Motor pa furça rrymë e vazhdueshme Ka një mbështjellje trefazore në stator dhe një magnet të përhershëm në rotor. Një fushë magnetike rrotulluese krijohet nga mbështjellja e statorit, pas ndërveprimit me të cilin rotori magnetik fillon të lëvizë. Për të krijuar një fushë magnetike rrotulluese, një sistem tensioni trefazor furnizohet me mbështjelljen e statorit, i cili mund të ketë formë të ndryshme dhe është formuar menyra te ndryshme. Gjenerimi i tensioneve të furnizimit (ndërrimi i dredha-dredha) për një motor DC pa furça kryhet nga njësi të specializuara elektronike - kontrolluesi i motorit.

Porosit një motor pa furçanë katalogun tonë

Në rastin më të thjeshtë, mbështjelljet lidhen në çifte me një burim tensioni konstant dhe ndërsa rotori rrotullohet në drejtim të vektorit të fushës magnetike të mbështjelljes së statorit, voltazhi lidhet me palën tjetër të mbështjelljes. Vektori i fushës magnetike të statorit më pas merr një pozicion tjetër dhe rotori vazhdon të rrotullohet. Për përcaktimin momentin e duhur Për lidhjen e mbështjelljeve të mëposhtme, përdoret më shpesh sensori i pozicionit të rotorit;

Opsionet e mundshme dhe raste të veçanta

Motorët pa furçë të disponueshëm aktualisht mund të vijnë në një larmi modelesh.

Me ekzekutim mbështjellja e statorit Mund të dallohen motorët me një plagë klasike të dredha-dredha në një bërthamë çeliku dhe motorët me një mbështjellje cilindrike të zbrazët pa një bërthamë çeliku. Dredha-dredha klasike ka një induktivitet dukshëm më të lartë se një mbështjellje cilindrike e zbrazët, dhe një konstante kohore përkatësisht më të madhe. Për shkak të kësaj, nga njëra anë, dredha-dredha cilindrike e zbrazët lejon një ndryshim më dinamik të rrymës (dhe, rrjedhimisht, çift rrotullues, nga ana tjetër, kur funksionon nga një kontrollues motori që përdor modulimin PWM me frekuencë të ulët); Kërkohen valëzime aktuale, mbytje filtri me një vlerësim më të madh (dhe në përputhje me rrethanat madhësi më të madhe). Për më tepër, dredha-dredha klasike, si rregull, ka një moment shtrëngimi magnetik dukshëm më të lartë, si dhe efikasitet më të ulët, sesa një mbështjellje cilindrike e zbrazët.

Një tjetër ndryshim me të cilin ato ndahen modele te ndryshme motorët - ky është pozicioni relativ i rotorit dhe statorit - ka motorë me një rotor të brendshëm dhe motorë me rotor i jashtëm. Motorët e rotorit të brendshëm në përgjithësi kanë shpejtësi më të larta dhe inerci më të ulët të rotorit sesa modelet e rotorit të jashtëm. Falë kësaj, motorët e rotorit të brendshëm kanë dinamikë më të lartë. Motorët e rotorit të jashtëm shpesh kanë një normë rrotullimi pak më të lartë për të njëjtin diametër të jashtëm të motorit.

Dallimet nga llojet e tjera të motorëve

Dallimet nga kolektori DPT. Vendosja e mbështjelljes në rotor bëri të mundur braktisjen e furçave dhe komutatorit dhe në këtë mënyrë të heqësh qafe sendin e lëvizshëm kontakt elektrik, e cila redukton ndjeshëm besueshmërinë e DPT me magnet të përhershëm. Për të njëjtën arsye, shpejtësia e motorëve pa furça është zakonisht shumë më e lartë se ajo e motorëve DC me magnet të përhershëm. Nga njëra anë, kjo ju lejon të rritni fuqinë specifike të një motori pa furça, nga ana tjetër, kjo nuk është për të gjitha aplikacionet. shpejtësi e lartëështë vërtet e nevojshme

Dallimet nga motorët sinkron me magnet të përhershëm. Motorët sinkron me magnet të përhershëm në rotor janë shumë të ngjashëm me motorët DC pa furça në dizajn, por ka një sërë dallimesh. Së pari, termi motor sinkron kombinon shumë lloje të ndryshme motorët, disa prej të cilëve janë krijuar për funksionim të drejtpërdrejtë nga një rrjet standard rrymë alternative, pjesa tjetër (për shembull servomotorët sinkron) mund të funksionojë vetëm nga konvertuesit e frekuencës (kontrolluesit e motorëve). Motorët pa furça, megjithëse kanë një mbështjellje trefazore në stator, nuk lejojnë funksionimin e drejtpërdrejtë nga tensioni i rrjetit dhe domosdoshmërisht kërkojnë një kontrollues të përshtatshëm. Përveç kësaj, motorët sinkron kërkojnë furnizim me tension sinusoidal, ndërsa motorët pa furça lejojnë furnizimin me energji elektrike tension alternativ formë hapi (ndërrimi i bllokut) dhe madje sugjerojnë përdorimin e tij në mënyrat nominale të funksionimit.

Kur nevojitet një motor pa furça?

Përgjigja për këtë pyetje është mjaft e thjeshtë - në rastet kur ajo ka një avantazh ndaj llojeve të tjera të motorëve. Për shembull, është pothuajse e pamundur të bëhet pa një motor pa furça në aplikacionet ku shpejtësi të lartë rrotullimi: mbi 10,000 rpm. Përdorimi i motorëve pa furça justifikohet edhe në rastet kur kërkohet jetëgjatësi e gjatë e motorit. Në rastet kur është e nevojshme të përdoret një montim i një motori me një kuti ingranazhi, përdorimi i motorëve pa furça me shpejtësi të ulët (me një numër të madh shtyllash) justifikohet qartë. Motorët pa furça me shpejtësi të lartë në këtë rast do të kenë një shpejtësi më të madhe se maksimumi shpejtësia e lejuar kuti ingranazhi, dhe për këtë arsye nuk do të jetë e mundur të përdoret fuqia e tyre e plotë. Për aplikimet që kërkojnë kontrollin më të thjeshtë të mundshëm të motorit (pa përdorimin e një kontrolluesi motori), një motor DC i krehur është një zgjedhje e natyrshme.

