DC (BLDC) motorren printzipioak eta horiek erabiltzeko modu egokia

Oinarrizko motorra 'DC motorra (eskuila motorra) ' da. Bobina eremu magnetiko batean jarriz eta korronte isuria igarota, bobina polo magnetikoek alde batera utziko dute alde batetik eta beste aldamenean erakartzen dute aldi berean, eta ekintza honen azpian biratzen jarraituko du. Biraketa garaian, bobina zeharkatzen duen korrontea alderantzikatu da, etengabe biratuz gero. 'Brotxa ' -k bultzatzen duen 'Commutator ' izeneko motorraren zati bat dago, 'Zuzendaritza Gear ' -ren gainetik kokatuta daudenak eta etengabe mugitzen dira biratzen den heinean. Eskuilen posizioa aldatuz, korrontearen norabidea alda daiteke. Konbindadorea eta eskuilak ezinbesteko egiturak dira DC motor bat biratzeko.

1. irudia: DC motor baten funtzionamendu eskemikoa (motorra eskuila).

Aldirikadoreak uneko fluxua bobinan aldatzen du, poloen norabidea alderantzikatzen du eskuinera biratu ahal izateko. Eskuilek ardatzarekin biratzen duen aldapara hornitzen dute.

Motoreak aktibo daude arlo askotan

Motorrak kategoriatu ditugu biraketa-hornidura motaren eta biraketa printzipioaren arabera (2. irudia). Ikus ditzagun motor mota bakoitzaren ezaugarriak eta erabilerak.

2. irudia: Motor mota nagusiak

DC Motors (motorra eskuila), kontrolatzeko errazak eta errazak direnak, sarritan erabiltzen dira aplikazioetarako disko optikoak irekitzea eta ixtea etxeko tresnetan. Aplikazioetarako automobiletan ere erabiltzen dira, esaterako, ispilu elektrikoak irekitzea eta ixtea. Merkean egon arren eta eremu askotan erabil daiteke, bere eragozpenak ditu. Aldagaia eskuilarekin harremanetan jartzen denez, bizitza laburra izan du eta eskuilak aldian behin edo bermepean jarri behar dira.

Gutxi gorabehera motorra biratuko da bertara bidalitako pultsu elektriko kopuruarekin. Mugimendu kantitatea bidalitako bultzada elektrikoen kopuruaren araberakoa da, posizioaren doikuntzarako egokia izan dadin.

'Fax makinen eta inprimagailuen ' paperezko elikadurarako erabiltzen da, eta abar. Fax makina baten elikaduraren urratsak zehaztapenen arabera (grabatua, finak), bultzada elektrikoen kopuruarekin biratzen duen motorra oso erraza da. Erraza da makinak aldi baterako gelditzen den arazoa konpontzea seinale gelditzen denean. Motor sinkronikoak, biraketa kopurua aldatu egiten da energia horniduraren maiztasunarekin, 'mikrouhin labeetarako mahai birakariak bezalako aplikazioetan erabiltzen dira.

Motor multzoak engranaje erreduzitzailea du elikagaiak berotzeko egokiak diren biraketa kopurua lortzeko. Indukzio motorrak ere elektrizitatearen maiztasunaren eraginpean daude, baina maiztasuna eta iraultza kopurua ez datoz bat. Iraganean, AC motor hauek zaleetan edo garbigailuan erabili ziren.

Ikus dezakezuenez, motor ugari daude hainbat arlotan. Zein dira BLDC motorren ezaugarriak (eskuila gabeko motorrak ) hain polifazetikoak bihurtzen dituztenak?

Nola biratzen da BLDC motor bat?

'Bl ' in BLDC Motors-ek 'eskuila gabe ' esan nahi du, eta horrek esan nahi du 'eskuilak ' DC motorretan (eskuila motorrak) jada ez direla presente. DC Motors-en eskuilak (eskuila motorrak) errotuladorearen bobinak menderatzailearen bidez dinamizatzea da. Orduan, nola datza bldc motor batek eskuilarik gabe errotorearen bobinak? Dirudienez, BLDC Motors-ek iman iraunkorrak erabiltzen ditu errotorearentzat, eta ez dago errotorearen bobina. Errotorearen bobinik ez dagoenez, ez da motorra pizteko komutatzaile eta eskuilarik behar. Horren ordez, bobina estator gisa erabiltzen da (3. irudia).

Iman finko finkoak DC motor batean (eskuila motorra) sortutako eremu magnetikoak ez du mugitzen eta biratzen du bobina (errotoreak) sortutako eremu magnetikoa kontrolatuz. Biraketa kopurua aldatu egiten da tentsioa aldatuz. BLDC motor baten errotorea iman iraunkorra da, eta errotorea biratzen da inguruko bobinak sortutako eremu magnetikoaren norabidea aldatuz. Errotorearen biraketa kontrolatzen da bobinak zeharkatzen duen korrontearen norabidea eta magnitudea kontrolatuz.

3. irudia: BLDC motor operazioaren diagrama eskematikoa.

   

BLDC motorren abantailak

BLDC Motors-ek hiru bobina dituzte estatorean, bakoitza bi hariak dituena, motorraren sei hari berunetarako. Egia esan, hiru hari baino ez dira behar izaten barrutik kableatuta daudelako, baina aurretik deskribatutako DC motorra (motorra eskuila) baino gehiago da oraindik. Ez da hutsik mugitu bateria terminal positiboak eta negatiboak lotuz. Nola exekutatu Motor BLDC serie honen bigarren zatian azalduko da. Oraingoan BLDC motorren abantailak bideratuko ditugu.

BLDC motor baten lehen ezaugarria 'eraginkortasun handia ' da. Biraketa-indarra (momentua) uneoro gehienezko balioa kontrolatzeko aukera dago, eta DC Motors-ekin (eskuila motorekin), momentu maximoa une bakarrean mantendu daiteke biraketa garaian, eta gehienezko balioa ezin da uneoro mantendu. DC motor batek (eskuila motorra) bldc motor gisa bezainbeste momentu lortu nahi badu, bere imanak soilik handitu dezake. Horregatik, BLDC motor txiki batek ere botere asko sor dezake.

Bigarren funtzioa 'kontrolatzaile ona ' da, lehenengoarekin lotuta. BLDC motorrek momentua, iraultza kopurua eta abar lor dezakete, eta, hala nahi izanez gero, eta BLDC motorrek iraultza, momentu eta abar xede kopurua elikatu dezakete. Kontrol zehatzak motorraren bero-sorrera eta energia kontsumoa kentzen ditu. Bateriaren unitatearen kasuan, gidatzeko denbora kontrolatu daiteke. Honetaz gain, iraunkortasuna eta zarata elektriko baxua ditu. Aurreko bi puntuak eskuilarik gabeko abantailak dira.

Bestalde, DC Motors (motorra eskuila) higaduraren menpe daude eskuilak eta aldapak denboraldi luzean. Harremanetarako atalak ere txinpartak sortzen ditu. Batez ere, komutadorearen hutsuneak eskuila ukitzen duenean, txinparta eta zarata izugarria egongo da. Erabilera zehar zarata sortu nahi ez baduzu, BLDC motor bat hartuko da.

BLDC motorrak eremu horietan erabiltzen dira

Non daude BLDC motorrak eraginkortasun handia, manipulazio polifazetikoa eta, oro har, bizitza luzea? Askotan erabiltzen dira beren eraginkortasun handia eta bizitza luzea erabil ditzaketen produktuetan eta etengabe erabiltzen dira. Adibidez, etxetresna elektrikoak. Jendeak garbigailuak eta aire girotuak erabili ditu denbora luzez. Berriki, BLDC motorrak zale elektrikoetarako hartu dira, eta arrakasta handia izan dute energia kontsumoa nabarmen murriztuz.

Energia kontsumoa murriztu dela eraginkortasun handia delako da. BLDC motorrak hutsean dauden garbitzaileetan ere erabiltzen dira. Kasu batean, kontrol sistema aldatuz, iraultza kopuruaren igoera handia gauzatu zen. Adibide honek BLDC motorren kontrol-laguntza ona erakusten du.

BLDC motorrak disko gogorren biraketan ere erabiltzen dira, biltegiratze komunikabide garrantzitsuak baitira. Denbora luzez korrika egin behar duen motorra denez, iraunkortasuna garrantzitsua da. Jakina, potentzia kontsumoa oso ezabatzen duen helburua ere badu. Hemen eraginkortasun handia elektrizitatearen kontsumo txikiarekin ere lotuta dago.

BLDC motorentzako erabilera asko daude

BLDC motorrak eremu zabal zabalago batean erabiltzea espero da, eta fabrikaziorik ez duten arloetan zerbitzuak eskaintzen dituzten robot txikien, batez ere 'zerbitzu robotak ' erabiliko dira. 'Kokapena garrantzitsua da robotentzat, beraz, ez al dugu pultsazio elektrikoen kopuruarekin exekutatzen diren urratsak erabili behar? ' One pentsa liteke. Hala ere, indarraren kontrolari dagokionez, BLDC motorrak egokiagoak dira. Gainera, rotepher motorrak erabiltzen badira, robot eskumuturrekoak bezalako egitura bat behar da korronte kopuru handi batekin, posizio jakin batean finkatu ahal izateko. -Rekin BLDC motorrak , beharrezko indarra soilik hornitu daiteke kanpoko indar batekin batera, eta, beraz, energia kontsumoa murrizten da.

