Qu'est-ce que le moteur BLDC et ses avantages

1. Concept des moteurs CC sans balais

Un moteur CC sans balais (BLDC), également connu sous le nom de moteur sans balais ou un moteur à courant continu synchrone, est un type de moteur qui ne nécessite pas de brosses ou de commutateurs pour le fonctionnement. L'entrée dans un moteur BLDC est le courant direct (DC), mais il simule essentiellement le courant alternatif (AC) en commutant cycliquement les commutateurs d'onduleur principaux. Cela crée un champ magnétique changeant dans les enroulements de la bobine, permettant au rotor moteur de ressentir un couple continu et donc une rotation continue. Les moteurs BLDC peuvent être configurés en phase monophasée, en deux phases ou trois phases en fonction du nombre d'enroulements stator. Les moteurs BLDC les plus couramment rencontrés sont les moteurs triphasés. Le diagramme ci-dessous illustre le démontage d'un moteur à courant continu en trois phases.

2. Application des moteurs CC sans balais

On estime que la taille du marché des moteurs BLDC atteindra environ 19,76 milliards de dollars d'ici 2022. La technologie motrice BLDC devenant de plus en plus mature, les moteurs BLDC ont trouvé des applications approfondies dans divers domaines, notamment des systèmes militaires, aérospatiaux, industriels, automobiles, civils et des appareils électroménagers. Ils sont couramment utilisés dans les dispositifs basse tension et basse puissance tels que les petits robots, les drones, les vélos électriques, les aspirateurs et les outils électriques.

Vous trouverez ci-dessous quelques applications populaires:

Aspirateur / sèche-cheveux: en ce qui concerne les sèche-cheveux ou les aspirateurs, la marque bien connue est Dyson. Le sèche-cheveux Dyson, promu comme 'La technologie noire de nouvelle génération, ', dispose du moteur numérique intelligent V9, qui est plus petit, plus léger et plus rapide que les moteurs traditionnels. Sans l'utilisation de brosses en carbone, le moteur peut atteindre une vitesse allant jusqu'à 110 000 révolutions par minute, et elle est plus petite et plus légère que les autres moteurs. Le moteur utilisé dans le moteur numérique de Dyson est un moteur à courant continu 'monophasé, ' essentiellement un type de moteur BLDC.

Drones / cardans:

La clé du contrôle du moteur dans les drones est le contrôle de la vitesse et de la direction. Les drones les plus populaires sont sans aucun doute ceux de DJI. Le diagramme ci-dessous montre le démontage du drone Spark, avec quatre moteurs BLDC visibles à chaque coin.

Des applications similaires incluent des cardans.

Outils électriques: les outils électriques ordinaires communs trouvés dans la vie quotidienne comprennent les clés électriques, les exercices et autres de Bosch. L'économie d'énergie et l'efficacité élevée des moteurs CC sans balais, associées à la réduction continue du coût des outils électriques portables, ont conduit à un développement rapide dans l'utilisation des moteurs BLDC dans les outils électriques. Les fabricants internationaux les plus connus, tels que Bosch, Dewalt, Milwaukee et autres, dirigent cette tendance.

3. Construction de moteur à courant continu sans brosse

Stator: Le stator d'un moteur BLDC est composé de feuilles en acier laminées, avec des enroulements placés dans des fentes sculptées le long de l'axe circonférentiel interne. Le stator est similaire à celui d'un moteur à induction mais avec une distribution d'enroulement différente. La plupart des moteurs BLDC ont trois enroulements du stator connectés à l'étoile, chacun composé de plusieurs bobines interconnectées. Les bobines sont placées dans les fentes et interconnectées pour former des enroulements. Ces enroulements sont distribués le long de la circonférence du stator pour créer des pôles magnétiques uniformément espacés.

Rotor: les moteurs BLDC utilisent des aimants permanents comme rotor, sans bobines à l'intérieur. Les pôles magnétiques sud et nord du rotor sont disposés alternativement. De plus, avec l'avancement de la technologie des matériaux magnétiques mous et la diminution des prix, les matériaux de terres rares en fer à haute performance en fer sont de plus en plus utilisés pour fabriquer des rotors aimant permanents. Leur produit d'énergie magnétique élevée et leurs caractéristiques stables permettent aux moteurs BLDC d'avoir de meilleures propriétés mécaniques et une réponse dynamique, ainsi qu'une efficacité et une plage de vitesse plus élevées. Voici un diagramme schématique de la section transversale de l'aimant du rotor à partir d'un principal document sur BLDC par microchip:

Capteurs de hall: L'aspect le plus crucial de la commande du moteur BLDC est l'identification de la position du rotor. Il existe deux méthodes d'identification de position: la première consiste à utiliser des capteurs de position pour identifier la position du rotor, appelé capteurs de hall; L'autre méthode est sans sensor, qui consiste à identifier la position du rotor en détectant la force électromotive arrière. Pour les moteurs BLDC avec des capteurs, la plupart des moteurs BLDC intègrent trois capteurs de salle dans le stator. Au cours de chaque commutation, un enroulement est connecté au pôle positif de l'alimentation de commande (le courant pénètre dans l'enroulement), le deuxième enroulement est connecté au pôle négatif (le courant s'écoule) et le troisième enroulement est à l'état déconnecté. Le couple est généré par l'interaction entre le champ magnétique produit par les bobines de stator et l'aimant permanent. Lorsque le poteau magnétique du rotor passe près du capteur de la salle, le capteur sortira un signal de niveau élevé ou bas, indiquant que le poteau magnétique sud / nord passe par la région détectée par le capteur de la salle. Le décalage de phase entre la sortie des signaux par les capteurs de hall peut être de 60 ° ou 120 °.