Шта је БЛДЦ мотор и његове предности

1. Концепт ДЦ мотора без четкица

ДЦ мотор без четкица (БЛДЦ), познат и као мотор без четкица или синхрони ДЦ мотор, је тип мотора који не захтева четке или комутаторе за рад. Улаз за БЛДЦ мотор је једносмерна струја (ДЦ), али у суштини симулира наизменичну струју (АЦ) цикличним пребацивањем главних прекидача инвертера. Ово ствара променљиво магнетно поље у намотајима завојнице, омогућавајући ротору мотора да доживи непрекидни обртни момент, а тиме и континуирану ротацију. БЛДЦ мотори могу бити конфигурисани као једнофазни, двофазни или трофазни у зависности од броја намотаја статора. БЛДЦ мотори који се најчешће срећу су трофазни мотори. Дијаграм испод илуструје растављање трофазног ДЦ мотора без четкица.

2. Примена ДЦ мотора без четкица

Процењује се да ће величина тржишта БЛДЦ мотора достићи приближно 19,76 милијарди долара до 2022. Како технологија БЛДЦ мотора постаје све зрелија, БЛДЦ мотори су нашли широку примену у различитим областима, укључујући војну, ваздухопловну, индустријску, аутомобилску, цивилну контролу система и кућне апарате. Обично се користе у нисконапонским уређајима мале снаге као што су мали роботи, дронови, електрични бицикли, усисивачи и електрични алати.

Испод су неке популарне апликације:

Усисивач/фен: Када су у питању фен за косу или усисивачи, добро познати бренд је Дисон. Дисон фен за косу, промовисан као „црна технологија следеће генерације“, садржи интелигентни дигитални мотор В9, који је мањи, лакши и бржи од традиционалних мотора. Без употребе угљених четкица, мотор може да постигне брзину до 110.000 обртаја у минути, а мањи је и лакши од других мотора. Мотор који се користи у Дисоновом дигиталном мотору је „једнофазни ДЦ мотор без четкица“, у суштини тип БЛДЦ мотора.

Дронови/кардани:

Кључ за контролу мотора код дронова је контрола брзине и правца. Најпопуларнији дронови су несумњиво они из ДЈИ. Дијаграм испод приказује растављање Спарк дрона, са четири БЛДЦ мотора видљива на сваком углу.

Сличне апликације укључују кардане.

Електрични алати: Уобичајени ручни електрични алати који се налазе у свакодневном животу укључују Босцх електричне кључеве, бушилице и друге. Штедња енергије и висока ефикасност ДЦ мотора без четкица, заједно са континуираним смањењем трошкова ручних електричних алата, довели су до брзог развоја употребе БЛДЦ мотора у електричним алатима. Најпознатији светски произвођачи, као што су Босцх, Девалт, Милваукее и други, предњаче у овом тренду.

3. Конструкција ДЦ мотора без четкица

Статор: Статор БЛДЦ мотора се састоји од ламинираних челичних лимова, са намотајима постављеним у прорезима урезаним дуж унутрашње ободне осе. Статор је сличан оном код индукционог мотора, али са другачијом дистрибуцијом намотаја. Већина БЛДЦ мотора има три намотаја статора повезана звездама, од којих се сваки састоји од више намотаја међусобно повезаних. Намотаји су постављени у прорезе и међусобно повезани да формирају намотаје. Ови намотаји су распоређени дуж обима статора како би се створили равномерно распоређени магнетни полови.

Ротор: БЛДЦ мотори користе трајне магнете као ротор, без намотаја унутра. Јужни и северни магнетни пол ротора су наизменично распоређени. Поред тога, са напретком технологије меких магнетних материјала и смањењем цена, неодимијум гвожђе и бор реткоземни материјали високих перформанси се све више користе за израду ротора са трајним магнетима. Њихов производ високе магнетне енергије и стабилне карактеристике омогућавају БЛДЦ моторима да имају боља механичка својства и динамички одзив, као и већу ефикасност и опсег брзине. Ево шематског дијаграма попречног пресека магнета ротора из основног документа о БЛДЦ од Мицроцхип-а:

Халл сензори: Најважнији аспект контроле БЛДЦ мотора је идентификација положаја ротора. Постоје две методе за идентификацију положаја: једна је коришћење сензора положаја за идентификацију положаја ротора, познатих као Холови сензори; друга метода је без сензора, што укључује идентификацију положаја ротора детекцијом повратне електромоторне силе. За БЛДЦ моторе са сензорима, већина БЛДЦ мотора уграђује три Халл сензора у статор. Приликом сваке комутације, један намотај је прикључен на позитивни пол контролног напајања (струја улази у намотај), други намотај је повезан са негативним полом (струја тече из њега), а трећи намотај је у искљученом стању. Обртни моменат се генерише интеракцијом између магнетног поља произведеног од намотаја статора и трајног магнета. Када магнетни пол ротора прође близу Холовог сензора, сензор ће емитовати сигнал високог или ниског нивоа, што указује да јужни/северни магнетни пол пролази кроз регион који детектује Холов сензор. Фазни помак између сигнала које излазе Холови сензори може бити 60° или 120°.