Garraioan ere erabil daiteke. DC motor sinpleak aspalditik erabiltzen dira auto elektrikoetan edo adinekoentzako golf gurdietan, baina berriki eraginkortasun handiko BLDC motorrak kontrolatzaile onak izan dira. BLDC motorrak dronetan ere erabiltzen dira. Batez ere uavs ardatz anitzeko errakekin, hegaldiaren jarrera kontrolatzen du, helizeen biraketa kopurua aldatuz, biraketak zehazki kontrolatu ditzaketen BLDC motorrek abantailak direla.

Zer moduz? BLDC motorrak kalitate handiko motorrak dira, eraginkortasun handia, kontrol ona eta bizitza luzea. Hala ere, BLDC motorren boterea maximizatzeak kontrol egokia behar du. Nola egin behar da?

Ezin da konexio bidez bakarrik biratu

Barruko errotorea BLDC motorra BLDC motor mota tipikoa da, eta bere kanpoaldea eta barrualdea behean agertzen dira (1. irudia). Eskuila DC motor batek (hemen DC motor gisa aipatzen den bobina eta iman iraunkorra du kanpoan, eta BLDC motorrak errotorearen gainean iman iraunkorra du eta kanpotik bobina batek iman iraunkorra du errotorearen bobina gabe, beraz ez da errotorea energizatu beharrik. Horrek aukera ematen du 'eskuila motako ' bat pintzelarik gabe dinamizatzeko.

Bestalde, DC motorrekin alderatuta, kontrola zailagoa da. Ez da soilik motorraren kableak energia hornidurara konektatzea. Kable kopurua ere desberdina da. Ez da 'positiboak (+) eta negatiboak (-) eta negatiboak (-) konektatuz hornidura '.

1. irudia: BLDC motorraren kanpoaldea eta barrualdea

2. irudia: BLDC motor biraketa printzipioa

Bobina bat BLDC motorrean 120 graduko tarteetan kokatzen da, guztira hiru bobinetan, korrontea kontrolatzeko fasean edo bobinan kontrolatzeko

2. irudian erakusten den moduan, BLDC Motors-ek hiru bobina erabiltzen ditu. Hiru bobina horiek fluxu magnetikoak sortzen dira, dinamizatzen direnean eta U, V eta W da izena, saiatu bobina hau dinamizatzen. Bobinaren inguruko bidea (hemendik aurrera 'bobina ') da. V. fase gisa grabatzen da, eta W fase gisa grabatzen da. Hurrengo fasea. Ikus dezagun Fasea U. Fluxu magnetikoa geziaren norabidean sortzen denean 2-b irudian erakusten den moduan. Hala ere, errealitatean, U, V eta W faseetan ez dira U fasearen berdina.

Hala ere, errealitatean, U, V eta W-ren kableak elkarren artean daude lotuta, beraz ezin da u fasea bakarrik dinamizatzea. Hemen, U fasearen fasetik energizatzeak fluxu magnetikoa sortuko du U eta W irudian erakusten den moduan. U eta W-ren bi fluxu magnetikoak fluxu magnetiko handiagoan sintetizatzen dira. 2. irudian. Iman iraunkorra biratuko da, sintetizatu gabeko fluxu magnetiko hau Nagina iraunkor zentralaren (errotorea) zentralaren N Poloaren norabide berean egon dadin.

2. irudia: BLDC motorraren biraketa printzipioa

Fluxua W-faseko U-fasetik deritzo dago. Lehenik eta behin, bobinaren zatian bakarrik bideratuz, fluxu magnetiko bat gezietan sortzen dela aurkitzen da

2. irudia.

Fluxu magnetiko sintetizatuaren norabidea aldatzen bada, iman iraunkorra ere aldatu egiten da. Iman iraunkorraren posizioarekin batera, aldatu U-fasean, V-fasean eta W-fasean fasea, sintetizatutako fluxu magnetikoaren norabidea aldatzeko. Eragiketa hau etengabe egiten bada, Fluxu magnetiko sintetizatuak biratuko du, eta, horrela, eremu magnetikoa sortu eta errotorea biratuz gero.

Piku. 3-k fase energizatuen eta fluxu magnetiko sintetikoaren arteko erlazioa erakusten du. Adibide honetan, 1-6tik 1-6 bitarteko modua aldatuz, fluxu magnetiko sintetikoak erloju orratzen biratuko du. Sintetizatutako fluxu magnetikoaren norabidea aldatuz eta abiadura kontrolatuz, errotorearen biraketa abiadura kontrolatu daiteke. Motorra kontrolatzeko metodoa sei energizazio modu horien artean aldatzean '120 graduko energizazio kontrola ' deritzo.

3. irudia: Errotorearen iman iraunkorrak biratuko dira fluxu magnetiko sintetiko batek tiratuko balira bezala, eta motorraren ardatza emaitza gisa biratuko da

Biraketa leuna Sine Wave Control erabiliz

Ondoren, sintetizatutako fluxu magnetikoaren norabidea 120 graduko energia kontrolatzen da, sei norabide desberdin baino ez daude. Adibidez, 'energizatutako 1. modua ' irudian 'energizatutako modua 2 ' aldatzen baduzu, fluxu magnetiko sintetikoaren norabidea 60 graduren arabera aldatuko da. Errotorea erakartzen balitz bezala biratuko da. Ondoren, 'Dinegizatutako moduaren 2 ' '3 ' moduan aldatuz aldatuz, fluxu magnetiko sintetikoaren norabidea 60 graduren bidez aldatuko da berriro. Errotorea berriro erakarriko da aldaketa honetara. Fenomeno hau errepikatuko da. Mugimendua gogorra bihurtuko da. Batzuetan ekintza honek zarata ere egingo du.

'SINE WAVE CONTROL ' da 120 graduko energia energizatuen gabeziak ezabatzen dituena eta biraketa leuna lortzen du. 120 graduko potentzia kontrolean, Fluxu magnetiko sintetizatua sei norabidetan finkatuta dago. Kontrolatzen da etengabe aldatu dadin. 2. irudiko adibidean, U eta W-k sortutako fluxuak magnitude berekoak dira. Hala ere, U-fasea, V-fasea eta W-fasea hobeto kontrolatu daitezke, bobinak tamaina desberdinetako fluxu magnetikoa sortzeko eta sintetizatutako fluxu magnetikoaren norabidea zehatz-mehatz kontrolatu daiteke. U-fase bakoitzaren, V-fase eta W-fase bakoitzaren uneko tamaina egokituz, aldi berean sintetizatutako fluxu sintetizatua sortzen da. Fluxu honen etengabeko sorrera kontrolatuz, motorra leunki biratzen da.

4. irudia: Sine Wave Kontrol Sine Wave Control

Egungo 3 fasetan kontrolatu daiteke fluxu magnetiko sintetikoa sortzeko biraketa leuna sortzeko. Fluxu magnetiko sintetikoa 120 graduko energia kontrolatu ezin daitekeen norabidean sor daiteke

Motor bat kontrolatzeko bihurgailu bat erabiliz

Zer gertatzen da U, V eta W fase bakoitzeko korronteekin? Ulertzeko errazagoa izan dadin, pentsa 120 graduko energia kontrolatu eta begiratu. Begira berriro 3. irudian. 1 moduan, 1 moduan, u-tik W-ra isurtzen da; 2. moduan, gaur egungo V.-tik V.-ra isurtzen den moduan, uneko fluxuen aldaketak aldatzen diren bobinak konbinatzen direnean, fluxu sintetikoen gezien norabidea ere aldatzen da.

Ondoren, begiratu energizazio modua 4. modu honetan. Modu honetan, W-tik U-tik U-ra, energiazio moduaren kontrako norabidean. In DC Motors , hau bezalako egungo norabidea aldatzea komutatzaile eta eskuila konbinazio batek egiten du. Hala ere, BLDC Motors-ek ez du horrelako kontaktu mota bat erabiltzen. Inbertsorearen zirkuitua korrontearen norabidea aldatzeko erabiltzen da. Inbertsorearen zirkuituak orokorrean BLDC motorrak kontrolatzeko erabiltzen dira.

Inbertsorearen zirkuituak uneko balioa doitzen du fase bakoitzean aplikatutako tentsioa aldatuz. Tentsio doikuntza egiteko, PWM (pulsewidthmodulation = pultsu zabalera modulazioa) normalean erabiltzen da tentsioa aldatzeko metodoa da, pultsuaren denbora luzea egokituz, eta zer da garrantzitsua da puntuaren eta denboraren arteko erlazioa (betebeharra zikloa). Ratioa altua bada, tentsioa handitzea bezainbestekoa izan daiteke. Ratioa gutxitzen bada, tentsioaren murrizketaren eragin bera lortzen bada (5. irudia).

