Motorë DC pa furça. Dizajni i motorit pa furça. Cili është ndryshimi midis motorëve të krehur dhe pa furçë? Parimi i funksionimit të motorit DC pa furça

Ky është një lloj motori elektrik rrymë alternative, në të cilin montimi i furçës së komutatorit zëvendësohet nga një ndërprerës gjysmëpërçues pa kontakt i kontrolluar nga një sensor i pozicionit të rotorit. Ndonjëherë mund të hasni në shkurtesën e mëposhtme: BLDC - motor DC pa furçë. Për thjeshtësi, unë do ta quaj atë një motor pa furça ose thjesht BC.

Motorët pa furça janë mjaft të njohura për shkak të specifikës së tyre: nuk ka Materialet harxhuese brushat e tipit, nuk ka pluhur karboni/metal brenda nga fërkimi, nuk ka shkëndija (dhe kjo është një zonë e madhe shpërthimi dhe disqe/pompa të sigurta nga zjarri). Ato përdoren nga tifozët dhe pompat deri te disqet me precizion të lartë.
Aplikimi kryesor në modelim dhe ndërtim amator: motorë për modele të kontrolluara me radio.

Kuptimi i përgjithshëm i këtyre motorëve është tre faza dhe tre mbështjellje (ose disa mbështjellje të lidhura në tre grupe), të cilat kontrollohen nga një sinjal në formën e një sinusoidi ose një sinusoidi të përafërt për secilën nga fazat, por me një ndryshim. Figura tregon një ilustrim të thjeshtë të funksionimit të një motori trefazor.

Prandaj, një nga aspektet specifike të kontrollit të motorëve BC është përdorimi i një drejtuesi të veçantë kontrollues, i cili ju lejon të rregulloni impulset e rrymës dhe tensionit për secilën fazë në mbështjelljet e motorit, gjë që në fund jep punë të qëndrueshme V gamë të gjerë stresi. Këta janë të ashtuquajturit kontrollues ESC.

Motorët BC për pajisjet e telekomandës vijnë në madhësi dhe dizajne të ndryshme. Disa nga më të fuqishmet janë seritë 22 mm, 36 mm dhe 40/42 mm. Sipas dizajnit ato vijnë me të rotor i jashtëm dhe e brendshme (Outrunner, Inrunner). Motorët me një rotor të jashtëm në fakt nuk kanë një strehë statike (xhaketë) dhe janë të lehta. Si rregull, ato përdoren në modelet e avionëve, katërkopterët, etj.
Motorët me një stator të jashtëm janë më të lehtë për t'u vulosur. Të ngjashme përdoren për modelet RC që janë të ekspozuara ndaj ndikimeve të jashtme si papastërtia, pluhuri, lagështia: karroca, monstra, zvarritës, modele RC të ujit).
Për shembull, një motor i tipit 3660 mund të instalohet lehtësisht në një model të makinës në distancë, si p.sh. një karrocë ose përbindësh dhe të ketë shumë kënaqësi.

Do të vërej gjithashtu paraqitjen e ndryshme të vetë statorit: 3660 motorë kanë 12 mbështjellje të lidhura në tre grupe.
Kjo ju lejon të merrni një çift rrotullues të lartë në bosht. Duket diçka si kjo.


Spiralet janë të lidhura në këtë mënyrë


Nëse çmontoni motorin dhe hiqni rotorin, mund të shihni mbështjelljet e statorit.
Ja çfarë ka brenda serisë 3660


më shumë foto

Përdorimi amator i motorëve të ngjashëm me çift rrotullues të lartë - in dizajne të bëra vetë, ku një i vogël, i fuqishëm motor rrotullues. Këto mund të jenë tifozë të tipit turbinë, bosht të veglave të makinerive amatore, etj.

Pra, me qëllim instalimin në një makinë amatore për shpim dhe gdhendje, u mor një grup motor pa furça së bashku me kontrolluesin ESC
Motor pa furçë GoolRC 3660 3800KV me Servo Metal Gear ESC 60A 9,0 kg


Avantazhi i kompletit ishte një servo drive 9 kg, i cili është shumë i përshtatshëm për produktet shtëpiake.