Nga ana tjetër, në kushte temperaturë e ngritur ose rrezatimi i rritur manifestohet dobësi Motorë pa furça - Sensorë Hall. Modelet e sensorëve Standard Hall kanë një rezistencë të kufizuar ndaj rrezatimit dhe gamë të temperaturës së funksionimit. Nëse në një aplikacion të tillë ekziston ende nevoja për të përdorur një motor pa furça, atëherë versionet me porosi me zëvendësimin e sensorëve Hall me ata më rezistent ndaj këtyre faktorëve bëhen të pashmangshëm, gjë që rrit çmimin e motorit dhe kohën e dorëzimit.

Një motor DC quhet Motor elektrik, mundësuar nga rryma e vazhdueshme. Nëse është e nevojshme, merrni një motor me çift rrotullues të lartë me shpejtësi relativisht të ulëta. Strukturisht, Inrunners janë më të thjeshtë për shkak të faktit se një stator i palëvizshëm mund të shërbejë si strehim. Pajisjet e fiksimit mund të montohen në të. Në rastin e Outrunners, e gjithë pjesa e jashtme rrotullohet. Motori fiksohet duke përdorur një bosht fiks ose pjesë të statorit. Në rastin e një motori me rrota, fiksimi kryhet në boshtin fiks të statorit, telat drejtohen në stator përmes një boshti të uritur prej më pak se 0,5 mm.

Një motor AC quhet motor elektrik i fuqizuar nga rryma alternative. Ekzistojnë llojet e mëposhtme të motorëve AC:

Ekziston gjithashtu një UKM (motor komutator universal) me funksionin e funksionimit si në rrymë alternative ashtu edhe në atë të drejtpërdrejtë.

Një lloj tjetër motori është motor stepper me një numër të kufizuar pozicionesh të rotorit. Një pozicion i caktuar i specifikuar i rotorit fiksohet duke furnizuar energji në mbështjelljet e nevojshme përkatëse. Kur tensioni i furnizimit hiqet nga njëra dredha-dredha dhe transferohet në të tjerat, ndodh një proces kalimi në një pozicion tjetër.

Një motor AC kur fuqizohet nëpërmjet një rrjeti industrial zakonisht nuk arrin shpejtësia e rrotullimit më shumë se tre mijë rrotullime në minutë. Për këtë arsye, nëse është e nevojshme të merren frekuenca më të larta, përdoret një motor komutator, përfitime shtesë i cili është i lehtë dhe kompakt duke ruajtur fuqinë e kërkuar.

Ndonjëherë përdoret gjithashtu një mekanizëm i veçantë transmetimi i quajtur shumëzues, i cili ndryshon parametrat kinematikë të pajisjes në ato të kërkuara treguesit teknikë. Njësitë e komutatorëve ndonjëherë zënë deri në gjysmën e hapësirës së të gjithë motorit, kështu që motorët elektrikë AC zvogëlohen në madhësi dhe bëhen më të lehta në peshë duke përdorur një konvertues frekuence, dhe ndonjëherë duke pasur një rrjet me një frekuencë të rritur deri në 400 Hz.

Jeta e shërbimit të çdo motori asinkron AC është dukshëm më e lartë se ajo e një motori komutator. Është përcaktuar gjendja e izolimit të mbështjelljeve dhe kushinetave. Një motor sinkron, kur përdoret një inverter dhe një sensor i pozicionit të rotorit, konsiderohet një analog elektronik i një motori klasik të krehur që mbështet funksionimin përmes rrymës direkte.

Motor DC pa furça. Informacione të përgjithshme dhe dizajni i pajisjes

Një motor DC pa furça quhet gjithashtu një motor DC pa furça trefazore. Është një pajisje sinkrone, parimi i funksionimit të së cilës bazohet në rregullimin e vetësinkronizuar të frekuencës, për shkak të së cilës kontrollohet vektori (bazuar në pozicionin e rotorit) i fushës magnetike të statorit.

Kontrollorët e motorëve të këtij lloji shpesh mundësohen nga tension konstant, kështu e kanë marrë emrin. Në literaturën teknike angleze, një motor valvul quhet PMSM ose BLDC.

Motori elektrik pa furça u krijua kryesisht për të optimizuar fuqinë çdo motor DC përgjithësisht. TE aktivizues Një pajisje e tillë (veçanërisht një mikrodrive me shpejtësi të lartë me pozicionim të saktë) kishte kërkesa shumë të larta.

Kjo, ndoshta, çoi në përdorimin e pajisjeve të tilla specifike të rrymës direkte, motorë trefazorë pa furça, të quajtur edhe motorë BLDC. Ato janë pothuajse identike në dizajn motorët sinkron rrymë alternative, ku rrotullimi i rotorit magnetik ndodh në një stator konvencional të laminuar në prani të mbështjelljeve trefazore, dhe numri i rrotullimeve varet nga voltazhi dhe ngarkesa e statorit. Bazuar në koordinatat e caktuara të rotorit, mbështjelljet e ndryshme të statorit ndërrohen.

Motorët DC pa furça mund të ekzistojnë pa ndonjë sensor të veçantë, megjithatë, ndonjëherë ata janë të pranishëm në rotor, siç është një sensor Hall. Nëse pajisja funksionon pa një sensor shtesë, atëherë mbështjelljet e statorit shërbejnë si element fiksues. Pastaj rryma lind për shkak të rrotullimit të magnetit kur rotori shkakton një EMF në mbështjelljen e statorit.

