelamineerde staalplate, met windings geplaas in gleuwe wat langs die interne omtrek-as gekerf is. Die stator is soortgelyk aan dié van 'n induksiemotor, maar met 'n ander wikkelverspreiding. Die meeste BLDC-motors het drie ster-gekoppelde statorwikkelings, wat elk bestaan ​​uit veelvuldige spoele wat onderling verbind is. Spole word in die gleuwe geplaas en onderling verbind om windings te vorm. Hierdie windings word langs die omtrek van die stator versprei om eweredig gespasieerde magnetiese pole te skep.

Rotor: BLDC-motors gebruik permanente magnete as die rotor, met geen spoele binne nie. Die suid- en noord magnetiese pole van die rotor is afwisselend gerangskik. Boonop, met die vooruitgang van sagte magnetiese materiaal tegnologie en die daling in pryse, word hoëprestasie neodymium yster boor seldsame aarde materiaal toenemend gebruik om permanente magneet rotors te maak. Hul hoë magnetiese energieproduk en stabiele eienskappe stel BLDC-motors in staat om beter meganiese eienskappe en dinamiese reaksie te hê, sowel as hoër doeltreffendheid en spoedreeks. Hier is 'n skematiese diagram van die rotormagneet deursnee van 'n beginseldokument op BLDC deur Microchip:

Hallsensors: Die belangrikste aspek van BLDC-motorbeheer is rotorposisie-identifikasie. Daar is twee metodes vir posisie-identifikasie: een is om posisiesensors te gebruik om die rotor se posisie te identifiseer, bekend as Hall-sensors; die ander metode is sensorloos, wat behels die identifisering van die rotor se posisie deur terug elektromotoriese krag op te spoor. Vir BLDC-motors met sensors, sluit die meeste BLDC-motors drie Hall-sensors in die stator in. Tydens elke kommutasie word een wikkeling aan die positiewe pool van die beheerkragtoevoer gekoppel (stroom gaan die wikkeling binne), die tweede wikkeling word aan die negatiewe pool gekoppel (stroom vloei daaruit), en die derde wikkeling is in 'n ontkoppelde toestand. Die wringkrag word gegenereer deur die interaksie tussen die magnetiese veld wat deur die statorspoele en die permanente magneet geproduseer word. Wanneer die rotor-magnetiese pool naby die Hall-sensor beweeg, sal die sensor 'n hoë- of laevlaksein uitstuur, wat aandui dat die suid/noord-magnetiese pool deur die gebied beweeg wat deur die Hall-sensor waargeneem word. Die faseverskuiwing tussen die seine wat deur die Hall-sensors uitgestuur word, kan óf 60° of 120° wees.