Kërkesat e përgjithshme Kur zgjidhni një motor, merren parasysh sa vijon:
- Numri i rrotullimeve/volt është të paktën 2000, pasi ishte planifikuar të përdoret me burime me tension të ulët (7.4...12V).
- Diametri i boshtit 5 mm. Kam konsideruar opsione me një bosht 3,175 mm (kjo është një seri motorësh BC me diametër 24, për shembull, 2435), por më pas do të më duhej të blija një fishek të ri ER11. Ekzistojnë opsione edhe më të fuqishme, për shembull, motorët 4275 ose 4076, me një bosht 5 mm, por ato janë përkatësisht më të shtrenjta.

Karakteristikat e motorit pa furça GoolRC 3660:
Modeli: GoolRC 3660
Fuqia: 1200 W
Tensioni i funksionimit: deri në 13 V
Kufiri aktual: 92A
Rrotullimet për volt (RPM/Volt): 3800 KV
Shpejtësia maksimale: deri në 50000
Diametri i kasës: 36 mm
Gjatësia e kasës: 60 mm
Gjatësia e boshtit: 17 mm
Diametri i boshtit: 5 mm
Përcaktimi i madhësisë së vidës: 6 copë * M3 (të shkurtra, kam përdorur M3 * 6)
Lidhës: banane mashkull i veshur me ar 4 mm
Mbrojtja: nga pluhuri dhe lagështia

Karakteristikat e kontrolluesit ESC:
Modeli: GoolRC ESC 60A
Rryma e vazhdueshme: 60A
Rryma e pikut: 320A
E aplikueshme bateritë e rikarikueshme: 2-3S Li-Po / 4-9S Ni-Mh Ni-Cd
BEC: 5.8V/3A
Lidhës (Hyrje): T prizë mashkull
Lidhës (dalje): banane femër e veshur me ar 4 mm
Dimensionet: 50 x 35 x 34 mm (pa përfshirë gjatësinë e kabllove)
Mbrojtja: nga pluhuri dhe lagështia

Karakteristikat e servo:
Tensioni i funksionimit: 6.0V-7.2V
Shpejtësia e lëkundjes (6.0 V): 0.16 sek/60° pa ngarkesë
Shpejtësia e lëkundjes (7,2 V): 0,14 sek/60° pa ngarkesë
Çift rrotullues mbajtës (6.0V): 9.0kg.cm
Çift rrotullues mbajtës (7.2V): 10.0kg.cm
Përmasat: 55 x 20 x 38 mm (L * P * H)

Parametrat e kompletit:
Madhësia e paketimit: 10.5 x 8 x 6 cm
Pesha e paketimit: 390 g
Paketim i markës me logon GoolRC

Vendosni përmbajtjen:
1 * Motor GoolRC 3660 3800KV
1 * GoolRC 60A ESC
1 * Servo GoolRC 9KG
1 * Fletë informacioni


Dimensionet për referencë dhe pamjen e motorit GoolRC 3660 me pikat kryesore

Tani disa fjalë për vetë parcelën.
Parcela mbërriti në formën e një pakete të vogël postare me një kuti brenda


Dorëzuar nga një shërbim postar alternativ, jo nga Posta Ruse, siç thotë fatura e ngarkesës


Paketa përmban një kuti të markës GoolRC


Brenda është një grup motori pa furça me madhësi 3660 (36x60 mm), një kontrollues ESC për të dhe një servo me kompletin


Tani le të shohim të gjithë grupin sipas përbërësve individualë. Le të fillojmë me gjënë më të rëndësishme - motorin.

Motori GoolRC BC është një cilindër alumini, me përmasa 36 me 60 mm. Në njërën anë ka tre tela të trashë në një bishtalec silikoni me "banane", nga ana tjetër ka një bosht 5 mm. Rotori është montuar në kushinetat rrotulluese në të dy anët. Ka një shenjë modeli në kuti


Një foto tjetër. Xhaketa e jashtme është e fiksuar, d.m.th. Lloji i motorit të brendshëm.


