Mikä on BLDC -moottori ja sen edut

1. Harjattomien DC -moottorien käsitys

Harjaton tasavirtamoottori (BLDC), joka tunnetaan myös nimellä harjaton moottori tai synkroninen tasavirtamoottori, on eräänlainen moottori, joka ei vaadi harjoja tai kommutaattoreita käyttöä varten. Tulo BLDC -moottoriin on tasavirta (DC), mutta olennaisesti se simuloi vuorottelevaa virtaa (AC) kytkemällä syklisesti pääkonvertterikytkimet. Tämä luo muuttuvan magneettikentän kela käämillä, jolloin moottorin roottori voi kokea jatkuvan vääntömomentin ja siten jatkuvaan kiertoon. BLDC-moottorit voidaan konfiguroida yksivaiheisena, kaksivaiheisena tai kolmivaiheisena staattori käämitysten lukumäärästä riippuen. Yleisimmin havaitut BLDC-moottorit ovat kolmivaiheinen moottorit. Alla oleva kaavio kuvaa kolmivaiheisen harjaton DC-moottorin purkamista.

2. Harjattomien tasavirtamoottorien soveltaminen

BLDC -moottorien markkinoiden koko arvioidaan saavuttavan noin 19,76 miljardia dollaria vuoteen 2022 mennessä. BLDC -moottoritekniikan muuttuessa BLDC -moottorit ovat löytäneet laajoja sovelluksia eri aloilla, mukaan lukien sotilas-, ilmailu-, teollisuus-, auto-, siviilivalvontajärjestelmät ja kotitalouslaitteet. Niitä käytetään yleisesti pienijännitteessä, pienitehoisissa laitteissa, kuten pienissä roboteissa, drooneissa, sähköpyörissä, pölynimurissa ja sähkötyökaluissa.

Alla on joitain suosittuja sovelluksia:

Pölynimuri/hiustenkuivaaja: Kun kyse on hiustenkuivaajista tai pölynimureista, tunnettu tuotemerkki on Dyson. Dyson-hiustenkuivaaja, jota mainostetaan 'Seuraavan sukupolven mustalla tekniikalla, ' sisältää V9-älykkään digitaalisen moottorin, joka on pienempi, kevyempi ja nopeampi kuin perinteiset moottorit. Hiiliharjojen käyttöä moottori voi saavuttaa jopa 110 000 kierrosta minuutissa, ja se on pienempi ja kevyempi kuin muut moottorit. Dysonin digitaalimoottorissa käytetty moottori on 'yksivaiheinen harjaton tasavirtamoottori, ' olennaisesti tyyppinen BLDC-moottori.

Droonit/gimbalit:

Avain moottorin ohjaukseen drooneissa on nopeuden ja suunnanhallinta. Suosituimmat droonit ovat epäilemättä DJI: n droneja. Alla oleva kaavio näyttää kipinän droonin purkamisen, kun neljä BLDC -moottoria on näkyvissä jokaisessa kulmassa.

Samankaltaisia ​​sovelluksia ovat gimbalit.

Sähkötyökalut: Päivittäisessä elämässä löytyviä yleisiä kädessä pidettäviä sähkötyökaluja ovat Boschin sähköiset jakoaukot, porat ja muut. Harjattomien tasavirtamoottorien energiansäästö ja korkea hyötysuhde yhdistettynä kädessä pidettävien sähkötyökalujen kustannusten jatkuvaan vähentymiseen ovat johtaneet nopeaan kehitykseen BLDC-moottorien käytössä sähkötyökaluissa. Tunnetuimmat kansainväliset valmistajat, kuten Bosch, Dewalt, Milwaukee ja muut, johtavat tätä suuntausta.

3. Brushless DC -moottorin rakenne

Staattori: BLDC -moottorin staattori koostuu laminoiduista teräslevyistä, joissa on kääjät, jotka on asetettu sisäiseen kehän akselia pitkin veistettyihin rakoihin. Staattori on samanlainen kuin induktiomoottori, mutta sillä on erilainen käämitysjakauma. Useimmissa BLDC-moottoreissa on kolme tähtiyhteyttä staattorin käämiä, joista kukin koostuu monista kelaista kytkettynä. Kelat sijoitetaan lähtö- ja saapumisaikoihin ja kytketään toisiinsa käämien muodostamiseksi. Nämä käämät jakautuvat staattorin kehä pitkin tasaisesti etäisyyden magneettisten napojen luomiseksi.

Roottori: BLDC -moottorit käyttävät roottorina pysyviä magneetteja, ilman keloja sisällä. Roottorin etelä- ja pohjoismagneettiset navat on järjestetty vuorotellen. Lisäksi pehmeän magneettisen materiaaliteknologian ja hintojen laskun myötä korkean suorituskyvyn neodyymirautaboorin harvinaisten maamateriaalien avulla käytetään entistä enemmän magneettiroottorien valmistamiseen. Niiden korkea magneettinen energiatuote ja vakaat ominaisuudet mahdollistavat BLDC -moottoreilla, joilla on parempia mekaanisia ominaisuuksia ja dynaamista vastetta sekä suurempaa tehokkuutta ja nopeutta. Tässä on kaavio roottorin magneettipoikkileikkauksesta BLDC: n periaatteellisesta asiakirjasta mikrosiruilla:

Hall -anturit: BLDC -moottorin ohjauksen tärkein näkökohta on roottorin asennon tunnistaminen. Paikan tunnistamiseen on kaksi menetelmää: yksi on käyttää sijaintiantureita roottorin sijainnin tunnistamiseen, joka tunnetaan nimellä Hall -anturit; Toinen menetelmä on anturiton, johon sisältyy roottorin sijainnin tunnistaminen havaitsemalla elektromotiivivoiman. BLDC -moottoreille antureilla useimmat BLDC -moottorit upottavat staattorin kolme salin anturia. Jokaisen kommutoinnin aikana yksi käämi on kytketty ohjausvirtalähteen positiiviseen napaan (virta tulee käämitykselle), toinen käämi on kytketty negatiiviseen napaan (virta virtaa siitä) ja kolmas käämitys on irrotettu tilassa. Vääntömomentti syntyy staattorikelien tuottaman magneettikentän ja pysyvän magneetin välillä. Kun roottorin magneettinen napa kulkee lähellä Hall -anturia, anturi tuottaa korkean tai matalan tason signaalin, mikä osoittaa, että etelä/pohjoinen magneettinen napa kulkee salin anturin havaitseman alueen läpi. Hall -anturien lähtösignaalien välinen vaihesiirto voi olla joko 60 ° tai 120 °.