PWM gauzatzeko, orain eskuragarri dauden hardwarearekin hornitutako mikroordenagailuak eskuragarri daude. Sine olatuaren kontrola egiteko beharrezkoa da 3 faseen tentsioak kontrolatzea, beraz, softwarea 120 graduko kontrol-kontrola baino zertxobait konplexuagoa da, 2 fase baino ez direnak. Inbertsorea BLDC motorra gidatzeko beharrezkoa den zirkuitua da. Inbertsioak AC motorretan ere erabiltzen dira, baina suposatu daiteke ia BLDC motor guztiak 'Inverter-Mota ' etxetresna elektriko deitzen direnean erabiltzen direla.

5. irudia: PWM irteera eta irteerako tentsioaren arteko harremana

Aldatu denbora jakin batean tentsioaren rms balioa aldatzeko.

Zenbat eta denbora luzeagoa izan, orduan eta gertuago RMS balioa tentsioari dagokio% 100 tentsioa aplikatzen denean (garaiz).

Goiko posizio-sentsoreak erabiliz BLDC motorrak Bldc motorren kontrolaren ikuspegi orokorra da, bobinak sortutako fluxu magnetiko sintetizatuaren norabidea aldatzen dutenak, errotorearen iman iraunkorrak horren arabera aldatzea eragiten dute.

Izan ere, goiko deskribapenean aipatzen ez den beste puntu bat dago. Hau da, sentsoreen presentzia BLDC motorretan. BLDC motorrak errotorearen (iman iraunkorra) posizioarekin (angelua) batera kontrolatzen dira. Beraz, errotorearen posizioa eskuratzeko sentsorea beharrezkoa da. Iman iraunkorraren norabidea ezagutzeko sentsoreik ez badago, errotorea ustekabeko norabidea izan daiteke. Hau ez da kasua informazioa emateko sentsore bat dagoenean.

1. taulan BLDC motorretan posizio detekziorako sentsore mota nagusiak erakusten dira. Kontrol metodoaren arabera, sentsore desberdinak behar dira. 120 graduko energizazio kontrola lortzeko, 60 graduro bakoitzeko seinale bat sartuta dagoen areto-efektu sentsorea hornituta dago zein fasea izan behar duen zehazteko. Bestalde, 'bektore kontrol ' (hurrengo atalean deskribatu da), zehatz-mehatz kontrolatzen dituen fluxu magnetiko sintetizatua, zehaztasun handiko sentsoreak, esaterako, izkina sentsoreak edo kodetzaile fotoelektrikoak eraginkorragoak dira.

Sentsore horien erabilerak posizioa hautematea ahalbidetzen du, baina badira eragozpen batzuk. Sentsoreak hautsa eta mantentze-lanak erresistenteak dira. Erabil daitezkeen tenperatura-tartea ere murriztu egiten da. Sentsoreen erabilerak edo horretarako kableak gehitzeak kostuak igotzea eragiten du eta zehaztasun handiko sentsoreak berez garestiak dira. Horrek 'sentsore gabeko ' metodoa ekarri zuen. Ez du sentsore bat erabiltzea posizio hautemateko, beraz, kostuak kontrolatu eta sentsorearekin lotutako mantentze-beharra ezabatzen du. Hala ere, printzipioa ilustratzeko helburuarekin, informazioa posizio sentsoretik lortu dela suposatzen da.

Sentsore mota	Aplikazio nagusiak	Ezaugabe
Aretoaren efektu sentsorea	120 graduko kontrol energizatua	60 graduro eskuratzen ditu seinalea. Prezio txikiagoa. Ez beroarekiko erresistentzia.
Kodetzaile optikoa	Sine Wave Kontrola, kontrol bektoriala	Bi mota daude: gehikuntza mota (jatorrizko posiziotik bidaiatutako distantzia ezaguna da) eta mota absolutua (gaur egungo posizioaren angelua ezaguna da). Ebazpena altua da, baina hautsaren aurkako erresistentzia ahula da.
Angle sentsorea	Sine Wave Kontrola, kontrol bektoriala	Bereizmen handia. Ingurune malkartsu eta gogorretan ere erabil daiteke.

1. taula: Posizioak hautemateko espezializatutako sentsoreen motak eta ezaugarriak

Eraginkortasun handia uneoro mantentzen da kontrol bektorialaren bidez

Sine Wave Control-ek sintetizatutako fluxu magnetikoaren norabidea aldatzen du 3 fase, beraz, errotorea leunki biratuko da. 120 graduko energizazio kontrolerako etengailuak U-fasearen, V-fasearen eta W-fasearen motorra biratzeko, eta kontrol sinusoidalak korronteen kontrol zehatza behar du 3 faseetan. Gainera, kontrol-balioa denbora guztian aldatzen den AC balio bat da, kontrolatzea zailagoa da.

Hau da, bektorearen kontrola sartzen da. Bektoreen kontrola kontrola sinplifikatzen du hiru faseen AC balioak kalkulatuz, bi faseetako DC balioak kalkulatuz, koordenatuen eraldaketaren bidez. Hala ere, bektoreen kontrol kalkuluak errotorearen posizioari buruzko informazioa behar da bereizmen handikoan. Bi metodo daude posizioak hautemateko, hots, posizio-sentsoreak erabiliz, esaterako, kodetzaile fotoelektrikoak edo izkina sentsoreak eta fase bakoitzaren uneko balioak estrapolatzen dituen metodo sentsorerik gabe. Koordenatuaren eraldaketa honek momentuarekin lotutako uneko balioa (indarra biraketa) zuzeneko kontrola ahalbidetzen du, eta, beraz, kontrol eraginkorra konturatu da korronte gehiegirik gabe.

Hala ere, bektoreen kontrolak transformazioa koordinatu behar du funtzio trigonometrikoak edo kalkulu konplexuak prozesatzeko. Hori dela eta, kasu gehienetan, energia konputazional handia duten mikrokonputagailuak kontrol-mikrocomputagailu gisa erabiltzen dira, hala nola FPUz hornitutako mikroordenagailuak (puntu flotagarrien unitateak).

DC motorra (bldc: brosslessdirectcurrentmotor), elektronikoki konputatutako motor (ECM edo EC motorra) edo DC motor sinkronikoa ere ezagutzen da, korronte zuzena (DC) hornidura zuzena erabiltzen duen motor sinkroniko mota bat da.

DC motorra (BLDC: Brushless Uneko Motorra) funtsean iman sinkronikoko motorra da, DC potentzia sarrera eta inbertsore bat erabiltzen dituena hiru faseko energia hornitzeko. -A Eskuilarik gabeko motorra (BLDC: eskuila gabeko zuzeneko motorra) auto-aldaketarako mota da (norabidea aldatzeko) eta, beraz, kontrolatzeko konplexuagoa da.

https://www.holrymotor.com/brushless-motors.html

BLDC Motor (eskuila gabeko eskuila) kontrolak motorra zuzentzen eta gidatzen duen errotorearen posizioa eta mekanismoa ezagutzea behar du. Begizta itxiko abiadura kontrolatzeko, bi eskakizun gehigarri daude, errotorearen abiadura / motor korrontea eta PWM seinalea neurtzea motor abiadura boterea kontrolatzeko.

BLDC Motors-ek (eskuila gabeko eskuilakDirectCurrentmotor) alboko lerrokatutako edo lerrokatutako PWM seinaleak erabil ditzake aplikazioaren eskakizunen arabera. Abiadura aldaketaren funtzionamendua soilik eskatzen duten aplikazio gehienek sei alboko lerrokatutako sei seinaleak erabiliko dituzte. Horrek bereizmen handiena ematen du. Aplikazioak zerbitzariaren posizionamendua, energia-balazta edo energia berraztertzea eskatzen badu, zentro-lerrokatutako PWM seinale osagarriak gomendatzen dira.

Errotorearen posizioa, BLDC Motors (BrushlessdirectCurrentMotor) zentzuz erabiltzeko aretoko efektu sentsoreak erabiltzen dira posizio absolutua emateko. Horrek hari gehiago eta kostu handiagoa erabiltzea lortzen du. Sensorless BLDC kontrolak areto sentsoreen beharra ezabatzen du eta, horren ordez, motorraren kontrako indarra (indar elektromotiboa) erabiltzen du errotorearen posizioa aurreikusteko. Sensorless kontrol kritikoa da zale eta ponpak bezalako abiadura aldakorreko aplikazioetarako. Sensorless kontrola ere beharrezkoa da hozkailurako eta aire girotuko konpresoreetarako BLDC Motors (Brushlessless Inde Direct Corteor Motors) erabiltzen denean.

Mota guztietako motorrak daude, eta BLDC motorra gaur egun eskuragarri dagoen motor aproposena da. DC Motors eta AC motorren abantailak uztartzen ditu, DC Motors-en doikuntza-errendimendua eta AC motorren abantailak, hala nola egitura sinplea, ez da kommutazio txinpartarik, funtzionamendu fidagarria eta mantentze erraza. Hori dela eta, oso ezaguna da merkatuan eta oso erabilia da automobiletan, etxetresna elektrikoetan, ekipamendu industrialetan eta beste arloetan.

DC DC motorrak eskuila-motorraren berezko akatsak gainditzen ditu eta, beraz, DC motorrak DC motorraren ezaugarriak ditu abiadura erregulatzeko errendimendu onarekin, eta AC motorraren abantailak ditu egitura sinplea, ez egitea, funtzionamendu fidagarria eta mantentze erraza.

