Čo je motor BLDC a jeho výhody

1. Koncept kefových jednosmerných motorov

Jednosmerný motor bez kefy (BLDC), tiež známy ako motor bez kefky alebo synchrónny jednosmerný motor, je typ motora, ktorý nevyžaduje na prevádzku kefy alebo komutátory. Vstup do motora BLDC je priamy prúd (DC), ale v podstate simuluje striedavý prúd (AC) cyklickým prepínaním hlavných spínačov meniča. To vytvára meniace sa magnetické pole vo vinutí cievok, čo umožňuje rotora motora zažiť nepretržitý krútiaci moment, a teda nepretržitú rotáciu. Motory BLDC môžu byť nakonfigurované ako jednofázové, dvojfázové alebo trojfázové v závislosti od počtu vinutí statora. Najčastejšie sa vyskytujúce motory BLDC sú trojfázové motory. Nižšie uvedený diagram ilustruje demontáž trojfázového DC motora bez kefy.

2. Aplikácia kefových jednosmerných motorov

Odhaduje sa, že veľkosť trhu BLDC Motors dosiahne do roku 2022 približne 19,76 miliárd dolárov. Keďže motorové technológie BLDC sa stávajú čoraz vyspelejšími, BLDC Motors našli rozsiahle aplikácie v rôznych oblastiach vrátane vojenských, leteckých, priemyselných, priemyselných, automobilových, automobilových systémov a domácich spotrebičov. Bežne sa používajú v nízko napätí, nízko výkonných zariadeniach, ako sú malé roboty, roboty, elektrické bicykle, vysávače a elektrické náradie.

Nižšie sú uvedené niektoré populárne aplikácie:

Vysávač/sušič vlasov: Pokiaľ ide o sušičky vlasov alebo vysávače, známa značka je Dyson. Dyson Hair Sušer, propagovaný ako „čierna technológia novej generácie“, obsahuje inteligentný digitálny motor V9, ktorý je menší, ľahší a rýchlejší ako tradičné motory. Bez použitia uhlíkových kefiek môže motor dosiahnuť rýchlosť až 110 000 revolúcií za minútu a je menší a ľahší ako iné motory. Motor použitý v digitálnom motore Dyson je jednosmerný jednosmerný motor bez kefy, “v podstate typ motora BLDC.

Drony/Gimbals:

Kľúčom k ovládaniu motora v dronoch je ovládanie rýchlosti a smeru. Najobľúbenejšími robotmi sú nepochybne tie, ktoré sú z DJI. Nižšie uvedený diagram ukazuje demontáž iskrového dronu so štyrmi motormi BLDC viditeľnými v každom rohu.

Podobné aplikácie zahŕňajú gimbály.

Elektrické náradie: Medzi bežné ručné elektrické náradie, ktoré sa nachádzajú v každodennom živote, zahŕňajú elektrické kľúče Bosch, vŕtačky a ďalšie. Energeticky úsporné a vysoká účinnosť DC Motorov bez kefiek, spojené s nepretržitým znižovaním nákladov na vreckové elektrické náradie, viedli k rýchlemu vývoju pri používaní motorov BLDC v elektrických náradiach. Najznámejší medzinárodní výrobcovia, ako sú Bosch, Dewalt, Milwaukee a ďalší, vedú tento trend.

3. Stavba motora bez jednosmerného motora

Stator: Stator motora BLDC sa skladá z laminovaných oceľových listov s vinutiami umiestnenými v slotoch vyrezávaných pozdĺž vnútornej obvodovej osi. Stator je podobný ako u indukčného motora, ale s iným rozdelením vinutia. Väčšina motorov BLDC má tri vinutia statora spojené s hviezdami, z ktorých každý pozostáva z viacerých cievok vzájomne prepojených. Cievky sa umiestnia do štrbín a vzájomne prepojené, aby sa vytvorili vinutia. Tieto vinutia sú distribuované pozdĺž obvodu statora, aby sa vytvorili rovnomerne rozmiestnené magnetické póly.

Rotor: Motory BLDC používajú ako rotor trvalé magnety, bez cievok vo vnútri. Magnetické póly na juh a severný rotor sú striedavo usporiadané. Okrem toho, s pokrokom technológie mäkkého magnetického materiálu a poklesom cien sa na výrobu trvalých magnetových rotorov čoraz viac používajú vysoko výkonné materiály z vzácnych zemín z neodymia. Ich produkt s vysokou magnetickou energiou a stabilné charakteristiky umožňujú spoločnosťou BLDC Motors mať lepšie mechanické vlastnosti a dynamickú odozvu, ako aj vyššiu účinnosť a rozsah rýchlosti. Tu je schematický diagram prierezu magnetu rotora z zásadného dokumentu o BLDC od Microchip:

Senzory haly: Najdôležitejším aspektom riadenia motora BLDC je identifikácia polohy rotora. Existujú dve metódy na identifikáciu polohy: jednou je použitie polohových snímačov na identifikáciu polohy rotora, známe ako senzory haly; Druhou metódou je senzor bez senzoru, ktorá zahŕňa identifikáciu polohy rotora detekciou zadnej elektromotívnej sily. V prípade motorov BLDC so senzormi vloží väčšina motorov BLDC tri senzory haly do statora. Počas každej komutácie je jedno vinutie spojené s pozitívnym pólom zdroja riadiaceho napájania (prúd vstupuje do vinutia), druhé vinutie je spojené s negatívnym pólom (prúd z neho prúdi) a tretí vinutie je v odpojenom stave. Moment je generovaný interakciou medzi magnetickým poľom produkovaným cievkami statora a permanentným magnetom. Keď rotorový magnetický pól prechádza blízko senzora haly, senzor vydá signál vysokej alebo nízkej úrovne, čo naznačuje, že južný/severný magnetický pól prechádza cez oblasť snímanú senzorom haly. Fázový posun medzi výstupom signálov pomocou senzorov haly môže byť 60 ° alebo 120 °.