Nëse njëra nga mbështjelljet është e fikur, sinjali që është induktuar do të matet dhe do të përpunohet më tej, megjithatë, ky parim funksionimi është i pamundur pa një profesor të përpunimit të sinjalit. Por për të kthyer ose frenuar një motor të tillë elektrik, nuk nevojitet një qark urë - do të jetë e mjaftueshme për të furnizuar pulset e kontrollit në sekuencë të kundërt në mbështjelljet e statorit.

Në një VD (motor me ndërprerje) një induktor në formën e një magneti të përhershëm ndodhet në rotor, dhe mbështjellja e armaturës është në stator. Bazuar në pozicionin e rotorit, gjenerohet tensioni i furnizimit të të gjitha mbështjelljeve motor elektrik. Kur një kolektor përdoret në dizajne të tilla, funksioni i tij do të kryhet nga një ndërprerës gjysmëpërçues në një motor ndërprerës.

Dallimi kryesor midis motorëve sinkron dhe valvulave është vetë-sinkronizimi i këtij të fundit duke përdorur DPR, i cili përcakton shpejtësinë proporcionale të rrotullimit të rotorit dhe fushës.

Më shpesh, motorët DC pa furça përdoren në fushat e mëposhtme:

Stator

Kjo pajisje ka një dizajn klasik dhe i ngjan të njëjtës pajisje makinë asinkrone. Përfshin bërthama e mbështjelljes së bakrit(e vendosur rreth perimetrit në brazda), e cila përcakton numrin e fazave dhe strehimin. Zakonisht fazat e sinusit dhe kosinusit janë të mjaftueshme për rrotullim dhe vetë-nisje, megjithatë, motori i valvulës shpesh krijohet si trefazor ose edhe katërfazor.

Motorë elektrikë me mbrapsht forca elektromotore Sipas llojit të vendosjes së kthesave në mbështjelljen e statorit, ato ndahen në dy lloje:

• formë sinusoidale;
• formë trapezoidale.

Në llojet përkatëse të motorëve, rryma e fazës elektrike ndryshon gjithashtu sipas metodës së furnizimit, në mënyrë sinusoidale ose trapezoidale.

Rotor

Në mënyrë tipike, rotori është bërë nga magnet të përhershëm me një numër çiftesh polesh nga dy në tetë, të cilat, nga ana tjetër, alternojnë nga veriu në jug ose anasjelltas.

Magnetët e ferritit konsiderohen më të zakonshëm dhe më të lirë për të bërë një rotor, por disavantazhi i tyre është nivel i ulët induksioni magnetik Prandaj, materiale të tilla tani po zëvendësohen nga pajisje të bëra nga lidhjet e elementeve të ndryshme të tokës së rrallë, pasi ato mund të ofrojnë nivel të lartë induksioni magnetik, i cili, nga ana tjetër, bën të mundur zvogëlimin e madhësisë së rotorit.

DPR

Sensori i pozicionit të rotorit siguron reagimet. Bazuar në parimin e funksionimit, pajisja ndahet në nëntipet e mëposhtme:

• induktiv;
• fotoelektrike;
• Sensori i efektit Hall.

Lloji i fundit ka fituar popullaritetin më të madh për shkak të tij veti pothuajse absolute pa inerci dhe aftësia për të hequr qafe vonesat në kanalet e reagimit bazuar në pozicionin e rotorit.

Sistemi I kontrollit

Sistemi i kontrollit përbëhet nga çelsat e fuqisë, ndonjëherë edhe nga tiristorë ose tranzistorë të fuqisë, duke përfshirë një portë të izoluar, që çon në një montim të inverterit aktual ose të inverterit të tensionit. Procesi i menaxhimit të këtyre çelësave zbatohet më shpesh duke përdorur një mikrokontrollues, i cili kërkon një numër të madh operacionesh llogaritëse për të kontrolluar motorin.

Parimi i funksionimit

Funksionimi i motorit është që kontrolluesi ndërron një numër të caktuar mbështjelljesh të statorit në atë mënyrë që vektori i fushave magnetike të rotorit dhe statorit të jetë ortogonal. Përdorimi i PWM (modulimi i gjerësisë së pulsit) Kontrolluesi kontrollon rrymën që rrjedh nëpër motor dhe rregullon çift rrotullues të ushtruar në rotor. Drejtimi i këtij momenti të veprimit përcaktohet nga shenja e këndit midis vektorëve. Shkallët elektrike përdoren në llogaritjet.

Ndërrimi duhet të bëhet në atë mënyrë që F0 (fluksi i ngacmimit të rotorit) të mbahet konstant në raport me fluksin e armaturës. Me ndërveprimin e një ngacmimi të tillë dhe fluksit të armaturës, formohet një çift rrotullues M, i cili tenton të rrotullojë rotorin dhe, paralelisht, të sigurojë koincidencën e ngacmimit dhe fluksit të armaturës. Megjithatë, ndërsa rotori rrotullohet, mbështjelljet e ndryshme ndërrohen nën ndikimin e sensorit të pozicionit të rotorit, duke bërë që rrjedha e armaturës të kthehet drejt hapit tjetër.

Në një situatë të tillë, vektori që rezulton zhvendoset dhe bëhet i palëvizshëm në lidhje me rrjedhën e rotorit, i cili, nga ana tjetër, krijon çift rrotullues të nevojshëm në boshtin e motorit elektrik.

Kontrolli i motorit

Kontrolluesi i një motori DC pa furçë rregullon çift rrotullues që vepron në rotor duke ndryshuar vlerën e modulimit të gjerësisë së pulsit. Ndërrimi është i kontrolluar dhe kryhet në mënyrë elektronike, ndryshe nga një motor konvencional DC i krehur. Gjithashtu të zakonshme janë sistemet e kontrollit që zbatojnë modulimin e gjerësisë së pulsit dhe algoritmet e kontrollit të gjerësisë së pulsit për rrjedhën e punës.

Motorët e kontrolluar nga vektori ofrojnë gamën më të gjerë të njohur për rregullimin e shpejtësisë së tyre. Rregullimi i kësaj shpejtësie, si dhe ruajtja e lidhjes së fluksit në nivelin e kërkuar, ndodh falë konvertuesit të frekuencës.

