BLDC қозғалтқышы дегеніміз не және оның артықшылықтары

1. Қылқаламсыз тұрақты ток қозғалтқыштары туралы түсінік

Қылқаламсыз тұрақты ток қозғалтқышы (BLDC), сондай-ақ щеткасыз қозғалтқыш немесе синхронды тұрақты ток қозғалтқышы ретінде белгілі, жұмыс істеу үшін щеткаларды немесе коммутаторларды қажет етпейтін қозғалтқыш түрі болып табылады. BLDC қозғалтқышының кірісі тұрақты ток (тұрақты ток) болып табылады, бірақ ол негізгі инвертор қосқыштарын циклдік ауыстыру арқылы айнымалы токты (AC) имитациялайды. Бұл катушкалар орамаларында өзгермелі магнит өрісін жасайды, қозғалтқыш роторына үздіксіз айналу моментін және осылайша үздіксіз айналуға мүмкіндік береді. BLDC қозғалтқыштары статор орамаларының санына байланысты бір фазалы, екі фазалы немесе үш фазалы болып конфигурациялануы мүмкін. Ең жиі кездесетін BLDC қозғалтқыштары үш фазалы қозғалтқыштар болып табылады. Төмендегі диаграмма үш фазалы щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышын бөлшектеуді көрсетеді.

2. Қылқаламсыз тұрақты ток қозғалтқыштарын қолдану

2022 жылға қарай BLDC қозғалтқыштарының нарық көлемі шамамен $19,76 миллиардқа жетеді деп болжануда. BLDC қозғалтқыш технологиясы жетілген сайын BLDC қозғалтқыштары әртүрлі салаларда, соның ішінде әскери, аэроғарыштық, өнеркәсіптік, автомобильдік, азаматтық басқару жүйелері мен тұрмыстық техникада кең қолданыс тапты. Олар әдетте шағын роботтар, дрондар, электрлік велосипедтер, шаңсорғыштар және электр құралдары сияқты төмен вольтты, төмен қуатты құрылғыларда қолданылады.

Төменде кейбір танымал қолданбалар берілген:

Шаңсорғыш/шаш кептіргіш: Шаш кептіргіштерге немесе шаңсорғыштарға келетін болсақ, әйгілі Dyson бренді. 'Келесі ұрпақтың қара технологиясы' ретінде ұсынылған Dyson шаш кептіргішінде V9 интеллектуалды сандық қозғалтқышы бар, ол дәстүрлі қозғалтқыштарға қарағанда кішірек, жеңіл және жылдамырақ. Көміртекті щеткаларды қолданбай, қозғалтқыш минутына 110 000 айналымға дейін жылдамдыққа қол жеткізе алады және басқа қозғалтқыштарға қарағанда кішірек және жеңіл. Dyson сандық қозғалтқышында қолданылатын қозғалтқыш 'бір фазалы щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы' болып табылады, бұл негізінен BLDC қозғалтқышының бір түрі.

Дрондар/Гимбалдар:

Дрондарда қозғалтқышты басқарудың кілті жылдамдық пен бағытты бақылау болып табылады. Ең танымал дрондар, сөзсіз, DJI. Төмендегі диаграммада әр бұрышта төрт BLDC қозғалтқышы көрінетін Spark дронының бөлшектелуі көрсетілген.

Ұқсас қолданбаларға гимбалдар жатады.

Электр құралдары: Күнделікті өмірде жиі кездесетін қолдық электр құралдарына Bosch электр кілттері, бұрғылары және т.б. жатады. Қылқаламсыз тұрақты ток қозғалтқыштарының энергияны үнемдеу және жоғары тиімділігі, қолмен жүретін электр құралдарының құнының үздіксіз төмендеуімен бірге, электр құралдарында BLDC қозғалтқыштарын қолданудың қарқынды дамуына әкелді. Бұл үрдісті Bosch, Dewalt, Milwaukee және т.б. сияқты ең танымал халықаралық өндірушілер басқарады.

3.Қылқаламсыз тұрақты ток қозғалтқышының құрылысы

Статор: BLDC қозғалтқышының статоры ламинатталған болат парақтардан тұрады, орамдары ішкі айналмалы ось бойымен ойылған ойықтарға орналастырылған. Статор асинхронды қозғалтқышқа ұқсас, бірақ орамасының таралуы басқаша. BLDC қозғалтқыштарының көпшілігінде жұлдызшамен жалғанған үш статор орамдары бар, олардың әрқайсысы өзара байланысты бірнеше катушкалардан тұрады. Катушкалар саңылауларға орналастырылады және орамдарды қалыптастыру үшін өзара қосылады. Бұл орамдар біркелкі орналасқан магниттік полюстерді жасау үшін статордың шеңбері бойымен таратылады.

Ротор: BLDC қозғалтқыштары ротор ретінде тұрақты магниттерді пайдаланады, ішінде катушкалар жоқ. Ротордың оңтүстік және солтүстік магниттік полюстері кезектесіп орналасады. Сонымен қатар, жұмсақ магниттік материал технологиясының ілгерілеуімен және бағаның төмендеуімен тұрақты магнит роторларын жасау үшін жоғары өнімді неодимді темір бор сирек жер материалдары жиі қолданылады. Олардың жоғары магниттік энергия өнімі және тұрақты сипаттамалары BLDC қозғалтқыштарына жақсы механикалық қасиеттерге және динамикалық жауап беруге, сонымен қатар жоғары тиімділік пен жылдамдық диапазонына ие болуға мүмкіндік береді. Міне Microchip ұсынған BLDC бойынша негізгі құжаттағы ротор магнитінің көлденең қимасының схемалық диаграммасы:

Холл сенсорлары: BLDC қозғалтқышын басқарудың ең маңызды аспектісі ротордың орнын анықтау болып табылады. Позицияны анықтаудың екі әдісі бар: біреуі Холл сенсорлары деп аталатын ротордың орнын анықтау үшін позиция сенсорларын пайдалану; басқа әдіс датчиксіз, ол кері электр қозғаушы күшін анықтау арқылы ротордың орнын анықтауды қамтиды. Датчиктері бар BLDC қозғалтқыштары үшін BLDC қозғалтқыштарының көпшілігі статорға үш Холл сенсорын енгізеді. Әрбір коммутация кезінде бір орам басқару қоректендіру көзінің оң полюсіне қосылады (ток орамға түседі), екінші орам теріс полюске қосылады (ток одан шығады), ал үшінші орам ажыратылған күйде болады. Айналым моменті статор катушкалары мен тұрақты магниттің магнит өрісі арасындағы өзара әрекеттесу нәтижесінде пайда болады. Ротордың магниттік полюсі Холл сенсорының жанынан өткенде, сенсор оңтүстік/солтүстік магниттік полюс Холл сенсоры сезетін аймақ арқылы өтіп жатқанын көрсететін жоғары немесе төмен деңгейлі сигнал шығарады. Холл сенсорлары шығаратын сигналдар арасындағы фазалық ығысу 60° немесе 120° болуы мүмкін.