Hvad er BLDC -motor og dens fordele

1. Koncept af børsteløse DC -motorer

En børstfri DC -motor (BLDC), også kendt som en børsteløs motor eller en synkron DC -motor, er en type motor, der ikke kræver børster eller kommutatorer til drift. Input til en BLDC -motor er jævnstrøm (DC), men i det væsentlige simulerer den vekslende strøm (AC) ved cyklisk at skifte hovedinverterafbrydere. Dette skaber et skiftende magnetfelt i spiralviklingerne, hvilket gør det muligt for motorrotoren at opleve kontinuerligt drejningsmoment og dermed kontinuerlig rotation. BLDC-motorer kan konfigureres som enfaset, to-fase eller trefaset afhængigt af antallet af statorviklinger. De mest almindeligt opstillede BLDC-motorer er trefasemotorer. Diagrammet nedenfor illustrerer adskillelsen af ​​en trefaset børsteløs DC-motor.

2. Anvendelse af børsteløse DC -motorer

Det anslås, at markedsstørrelsen af ​​BLDC Motors når ca. $ 19,76 milliarder i 2022. Med BLDC -motorisk teknologi, der bliver mere og mere modne, har BLDC -motorer fundet omfattende anvendelser inden for forskellige områder, herunder militær, rumfart, industrielle, bil-, civile kontrolsystemer og husholdningsapparater. De bruges ofte i lavspændingsenheder med lav effekt såsom små robotter, droner, elektriske cykler, støvsugere og elværktøj.

Nedenfor er nogle populære applikationer:

Støvsuger/hårtørrer: Når det kommer til hårtørrere eller støvsugere, er det velkendte brand Dyson. Dyson-hårtørreren, forfremmet som 'Next-Generation Black Technology, ' har V9 Intelligent Digital Motor, som er mindre, lettere og hurtigere end traditionelle motorer. Uden brug af kulstofbørster kan motoren opnå en hastighed på op til 110.000 revolutioner pr. Minut, og den er mindre og lettere end andre motorer. Den motor, der bruges i Dysons digitale motor, er en 'enfaset børsteløs DC-motor, ' i det væsentlige en type BLDC-motor.

Droner/gimbals:

Nøglen til motorisk kontrol i droner er hastighed og retningskontrol. De mest populære droner er uden tvivl dem fra DJI. Diagrammet nedenfor viser adskillelsen af ​​gnistdronen med fire BLDC -motorer synlige i hvert hjørne.

Lignende applikationer inkluderer gimbals.

Kraftværktøj: Almindelige håndholdte elværktøjer, der findes i dagligdagen, inkluderer Boschs elektriske skruenøgler, øvelser og andre. Den energibesparende og høje effektivitet af børsteløse DC-motorer kombineret med den kontinuerlige reduktion i omkostningerne ved håndholdte kraftværktøjer har ført til hurtig udvikling i brugen af ​​BLDC-motorer i kraftværktøjer. De mest kendte internationale producenter, såsom Bosch, Dewalt, Milwaukee og andre, fører denne tendens.

3.Brushless DC Motor Construction

Stator: Statoren på en BLDC -motor er sammensat af laminerede stålplader, med viklinger placeret i slots udskåret langs den interne omkredsakse. Statoren ligner den for en induktionsmotor, men med en anden viklingsfordeling. De fleste BLDC-motorer har tre stjernekoblede statorviklinger, der hver består af flere spoler sammenkoblet. Spoler anbringes i slots og sammenkobles for at danne viklinger. Disse viklinger er fordelt langs statorens omkreds for at skabe jævnt fordelt magnetiske poler.

Rotor: BLDC Motors bruger permanente magneter som rotor uden spoler inde. De sydlige og nordlige magnetiske poler i rotoren er skiftevis arrangeret. Derudover bruges med fremme af blød magnetisk materialeteknologi og prisfaldet i priserne, højtydende Neodymium Iron Bor-sjældne jordmaterialer i stigende grad til at fremstille permanente magnetrotorer. Deres høje magnetiske energiprodukt og stabile egenskaber gør det muligt for BLDC -motorer at have bedre mekaniske egenskaber og dynamisk respons samt højere effektivitet og hastighedsområde. Her er et skematisk diagram over rotormagnet-tværsnittet fra et principdokument om BLDC af Microchip:

Hallsensorer: Det mest afgørende aspekt af BLDC -motorstyring er identifikation af rotorposition. Der er to metoder til positionsidentifikation: den ene er at bruge positionssensorer til at identificere rotorens position, kendt som hallsensorer; Den anden metode er sensorløs, som involverer at identificere rotorens position ved at detektere elektromotorisk kraft. For BLDC -motorer med sensorer indlejrede de fleste BLDC -motorer tre hallsensorer i statoren. Under hver pendling er en vikling forbundet til den positive pol i kontrolstrømforsyningen (strømmen kommer ind i viklingen), den anden vikling er forbundet til den negative pol (strømmen strømmer ud af den), og den tredje vikling er i en frakoblet tilstand. Momentet genereres af interaktionen mellem det magnetiske felt produceret af statorspolerne og den permanente magnet. Når rotormagnetisk pol passerer nær hallensoren, udsender sensoren et højt eller lavt niveau signal, hvilket indikerer, at den sydlige/nordmagnetiske pol passerer gennem regionen, der føles af hallensoren. Faseskiftet mellem signalerudgangen fra hallensorerne kan være enten 60 ° eller 120 °.