Eskuila gabeko DC motorra (eskuila ez dadirectcurrentmotor) gaur egun abiadura kontrolerako motor egokiena da. DC Motors eta AC motorren abantailak uztartzen ditu, DC Motors-en doikuntza-errendimendu ona eta AC motorren abantailak, hala nola egitura sinplea, ez da kommutazio txinpartak, funtzionamendu fidagarria eta mantentze erraza.

Eskuila gabeko zuzeneko motorra (eskuila gabeko eskuila) Garapenaren historia

DRCless DC motorrak eskuila motorren arabera garatzen dira, eta haien egitura eskuila motorrak baino konplexuagoa da. DC motorrik gabeko motorra gorputz motorra eta gidaria da. DC motorra, eskuila gabeko DC motorrak (eskuila ez dudirectcurrentmotor) ez du eskuila-eskuineko gailua erabiltzen. (Kontuan izan behar da azken mendean motor elektrikoa jaiotzearen unean, sortu ziren motor praktikoak eskuila gabeko formakoak ziren.)

1740ko hamarkada: motor elektrikoaren asmakizunaren hasiera

Motor elektrikoaren hasierako ereduak 1740ko hamarkadan agertu ziren lehenengo aldiz Andrew Gordongo zientzialari eskoziarraren lanaren bidez. Beste zientzialariek, hala nola Michael Faraday eta Joseph Henry, motor goiztiarrak garatzen jarraitu zuten, soro elektromagnetikoekin esperimentatuz eta energia elektrikoa energia mekaniko bihurtzen duten jakiteko.

1832: DC motor lehen komutatzailearen asmakuntza

Makineria gidatzeko ahalmen nahikoa izan dezakeen lehen DC motorra William Sturgeon fisikari britainiarrek asmatu zuten 1832an, baina bere aplikazioa oso mugatua izan zen, teknikoki akats txikia zela eta.

1834: benetako benetako motor elektrikoa eraiki da

Sturgeon-en (AEB), AEBetako Sturgoneko pausoak, 1834an egindako lehen motor elektrikoa asmatuz. Bere zereginak egiteko nahikoa potentzia duen lehen motorra asmatu zuen eta bere asmakizuna Inprimaketa txiki bat botatzeko erabili zen, Thomas Davenport-ek eta bere emazteak, DC motor baten lehen patentea jaso zuen.

Homas eta Emily Davenport-en motor patentatua

1886: DC motor praktikoaren asmakizuna    

1886an, pisu aldakorrarekin abiadura etengabea izan dezakeen lehen DC motor praktikoa sartu zen. Frankjulian Sprague bere asmatzailea zen.

Frank Julian Sprague-ren 'utility ' motorra

Azpimarratzekoa da erabilgarritasun motorra AC urtxintxa-kaiola motor asinkronikoaren forma eskuila bat zela, txinpartak eta tentsio galerak ezabatzea terminal haietan ez ezik, abiadura konstante batean entregatzeko ahalmena baimenduta baitziren. Hala ere, motor asinkronikoak akats gaindiezinak izan zituen, motorren teknologiaren garapena motela izan dadin.

1887: Indukzio motorra patentatu du

1887an, Nikola Teslak AC Indukzio Motorra (AcindulcuctionMotor) asmatu zuen, urtebete geroago patentatu zuena. Ez zen egokia errepideko ibilgailuetan erabiltzeko, baina gero Westinghouse Engineers.in 1892-k egokitu zuen, lehenengo indukzio motor praktikoa diseinatu zen, eta ondoren barra-barra-errotuladore birakaria da, automobilgintzako aplikazioetarako egokia da.

1891: Hiru faseko motorra garatzea

1891n, General Electric-ek hiru faseko indukzio motorra (hirufhesemotor) garatzen hasi zen. Zaurien errotorearen diseinua erabiltzeko, GE eta Westinghouse-k 1896an lizentzia-hitzarmena sinatu zuen.

1955: DC eskuilarik gabeko motorraren garaia hastea

1955ean, Estatu Batuak d. Harrisonek eta beste batzuek lehen aldiz eskatu zuten Transistore Konputazio Line batekin eskuila DC motor eskuila mekanikoko patentearen ordez, ofizialki DC motorraren eskuila modernoaren jaiotza (BrushlessdirectCurrentMotor). Hala ere, garai hartan ez zegoen motorrik errotorearen atzeletekzio gailurik, motorrak ez zuen hasteko gaitasunik izan.

1962: Lehenengo eskuila (BLDC) lehen eskuilarik gabeko motorra asmatu zen 1960ko hamarkadaren hasieran. 1962an, Tgwilsonek eta Ptrickeyk lehenengo BLDC motorra asmatu zuten, 'Estatuko Motor Motor ' deitzen zieten 'estatu solidoa'. Funtsezko elementua Eskuilarik gabeko motorra zen ez zuela komutatzaile fisikorik behar, ordenagailu diskoko unitateetarako, robotetarako eta hegazkinetarako aukerarik ezagunena bihurtuz.

Aretoko elementuek errotorearen posizioa hautemateko eta korronte bihurriaren fasea kontrolatzeko fasea kontrolatzen dute DC motor motor praktikoak egiteko, baina transistore-ahalmena eta motor nahiko baxua izan ziren.

1970eko hamarkada aurkezteko: DC-ko eskuineko motorren aplikazioen garapen azkarra

1970eko hamarkadaz geroztik, energia-erdieroaleen gailu berrien sorrerarekin (GTR, MODIFET, IGBT, IPM), hala nola, informatikako kontrol teknologikoaren garapen azkarra (Mikrokontroladorea, DSP, kontrol teoriko berriak), baita Makina iraunkorreko material iraunkorrak ere (adibidez, neodimio-burdinazkoa) garatua. BrushlessdirectCurrentMotor) azkar garatu da, eta gaitasuna handitzen ari da. Teknologian gidatutako industria-garapena, Mac Classicless DC Motor eta bere gidaria 1978an sartzearekin batera, baita karratu uhinaren ikerketa eta garapena ere 80. hamarkadako motorra eskuila gabeko motorra eta sine olatu eskuila, eskuila gabeko motorretan, benetan hasi ziren etapa praktikoan sartzen eta garapen azkarra lortzen.

Eskuila gabeko DC motorra egitura eta printzipio orokorra

DC motorrik gabeko eskuila (eskuila ez dadirectcurrentmotor) motor eta gidari sinkronikoz osatuta dago, produktu mekroniko tipikoa da. Motor sinkronikoaren estatoraren bihurria hiru faseko izar simetrikoko konexioan egiten da gehienbat, hau da, hiru fase motor asinkronikoaren antzekoa da.

BLDCM kontrol sistemaren egiturak hiru zati nagusi ditu: motor-gorputza, gidatzeko zirkuitua eta kontrol zirkuitua. Lan prozesuan, motorraren tentsioa, korrontearen eta errotorearen posizioari buruzko informazioa kontrol-zirkuituak biltzen eta prozesatzen du dagokion kontrol seinaleak sortzeko, eta unitatearen zirkuituak kontrol seinaleak jaso ondoren motor-gorputza gidatzen du.

DCRSlless DC Motor (BrushlessdirectCurrentMotor) batez ere estatizo bat da, bobina bihurriak, iman iraunkorreko materialez eta posizio-sentsorearekin egindako errotorea. Posizio-sentsorea, behar den moduan, ez da konfiguratu.

Korano

Motor BLDC baten estatoraren egitura indukzio motor baten antzekoa da. Pilatutako altzairuzko laminazioek osatzen dute, bihurrien zirrikitu axialekin. Bldc-en haizeak ohiko indukzio motorretan zertxobait desberdinak dira.

BLDC Motor Stator

Normalean, BLDC motor gehienak izar batean edo 'y ' forma (neutralik ez) duten hiru estatorik osatzen dute. Gainera, bobina interkonexioetan oinarrituta, estatoriko bihurriak motor trapezoide eta sinusoidaletan banatzen dira.

BLDC motor alderantzizko indarra elektromotiboa

Motor trapezio batean, unitateko korronteak eta kontrako indarrak forma trapezibal bat dute (sinusoidala motor sinusoidal baten kasuan). Normalean, 48 V-ko (edo gutxiago) (edo gutxiago) erabiltzen dira automobilgintza eta robotikan (auto hibridoak eta robot armak).

Errotore

BLDC motor baten errotorearen zati bat iman iraunkorrek osatzen dute (normalean neodimioa (ND), Samarium Cobalt (SMCO) eta Buron Boron (NDFEB) osatzen dute.

Aplikazioaren arabera, poloen kopurua bi eta zortzi artean alda daiteke, Ipar Polo (N) eta Hego Polo (k) txandaka jarrita. Beheko diagramak polo magnetikoen hiru moldaketa desberdin erakusten ditu.

(a) iman errotorearen periferian jartzen da.

(b) errotore batek elektromagnetikoki txertatutako errotorea izeneko errotore iraunkorrean txertatzen da errotorearen muinean txertatuta.

(c) iman errotorearen muinean txertatzen da. 

