Što je BLDC Motor i njegove prednosti

1. Koncept DC motora bez četkice

DC motor bez četkice (BLDC), poznat i kao motor bez četkice ili sinkroni DC motor, vrsta je motora koji ne zahtijeva četke ili komutatore za rad. Ulaz u BLDC motor je izravna struja (DC), ali u osnovi simulira izmjeničnu struju (AC) cikličnim prebacivanjem glavnih prekidača pretvarača. To stvara promjenjivo magnetsko polje u namotima zavojnice, omogućavajući motornom rotoru da doživi kontinuirani okretni moment i na taj način kontinuiranu rotaciju. BLDC motori mogu se konfigurirati kao jednofazna, dvofazna ili trofazna, ovisno o broju namota statora. BLDC motori koji se najčešće susreću su trofazni motori. Dijagram ispod ilustrira rastavljanje trofaznog istosmjernog motora bez četkice.

2.Aplikacija DC motora bez četkice

Procjenjuje se da će tržišna veličina BLDC motora do 2022. doseći oko 19,76 milijardi dolara. Budući da BLDC motorna tehnologija postaje sve zrelija, BLDC motori su pronašli opsežne primjene u različitim područjima, uključujući vojne, zrakoplovne, industrijske, automobilske, civilne kontrolne sustave i kućanske uređaje. Obično se koriste u niskonaponskim uređajima, malim uređajima kao što su mali roboti, bespilotne letjelice, električni bicikli, usisavači i električni alati.

Ispod su neke popularne aplikacije:

Vakuum za čišćenje/sušilo za kosu: Kada je riječ o sušilima za kosu ili usisavačima, poznata marka je Dyson. Dyson sušilo za kosu, promoviran kao 'crna tehnologija sljedeće generacije, ' sadrži V9 Inteligentni digitalni motor, koji je manji, lakši i brži od tradicionalnih motora. Bez upotrebe ugljičnih četkica, motor može postići brzinu do 110.000 revolucija u minuti, a manji je i lakši od drugih motora. Motor koji se koristi u Dysonovom digitalnom motoru je 'jednofazni istosmjerni motor bez četkice, ', u osnovi vrsta BLDC motora.

Dronovi/Gimbals:

Ključ upravljanja motorom u bespilotnim letjelicama je kontrola brzine i smjera. Najpopularniji dronovi su nesumnjivo oni iz DJI -ja. Dijagram u nastavku prikazuje rastavljanje drona iskre, s četiri BLDC motora vidljiva na svakom uglu.

Slične aplikacije uključuju Gimbals.

Alat za električni pogon: Uobičajeni ručni električni alati koji se nalaze u svakodnevnom životu uključuju Boschove električne ključeve, bušilice i druge. Energija i visoka učinkovitost DC motora bez četkica, zajedno s kontinuiranim smanjenjem troškova ručnih električnih alata, doveli su do brzog razvoja u korištenju BLDC motora u električnim alatima. Najpoznatiji međunarodni proizvođači, kao što su Bosch, DeWalt, Milwaukee i drugi, vode ovaj trend.

3. Konstrukcija istosmjernog motora bez četkice

Stator: Stator BLDC motora sastoji se od laminiranih čeličnih listova, s namotima smještenim u utorima isklesanim duž unutarnje obodne osi. Stator je sličan onome indukcijskog motora, ali s drugačijom distribucijom namota. Većina BLDC motora ima tri zvjezdice povezane statore, a svaki se sastoji od međusobno povezanih više zavojnica. Zavojnice se stavljaju u utore i međusobno su povezane u namote. Ovi namoti su raspoređeni duž opsega statora kako bi se stvorile ravnomjerno raspoređene magnetske stupove.

Rotor: BLDC motori koriste trajne magnete kao rotor, bez zavojnica iznutra. Južni i sjeverni magnetski stubovi rotora su naizmjenično raspoređeni. Uz to, s napretkom tehnologije mekog magnetskog materijala i smanjenjem cijena, visokih performansi neodimijski željezni borovi rijetki materijali za zemlju sve se više koriste za izradu trajnih rotora magneta. Njihovi proizvod visoke magnetske energije i stabilne karakteristike omogućuju BLDC motorima da imaju bolja mehanička svojstva i dinamički odgovor, kao i veću učinkovitost i raspon brzine. Evo shematskog dijagrama presjeka magneta rotora iz principnog dokumenta na BLDC od Microchip:

Hall Sensors: Najvažniji aspekt kontrole motora BLDC je identifikacija položaja rotora. Postoje dvije metode za identifikaciju položaja: jedna je koristiti senzore položaja za prepoznavanje položaja rotora, poznatog kao Hall senzori; Druga metoda je bez senzora, koja uključuje identificiranje položaja rotora otkrivanjem stražnje elektromotivne sile. Za BLDC motore sa senzorima, većina BLDC motora ugradi tri senzora Hall u stator. Tijekom svake komutacije, jedno namotavanje spojeno je na pozitivni stup upravljačkog napajanja (struja ulazi u namotavanje), drugi namotavanje spojeno je na negativni pol (struja iz njega izlazi), a treća namota je u nepovezanom stanju. Zakretni moment nastaje interakcijom magnetskog polja proizvedenih zavojnicama statora i stalnog magneta. Kad magnetski pol rotora prođe u blizini senzora Hall, senzor će iznijeti signal visoke ili niske razine, što ukazuje da južni/sjeverni magnetski pol prolazi kroz regiju osjetljivom senzorom Hall. Fazni pomak između signala izlaza pomoću Hall senzora može biti 60 ° ili 120 °.