Pochopení principu a použití vysoká účinnost motorů: 1 ze 3
motor převádí dodávané elektrické energie na mechanickou energii. Různé typy motorů se běžně používají. Mezi nimi jsou střídavé stejnosměrné motory (BLDC) vybaveny vysokou účinností a vynikající ovladatelností a jsou široce používány v mnoha aplikacích. Motor BLDC má výhody úspory energie ve srovnání s jinými typy motorů.,
Motory jsou Moc Dodání Stroje
Když inženýři se potýkají s výzvou, projektování elektrických zařízení provádět mechanické úkoly, mohli by přemýšlet o tom, jak elektrické signály se přemění na energii. Takže pohony a motory patří mezi zařízení, která převádějí elektrické signály do pohybu. Motory vyměňují elektrickou energii za mechanickou energii.
nejjednodušším typem motoru je kartáčovaný stejnosměrný motor. U tohoto typu motoru prochází elektrický proud cívkami, které jsou uspořádány v pevném magnetickém poli., Proud vytváří magnetické pole cívky; to způsobí, že cívky otočit, protože každá cívka je tlačen pryč od jako prut a vytáhl směrem na rozdíl od pólu pevné pole. K udržení rotace, je nutné, aby neustále zvrátit současný—tak, aby se cívka polarity se neustále flip, což cívky, aby i nadále „honí“ na rozdíl od pevných sloupech. Napájení cívky je dodávána prostřednictvím pevné vodivé kartáče, které tvoří kontakt s rotujícím komutátorem; to je rotace komutátoru, který způsobuje obrácení proudu přes cívky., Komutátor a kartáče jsou klíčovými součástmi, které odlišují kartáčovaný stejnosměrný motor od jiných typů motorů. Obrázek 1 ilustruje obecný princip kartáčovaného motoru.
Obrázek 1: provoz kartáčovaného stejnosměrného motoru.
pevné kartáče dodávají rotujícímu komutátoru elektrickou energii. Jako komutátor otáčí, neustále se obrátí směr proudu do cívky, obrácení polarity cívky tak, že cívky udržovat doprava rotace., Komutátor se otáčí, protože je připojen k rotoru, na kterém jsou namontovány cívky.
běžné typy motorů
motory se liší podle typu výkonu (AC nebo DC) a způsobu generování rotace (Obrázek 2). Níže se krátce podíváme na funkce a použití každého typu.
Obrázek 2: Různé Typy Motorů,
Kartáčovaný DC motory, představovat jednoduchý design a snadné ovládání, jsou široce používány k otevření a zavření diskové zásobníky., U automobilů se často používají pro zatahování, prodlužování a polohování bočních oken s elektrickým pohonem. Nízké náklady na tyto motory je činí vhodnými pro mnoho použití. Jeden nevýhodou však je, že kartáče a komutátory mají tendenci nosit poměrně rychle v důsledku jejich pokračující kontakt, vyžadující častou výměnu a pravidelnou údržbu.
krokový motor je poháněn impulsy; otáčí se přes určitý úhel (krok) s každým pulsem., Vzhledem k tomu, že rotace je přesně řízena počtem přijatých impulzů, jsou tyto motory široce používány k provádění polohových úprav. Oni jsou často používány, například, pro kontrolu podávání papíru do faxů a tiskáren—od těchto zařízení podávat papír v pevné kroky, které jsou snadno spojeny s počet pulsů. Pozastavení lze také snadno ovládat, protože rotace motoru se okamžitě zastaví, když je pulzní signál přerušen.
se synchronními motory je rotace synchronní s frekvencí napájecího proudu., Tyto motory se často používají k pohonu rotujících zásobníků v mikrovlnných troubách; redukční ozubená kola v motorové jednotce mohou být použita k získání vhodných otáček pro ohřev jídla. U indukčních motorů se také rychlost otáčení mění s frekvencí; ale pohyb není synchronní. V minulosti byly tyto motory často používány v elektrických ventilátorech a pračkách.
při běžném používání existují různé typy motorů. V této relaci se podíváme na výhody a aplikace střídavých stejnosměrných motorů.
proč se motory BLDC otáčejí?,
jak jejich název napovídá, střídavé stejnosměrné motory nepoužívají kartáče. S kartáčovanými motory dodávají kartáče proud komutátorem do cívek na rotoru. Jak tedy střídavý motor prochází proudem do cívek rotoru? To není—protože cívky nejsou umístěny na rotoru. Místo toho je rotor permanentním magnetem; cívky se neotáčejí, ale jsou místo toho upevněny na statoru. Protože se cívky nepohybují, není třeba kartáče a komutátor. (obrázek. 3.,)
leštěný motor, otáčení je dosaženo tím, že řídí magnetické pole generované cívky na rotoru, zatímco magnetické pole generované stacionární magnety zůstává pevná. Chcete-li změnit rychlost otáčení, změníte napětí pro cívky. S motorem BLDC se otáčí permanentní magnet; rotace je dosažena změnou směru magnetických polí generovaných okolními stacionárními cívkami. Chcete-li ovládat otáčení, nastavíte velikost a směr proudu do těchto cívek.,
obrázek 3: Motor BLDC.
protože rotor je permanentní magnet, nepotřebuje žádný proud, což eliminuje potřebu kartáčů a komutátoru. Proud k pevným cívkám je řízen zvenčí.