Shenjat në trup


Kushineti është i dukshëm nga pjesa e pasme


Pretendohet se është rezistent ndaj spërkatjes dhe lagështisë
Tre tela të trashë e të shkurtër dalin për të lidhur fazat: u v w. Nëse kërkoni terminale për lidhje, këto janë banane 4 mm


Telat janë të tkurrur nga nxehtësia ngjyra të ndryshme: e verdhë, portokalli dhe blu


Dimensionet e motorit: diametri dhe gjatësia e boshtit janë të njëjta me ato të përmendura: Boshti 5x17 mm




Dimensionet e trupit të motorit 36x60 mm




Krahasimi me motorin e krehur 775


Krahasimi me një bosht të përdorur 300W (dhe një çmim prej rreth 100 dollarë). Më lejoni t'ju kujtoj se GoolRC 3660 ka një fuqi maksimale të deklaruar prej 1200 W. Edhe nëse përdorni një të tretën e fuqisë, është akoma më e lirë dhe më shumë se ky bosht


Krahasimi me motorët e tjerë të modeleve


Për funksionimin e duhur motori do të ketë nevojë për një kontrollues të veçantë ESC (i cili përfshihet në komplet)

Kontrolluesi ESC është një bord drejtues motori me një konvertues sinjali dhe çelësa të fuqishëm. Në modelet e thjeshta, në vend të një strehimi përdoret një strehim me radiator dhe ftohje aktive.


Fotografia tregon kontrolluesin GoolRC ESC 60A në krahasim me vëllain e tij "më të ri" ESC 20A


Ju lutemi vini re: ka një çelës ndezës/fikje në një copë teli që mund të vendoset në trupin e pajisjes/lodrës


i pranishëm komplet i plotë Lidhës: Lidhës me hyrje T, fole banane 4 mm, hyrje të sinjalit të kontrollit me 3 pin


Bananet e energjisë 4 mm - priza, shënohen në mënyrë të ngjashme me ngjyrë: të verdhë, portokalli dhe blu. Kur lidheni, mund ta përzieni vetëm qëllimisht


Konektorët T hyrës. Në mënyrë të ngjashme, ju mund të ndryshoni polaritetin nëse jeni shumë i fortë)))))


Ka një shënim në kasë me emrin dhe karakteristikat, gjë që është shumë e përshtatshme


Ftohja është aktive, funksionon dhe rregullohet automatikisht.

Për të vlerësuar dimensionet kam bashkangjitur një vizore PCB

Kompleti përfshin gjithashtu një servo GoolRC 9 kg.


Plus, si me çdo servo tjetër, kompleti përfshin një grup levash (dyshe, kryq, yll, rrotë) dhe pajisje montimi (më pëlqeu që ka ndarëse prej bronzi)


Fotografi makro e një boshti servo


Përpjekja për të siguruar një levë në formë kryqi për fotografimin


Është me të vërtetë interesante të kontrolloni specifikimet e deklaruara - është një grup ingranazhesh metalike brenda. Le të çmontojmë servo. Trupi qëndron në ngjitës në një rreth dhe ka shumë lubrifikim brenda. Ingranazhet janë vërtet metal.


Foto e bordit të kontrollit të servo

Pse filloi e gjithë kjo: për të provuar motorin BC si një makinë shpimi/gdhendjeje. Megjithatë, fuqia maksimale e deklaruar është 1200 W.
Zgjodha një projekt të presës së stërvitjes për të përgatitur bordet e qarkut të printuar në . Ka shumë projekte atje për të bërë një tavolinë ndriçimi tezgjah. Si rregull, të gjitha këto projekte kanë përmasa të vogla dhe janë krijuar për të instaluar një motor të vogël rrymë e vazhdueshme.