BLDC motor errotorearen posizio sentsorea (aretoko sentsorea)

BLDC motorretan brotxarik ez dagoenez, konputazioa elektronikoki kontrolatzen da. Motorra biratzeko, estatoriko haizeak sekuentziatu egin behar dira eta errotorearen (hau da, errotorearen iparraldeko eta Hego poloak) estatatzaileen multzo zehatz bat zehaztasunez finkatzeko.

Posizio-sentsoreak Aretoko sentsoreak erabiliz (aretoko efektuaren printzipioaren funtzionamendua) normalean errotorearen posizioa hautemateko eta seinale elektriko bihurtzeko erabiltzen dira. BLDC Motors gehienek estatorean kapsulatuta dauden hiru areto sentsore erabiltzen dituzte errotorearen posizioa hautemateko.

Aretoko sentsoreak aretoaren efektuan oinarritutako sentsore mota bat da, 1879an Metalezko Materialetako American Fisicist aretoak 1879an aurkitu zuena, baina ez zen erabiltzen material metalikoetan aretoaren efektua ahulegia zelako. Teknologia erdieroalearen garapenarekin, erdieroaleen materialak erabiltzen hasi ziren aretoaren osagaiak ekoizteko, aretoko efektua dela eta, eta aplikatu eta garatu da. Aretoko sentsorea irteera-tentsioko pultsua sortzen duen sentsorea da, eremu magnetiko txandakatua igarotzen denean. Pultsuaren anplitudea zelaiaren eremu magnetikoaren eremuan zehazten da. Beraz, areto sentsoreek ez dute kanpoko energia hornidurarik behar.

Aretoko sentsorearen irteera altua edo baxua izango da, errotorearen iparraldeko poloa hego poloa edo Ipar poloaren ondoan dagoen ala ez. Hiru sentsoreen emaitzak konbinatuz, energiaren sekuentzia zehatza zehaztu daiteke.

DC motorra ez bezala, estatorra eta errotorea ez bezala, estatorren alboko eta kalitate handiko magnetaren materialak ezartzen dira, BLDCM-ren gorputzaren egitura estatinaren errotorearen eta posizio-sentsoreek osatzen dute eta hiru faseko motorra motorraren eremuan, 120 ° elektrikoko aldea da. faseen arteko angelua, hurrenez hurren. Egitura hau DC motorraren esku hutsik dago, eta AC motorraren estatuko egituraren antzekoa da.

Bldcm-ek zubi oso bat, hiru fasea, sei estatu, bi estatuko eroketa modua hautatzen du, eta horietan bi mosfeta unitate zirkuituan aldi berean indintzen dira, eta horren arabera, motorraren gorputzean bi faseko estatistikak seriean dinamizatzen dira. Fase elektronikoen aldaketa orok, FA potentzial dinamiko magnetikoek 60 ° espazioa angelu elektrikoa bihurtu dute, potentzial dinamikoko urratsa da, 60 ° Denboraren angelu elektrikoa, FAk jauzia egin zuen. Errotorea etengabe biratzen den arren, Momentu Magnetikoen Biraketa Motor Magnetikoaren Momentu Magnetikoaren eta Rotor Momentu Multzoa da. Batez besteko momentu elektromagnetikoko t, arrastatze sendoa iman iraunkorreko errotorearen biraketa etengabea.

Lan printzipioa DC motorra eskuila DC motorraren antzekoa da. Lorentz-en indarraren zuzendaritzak dioenez, korronte eroale bat eremu magnetiko batean kokatzen den bitartean, indar baten menpe egongo da. Erreakzioaren indarra dela eta, imanak indarrak berdinak eta kontrakoak izango dira. Korronte bat bobin batetik igarotzen denean, eremu magnetikoa sortzen da, estatoraren polo magnetikoek gidatzen dutenak, elkar erakartzen duten polo anisotropikoak elkartzen dituzten homopolaritateekin. Korrontearen norabidea etengabe aldatzen bada, orduan errotorearen eragindako eremu magnetikoaren poloak ere etengabe aldatuko dira, eta gero errotoreak denbora guztian biratuko du eremu magnetikoaren ekintzapean.

BLDC motorretan, iman iraunkorrak (errotorea) martxan daude, uneko zuzendaria (Estatorea) finkatuta dagoen bitartean.

BLDC motor eragiketa diagrama

Stator bobina energia horniduraren boterea jasotzen duenean, elektromagnet bihurtzen da eta aireko hutsunean eremu magnetiko uniformea sortzen hasten da. Albisteak AC tentsioko uhin forma sortzen du, forma trapezuzkoa duen potentzia hornidura DC izan arren. Errotoreak biratzen jarraitzen du estator elektromagnetikoaren eta iman errotore iraunkorraren arteko elkarreraginaren ondorioz.

Bizkarrak seinale altu eta baxuetara aldatuz, dagokion haizeak Ipar eta Hegoaldeko poloak hunkituta daude. Hego eta Ipar poloekin duen iman iraunkorraren errotorea estatero zutoinekin lerrokatuta dago, motorra biratzea eragiten duena.

BLDC motor eragiketa-diagramak polo bakarreko eta bi polo bldc motoretarako

DRCHLess DC motorrak hiru konfigurazio daude: fase bakarrekoak, bi fasea eta hiru fasea. Horien artean, hiru fase BLDC da ohikoena.

(3) DC motorren gidatzeko metodoak

Gidatzeko metodoa DC motorra eskuila ezberdineko metodoetan banatu daiteke kategoria desberdinen arabera:

Unitatearen uhinaren arabera: Square Wave Drive, unitate metodo hau erosoa da konturatzeko, motorra posizio sentsoreen kontrolik gabe konturatzeko erraza da.

Unitate sinusoidala: unitate metodo honek motor exekutatzeko efektua hobetu dezake eta irteerako momentu uniformea egin dezake, baina errealizazio prozesua nahiko konplexua da. Aldi berean, metodo honek SPWM eta SVPWM (espazio bektorearen pwm) bi modu ditu, SVPWM SPW baino hobea da.

(4) DC motorraren eskuoihalen abantailak eta desabantailak

Abantailak:

▷   Irteera handiko potentzia

▷ Tamaina txikia eta pisua 

▷ Beroaren xahutzea eta eraginkortasun handia 

▷ Eragiketa abiadura zabala eta zarata elektriko baxua. 

▷ Fidagarritasun handia eta mantentze-eskakizun txikiak. 

▷ Erantzun dinamiko handia 

▷ Interferentzia elektromagnetiko baxua

Ez da nahikoa:

▶ Motor hau kontrolatzeko beharrezkoa den kontrolagailu elektronikoa garestia da 

▶ Drive Circuity konplexua beharrezkoa da 

▶ Posizio gehigarriko sentsoreak behar dira (fokua ez da erabiltzen)

5) DC motorrik gabeko motorraren aplikazioa

DRCless DC motorrak oso erabiliak dira hainbat eskabide-beharretan, hala nola, industria-kontrolak, hala nola, ehungintza, inprimaketa, inprimaketa. makinak, disko gogorreko unitateak, diskete disko unitateak, zinema kamerak, etab., beren ardatz eta filial mugimenduak kontrolatzen dituzte denek dute DC motorrak ez dira.

DRCless DC motorren eta eskuila DC motorren arteko desberdintasunak

Proiektu kategoria	Eskuila gabeko DC motorra	Eskuila DC motorra
Egitura	Iman iraunkorra errotore gisa, disko elektrikoa stator gisa	Iman iraunkorra errotore gisa, disko elektrikoa stator gisa
Haizeak eta bobina estekak	Motor ezaugarriak, bizitza luzea, ez da interferentziarik, mantentze-lanik, zarata baxua, prezio altua.	Beroaren xahutzea
On	Txiro	Gobernatu
Zirkuitu elektronikoekin aldatzeko aldaketaren elkarrizketa elektronikoa	Eskuila eta zuzentzailearen arteko harreman mekanikoa	Errotorearen posizioaren sentsorea
Aretoko elementuak, kodetzaile optikoak, etab. Edo kontraputentziako sorgailuak	Eskuilak auto-hedatzea	Eskuilak auto-hedatzea
Alderanzketa	Zuzendaritza elektronikoaren etengabeko sekuentzia aldatzea	Tentsio terminaleko polaritatea aldatu
Abantailak eta desabantailak alderatzea	Ezaugarri mekaniko eta kontrol mekaniko onak, bizitza luzea, ez interferentzia, ahots baxua, baina kostu handiagoa.	Ezaugarri eta kontrol mekaniko onak, zarata handia, interferentzia elektromagnetikoak

DC motorren eskuila eta eskuila DC motoren konparazioa

BLDC Motor Mainstream Fabrikatzaile Globala (Top10)

Gaur egun, BLDC industrian dauden enpresak ABB, Amtek, Nidec, MineBea Taldea, Textronic, United Motion Technologies, Baldor Elektronika, Ipar Amerikako enpresa elektrikoa, Schneider Elektrikoa eta Regalbeloit Corporation.

DC motorretako eskuoihaletarako sarrera

DC motorra (BLDC) estatulariak sortutako eremu magnetikoak eta errotoreak sortutako eremu magnetikoek maiztasun berdina dute. Oso erabilia da irteera handiko potentzia, zarata elektriko baxua, fidagarritasun handia, erantzun dinamiko handia, interferentzia elektromagnetiko gutxiago eta abiadura hobea lortzeko.