Një tipar i rregullimit të një disku elektrik bazuar në kontrollin e vektorit është prania e koordinatave të kontrolluara. Ata jane ne sistem fiks Dhe shndërrohen në rrotulluese, duke theksuar një vlerë konstante proporcionale me parametrat e kontrolluar të vektorit, për shkak të së cilës formohet një veprim kontrolli, dhe më pas një tranzicion i kundërt.

Pavarësisht nga të gjitha avantazhet e një sistemi të tillë, ai shoqërohet gjithashtu nga një disavantazh në formën e vështirësisë në kontrollin e pajisjes për të rregulluar shpejtësinë në një gamë të gjerë.

Avantazhet dhe disavantazhet

Në ditët e sotme, në shumë industri, ky lloj motori është në kërkesë të madhe, sepse motori elektrik DC pa furçë kombinon pothuajse të gjitha më së shumti. cilësitë më të mira pa kontakt dhe lloje të tjera të motorëve.

Përparësitë e pamohueshme të një motori valvul janë:

Pavarësisht domethënëse pika pozitive, V motor DC pa furça Ka gjithashtu disa disavantazhe:

Nisur nga sa më sipër dhe mungesa e zhvillimit elektronikë moderne në rajon, shumë besojnë ende përdorimin e duhur një motor konvencional asinkron me një konvertues frekuence.

Motor DC pa furçë trefazor

Ky lloj motori ka karakteristika të shkëlqyera, veçanërisht kur kryeni kontroll duke përdorur sensorë pozicioni. Nëse momenti i rezistencës ndryshon ose është plotësisht i panjohur, dhe gjithashtu nëse është e nevojshme të arrihet çift ​​rrotullues më i lartë i fillimit Përdoret kontrolli i sensorit. Nëse sensori nuk përdoret (zakonisht në tifozë), kontrolli ju lejon të bëni pa komunikim me tela.

Karakteristikat e kontrollit të një motori trefazor pa furça pa sensor pozicioni:

Karakteristikat e kontrollit motor trefazor pa furça me një sensor pozicioni duke përdorur shembullin e një sensori Hall:

konkluzioni

Motori DC pa furça ka shumë përparësi dhe do të bëhet një zgjedhje e denjë për përdorim si nga specialistët ashtu edhe nga njerëzit e zakonshëm.

Kohët e fundit, motorët DC pa furça janë bërë gjithnjë e më të popullarizuar. Ato përdoren në mënyrë aktive në prodhimin e instrumenteve, automatizimin industrial mjekësor dhe shtëpiak, si dhe në pajisjet e kontrollit dhe matjes. Ky lloj Motorët funksionojnë pa furça;

Përparësitë e motorëve pa furça

Motorët pa furça kanë një sërë avantazhesh, të cilat kanë përcaktuar fushat e tyre të aplikimit. Ata kanë performancë më të mirë. Çift rrotullimi i tyre është shumë më i lartë në krahasim me motorët konvencionalë. Modelet pa furça kanë më të larta karakteristikat dinamike dhe efikasitetit.

Ndër avantazhet e tjera, duhet të theksohet funksionimi i heshtur, jeta e zgjatur e shërbimit dhe më shumë Frekuencë e lartë rrotullimi. Raporti i madhësisë së motorit ndaj çift rrotullues është më i lartë se llojet e tjera. Kjo është veçanërisht e rëndësishme në zonat ku madhësia dhe pesha janë faktorë kritikë.

Parimi i punës së motorit pa furça

Parimi i funksionimit bazohet në fushat magnetike të prodhuara nga statori dhe rotori, shpejtësia e rrotullimit të të cilave është e njëjtë. Nuk ka asnjë të ashtuquajtur rrëshqitje, karakteristikë e motorët asinkron. Konfigurimi i motorëve pa furça është njëfazor, dyfazor ose trefazor. Numri i mbështjelljeve në stator varet nga kjo. Më e përhapura Të gjitha zonat morën motorë trefazorë.

Dizajni i motorit pa furça

Si shembull, duhet të marrim parasysh trefazorët më të njohur motor pa furça. Ka një stator prej çeliku të shtresuar, në brazda të të cilit vendoset mbështjellja. Shumica e motorëve të këtij lloji kanë tre mbështjellje të lidhura në një yll.

Rotori është një magnet i përhershëm me pole që variojnë nga 2 deri në 8 çifte. Në të njëjtën kohë, jugore dhe Poli i Veriut alternojnë me njëri-tjetrin. Rotori është bërë nga një material i veçantë magnetik që siguron densitetin e kërkuar të fushës magnetike. Në mënyrë tipike, këto janë magnet ferrit, nga të cilët bëhen magnet të përhershëm.

Ndryshe nga motorët elektrikë konvencionalë, motorët DC pa furça ndërrohen në mënyrë elektronike. Kjo është për shkak të nevojës për të furnizuar vazhdimisht tensionin në mbështjelljet e statorit. Në të njëjtën kohë, duhet të dini se në çfarë pozicioni është rotori. Ky pozicion përcaktohet nga sensorët Hall, të cilët prodhojnë një sinjal të lartë ose të ulët, varësisht se cili pol kalon pranë elementëve shumë të ndjeshëm.

Gjenerator DC pa furça

Shfaqja e motorëve pa furça shpjegohet me nevojën për të krijuar makinë elektrike me shumë përparësi. Një motor pa furça është një pajisje pa një komutator, funksionin e të cilit e merr përsipër elektronika.

Motorët BLDC janë motorë elektrikë DC pa furça, me një fuqi, për shembull, 12, 30 volt.

• Zgjedhja e motorit të duhur
• Parimi i funksionimit
• Pajisja me motor BLDC
• Sensorët dhe mungesa e tyre
• Asnjë sensor
• Koncepti i frekuencës PWM
• sistemi arduino
• Montimi i motorit

Zgjedhja e motorit të duhur

Për të zgjedhur një njësi, është e nevojshme të krahasoni parimin e funksionimit dhe veçoritë e motorëve të krehur dhe pa furça.

