Wat is BLDC -motor en zijn voordelen

1. Concept van borstelloze DC -motoren

Een borstelloze DC -motor (BLDC), ook bekend als een borstelloze motor of een synchrone DC -motor, is een type motor waarvoor geen borstels of commutators nodig zijn voor werking. De ingang naar een BLDC -motor is Direct Stroom (DC), maar in wezen simuleert het de wisselstroom (AC) door de hoofdomvormingsschakelaars cyclisch te schakelen. Dit creëert een veranderend magnetisch veld in de spoelwikkelingen, waardoor de motorrotor een continu koppel kan ervaren en dus continue rotatie. BLDC-motoren kunnen worden geconfigureerd als eenfase, tweefasen of driefasige, afhankelijk van het aantal statorwikkelingen. De meest voorkomende BLDC-motoren zijn driefasige motoren. Het onderstaande diagram illustreert de demontage van een driefasige borstelloze DC-motor.

2. Toepassing van borstelloze DC -motoren

Naar schatting zal de marktomvang van BLDC -motoren tegen 2022 ongeveer $ 19,76 miljard bereiken. Nu BLDC Motor -technologie steeds volwassen steeds volwassener wordt, hebben BLDC -motoren uitgebreide toepassingen gevonden op verschillende gebieden, waaronder militaire, ruimtevaart, industriële, civiele controlesystemen en huishoudelijke apparaten. Ze worden vaak gebruikt in laagspanningsapparaten, low-power apparaten zoals kleine robots, drones, elektrische fietsen, stofzuigers en elektrisch gereedschap.

Hieronder staan ​​enkele populaire toepassingen:

Vacuümreiniger/haardroger: als het gaat om haardrogers of stofzuigers, is het bekende merk Dyson. De Dyson-haardroger, gepromoot als 'volgende generatie zwarte technologie, ' beschikt over de V9 Intelligent Digital Motor, die kleiner, lichter en sneller is dan traditionele motoren. Zonder het gebruik van koolstofborstels kan de motor een snelheid bereiken van maximaal 110.000 revoluties per minuut, en het is kleiner en lichter dan andere motoren. De motor die wordt gebruikt in de digitale motor van Dyson is een 'eenfase borstelloze DC-motor, ' in wezen een type BLDC-motor.

Drones/gimbals:

De sleutel tot motorbesturing in drones is snelheids- en richtingregeling. De meest populaire drones zijn ongetwijfeld die van DJI. Het onderstaande diagram toont de demontage van de Spark -drone, met vier BLDC -motoren zichtbaar in elke hoek.

Soortgelijke toepassingen omvatten gimbalen.

Power Tools: gemeenschappelijke draagbare elektrische gereedschappen die in het dagelijks leven worden gevonden, zijn onder meer Bosch's elektrische sleutels, oefeningen en andere. De energiebesparende en hoge efficiëntie van borstelloze DC-motoren, in combinatie met de continue vermindering van de kosten van handheld power tools, hebben geleid tot een snelle ontwikkeling in het gebruik van BLDC-motoren in elektrische tools. De meest bekende internationale fabrikanten, zoals Bosch, DeWalt, Milwaukee en anderen, leiden deze trend.

3. Bushless DC -motorconstructie

Stator: De stator van een BLDC -motor bestaat uit gelamineerde stalen platen, met wikkelingen geplaatst in slots gesneden langs de interne omtrekas. De stator is vergelijkbaar met die van een inductiemotor maar met een andere kronkelverdeling. De meeste BLDC-motoren hebben drie sterrenverbonden statorwikkelingen, elk bestaande uit meerdere spoelen met elkaar verbonden. Spoelen worden in de slots geplaatst en onderling verbonden om wikkelingen te vormen. Deze wikkelingen zijn verdeeld over de omtrek van de stator om gelijkmatig verdeeld magnetische polen te creëren.

Rotor: BLDC -motoren gebruiken permanente magneten als rotor, zonder spoelen erin. De Zuid- en Noord -magnetische polen van de rotor zijn afwisselend gerangschikt. Bovendien worden met de vooruitgang van zachte magnetische materiaaltechnologie en de daling van de prijzen, hoogwaardige neodymiumijzerboorboron zeldzame aardmaterialen in toenemende mate gebruikt om permanente magneetrotors te maken. Hun hoge magnetische energieproduct en stabiele kenmerken stellen BLDC -motoren in staat betere mechanische eigenschappen en dynamische respons te hebben, evenals een hogere efficiëntie en snelheidsbereik. Hier is een schematisch diagram van de rotormagneet dwarsdoorsnede uit een principe-document over BLDC door microchip:

Hall -sensoren: het meest cruciale aspect van BLDC -motorregeling is de identificatie van rotorpositie. Er zijn twee methoden voor positie -identificatie: een is om positiesensoren te gebruiken om de positie van de rotor te identificeren, bekend als Hall -sensoren; De andere methode is sensorloos, waarbij de positie van de rotor wordt geïdentificeerd door elektromotorische kracht terug te detecteren. Voor BLDC -motoren met sensoren sluiten de meeste BLDC -motoren drie Hall -sensoren in de stator in. Tijdens elke commutatie is één wikkeling verbonden met de positieve pool van de regelkracht (stroom komt de wikkeling binnen), de tweede wikkeling is verbonden met de negatieve pool (stroom stroomt eruit) en de derde wikkeling bevindt zich in een losgekoppelde toestand. Het koppel wordt gegenereerd door de interactie tussen het magnetische veld geproduceerd door de statorspoelen en de permanente magneet. Wanneer de rotormagetische paal in de buurt van de Hall -sensor passeert, zal de sensor een hoog of laag niveau signaal uitvoerden, wat aangeeft dat de zuid/noordmagetische pool door het gebied dat door de Hall -sensor wordt gedetecteerd, passeert. De faseverschuiving tussen de signalenuitgang door de Hall -sensoren kan 60 ° of 120 ° zijn.