Hva er BLDC -motor og fordeler

1. Konsept av børsteløse DC -motorer

En børsteløs DC -motor (BLDC), også kjent som en børsteløs motor eller en synkron DC -motor, er en type motor som ikke krever børster eller pendlere for drift. Inngangen til en BLDC -motor er likestrøm (DC), men i hovedsak simulerer den vekselstrøm (AC) ved å syklisk bytte hovedomformerbrytere. Dette skaper et skiftende magnetfelt i spiralviklingene, slik at motorrotoren kan oppleve kontinuerlig dreiemoment og dermed kontinuerlig rotasjon. BLDC-motorer kan konfigureres som enfase, to-fase eller tre-fase avhengig av antall statorviklinger. De mest oppståtte BLDC-motorene er trefasemotorer. Diagrammet nedenfor illustrerer demontering av en trefaset børsteløs DC-motor.

2. anvendelse av børsteløse DC -motorer

Det anslås at markedsstørrelsen til BLDC Motors vil nå cirka 19,76 milliarder dollar innen 2022. Med BLDC -motorteknologi blir stadig mer modne, har BLDC Motors funnet omfattende applikasjoner på forskjellige felt inkludert militære, luftfart, industrielle, bilindustri, sivile kontrollsystemer og husholdningsapparater. De brukes ofte i lavspenning, lave strømenheter som små roboter, droner, elektriske sykler, støvsugere og elektroverktøy.

Nedenfor er noen populære applikasjoner:

Støvsuger/hårføner: Når det gjelder hårføner eller støvsugere, er det velkjente merket Dyson. Dyson hårføner, promotert som 'Neste generasjons svart teknologi, ' har V9 Intelligent Digital Motor, som er mindre, lettere og raskere enn tradisjonelle motorer. Uten bruk av karbonbørster kan motoren oppnå en hastighet på opptil 110 000 revolusjoner per minutt, og den er mindre og lettere enn andre motorer. Motoren som brukes i Dysons digitale motor er en 'enfase børsteløs DC-motor, ' egentlig en type BLDC-motor.

Droner/gimbaler:

Nøkkelen til motorisk kontroll i droner er hastighet og retningskontroll. De mest populære dronene er utvilsomt de fra DJI. Diagrammet nedenfor viser demontering av gnistdronen, med fire BLDC -motorer som er synlige i hvert hjørne.

Lignende applikasjoner inkluderer gimbaler.

Kraftverktøy: Vanlige håndholdte elektroverktøy som finnes i dagliglivet inkluderer Boschs elektriske skiftenøkler, øvelser og andre. Den energisparende og høye effektiviteten til børsteløse DC-motorer, kombinert med kontinuerlig reduksjon i kostnadene for håndholdte elektroverktøy, har ført til rask utvikling i bruken av BLDC-motorer i elektroverktøy. De mest kjente internasjonale produsentene, som Bosch, DeWalt, Milwaukee og andre, leder denne trenden.

3. børsteløs DC -motorkonstruksjon

Stator: Statoren til en BLDC -motor er sammensatt av laminerte stålplater, med viklinger plassert i spor skåret langs den indre omkretsaksen. Statoren ligner på en induksjonsmotor, men med en annen svingete fordeling. De fleste BLDC-motorer har tre stjerners tilkoblede statorviklinger, som hver består av flere spoler som er koblet sammen. Spoler er plassert i sporene og sammenkoblet for å danne viklinger. Disse viklingene er fordelt langs omkretsen av statoren for å skape jevnt avstand i magnetiske stolper.

Rotor: BLDC -motorer bruker permanente magneter som rotoren, uten spoler inne. De sørlige og nordlige magnetiske polene av rotoren er vekselvis anordnet. I tillegg, med avansementet av myk magnetisk materialteknologi og reduksjonen i priser, brukes høyytelses neodym-jernbor sjeldne jordmaterialer i økende grad for å lage permanente magnetrotorer. Deres høye magnetiske energiprodukt og stabile egenskaper gjør det mulig for BLDC -motorer å ha bedre mekaniske egenskaper og dynamisk respons, samt høyere effektivitet og hastighetsområde. Her er et skjematisk diagram over rotormagnet-tverrsnittet fra et prinsippdokument på BLDC av Microchip:

Hallsensorer: Det mest avgjørende aspektet ved BLDC -motorstyring er identifikasjon av rotorposisjon. Det er to metoder for identifisering av posisjon: en er å bruke posisjonssensorer for å identifisere rotorens posisjon, kjent som hallsensorer; Den andre metoden er sensorløs, noe som innebærer å identifisere rotorens posisjon ved å oppdage elektromotorisk kraftkraft. For BLDC -motorer med sensorer, legger de fleste BLDC -motorer inn tre hallsensorer i statoren. Under hver pendling er en vikling koblet til den positive polen til kontrollens strømforsyning (strøm kommer inn i viklingen), den andre viklingen er koblet til den negative polen (strømmen strømmer ut av den), og den tredje viklingen er i en frakoblet tilstand. Momentet genereres av interaksjonen mellom magnetfeltet produsert av stator -spolene og den permanente magneten. Når rotormagnetstangen passerer i nærheten av Hall -sensoren, vil sensoren sende ut et signal med høyt eller lavt nivå, noe som indikerer at den sørlige/nordmagnetiske polen passerer gjennom regionen som er oppdaget av Hall -sensoren. Faseforskyvningen mellom signalutgangen fra hallsensorene kan være 60 ° eller 120 °.