Što je BLDC motor i njegove prednosti

1. Koncept istosmjernog motora bez četkica

Istosmjerni motor bez četkica (BLDC), poznat i kao motor bez četkica ili sinkroni istosmjerni motor, vrsta je motora koji za rad ne zahtijeva četke ili komutatore. Ulaz u BLDC motor je istosmjerna struja (DC), ali u biti simulira izmjeničnu struju (AC) cikličkim prebacivanjem glavnih prekidača pretvarača. To stvara promjenjivo magnetsko polje u namotima zavojnice, dopuštajući rotoru motora kontinuirani okretni moment, a time i kontinuiranu rotaciju. BLDC motori mogu se konfigurirati kao jednofazni, dvofazni ili trofazni ovisno o broju namota statora. Najčešće susrećući BLDC motori su trofazni motori. Donji dijagram prikazuje rastavljanje trofaznog istosmjernog motora bez četkica.

2. Primjena istosmjernih motora bez četkica

Procjenjuje se da će tržišna veličina BLDC motora dosegnuti približno 19,76 milijardi dolara do 2022. S obzirom na to da tehnologija BLDC motora postaje sve zrelija, BLDC motori su pronašli široku primjenu u raznim područjima uključujući vojsku, zrakoplovstvo, industriju, automobile, civilne upravljačke sustave i kućanske uređaje. Obično se koriste u niskonaponskim uređajima male snage kao što su mali roboti, dronovi, električni bicikli, usisavači i električni alati.

U nastavku su neke popularne aplikacije:

Usisavač/fen za kosu: Kada su u pitanju sušila za kosu ili usisavači, dobro poznata marka je Dyson. Dyson sušilo za kosu, promovirano kao 'crna tehnologija sljedeće generacije', ima V9 inteligentni digitalni motor, koji je manji, lakši i brži od tradicionalnih motora. Bez upotrebe ugljenih četkica, motor može postići brzinu do 110.000 okretaja u minuti, a manji je i lakši od ostalih motora. Motor koji se koristi u Dysonovom digitalnom motoru je 'jednofazni istosmjerni motor bez četkica', u biti tip BLDC motora.

Dronovi/Gimbals:

Ključ kontrole motora u dronovima je kontrola brzine i smjera. Najpopularniji dronovi nedvojbeno su oni iz DJI-ja. Donji dijagram prikazuje rastavljanje drona Spark, s četiri BLDC motora vidljiva u svakm kutu.

Slične primjene uključuju gimbal.

Električni alati: uobičajeni ručni električni alati koji se nalaze u svakodnevnom životu uključuju Bosch električne ključeve, bušilice i druge. Ušteda energije i visoka učinkovitost istosmjernih motora bez četkica, zajedno sa stalnim smanjenjem troškova ručnih električnih alata, doveli su do brzog razvoja upotrebe BLDC motora u električnim alatima. Najpoznatiji svjetski proizvođači kao što su Bosch, Dewalt, Milwaukee i drugi predvode ovaj trend.

3. Konstrukcija istosmjernog motora bez četkica

Stator: S razinu pogodnosti.

Rotor: BLDC motori koriste trajne magnete kao rotor, bez zavojnica unutra. Južni i sjeverni magnetski pol rotora naizmjenično su raspoređeni. Dodatno, s napretkom tehnologije mekih magnetskih materijala i padom cijena, za izradu rotora s trajnim magnetima sve se više koriste visokoučinkoviti materijali neodim, željezo, bor i rijetke zemlje. Njihov produkt visoke magnetske energije i stabilne karakteristike omogućuju BLDC motorima bolja mehanička svojstva i dinamički odziv, kao i veću učinkovitost i raspon brzine. Ovdje je shematski dijagram poprečnog presjeka magneta rotora iz načelnog dokumenta o BLDC tvrtke Microchip:

Hallovi senzori: Najvažniji aspekt kontrole BLDC motora je identifikacija položaja rotora. Postoje dvije metode za identifikaciju položaja: jedan je korištenje senzora položaja za identifikaciju položaja rotora, poznatih kao Hallovi senzori; druga metoda je bez senzora, koja uključuje prepoznavanje položaja rotora otkrivanjem povratne elektromotorne sile. Za BLDC motore sa senzorima, većina BLDC motora ugrađuje tri Hall senzora u stator. Prilikom svake komutacije jedan namot je spojen na pozitivni pol upravljačkog napajanja (struja ulazi u namot), drugi namot je spojen na negativni pol (iz njega teče struja), a treći namot je u odspojenom stanju. Zakretni moment nastaje interakcijom između magnetskog polja koje proizvode zavojnice statora i trajnog magneta. Kada magnetski pol rotora prođe blizu Hallovog senzora, senzor će emitirati signal visoke ili niske razine, pokazujući da južni/sjeverni magnetski pol prolazi kroz područje koje osjeti Hallov senzor. Fazni pomak između izlaznih signala Hallovih senzora može biti 60° ili 120°.