Görüntüleme: 0 Yazar: Site Editörü Yayınlanma Tarihi: 2024-02-19 Kaynak: Alan
1.Fırçasız DC Motor Konsepti
Fırçasız motor veya senkron DC motor olarak da bilinen Fırçasız DC motor (BLDC), çalışması için fırça veya komütatör gerektirmeyen bir motor türüdür. Bir BLDC motorun girişi doğru akımdır (DC), ancak esasen ana invertör anahtarlarını döngüsel olarak değiştirerek alternatif akımı (AC) simüle eder. Bu, bobin sargılarında değişen bir manyetik alan yaratarak motor rotorunun sürekli tork deneyimlemesine ve dolayısıyla sürekli dönüşe olanak sağlar. BLDC motorlar stator sargı sayısına bağlı olarak tek fazlı, iki fazlı veya üç fazlı olarak yapılandırılabilir. En sık karşılaşılan BLDC motorlar üç fazlı motorlardır. Aşağıdaki şema üç fazlı fırçasız DC motorun sökülmesini göstermektedir.
2.Fırçasız DC Motorların Uygulanması
BLDC motorların pazar büyüklüğünün 2022 yılına kadar yaklaşık 19,76 milyar dolara ulaşacağı tahmin ediliyor. BLDC motor teknolojisinin giderek olgunlaşmasıyla birlikte BLDC motorlar askeri, havacılık, endüstriyel, otomotiv, sivil kontrol sistemleri ve ev aletleri gibi çeşitli alanlarda kapsamlı uygulamalar buldu. Küçük robotlar, dronlar, elektrikli bisikletler, elektrikli süpürgeler ve elektrikli aletler gibi düşük voltajlı, düşük güçlü cihazlarda yaygın olarak kullanılırlar.
Aşağıda bazı popüler uygulamalar verilmiştir:
Elektrikli Süpürge/Saç Kurutma Makinesi: Saç kurutma makinesi veya elektrikli süpürge söz konusu olduğunda bilinen marka Dyson'dur. 'Yeni nesil siyah teknoloji' olarak tanıtılan Dyson saç kurutma makinesi, geleneksel motorlardan daha küçük, daha hafif ve daha hızlı olan V9 akıllı dijital motora sahiptir. Karbon fırçalar kullanılmadan, dakikada 110.000 devire kadar hıza ulaşabilen motor, diğer motorlara göre daha küçük ve hafiftir. Dyson'ın dijital motorunda kullanılan motor, esasen bir tür BLDC motor olan 'tek fazlı fırçasız DC motor'dur.
Dronlar/Gimbal'lar:
Drone'larda motor kontrolünün anahtarı hız ve yön kontrolüdür. En popüler drone'lar şüphesiz DJI'ınkilerdir. Aşağıdaki şema, her köşede görünen dört BLDC motorla Spark drone'nun sökülmesini göstermektedir.
Benzer uygulamalar gimballeri içerir.
Elektrikli Aletler: Günlük hayatta yaygın olarak kullanılan el tipi elektrikli aletler arasında Bosch'un elektrikli anahtarları, matkapları ve diğerleri bulunur. Fırçasız DC motorların enerji tasarrufu ve yüksek verimliliği, el tipi elektrikli aletlerin maliyetindeki sürekli düşüşle birleştiğinde, elektrikli el aletlerinde BLDC motorların kullanımında hızlı bir gelişmeye yol açmıştır. Bosch, Dewalt, Milwaukee ve diğerleri gibi en tanınmış uluslararası üreticiler bu trende öncülük ediyor.
3.Fırçasız DC Motor Yapısı
Stator: Bir BLDC motorun statoru, iç çevresel eksen boyunca oyulmuş yuvalara yerleştirilmiş sargılara sahip lamine çelik saclardan oluşur. Stator, asenkron motora benzer ancak farklı bir sargı dağılımına sahiptir. Çoğu BLDC motorda, her biri birbirine bağlı birden fazla bobinden oluşan üç yıldız bağlantılı stator sargısı bulunur. Bobinler yuvalara yerleştirilir ve sargılar oluşturacak şekilde birbirine bağlanır. Bu sargılar, eşit aralıklı manyetik kutuplar oluşturmak için statorun çevresi boyunca dağıtılır.
Rotor: BLDC motorlar, içinde bobin bulunmayan, rotor olarak kalıcı mıknatıslar kullanır. Rotorun güney ve kuzey manyetik kutupları dönüşümlü olarak düzenlenmiştir. Ek olarak, yumuşak manyetik malzeme teknolojisinin ilerlemesi ve fiyatların düşmesiyle birlikte, yüksek performanslı neodimyum demir bor nadir toprak malzemeleri, kalıcı mıknatıslı rotorların yapımında giderek daha fazla kullanılmaktadır. Yüksek manyetik enerji ürünleri ve kararlı özellikleri, BLDC motorların daha iyi mekanik özelliklere ve dinamik tepkiye sahip olmasının yanı sıra daha yüksek verimlilik ve hız aralığına sahip olmasını sağlar. Aşağıda Microchip'in BLDC hakkındaki temel belgesinden rotor mıknatısı kesitinin şematik bir diyagramı verilmiştir:
Hall Sensörleri: BLDC motor kontrolünün en önemli yönü rotor konumunun tanımlanmasıdır. Konum tanımlama için iki yöntem vardır: birincisi, rotorun konumunu belirlemek için Hall sensörleri olarak bilinen konum sensörlerini kullanmaktır; diğer yöntem ise sensörsüzdür ve geri elektromotor kuvvetini tespit ederek rotorun konumunu belirlemeyi içerir. Sensörlü BLDC motorlar için çoğu BLDC motor, statora üç Hall sensörü yerleştirir. Her bir komütasyon sırasında, bir sargı kontrol güç kaynağının pozitif kutbuna bağlanır (akım sargıya girer), ikinci sargı negatif kutba bağlanır (akım ondan dışarı akar) ve üçüncü sargı bağlantısız durumdadır. Tork, stator bobinleri tarafından üretilen manyetik alan ile kalıcı mıknatıs arasındaki etkileşimle üretilir. Rotorun manyetik kutbu Hall sensörünün yakınından geçtiğinde sensör, güney/kuzey manyetik kutbunun Hall sensörü tarafından algılanan bölgeden geçtiğini belirten yüksek veya düşük seviyeli bir sinyal üretecektir. Hall sensörleri tarafından gönderilen sinyaller arasındaki faz kayması 60° veya 120° olabilir.