Zgjodha njërën prej tyre dhe modifikova montimin në pjesën e mbajtësve të motorit 3660 ( motor origjinal ishte më i vogël dhe kishte madhësi të ndryshme montimi)

Unë jap një vizatim ndenjëset dhe dimensionet e motorit 3660


Origjinali kushton më shumë motor i dobët. Këtu është një skicë e fiksimit (6 vrima për M3x6)


Pamje nga një program për printim në një printer


Në të njëjtën kohë kam printuar edhe një kapëse për montim sipër


Motori 3660 me çak ER11 të instaluar




Për të lidhur dhe kontrolluar motorin BC, do t'ju duhet të montoni qarkun e mëposhtëm: furnizimin me energji elektrike, testuesin e servo ose tabelën e kontrollit, kontrolluesin e motorit ESC, motorin.
Unë përdor servo testuesin më të thjeshtë, ai gjithashtu jep sinjalin e dëshiruar. Mund të përdoret për të ndezur dhe rregulluar shpejtësinë e motorit


Nëse dëshironi, mund të lidhni një mikrokontrollues (Arduino, etj.). Unë ofroj një diagram nga Interneti me lidhjen e një tejkalimi dhe një kontrolluesi 30A. Gjetja e skicave nuk është problem.


Ne lidhim gjithçka me ngjyrë.


Burimi tregon se rryma e papunë e kontrolluesit është e vogël (0.26A)


Tani makina shpuese.
Ne mbledhim gjithçka dhe e lidhim atë në raft




Për të kontrolluar, unë e montoj atë pa strehë, më pas do të printoj strehën, ku mund të instaloni një çelës standard, një çelës testues servo


Një aplikim tjetër i një motori të ngjashëm të 3660 pes është si një bosht për makinat për shpimin dhe bluarjen e pllakave të qarkut të printuar






Do ta përfundoj rishikimin për vetë makinën pak më vonë. Do të jetë interesante të shikoni gdhendjen e PCB duke përdorur GoolRC 3660

konkluzioni

Motorri eshte i cilesise se larte, i fuqishem, me rrotullim te bollshem, i pershtatshem per qellime amatore.
Koha do të tregojë saktësisht mbijetesën e kushinetave nën forcën anësore gjatë bluarjes/gdhendjes.
Ka padyshim përfitime nga përdorimi motorë model për qëllime amatore, si dhe lehtësinë e funksionimit dhe montimit të strukturave mbi to në krahasim me boshtet për CNC, të cilat janë më të shtrenjta dhe kërkojnë pajisje speciale (furnizimi me energji elektrike me kontroll të shpejtësisë, drejtues, ftohje, etj.).

Kam përdorur një kupon kur porosita SHITJE15 me 5% zbritje në të gjitha produktet e dyqanit.

Faleminderit per vemendjen!

Kam në plan të blej +61 Shto te të preferuarat Më pëlqeu rishikimi +92 +156

Pajisjet shtëpiake dhe mjekësore, modelimi i avionëve, mbyllja e tubave për tubacionet e gazit dhe naftës - kjo është larg listën e plotë fushat e aplikimit të motorëve DC pa furçë (BD). Le të shohim dizajnin dhe parimin e funksionimit të këtyre aktivizuesve elektromekanikë për të kuptuar më mirë avantazhet dhe disavantazhet e tyre.

Informacion i përgjithshëm, pajisja, fusha e aplikimit

Një nga arsyet e interesimit për BD është nevoja e shtuar për mikromotorë me shpejtësi të lartë me pozicionim të saktë. Struktura e brendshme e disqeve të tilla është paraqitur në Figurën 2.

Oriz. 2. Dizajni i motorit pa furça

Siç mund ta shihni, dizajni përbëhet nga një rotor (armaturë) dhe një stator, i pari ka një magnet të përhershëm (ose disa magnet të rregulluar në një mënyrë të caktuar), dhe i dyti është i pajisur me mbështjellje (B) për të krijuar një fushë magnetike. .

Vlen të përmendet se këta mekanizma elektromagnetikë mund të jenë ose me një armaturë të brendshme (ky lloj dizajni mund të shihet në figurën 2) ose të jashtëm (shih Figurën 3).


Oriz. 3. Dizajni Outrunner

Prandaj, secila prej modeleve ka një fushë të veçantë aplikimi. Pajisjet me një armaturë të brendshme kanë shpejtësi e lartë rrotullimi, prandaj ato përdoren në sistemet e ftohjes si termocentralet drone etj. Aktivizuesit e jashtëm të rotorit përdoren aty ku kërkohet pozicionimi i saktë dhe rezistenca e çift rrotullues (robotikë, pajisje mjekësore, makina CNC, etj.).