Eskuila gabeko DC motorra barne egitura

Baten egitura DC eskuila gabeko motorra behean agertzen da (zirrikitua, kanpoko errotorea, adibide gisa sentsore gabeko motor):

Eskuilurik gabeko motorra aurreko estalkiz, erdiko estalki, iman, silikonazko altzairuzko xaflaz, alanbre esmaltatua, errodadura, ardatz birakaria eta atzeko estalkia ditu. Horien artean, imanak, errodadura eta ardatz birakaria motorraren errotorea osatzen dute; Motorraren estatoa siliziozko altzairuzko xaflaz eta alanbre esmaltez osatuta dago. Aurreko estalkia, erdiko estalkia eta atzeko estalkia motorraren maskorra osatzen dute. Osagai garrantzitsuak hurrengo taulan deskribatzen dira:

	Osorrak	Deskribapen
Errotore	Iman	Eskuila gabeko motorraren osagai garrantzitsua. Eskuila gabeko motor baten errendimendu parametroen gehiengoa honekin lotuta dago;
	Biraketa ardatza	Errotorearen zati zuzenean estresatuta;
	Errodamendu	Motorraren funtzionamendu leuna bermatzea dira; Gaur egun eskuila gabeko motor gehienek zirrikitu sakoneko errodamenduak erabiltzen dituzte;
Errotore	Siliziozko altzairuzko xafla	Siliziozko altzairuzko xafla slotted eskuil gabeko motorraren zati garrantzitsua da, funtzio nagusia erresistentzia magnetikoa murriztea eta zirkuitu magnetikoko operazioan parte hartzea da;
	Esmaltatutako alanbrea	Bobinaren haizearen eroale indartsua bezala; Korrontearen maiztasun txandakatuz eta uhin-formaren bidez, eremu magnetiko bat eratzen da estatoraren inguruan errotorea biratzeko gidatzeko;

Errotorearen deskribapena

A-ren errotorea DRCless DC Motor (BLDC) iman iraunkorrez egina dago, n- eta S-Pole-ren arabera (polo bikote parametroa inplikatuz).

Rotor iman Cross Atala

Estatorioaren deskribapena

A estatiboa DRCHLIMS DC Motor (BLDC) silikonazko altzairuzko xafla batez osatuta dago (beheko irudia) estatizatutako barra-barraxkak ardatz-ardatzean zehar (parametroa nukleo-polo kopurua (n) nukleo kopurua (n) inplikatuta dago). Estatatzaile bakoitza elkarren arteko bobina ugariz osatuta dago. Normalean, haizeak hiru konektatutako izarreko patroian banatzen dira.

Triple-Clected Star-zaurien bobinak, bobinak konektatuta dauden moduaren arabera, estatoriko bihurriak ikaratu trapezoide eta sinusoidikoetan banatu daitezke. Bien arteko aldea batez ere sortutako kontagailuen indar elektromotiboteko uhin-forma da. Izenak dioen bezala: Trapezoidal Strator Biharketak kontrapore elektromotibo trapeziodun bat sortzen du, eta bihurri sinusoidalak kontagailu sinusoidalen indar elektromotiboa sortzen du. Hau beheko irudian agertzen da:   

PS: motorra kargurik gabe hornitzen denean, uhin-forma osziloskopio bidez neurtu daiteke.

02 DCr Brushless DC motorren sailkapena

Eskuila gabeko DC motorren sailkapenaren deskribapena

DC-ren eskuila (BLDC) errotorearen banaketaren arabera, barneko errotorearen motorra, kanpoko errotoreko motorra banatu daiteke; Unitatearen fasearen arabera fase bakarreko motorra, bi fase motorra, hiru faseko motorra (erabilera ohikoena); Sentsorea sentsorial motorretan eta sentsorial motorretan banatzen den ala ez, eta abar; Motoreen sailkapen ugari daude, espazioaren arrazoia, hemen ez egoteko interesa duten anaiak deskribatzeko.

Barruko eta kanpoko errotorearen deskribapena

Eskuiluzko motorrak kanpoko errotore motorretan eta barruko errotore motorretan banatu daitezke errotorearen eta estatorraren errenkadaren egituraren arabera (behean erakusten den moduan).

Motore	Hitza
Kanpoko errotorearen motorra	Barruko bobina haizeak estator gisa balio du, eta iman iraunkorrak errotorearen etxebizitza gisa lotzen dira; Aldarrikapen komunean: errotorea kanpoan dago eta estatoroa barruan dago;
Barruko errotorearen motorra	Barne iman iraunkorrak ardatzarekin lotuta daude errotorearen, energizatutako bobinaren bihurria eta shell estatorra. Normalean: errotorea barruan, estator kanpoan;

Barruko eta kanpoko errotorearen motorraren arteko aldea

Errotore eta estator sekuentziazio desberdinez gain, barneko eta kanpoko motorren arteko ezberdintasunak daude honela:

Ezaugabe	Barruko errotorearen motorra	Kanpoko errotorearen motorra
Potentzia dentsitatea	Handiago	Beheko
Abiadura	Handiago	Beheko
Egonkortasun txikiagoa	Beheko	Handiago
Kostatu	Nahiko altuagoa nahiko	Beheko
Beroaren xahutzea	Metiocre	Okerragoa hobea
Polo bikoteak	Txikiago	Gehiago

03 dc eskuila motorren parametroak

Eskuilarik gabeko motor parametroak

Parametro	Deskribapen
Tentsio kalifikatua	Eskuilarik gabeko motorretarako, funtzionamendu tentsio oso zabalak dira, eta parametro hau zehaztutako karga baldintzetan oinarritutako tentsioa da.
Kv balioa	Esanahi fisikoa: 1V-ko laneko tentsioaren abiadura, hau da: abiadura (karga ez) = KV balioa. 2. Gutxieneko bihurgune, KV balio handiko balioa, irteera maximoa, momentu txikia;
Momentua eta abiadura	Momentua (momentua, momentua): motorraren errotoreak sortutako gidatzeko momentua karga mekanikoa gidatzeko erabil daiteke; Abiadura: motor abiadura minutuko;
Korronte maximoa	Segurtasunez jasan eta lan egin dezakeen maximoa
Kanalaren egitura	Zenbaki nukleo kopurua (zirrikitu kopurua n): estator silikoko altzairuzko xaflaren zirrikitu kopurua; Altzairu magnetikoaren polo kopurua (polo zenbakia): errotorearen altzairu magnetikoaren kopurua;
Estator Inductance	Erabakia motorraren bihurritu egiten da
Estatorren erresistentzia	20 ℃ motorren arteko tarte bakoitzaren dc erresistentzia
20 ℃ motorren arteko tarte bakoitzaren dc erresistentzia	Zehaztutako baldintzetan, motorraren bihurgailua irekita dagoenean, unitateko abiadura biribilean sortutako indar elektromotiboaren indarra

BLDC motor kontrola

BLDC motor kontrol algoritmoak

Eskuila gabeko motorrak auto-aldapatsuak dira (norabidea aldatzeko) eta, beraz, kontrolatzeko konplexuagoak dira.

BLDC Motor Control-ek motorrak zuzendaritza zuzendaritza jasaten duen errotorearen posizioa eta mekanismoa ezagutzea behar du. Begizta itxiko abiadura kontrolatzeko, bi baldintza gehigarri daude, hau da, motorraren abiadura kontrolatzeko errotorearen abiadurarako / motorren eta PWMren seinaleetarako neurketak.

BLDC motorrek alboko lerrokatuta edo lerrokatutako PWM seinaleak izan ditzakete aplikazioaren eskakizunen arabera. Aplikazio gehienek abiadura aldaketaren funtzionamendua soilik eskatzen dute eta PWM lerro bereiziko 6 alboko bereizgarriak erabiliko dituzte.

Horrek bereizmen handiena ematen du. Aplikazioak zerbitzariaren posizionamendua, energia-balazta edo energia berraztertzea eskatzen badu, zentro-lerrokatutako PWM seinale osagarriak gomendatzen dira. Errotorearen posizioa sentitzea, BLDC Motors-ek aretoko efektu sentsoreak erabiltzen ditu posizio absolutua emateko. Horrek hariak eta kostu handiagoak erabiltzea lortzen du. Sensorless BLDC kontrolak areto sentsoreen beharra ezabatzen du eta, horren ordez, motorraren kontrako indarra (indar elektromotiboa) erabiltzen du errotorearen posizioa aurreikusteko. Sensorless kontrol kritikoa da zale eta ponpak bezalako abiadura aldakorreko aplikazioetarako. Sensorless kontrola ere beharrezkoa da hozkailurako eta aire girotuko konpresoreetarako BLDC motorrak erabiltzen direnean.

Ez da kargatzeko denbora txertatzea eta osagarria

BLDC motor gehienek ez dute PWM osagarririk behar, kargatzeko denbora txertatzea edo kargatzeko denborarik gabeko denbora kalte-ordaina. Ezaugarri hauek behar dituzten BLDC aplikazio bakarrak errendimendu handiko BLDC servo motorrak dira, Sine Wave-k Bldc Motors hunkituta, eskuila gabeko AC edo PC motor sinkronikoak.