Výhody BLDC Motorů
BLDC motor s třemi cívkami na statoru se šesti elektrickými vodiči (dva na každou cívku), kterou z těchto cívek., Ve většině implementací tři z těchto vodičů bude připojeno interně, s zbývající tři dráty vystupující z těla motoru (na rozdíl od dva dráty vyčnívat z kartáčovaného motor popsáno dříve). Zapojení v případě motoru BLDC je komplikovanější než pouhé připojení kladných a záporných svorek napájecího článku; podrobněji se podíváme na to, jak tyto motory fungují ve druhé relaci této série. Níže uzavíráme tím, že se podíváme na výhody společnosti BLDC motors.,
jednou z velkých výhod je účinnost, protože tyto motory mohou plynule řídit při maximální rotační síle (točivý moment). Kartáčované motory naopak dosahují maximálního točivého momentu pouze v určitých bodech otáčení. Aby kartáčovaný motor dodával stejný točivý moment jako bezkartáčový model, musel by použít větší magnety. To je důvod, proč i malé motory BLDC mohou dodávat značný výkon.
druhou velkou výhodou—související s první-je ovladatelnost. Motory BLDC lze ovládat pomocí zpětnovazebních mechanismů tak, aby přesně dodávaly požadovaný točivý moment a rychlost otáčení., Přesné řízení zase snižuje spotřebu energie a výrobu tepla a—v případech, kdy jsou motory napájeny z baterie-prodlužuje životnost baterie.
motory BLDC také nabízejí vysokou odolnost a nízkou generaci elektrického hluku díky nedostatku kartáčů. S brushed motors, kartáčů a komutátoru nosit dolů v důsledku neustálého pohybu kontaktu, a také produkovat jiskry, kde kontakt je vyroben. Elektrický hluk je zejména výsledkem silných jisker, které se vyskytují v oblastech, kde kartáče procházejí mezerami v komutátoru., To je důvod, proč jsou motory BLDC často považovány za výhodné v aplikacích, kde je důležité vyhnout se elektrickému šumu.
Ideální Aplikace pro BLDC Motory
Jsme viděli, že BLDC motory nabízejí vysokou účinnost a ovladatelnost, a že mají dlouhou životnost. K čemu jsou tedy dobré? Vzhledem k jejich účinnosti a dlouhověkosti jsou široce používány v zařízeních, která běží nepřetržitě., Oni již dlouho používá v pračkách klimatizačních zařízení a jiné spotřební elektroniky, a více nedávno, objevují se v fanoušky, kde jejich vysoká účinnost přispěla k výraznému snížení spotřeby energie.
používají se také k pohonu vakuových strojů. V jednom případě změna řídicího programu vedla k velkému skoku v rychlosti otáčení—příklad superlativní ovladatelnosti nabízené těmito motory.,
BLDC motory jsou také používány k rotaci jednotky pevného disku, kde je jejich trvanlivost udržuje pohání operační spolehlivě dlouhodobě, zatímco jejich energetické účinnosti přispívá ke snížení spotřeby energie v oblasti, kde je stále důležitější.
směrem k širšímu využití v budoucnu
můžeme očekávat, že v budoucnu uvidíme motory BLDC používané v širším spektru aplikací. Například budou pravděpodobně široce používány k řízení servisních robotů-malých robotů, kteří poskytují služby v jiných oblastech než ve výrobě., Dalo by se myslet, že krokové motory by byly vhodnější v tomto typu aplikace, kde by impulsy mohly být použity k přesnému řízení polohování. Motory BLDC jsou však vhodnější pro ovládání síly. A s krokovým motorem by držení polohy konstrukce, jako je rameno robota, vyžadovalo relativně velký a nepřetržitý proud. S motorem BLDC, vše, co by bylo zapotřebí, je proud úměrný vnější síle—umožňující výkonnější řízení. BLDC motory mohou také nahradit jednoduché kartáčované stejnosměrné motory v golfových vozících a vozících mobility., Kromě jejich lepší účinnosti mohou motory BLDC také poskytovat přesnější ovládání-což může dále prodloužit životnost baterie.
bldc motory jsou také ideální pro drony. Jejich schopnost poskytovat přesné ovládání z nich dělá obzvláště vhodné pro multirotor drony, kde drone postoj je řízen přesně ovládající rychlost otáčení každého rotoru.
v této relaci jsme viděli, jak motory BLDC nabízejí vynikající účinnost, ovladatelnost a dlouhověkost. Pro plné využití potenciálu těchto motorů je však nezbytná pečlivá a správná kontrola., V našem dalším zasedání se podíváme na to, jak tyto motory fungují.
seznam modulů
- co jsou střídavé stejnosměrné motory
- řídící motory BLDC
- řešení Renesas pro řízení motorů BLDC