Nga e majta në të djathtë: motor me furçë dhe motor pa furçë FK 28-12

Kolektorët kushtojnë më pak, por zhvillojnë një shpejtësi të ulët rrotullimi të çift rrotullues. Ato funksionojnë me rrymë të drejtpërdrejtë, janë të lehta në peshë dhe madhësi dhe mund të riparohen për të zëvendësuar pjesët. Manifestimi i cilësisë negative zbulohet kur merret një numër i madh revolucionesh. Furçat vijnë në kontakt me komutatorin, duke shkaktuar fërkime që mund të dëmtojnë mekanizmin. Performanca e njësisë është zvogëluar.

Furçat jo vetëm që kërkojnë riparim për shkak të veshja e shpejtë, por gjithashtu mund të çojë në mbinxehje të mekanizmit.

Avantazhi kryesor i një motori DC pa furça është mungesa e çift rrotullues dhe kontaktet e ndërrimit. Kjo do të thotë se nuk ka burime humbjesh, si në motorët me magnet të përhershëm. Funksionet e tyre kryhen nga transistorët MOS. Më parë, kostoja e tyre ishte e lartë, kështu që ata nuk ishin në dispozicion. Sot çmimi është bërë i pranueshëm dhe performanca është përmirësuar ndjeshëm. Nëse nuk ka radiator në sistem, fuqia është e kufizuar në 2,5 deri në 4 vat, dhe rryma e funksionimit është e kufizuar në 10 deri në 30 Amper. Efikasiteti motorë elektrikë pa furça shumë i gjatë.

Avantazhi i dytë janë cilësimet mekanike. Boshti është montuar në kushineta të gjera. Nuk ka elemente thyerëse ose gërryese në strukturë.

E vetmja negative është se është e shtrenjtë njësia elektronike menaxhimi.

Le të shqyrtojmë një shembull të mekanikës së një makine CNC me një gisht.

Zëvendësimi i një motori të krehur me një motor pa furça do të mbrojë nga dëmtimi i boshtit CNC. Me bosht nënkuptojmë një bosht që ka rrotullime të rrotullimit djathtas dhe majtas. Boshti CNC ka fuqi të lartë. Shpejtësia e çift rrotullues kontrollohet nga një rregullator servo testues dhe shpejtësia kontrollohet nga një kontrollues automatik. Kostoja e një CNC me një gisht është rreth 4 mijë rubla.

Parimi i funksionimit

Tipari kryesor i mekanizmit është mungesa e një kolektori. Dhe magnete të përhershme janë instaluar në bosht, që është rotori. Rreth tij ka mbështjellje teli që kanë fusha të ndryshme magnetike. Dallimi midis motorëve pa furça 12 volt është sensori i kontrollit të rotorit i vendosur në të. Sinjalet dërgohen në njësinë e kontrolluesit të shpejtësisë.

Pajisja me motor BLDC

Rregullimi i magneteve brenda statorit zakonisht përdoret për motorët dyfazorë me një numër të vogël shtyllash. Parimi i çift rrotullues rreth statorit përdoret kur është e nevojshme të merret një motor dyfazor me shpejtësi të ulët.

Ka katër pole në rotor. Magnetët drejtkëndëshe janë instaluar polet e alternuara. Megjithatë, numri i poleve nuk është gjithmonë i barabartë me numrin e magneteve, nga të cilët mund të jenë 12, 14. Por numri i poleve duhet të jetë çift. Disa magnet mund të përbëjnë një pol.

Fotografia tregon 8 magnet që formojnë 4 pole. Momenti i forcës varet nga fuqia e magneteve.

Sensorët dhe mungesa e tyre

Kontrollorët e goditjes ndahen në dy grupe: me dhe pa sensor të pozicionit të rotorit.

Forcat e rrymës furnizohen në mbështjelljet e motorit kur situatë e veçantë Rotori Përcaktohet nga sistemi elektronik duke përdorur një sensor pozicioni. Ato vijnë në lloje të ndryshme. Një kontrollues popullor udhëtimi është një sensor diskret i efektit Hall. Një motor trefazor 30 volt do të përdorë 3 sensorë. Njësia elektronike ka vazhdimisht të dhëna për pozicionin e rotorit dhe drejton tensionin në kohë në mbështjelljet e kërkuara.

Një pajisje e zakonshme që ndryshon përfundimet e saj kur ndërron mbështjelljet.

Një pajisje me qark të hapur mat rrymën dhe shpejtësinë. Kanalet PWM janë të lidhura në pjesën e poshtme të sistemit të kontrollit.

Tre hyrje janë të lidhura me sensorin Hall. Nëse sensori Hall ndryshon, fillon procesi i përpunimit të ndërprerjeve. Për të siguruar përgjigje të shpejtë të përpunimit të ndërprerjeve, një sensor Hall është i lidhur me kunjat e rendit të ulët të portit.

Përdorimi i një sensori pozicioni me një mikrokontrollues

Për të kursyer në faturat e energjisë elektrike, lexuesit tanë rekomandojnë Kutinë e Kursimit të Energjisë Elektrike. Pagesat mujore do të jenë 30-50% më pak se sa ishin përpara përdorimit të kursyesit. Ai largon komponentin reaktiv nga rrjeti, duke rezultuar në një reduktim të ngarkesës dhe, si pasojë, në konsumin aktual. Pajisjet elektrike konsumojnë më pak energji elektrike dhe kostot janë ulur.

Kontrolluesi i forcës së kaskadës është në zemër të bërthamës AVR, e cila ofron menaxhmenti kompetent motor DC pa furça. AVR është një çip për kryerjen e detyrave specifike.