Kontrol algoritmoak

Kontrol algoritmo desberdin asko BLDC motorren kontrola emateko erabiltzen dira. Normalean, botere transistoreak erregulatzaile lineal gisa erabiltzen dira motorraren tentsioa kontrolatzeko. Ikuspegi hau ez da praktikoa potentzia handiko motorrak gidatzean. Potentzia handiko motorrak PWM kontrolatu behar dira eta mikrokontrolagailu bat behar dute abiapuntua eta kontrol funtzioak emateko.

Kontrol algoritmoak hiru funtzio hauek eman behar ditu:

Motorraren abiadura kontrolatzeko PWM tentsioa

Motorra zuzentzeko eta zuzentzeko mekanismoa

Errotorearen posizioa aurreikusteko metodoak alderantzizko indarra edo areto sentsoreak erabiliz

Pultsuaren zabaleraren modulazioa motorren bihurgunei tentsio aldakorra aplikatzeko soilik erabiltzen da. Tentsio eraginkorra PWM betebeharraren zikloarekiko proportzionala da. Zuzenketa zuzena lortzen denean, BLDC baten momentu-abiaduraren ezaugarriak hurrengo DC motorren arteko berdinak dira. Tentsio aldakorra motorraren abiadura eta momentu aldakorra kontrolatzeko erabil daiteke.

Potentziaren transistorearen aldaketak, estatorean, errotorearen posizioaren arabera momentu onena sortzeko aukera ematen du. BLDC motor batean, MCUk errotorearen posizioa ezagutu behar du eta aldaketak une egokian egiteko gai izan behar du.

BLDC Motor Trapezioaren Batzordea

Metodo sinpleenetako bat DC eskuila gabeko motorra trapeziozko joerari deitzen dena erabiltzea da.

Eskailera kontrolatzaile baten eskemaren eskemaren eskematikoko diagrama

Eskema honetan, korrontea motorren terminal pare batek kontrolatzen du aldi berean, eta hirugarren motor terminala beti elektrikoki deskonektatzen da energia hornikuntzatik.    

Motor handian txertatutako hiru areto gailu erabiltzen dira errotorearen posizioa 60 graduko sektorean neurtzen duten eta informazio hori kontrolatzaile motorretan ematen dutenak. Uneko fluxua hirugarrenean bi bihurri eta zeroen arteko berdinak direnez, metodo honek uneko espazio bektorea sortzen du komunean sei norabideetako bat baino ez duena. Motorra gidatzen denez, motorren terminaletan elektrikoki aldatzen da (zuzendutako kommutazioa) behin 60 bira gradu bakoitzeko, beraz, espazioko bektorea beti da 90 graduko fasearen aldaketa

30 graduko posizioa

Kontrol trapeziboa: gidatu uhin-forma eta momentua

Haize bakoitzaren egungo uhin-forma trapezoidala da, zeroan hasita eta korronte positibora joango da eta gero korronte negatiboa da. Honek biraketa orekatua hurbilduko duen espazio bektorea sortzen du, errotoreak biratzen duen 6 norabide desberdinetan igo ahala.

Aire girotuak eta hozkailuak bezalako aplikazio motorretan, areto sentsoreak erabiltzea ez da konstantea. Desaktibatutako haizeetan eragindako sentsore potentzialak erabil daitezke emaitza berdinak lortzeko.

Trapezio unitate sistemak oso ohikoak dira, kontrol-zirkuituen sinpletasunagatik, baina zuzenketa garaian arazoak izaten dituzte.

BLDC motorren zuzendaritza sinusoidala

Trapezifikatzaile trapeziferoen aldeko konputazioa ez da nahikoa BLDC kontrol orekatu eta zehatza emateko. Hau da, batez ere, hiru fasean sortutako momentua delako eskuila gabeko motorra (olatu sinusoidalen kontrako indar elektromotiboa) honako ekuazioarekin definitzen da:

Ardatz birakaria Torque = KT [Irsin (O) + Iss (O + 120) + ITSI (O + 240)]

Non: O ardatz biraren kt-ren angelu elektrikoa da Motor IR-ren momentuaren konstantearen momentua da, eta fasearen korrontea da fase korrontea sinusoidala bada: IR = I0Sino; Is = i0sin (+ 120o); It = i0sin (+ 240o)

Lortuko du: ardatz birakorraren torque = 1.5i0 * kt (ardatz biratuaren angeluaren independentea)

Zuzenketa sinusoidala zuzentzen da eskuila motorren kontrolagailu batek hiru motor motorrak gidatzeko hiru korronte motorra biratzen duen moduan. Korronte horien lotutako faseak aukeratzen dira, hala nola, errotorearen korrontearen espazio leunak ekoizteko ortogonalaren alderantziz. Horrek ipar-zuzendaritzarekin lotutako momentu zurrunbiloak eta zuzendaritza lekuak ezabatzen ditu.

Motorraren korrontearen modulazio sinusoidal leuna sortzeko motorra biratzen den heinean, errotorearen posizioaren neurketa zehatza behar da. Halleko gailuek errotorearen posizioaren kalkulu zakarra soilik eskaintzen dute, horretarako nahikoa ez dena. Hori dela eta, kodetzaile edo antzeko gailu baten iritzi angeluarra behar da.

BLDC Motor Sine Sine Wave kontrolatzaile baten blokearen diagrama sinplifikatua

Korronte bihurriak konbinatu behar dira korrontearen espazio bektore etengabea lortzeko eta estatoriko bihurri bakoitza 120 graduko angeluan kokatuta daudenez, alanbre bankuetako korronteak sinusoidalak izan behar dira eta 120 graduko fasea izan behar dute. Kodetzailearen kokapenari buruzko informazioa bi Sine olatuak sintetizatzeko erabiltzen da, bien arteko 120 graduko fasearekin. Seinale horiek momentu komandoak biderkatu egiten dira, Sine olatuaren anplitudea behar den momentuarekiko proportzionala izan dadin. Ondorioz, gaur egungo bi komando sinusoidalak behar bezala desagerrarazten dira, eta, beraz, estilo birakaria gaur egungo espazio bektorea ekoizten dute norabide ortogonalean.

Gaur egungo komando sinusoidalen seinaleek korrontea modulatzen duten PI kontrolatzaile pare bat ateratzen dute bi motordun bi motordunetan. Hirugarren errotorearen bihurgailuaren korrontea kontrolatutako korronte bihurrien batuketa da eta, beraz, ezin da bereizita kontrolatu. PI kontroladore bakoitzaren irteera PWM modulatzaile batera bidaltzen da eta gero irteerako zubira eta bi motor terminaletara. Hirugarren motorraren terminalari aplikatutako tentsioa lehen bi haizeei aplikatutako seinaleen batuketatik eratorria da, hurrenez hurren, 120 gradu bereizitako hiru tentsio sinusoidaletan erabilitakoak.

Ondorioz, egungo uhinaren benetako uhin-formak zehaztasunez kontrolatzen du uneko komando sinusoidalaren seinalea eta sortutako espazio bektorea modu egokian biratzen da, nahi duzun norabidean kuantitatiboki egonkortzeko eta orientatzeko.

Kontrol egonkortutako zuzendaritzaren zuzendaritza sinusoidala ezin da zuzeneko zuzendaritza trapeziferoak lortu. Hala ere, motor abiadura baxuan eraginkortasun handia izan duelako, motor abiadura handietan bereiziko da. Hori da abiadura handitzen doan heinean, itzulera kontrolatzaileek maiztasun handiagoa duten seinale sinusoidala jarrai dezaten. Aldi berean, motorraren kontrako indar elektromotiboa gainditu behar dute, anplitudea eta maiztasuna areagotzen dituen abiadura handitzen doan heinean.

PI kontrolagailuek irabazi eta maiztasuneko erantzun finituak izan, uneko kontrol-begiztaren denborak aldaezinak diren istiluak atzerapen fasea eragingo du eta abiadura handiagoarekin handitzen den motor korrontean akatsak lortuko ditu. Horrek uneko espazio bektorearen norabidea oztopatuko du errotorearekiko errespetuz, eta, beraz, laukaduraren norabidetik desplazamendu bat eragin du.

Hori gertatzen denean, momentu gutxiago egungo kopuru jakin batek sor dezake, beraz, korronte gehiago behar da momentua mantentzeko. Eraginkortasuna gutxitzen da.

Beherapen horrek abiadura handitzen doan heinean jarraituko du. Momenturen batean, korrontearen desplazamendu faseak 90 gradu gainditzen ditu. Hori gertatzen denean, momentua zerora murrizten da. Sinoloidala konbinatuta, puntu honetan abiadura momentu negatiboa da eta, beraz, ezin da konturatu.

AC motorren kontrol algoritmoak

Eskala kontrolatzea

Eskalaren kontrola (edo v / hz kontrola) komando motor baten abiadura kontrolatzeko metodo erraza da

Komandoaren motorraren egoera egonkorra teknologia lortzeko erabiltzen da batez ere, beraz, ez da posible errendimendu iragankorra. Sistemak ez du uneko begizta. Motorra kontrolatzeko, hiru faseko hornidura anplitudea eta maiztasuna baino ez da aldatu.

