Ano ang BLDC Motor At ang Mga Kalamangan Nito

1.Konsepto ng Brushless DC Motors

Ang Brushless DC motor (BLDC), na kilala rin bilang brushless motor o synchronous DC motor, ay isang uri ng motor na hindi nangangailangan ng mga brush o commutator para sa operasyon. Ang input sa isang BLDC motor ay direktang kasalukuyang (DC), ngunit mahalagang ginagaya nito ang alternating current (AC) sa pamamagitan ng paikot na paglipat ng mga pangunahing switch ng inverter. Lumilikha ito ng nagbabagong magnetic field sa mga windings ng coil, na nagpapahintulot sa motor rotor na makaranas ng tuluy-tuloy na torque at sa gayon ay tuluy-tuloy na pag-ikot. Ang mga motor na BLDC ay maaaring i-configure bilang single-phase, two-phase, o three-phase depende sa bilang ng stator windings. Ang pinakakaraniwang nakatagpo na BLDC motor ay tatlong-phase na motor. Ang diagram sa ibaba ay naglalarawan ng disassembly ng isang three-phase brushless DC motor.

2.Application ng Brushless DC Motors

Tinatayang aabot sa humigit-kumulang $19.76 bilyon ang laki ng merkado ng mga BLDC motor pagdating ng 2022. Sa lalong nagiging mature na teknolohiya ng BLDC motor, nakahanap ang mga BLDC motor ng malawak na aplikasyon sa iba't ibang larangan kabilang ang militar, aerospace, industriyal, automotive, civilian control system, at mga gamit sa bahay. Karaniwang ginagamit ang mga ito sa mga device na may mababang boltahe at mababang kapangyarihan gaya ng maliliit na robot, drone, electric bicycle, vacuum cleaner, at power tool.

Nasa ibaba ang ilang sikat na application:

Vacuum Cleaner/Hair Dryer: Pagdating sa mga hair dryer o vacuum cleaner, ang kilalang brand ay Dyson. Ang Dyson hair dryer, na na-promote bilang 'next-generation black technology,' ay nagtatampok ng V9 intelligent digital motor, na mas maliit, mas magaan, at mas mabilis kaysa sa mga tradisyonal na motor. Ang motor na ginamit sa digital motor ng Dyson ay isang 'single-phase brushless DC motor,' na mahalagang isang uri ng BLDC motor.

Mga Drone/Gimbal:

Ang susi sa kontrol ng motor sa mga drone ay ang bilis at kontrol ng direksyon. Ang pinakasikat na mga drone ay walang alinlangan na mula sa DJI. Ang diagram sa ibaba ay nagpapakita ng disassembly ng Spark drone, na may apat na BLDC motor na makikita sa bawat sulok.

Kasama sa mga katulad na application ang mga gimbal.

Mga Power Tool: Kasama sa mga karaniwang handheld power tool na makikita sa pang-araw-araw na buhay ang mga electric wrenches, drill, at iba pa ng Bosch. Ang pagtitipid sa enerhiya at mataas na kahusayan ng mga motor na walang brush na DC, kasama ang patuloy na pagbawas sa halaga ng mga handheld power tool, ay humantong sa mabilis na pag-unlad sa paggamit ng mga BLDC na motor sa mga power tool. Ang pinakakilalang internasyonal na mga tagagawa, tulad ng Bosch, Dewalt, Milwaukee, at iba pa, ay nangunguna sa trend na ito.

3.Brushless DC Motor Construction

Stator: Ang stator ng isang BLDC motor ay binubuo ng mga nakalamina na bakal na sheet, na may mga paikot-ikot na inilagay sa mga puwang na inukit sa kahabaan ng panloob na circumferential axis. Ang stator ay katulad ng sa isang induction motor ngunit may ibang winding distribution. Karamihan sa mga BLDC motor ay may tatlong star-connected stator windings, bawat isa ay binubuo ng maraming coils na magkakaugnay. Ang mga coils ay inilalagay sa mga puwang at magkakaugnay upang bumuo ng mga paikot-ikot. Ang mga paikot-ikot na ito ay ipinamamahagi sa kahabaan ng circumference ng stator upang lumikha ng pantay na pagitan ng mga magnetic pole.

Rotor: Ang mga BLDC motor ay gumagamit ng mga permanenteng magnet bilang rotor, na walang mga coils sa loob. Ang timog at hilaga na magnetic pole ng rotor ay halili na nakaayos. Bukod pa rito, sa pagsulong ng teknolohiya ng soft magnetic material at pagbaba ng mga presyo, ang mataas na pagganap ng neodymium iron boron rare earth na materyales ay lalong ginagamit upang gumawa ng mga permanenteng magnet rotors. Ang kanilang mataas na magnetic energy na produkto at stable na katangian ay nagbibigay-daan sa mga BLDC motor na magkaroon ng mas mahusay na mekanikal na katangian at dynamic na tugon, pati na rin ang mas mataas na kahusayan at saklaw ng bilis. Narito ang isang schematic diagram ng rotor magnet cross-section mula sa isang prinsipyong dokumento sa BLDC ng Microchip:

Hall Sensors: Ang pinakamahalagang aspeto ng BLDC motor control ay ang rotor position identification. Mayroong dalawang paraan para sa pagkakakilanlan ng posisyon: ang isa ay ang paggamit ng mga sensor ng posisyon upang matukoy ang posisyon ng rotor, na kilala bilang mga sensor ng Hall; ang iba pang paraan ay walang sensor, na kinabibilangan ng pagtukoy sa posisyon ng rotor sa pamamagitan ng pag-detect ng back electromotive force. Para sa mga BLDC motor na may mga sensor, karamihan sa mga BLDC motor ay naglalagay ng tatlong Hall sensor sa stator. Sa bawat pag-commutation, ang isang paikot-ikot ay konektado sa positibong poste ng control power supply (ang kasalukuyang pumapasok sa paikot-ikot), ang pangalawang paikot-ikot ay konektado sa negatibong poste (ang kasalukuyang daloy mula dito), at ang ikatlong paikot-ikot ay nasa isang naka-disconnect na estado. Ang metalikang kuwintas ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng magnetic field na ginawa ng stator coils at ng permanenteng magnet. Kapag ang rotor magnetic pole ay dumaan malapit sa Hall sensor, ang sensor ay maglalabas ng isang mataas o mababang antas ng signal, na nagpapahiwatig na ang south/north magnetic pole ay dumadaan sa rehiyon na naramdaman ng Hall sensor. Ang phase shift sa pagitan ng mga signal na output ng mga Hall sensor ay maaaring alinman sa 60° o 120°.