Parimi i funksionimit të kontrolluesit të shpejtësisë mund të jetë me ose pa sensor. Programi i bordit AVR bën:

• ndezja e motorit sa më shpejt që të jetë e mundur pa përdorimin e pajisjeve shtesë të jashtme;
• kontrolli i shpejtësisë me një potenciometër të jashtëm.

Pamje e veçuar kontroll automatik sma, përdoret në lavatriçe.

Asnjë sensor

Për të përcaktuar pozicionin e rotorit, është e nevojshme të matni tensionin në mbështjelljen e papërdorur. Kjo metodë Zbatohet kur motori rrotullohet, përndryshe nuk do të funksionojë.

Kontrollorët e udhëtimit pa sensorë janë më të lehtë për t'u prodhuar, gjë që shpjegon përdorimin e tyre të gjerë.

Kontrollorët kanë karakteristikat e mëposhtme:

• vlera maksimale e rrymës direkte;
• vlera e tensionit maksimal të funksionimit;
• numri i rrotullimeve maksimale;
• rezistenca e ndërprerësve të energjisë;
• frekuenca e pulsit.

Kur lidhni kontrolluesin, është e rëndësishme t'i mbani telat sa më të shkurtër që të jetë e mundur. Për shkak të shfaqjes së rritjeve të rrymës në fillim. Nëse teli është i gjatë, mund të ndodhin gabime në përcaktimin e pozicionit të rotorit. Prandaj, kontrollorët shiten me një tel 12 - 16 cm.

Kontrollorët kanë shumë cilësime të softuerit:

• kontrolli i fikjes së motorit;
• mbyllje e butë ose e vështirë;
• frenimi dhe mbyllja e qetë;
• avancimi i fuqisë dhe efikasitetit;
• fillim i butë, i vështirë, i shpejtë;
• kufijtë aktualë;
• mënyra e gazit;
• ndryshimi i drejtimit.

Kontrolluesi LB11880 i paraqitur në figurë përmban një drejtues motori pa furça me fuqi të lartë, domethënë, ju mund ta përdorni motorin direkt në çip pa drejtues shtesë.

Koncepti i frekuencës PWM

Kur çelësat janë të ndezur, ngarkesa e plotë aplikohet në motor. Njësia arrin shpejtësinë maksimale. Për të kontrolluar motorin, duhet të sigurohet një rregullator i fuqisë. Kjo është ajo që bën modulimi i gjerësisë së pulsit (PWM).

Është vendosur shpeshtësia e kërkuar e hapjes dhe mbylljes së çelësave. Tensioni ndryshon nga zero në funksionim. Për të kontrolluar shpejtësinë, është e nevojshme të mbivendosni një sinjal PWM në sinjalet kryesore.

Sinjali PWM mund të gjenerohet nga pajisja në disa kunja. Ose krijoni një PWM për një çelës të veçantë duke përdorur një program. Skema bëhet më e thjeshtë. Sinjali PWM ka 4-80 kilohertz.

Rritja e frekuencës çon në më shumë procese tranzicioni, gjë që prodhon nxehtësi. Lartësia e frekuencës PWM rrit numrin e proceseve kalimtare, gjë që shkakton humbje në çelsat. Një frekuencë e ulët nuk siguron butësinë e dëshiruar të kontrollit.

Për të reduktuar humbjet në çelësat kur proceset e tranzicionit, Sinjalet PWM furnizohen veçmas në çelësat e sipërm ose të poshtëm. Humbjet direkte llogariten duke përdorur formulën P=R*I2, ku P është fuqia e humbjes, R është rezistenca e ndërprerësit, I është forca aktuale.

Më pak rezistencë minimizon humbjet dhe rrit efikasitetin.

sistemi arduino

Platforma kompjuterike e harduerit Arduino përdoret shpesh për të kontrolluar motorët pa furça. Ai bazohet në një bord dhe mjedis zhvillimi në gjuhën Wiring.

Pllaka Arduino përfshin një mikrokontrollues Atmel AVR dhe pajisje elementare për programim dhe ndërveprim me qarqet. Pllaka ka një stabilizues të tensionit. Pllaka Serial Arduino është një qark i thjeshtë përmbysës për konvertimin e sinjaleve nga një nivel në tjetrin. Programet instalohen përmes USB. Disa modele, si Arduino Mini, kërkojnë një tabelë shtesë për programim.

Gjuha e programimit Arduino përdor Përpunimin standard. Disa modele Arduino ju lejojnë të kontrolloni shumë serverë në të njëjtën kohë. Programet përpunohen nga procesori dhe përpilohen nga AVR.

Problemet me kontrolluesin mund të ndodhin për shkak të uljeve të tensionit dhe ngarkesës së tepërt.

Montimi i motorit

Korniza e motorit - mekanizmi i montimit të motorit. Përdoret në instalimet e motorit. Korniza e motorit përbëhet nga shufra të ndërlidhura dhe elementë kornizë. Montimet e motorit mund të jenë të sheshta, me elemente hapësinore. Korniza e motorit për një motor të vetëm 30 volt ose njësi të shumta. Qarku i fuqisë Montimi i motorit përbëhet nga një grup shufrash. Korniza e motorit është instaluar në një kombinim të elementeve të dërrasës dhe kornizës.

Motori elektrik DC pa furça është një njësi e domosdoshme që përdoret si në jetën e përditshme ashtu edhe në industri. Për shembull, makinë CNC, pajisje mjekësore, mekanizma automobilistik.

Motorët BLDC dallohen nga besueshmëria e tyre, parimi i funksionimit me precizion të lartë, automatik kontroll inteligjent dhe rregullore.

Publikuar 04/11/2013

Pajisja e përbashkët (Inrunner, Outrunner)

Një motor DC pa furça përbëhet nga një rotor me magnet të përhershëm dhe një stator me mbështjellje. Ekzistojnë dy lloje të motorëve: Inrunner, në të cilën magnetët e rotorit janë të vendosur brenda statorit me mbështjellje, dhe tejkalues, në të cilin magnetët janë të vendosur jashtë dhe rrotullohen rreth një statori të palëvizshëm me mbështjellje.