Bektorearen kontrola edo eremu magnetikoaren orientazio kontrola

Motor bateko momentua aldatu egiten da estatorraren eta errotorearen arlo magnetikoen funtzio gisa eta bi eremuak elkarren ortogonalak direnean. Eskalan oinarritutako kontrolean, bi eremu magnetikoen arteko angelua nabarmen aldatu egiten da.

Bektorearen kontrolak ortogonalitatea berriro sortzen du AC motorretan. Momentua kontrolatzeko, bakoitzak sortutako fluxu magnetikoaren korrontea sortzen du DC makina baten erantzunak lortzeko. AC agindutako motor baten kontrol bektoriala DC motorraren bereizita hunkituta dagoen kontrolaren antzekoa da.

DC motor batean, kitzikapen korronteak sortutako Eremu Magnetikoaren Eremu Magnetikoaren Armadurako Armadurako Armaduraren Armadurako Armadurako Armadurako IA. Eremu magnetiko hauek elkarrengandik errespetatu eta egonkortu egiten dira. Ondorioz, Armadura korrontea momentu kontrolatzeko kontrolatzen denean, eremu magnetikoaren energia ez da eraginik eta erantzun iragankorragoa da.

AC faseko hiru faseko eremuko kontrola (FEF) DC motor baten funtzionamendua immicking da. Kontrolatutako aldagai guztiak matematikoki eraldatzen dira AC ordez. bere xede kontrol independentearen momentua eta fluxua.

Eremu orientazio kontrolerako bi metodo daude: FOCT: Rotorfluxangle-ren norabidea zuzenean kalkulatzen da fluxu-behatzailearen zeharkako frogak zuzenean kalkulatzen du: errotorearen eremu magnetikoaren norabidea (errotorearen abiadura eta irristaketa) zeharka (irristagaitza).

Bektorearen kontrolak errotorearen fluxuaren kokapena ezagutzea behar du eta algoritmo aurreratuek kalkulatu dezakete terminal korronteen eta tentsioen ezagutza (AC indukzio motor baten eredu dinamikoa erabiliz). Inplementazio ikuspegitik, ordea, baliabide konputazionalen beharra kritikoa da.

Ikuspegi desberdinak erabil daitezke kontrol bektorialen algoritmoak ezartzeko. FeedForward teknikak, ereduaren estimazioa eta kontrolerako kontrol teknikak erabil daitezke erantzuna eta egonkortasuna hobetzeko.

AC motorren kontrol bektoriala: ulermen sakonagoa

Bektore kontrol algoritmo baten bihotzean bi bihurketa garrantzitsu dira: Clark bihurketa, parkearen bihurketa eta alderantzizkoa. Clark eta Park trantsizioen erabilerak errotorearen korrontea errotorearen eskualdean kontrolatzea ahalbidetzen du. Horri esker, errotorearen kontrol sistema batek errotoreari eman behar zaion tentsioa zehazteko aukera ematen du, modu dinamikoki desberdinen karga azpian maximizatzeko.

CLARK Bihurketa: Clark Matematika bihurketak hiru fase sistema bi koordenatu sisteman aldatzen ditu:

Non IA eta IB datu ortogonalaren osagaiak dira eta IO IO ez da garrantzirik gabeko homoplanar osagaia

Hiru faseko errotorearen korrontearen erreferentzia sistema birakaria

Parkearen bihurketa: Parkeko bihurketa matematikoak sistema estatikoaren bi norabideko sistema biribilki bihurtzea bihurtzen du.

Α fasea, β fasearen irudikapena Clarke bihurketa kalkulatzen da eta gero bektorearen biraketa modulura elikatu da, non angelua biratzen duen d, q errotoreari erantsitakoaren arabera. Aurreko ekuazioaren arabera, angeluaren bihurketa θ konturatu da.

Eremu magnetikoaren oinarrizko egitura AC motorraren kontrol bektoriala

Clarke eraldaketak hiru faseko korronteak erabiltzen ditu IA, IB eta IC, ic-a, koordenatu finkoko fasean ISD eta ISQ bihurtzen dira, Parkeko eraldaketan d, Q. Clarke eraldaketa motorren fluxuen eredu batean oinarritzen da. Motor Flux Model-etik kalkulatutako korrontearen ISD, ISQ eta berehalako angelua θ korronteak, Indukzio Motorraren momentu elektrikoa kalkulatzeko erabiltzen dira.

AC motorren kontrol bektorialaren oinarriak

Eratorritako balio horiek elkarren artean eta erreferentziako balioekin alderatzen dira eta PI kontroladoreak eguneratu ditu.

1. Taula: Motorraren lineako kontrol eta kontrol bektorialaren konparazioa:

Kontrol parametroa	V / Hz kontrola	Yari Kontrola	Sensorless Sagittal kontrola
Abiadura doitzea	% 1	% 0 001	0% 05
Momentu egokitzea	Txiro	+/-% 2	+/-% 5
Motor eredua	Ez	Aldarrikatu	Eredu zehatza behar da
MCU prozesatzeko potentzia	Baxu	Garai	High + DSP

Bektorearen oinarritutako motorraren kontrolaren berezko abantaila da, printzipio bera erabiltzea posible dela eredu matematiko egokia aukeratzeko, PM-AC edo BLDC motor mota desberdinak bereizita kontrolatzeko.

BLDC motorraren kontrol bektoriala

BLDC Motor da arlo bideratutako bektorearen kontrolerako aukera nagusia. Armadarik gabeko motorrik gabeko motorrek eraginkortasun handiagoa lor dezakete,% 95era arte, eta abiadura handietan motoreentzat ere oso eraginkorrak dira.

Motor kontrolatzeko

Stepper motor kontrolak normalean bidirectional unitate korrontea hartzen du eta bere motorra pausoak sekuentzian bihurrituz gero. Normalean urratsetako motor mota honek 3 unitate sekuentzia ditu:

1. 
   

   Fase bakarreko urratseko unitatea:

   
   

Modu honetan, haizea hurrengo aginduan elikatzen da, AB / CD / BA / DC-k (BA-ek esan nahi du AB haizeak kontrako norabidean elikatzen dela). Sekuentzia hau fase bakarreko urratsa edo olatu bidezko modua deritzo. Aldi berean, karga gehigarri bakarra dago.

2. Fase bikoitzeko unitate bikoitza:

Modu honetan, bi faseak batera kobratzen dira, beraz, errotorea bi poloen artean dago beti. Modu honetan Biphase urrats osoa deritzo, modu hau motor bipolarraren sekuentzia normala da, momentu maximoa atera dezake.

3. urrats erdia modua:

Modu honek pauso bakarreko urratsa eta bi fasea pausoz pauso izango du potentzia: eta, ondoren, bikoitza gehitu potentzia eta, ondoren, fase bakarreko potentzia ..., beraz, motorra pauso erdiko gehikuntzan exekutatzen da. Modu honetan urrats erdia modua deritzo, eta motorraren urrats angelu eraginkorra kitzikapen bakoitzeko erdia murrizten da eta irteerako momentua ere txikiagoa da.

Aurreko hiru moduak kontrako norabidean biratzeko erabil daitezke (erlojuaren kontrako norabidean), baina ez eskaera alderantzikatuz gero.

Normalean, pausoaren motorrak polo anitz ditu pausoaren angelua murrizteko, baina bihurri kopurua eta unitateen sekuentzia etengabea da.

DC Motor kontrolatzeko algoritmo orokorra

Motorraren abiadura kontrol orokorra, batez ere motorraren bi zirkuitu erabiltzea: fase angelua kontrolatzeko PWM Chopper Control

Angelu fasearen kontrola

Angelu fasearen kontrola motor orokorren abiadura kontrolatzeko metodo sinpleena da. Abiadura kontrolatzen da Triako puntuko puntuko angelua aldatuz. Angelu fasearen kontrola oso irtenbide ekonomikoa da, ordea, ez da oso eraginkorra eta interferentzia elektromagnetikoetara joateko joera (EMI).

Motore orokorren angelu fasearen kontrola

Goian agertzen den diagramak angelu fasearen kontrol mekanismoa erakusten du eta Tric Abiadura Kontrolaren aplikazio tipikoa da. Triako Gate Pulse-ren fase mugimenduak tentsio eraginkorra sortzen du eta, beraz, motor abiadura desberdinak sortzen ditu, eta zero zeharkako detekzio zirkuitu bat erabiltzen da atearen pultsua atzeratzeko denbora-erreferentzia ezartzeko.

Pwm chopper kontrola

PWM kontrola irtenbide aurreratuagoa da motor abiadura kontrolatzeko kontrolerako. Irtenbide honetan, potentzia mofset edo Igbt, maiztasun handiko AC lerro-tentsio altukoa da, motorraren denbora desberdineko tentsioa sortzeko.

PWM Chopper kontrola General Motors-era

Aldatzeko maiztasun-tartea orokorrean 10-20khz da zarata kentzeko. Helburu orokorreko motorraren kontrol metodo honek egungo kontrol hobea eta EMI errendimendu hobea lortzeko aukera ematen du, eta, beraz, eraginkortasun handiagoa.