Parimi i funksionimit

Ndryshe nga disqet e tjera, p.sh. makinë asinkrone rryma alternative, për funksionimin e BD, kërkohet një kontrollues i veçantë, i cili ndez mbështjelljet në mënyrë të tillë që vektorët e fushave magnetike të armaturës dhe statorit të jenë ortogonale me njëri-tjetrin. Kjo është, në thelb, pajisja drejtuese rregullon çift rrotullues që vepron në armaturën DB. Ky proces tregohet qartë në Figurën 4.


Siç mund ta shihni, për çdo lëvizje të armaturës është e nevojshme të kryhet një komutim i caktuar në mbështjelljen e statorit të një motori të tipit pa furça. Ky parim i funksionimit nuk lejon kontroll të qetë të rrotullimit, por bën të mundur fitimin e shpejtë të vrullit.

Dallimet midis motorëve të krehur dhe pa furçë

Lloji i makinës së kolektorit ndryshon nga BD si karakteristikat e projektimit(shih Fig. 5.), dhe parimi i funksionimit.


Oriz. 5. A - motor i krehur, B – pa furça

Le të shqyrtojmë dallimet në dizajn. Nga Figura 5 mund të shihet se rotori (1 në figurën 5) i një motori të tipit komutator, ndryshe nga ai pa furça, ka mbështjellje me qark i thjeshtë dredha-dredha dhe magnete të përhershme (zakonisht dy) janë instaluar në stator (2 në Fig. 5). Përveç kësaj, një komutator është instaluar në bosht, në të cilin janë lidhur furçat, duke furnizuar tensionin në mbështjelljet e armaturës.

Le të flasim shkurtimisht për parimin e funksionimit të makinave kolektore. Kur voltazhi aplikohet në njërën nga mbështjelljet, ai ngacmohet dhe formohet një fushë magnetike. Ajo ndërvepron me magnet të përhershëm, kjo bën që armatura dhe kolektori i vendosur mbi të të rrotullohen. Si rezultat, energjia furnizohet me dredha-dredha tjetër dhe cikli përsëritet.

Frekuenca e rrotullimit të një armature të këtij dizajni varet drejtpërdrejt nga intensiteti i fushës magnetike, e cila, nga ana tjetër, është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin. Kjo do të thotë, për të rritur ose ulur shpejtësinë, mjafton të rritet ose të ulet niveli i fuqisë. Dhe për ta kthyer atë, është e nevojshme të ndërroni polaritetin. Kjo metodë kontrolli nuk kërkon një kontrollues të veçantë, pasi kontrolluesi i goditjes mund të bëhet në bazë rezistencë e ndryshueshme, dhe një ndërprerës i rregullt do të funksionojë si një inverter.

Ne diskutuam tiparet e projektimit të motorëve pa furça në seksionin e mëparshëm. Siç e mbani mend, lidhja e tyre kërkon një kontrollues të veçantë, pa të cilin ata thjesht nuk do të funksionojnë. Për të njëjtën arsye, këta motorë nuk mund të përdoren si gjenerator.

Vlen gjithashtu të përmendet se në disa disqe të këtij lloji për më shumë menaxhim efektiv Pozicioni i rotorit monitorohet duke përdorur sensorë Hall. Kjo përmirëson ndjeshëm karakteristikat e motorëve pa furça, por rrit koston e një dizajni tashmë të shtrenjtë.

Si të filloni një motor pa furça?

Për të funksionuar disqet e këtij lloji, do t'ju duhet një kontrollues i veçantë (shih Fig. 6). Pa të, lëshimi është i pamundur.