Skema Inrunner zakonisht përdoret për motorët me shpejtësi të lartë me një numër të vogël shtyllash. tejkalues nëse është e nevojshme, merrni një motor me çift rrotullues të lartë me shpejtësi relativisht të ulëta. Strukturisht, Inrunners janë më të thjeshtë për shkak të faktit se një stator i palëvizshëm mund të shërbejë si strehim. Pajisjet e fiksimit mund të montohen në të. Në rastin e Outrunners, e gjithë pjesa e jashtme rrotullohet. Motori fiksohet duke përdorur një bosht fiks ose pjesë të statorit. Në rastin e një motori me rrota, montimi kryhet në boshtin fiks të statorit, telat drejtohen në stator përmes boshtit të uritur;

Magnet dhe pole

Numri i poleve në rotor është i barabartë. Forma e magnetëve të përdorur është zakonisht drejtkëndëshe. Magnetët cilindrikë përdoren më rrallë. Ato janë të instaluara me shtylla të alternuara.

Numri i magneteve nuk korrespondon gjithmonë me numrin e poleve. Disa magnet mund të formojnë një pol:

Në këtë rast, 8 magnet formojnë 4 pole. Madhësia e magneteve varet nga gjeometria e motorit dhe karakteristikat e motorit. Sa më të fortë të jenë magnetët e përdorur, aq më i lartë është çift rrotullimi i zhvilluar nga motori në bosht.

Magnetet në rotor fiksohen duke përdorur zam të veçantë. Modelet me një mbajtës magneti janë më pak të zakonshme. Materiali i rotorit mund të jetë i përçueshëm magnetikisht (çeliku), jo magnetikisht (aliazhet e aluminit, plastika etj.) ose i kombinuar.

Dredha-dredha dhe dhëmbë

Dredha-dredha e një motori trefazor pa furça është bërë nga tela bakri. Teli mund të jetë me një bërthamë ose të përbëhet nga disa tela të izoluar. Statori është bërë nga disa fletë çeliku magnetikisht të përçueshëm të palosur së bashku.

Numri i dhëmbëve të statorit duhet të ndahet me numrin e fazave. ato. për numrin trefazor të motorit pa furçë të dhëmbëve të statorit duhet të ndahet me 3. Numri i dhëmbëve të statorit mund të jetë ose më i madh ose më i vogël se numri i poleve në rotor. Për shembull, ka motorë me skemat e mëposhtme: 9 dhëmbë/12 magnet; 51 dhëmbë/46 magnet.

Motorët me një stator me 3 dhëmbë përdoren jashtëzakonisht rrallë. Meqenëse vetëm dy faza funksionojnë në çdo kohë të caktuar (kur ndizen nga një yll), forcat magnetike nuk veprojnë në mënyrë të barabartë në rotor në të gjithë perimetrin (shih figurën).

Forcat që veprojnë në rotor përpiqen ta shtrembërojnë atë, gjë që çon në rritje të dridhjeve. Për të eliminuar këtë efekt, statori bëhet me një numër të madh dhëmbësh, dhe dredha-dredha shpërndahet mbi dhëmbët e të gjithë perimetrit të statorit sa më shumë që të jetë e mundur.

Në këtë rast, forcat magnetike që veprojnë në rotor anulojnë njëra-tjetrën. Nuk ka çekuilibër.

Opsionet për shpërndarjen e mbështjelljeve fazore mbi dhëmbët e statorit

Opsioni i mbështjelljes me 9 dhëmbë

Opsioni i mbështjelljes me 12 dhëmbë

Në diagramet e mësipërme, numri i dhëmbëve është zgjedhur në mënyrë që ai jo vetëm që pjesëtohet me 3. Për shembull, kur 36 llogari për dhëmbët 12 dhëmbët për fazë. 12 dhëmbë mund të shpërndahen kështu:

Skema më e preferuar është 6 grupe me 2 dhëmbë.

ekziston motorri me 51 dhembe ne stator! 17 dhëmbë në fazë. 17 është një numër i thjeshtë, është plotësisht i pjesëtueshëm vetëm me 1 dhe me vetveten. Si të shpërndani mbështjelljen midis dhëmbëve? Mjerisht, nuk mund të gjeja shembuj apo teknika në literaturë që do të ndihmonin në zgjidhjen e këtij problemi. Doli që dredha-dredha u shpërnda si më poshtë:

Le të shqyrtojmë një qark të vërtetë dredha-dredha.

Vini re se dredha-dredha ka drejtime të ndryshme mbështjelljeje në dhëmbë të ndryshëm. Drejtimet e ndryshme të mbështjelljes tregohen me shkronja të mëdha dhe të mëdha. Ju mund të lexoni në detaje rreth dizajnit të mbështjelljes në literaturën e ofruar në fund të artikullit.

Dredha-dredha klasike bëhet me një tel për një fazë. Ato. të gjitha mbështjelljet në dhëmbët e një faze janë të lidhura në seri.

Edhe mbështjelljet e dhëmbëve mund të lidhen paralelisht.

Mund të ketë edhe përfshirje të kombinuara

Lidhja paralele dhe e kombinuar bën të mundur reduktimin e induktivitetit të mbështjelljes, gjë që çon në një rritje të rrymës së statorit (dhe rrjedhimisht fuqisë) dhe shpejtësisë së rrotullimit të motorit.

Shpejtësia elektrike dhe reale

Nëse rotori i motorit ka dy pole, atëherë me një rrotullim të plotë të fushës magnetike në stator, rotori bën një kthesë e plotë. Me 4 pole, rrotullimi i boshtit të motorit me një rrotullim të plotë kërkon dy rrotullime të fushës magnetike në stator. Sa më i madh të jetë numri i poleve të rotorit, aq më shumë rrotullime elektrike kërkohen për të rrotulluar boshtin e motorit për rrotullim. Për shembull, ne kemi 42 magnet në rotor. Për ta kthyer rotorin një rrotullim, nevojiten 42/2 = 21 rrotullime elektrike. Kjo pronë mund të përdoret si një lloj reduktuesi. Duke marrë shumën e kërkuar polet, mund të merrni një motor me karakteristikat e dëshiruara të shpejtësisë. Përveç kësaj, ne do të kemi nevojë për një kuptim të këtij procesi në të ardhmen kur zgjedhim parametrat e kontrolluesit.

Sensorët e pozicionit

Dizajni i motorëve pa sensorë ndryshon nga motorët me sensorë vetëm në mungesë të këtyre të fundit. Të tjerët dallimet themelore Nr. Sensorët më të zakonshëm të pozicionit janë ata të bazuar në efektin Hall. Sensorët reagojnë ndaj një fushe magnetike, ato zakonisht vendosen në stator në mënyrë që të ndikohen nga magnetët e rotorit. Këndi midis sensorëve duhet të jetë 120 gradë.

Kjo i referohet gradave "elektrike". Ato. për një motor me shumë pole, rregullimi fizik i sensorëve mund të jetë si më poshtë:

Ndonjëherë sensorët janë të vendosur jashtë motorit. Këtu është një shembull i vendndodhjes së sensorëve. Në fakt ishte një motor pa sensorë. Kështu që në një mënyrë të thjeshtë ishte e pajisur me sensorë sallë.

Në disa motorë, sensorë janë instaluar pajisje speciale, i cili ju lejon të lëvizni sensorët brenda kufijve të caktuar. Duke përdorur një pajisje të tillë, caktohet koha. Megjithatë, nëse motori kërkon kthimin e kundërt (rrotullimi brenda ana e kundërt) do t'ju duhet një grup i dytë sensorësh të konfiguruar për të kundërt. Meqenëse koha nuk ka me rëndësi vendimtare në fillim dhe rrotullime të ulëta, mund t'i vendosni sensorët në pikën zero dhe të rregulloni këndin e avancimit në mënyrë programore kur motori fillon të rrotullohet.

Karakteristikat kryesore të motorit

Çdo motor është projektuar për të përmbushur kërkesat specifike dhe ka karakteristikat kryesore të mëposhtme:

• Mënyra e funksionimit për të cilin motori është projektuar: afatgjatë ose afatshkurtër. E gjatë mënyra e funksionimit do të thotë që motori mund të funksionojë për orë të tëra. Motorë të tillë janë projektuar në atë mënyrë që emetimi i nxehtësisë në mjedis të jetë më i lartë se emetimi i nxehtësisë i vetë motorit. Në këtë rast, nuk do të ngrohet. Shembull: ventilim, shkallë lëvizëse ose transportues. afatshkurtër - nënkupton që motori do të ndizet për një periudhë të shkurtër, gjatë së cilës nuk do të ketë kohë të ngrohet në temperaturën maksimale, e ndjekur nga një periudhë e gjatë, gjatë së cilës motori ka kohë të ftohet. Shembull: ashensor, makinë rroje elektrike, tharëse flokësh.
• Rezistenca e mbështjelljes së motorit. Rezistenca e mbështjelljes së motorit ndikon Efikasiteti i motorit. Sa më e ulët të jetë rezistenca, aq më i lartë është efikasiteti. Duke matur rezistencën, mund të zbuloni praninë e një qarku të shkurtër ndërprerës në dredha-dredha. Rezistenca e mbështjelljes së motorit është të mijtët e ohmit. Për ta matur atë, kërkohet një pajisje e veçantë ose një teknikë e veçantë matjeje.
• Tensioni maksimal i funksionimit. Tensioni maksimal që mund të përballojë mbështjellja e statorit. Tensioni maksimal lidhet me parametrin e mëposhtëm.
• Shpejtesi maksimale. Ndonjëherë ato nuk tregojnë shpejtesi maksimale, A Kv - numri i rrotullimeve të motorit për volt pa ngarkesë në bosht. Duke e shumëzuar këtë tregues me tensionin maksimal, marrim shpejtësinë maksimale të motorit pa ngarkesë në bosht.
• Rryma maksimale. Maksimumi rrymë e lejuar mbështjellje Si rregull, tregohet edhe koha gjatë së cilës motori mund të përballojë rrymën e specifikuar. Kufizimi maksimal i rrymës shoqërohet me mbinxehje të mundshme të mbështjelljes. Prandaj, kur temperaturat e ulëta mjedisi duke punuar në kohë reale me rryma maksimale do të jetë më shumë, dhe në mot të nxehtë motori do të digjet më herët.
• Fuqia maksimale e motorit. E lidhur drejtpërdrejt me parametrin e mëparshëm. Kjo është fuqia maksimale që motori mund të prodhojë për një periudhë të shkurtër kohe, zakonisht disa sekonda. Në punë e gjatë në fuqi maksimale Mbinxehja e motorit dhe dështimi i tij është i pashmangshëm.
• Fuqi e vlerësuar. Fuqia që motori mund të zhvillojë gjatë gjithë kohës kur është ndezur.
• Këndi i avancimit të fazës (koha). Dredha-dredha e statorit ka njëfarë induktiviteti, i cili ngadalëson rritjen e rrymës në mbështjellje. Rryma do të arrijë maksimumin e saj pas disa kohësh. Për të kompensuar këtë vonesë, ndërrimi i fazës kryhet me një paradhënie. Ngjashëm me ndezjen në një motor djegia e brendshme, ku koha e ndezjes është vendosur duke marrë parasysh kohën e ndezjes së karburantit.

Ju gjithashtu duhet t'i kushtoni vëmendje faktit që me ngarkesën e vlerësuar nuk do të merrni shpejtësinë maksimale në boshtin e motorit. Kv tregohet për një motor të pa ngarkuar. Kur fuqizoni motorin nga bateritë, duhet të merret parasysh "ulja" e tensionit të furnizimit nën ngarkesë, e cila nga ana tjetër do të zvogëlojë gjithashtu shpejtësinë maksimale të motorit.