Oriz. 6. Kontrollues motori pa furçë për modelim

Nuk ka kuptim të montoni vetë një pajisje të tillë, do të jetë më e lirë dhe më e besueshme për të blerë një të gatshme. Mund ta zgjidhni me karakteristikat e mëposhtme, karakteristikë e drejtuesve të kanalit PWM:

  • Forca maksimale e lejuar e rrymës, kjo karakteristikë jepet për funksionimin normal të pajisjes. Shumë shpesh, prodhuesit tregojnë këtë parametër në emrin e modelit (për shembull, Phoenix-18). Në disa raste, jepet një vlerë për një modalitet të pikut që kontrolluesi mund ta ruajë për disa sekonda.
  • Tensioni nominal maksimal për funksionimin e vazhdueshëm.
  • Rezistenca e qarqeve të brendshme të kontrolluesit.
  • Shpejtësia e lejuar tregohet në rpm. Përtej kësaj vlere, kontrolluesi nuk do të lejojë rritjen e rrotullimit (kufizimi zbatohet në niveli i programit). Ju lutemi vini re se shpejtësia jepet gjithmonë për disqet me dy pole. Nëse ka më shumë çifte polesh, ndani vlerën me numrin e tyre. Për shembull, numri i treguar është 60000 rpm, pra, për 6 motor magnetik shpejtësia e rrotullimit do të jetë 60000/3=20000 prm.
  • Frekuenca e pulseve të gjeneruara, për shumicën e kontrolluesve ky parametër varion nga 7 në 8 kHz, më shumë modele të shtrenjta ju lejon të riprogramoni parametrin, duke e rritur atë në 16 ose 32 kHz.

Ju lutemi vini re se tre karakteristikat e para përcaktojnë fuqinë e bazës së të dhënave.

Kontrolli i motorit pa furça

Siç u përmend më lart, ndërrimi i mbështjelljes së makinës kontrollohet në mënyrë elektronike. Për të përcaktuar se kur duhet të bëjë çelsat, shoferi monitoron pozicionin e armaturës duke përdorur sensorë Hall. Nëse disku nuk është i pajisur me detektorë të tillë, atëherë merret parasysh EMF e pasme që ndodh në mbështjelljet e palidhura të statorit. Kontrolluesi, i cili në thelb është një kompleks harduer-software, monitoron këto ndryshime dhe vendos rendin e ndërrimit.

Motor DC pa furçë trefazor

Shumica e bazave të të dhënave zbatohen në dizajn trefazor. Për të kontrolluar një makinë të tillë, kontrolluesi ka një konvertues Tensioni DC në pulsin trefazor (shih Fig. 7).


Figura 7. Diagramet e tensionit OBD

Për të shpjeguar se si funksionon një motor i tillë valvulash, së bashku me Figurën 7, duhet të merrni parasysh Figurën 4, e cila tregon nga ana tjetër të gjitha fazat e funksionimit të makinës. Le t'i shkruajmë ato:

  1. Një impuls pozitiv zbatohet në bobinat "A", ndërsa një impuls negativ zbatohet në "B", si rezultat i lëvizjes së armaturës. Sensorët do të regjistrojnë lëvizjen e tij dhe do të dërgojnë një sinjal për ndërrimin e radhës.
  2. Spiralja "A" fiket dhe një impuls pozitiv shkon në "C" ("B" mbetet i pandryshuar), më pas një sinjal dërgohet në grupin tjetër të pulseve.
  3. "C" është pozitive, "A" është negative.
  4. Një palë punime "B" dhe "A", të cilat marrin impulse pozitive dhe negative.
  5. Një impuls pozitiv ri-aplikohet në "B", dhe një puls negativ në "C".
  6. Bobinat "A" janë ndezur (+ jepet) dhe pulsi negativ në "C" përsëritet. Pastaj cikli përsëritet.

Në thjeshtësinë e dukshme të kontrollit ka shumë vështirësi. Është e nevojshme jo vetëm të monitorohet pozicioni i armaturës për të prodhuar serinë e ardhshme të pulseve, por edhe të kontrollohet shpejtësia e rrotullimit duke rregulluar rrymën në mbështjellje. Përveç kësaj, ju duhet të zgjidhni parametrat më optimale për përshpejtimin dhe frenimin. Vlen gjithashtu të kujtohet se kontrolluesi duhet të jetë i pajisur me një njësi që ju lejon të kontrolloni funksionimin e tij. Pamja e jashtme një pajisje e tillë shumëfunksionale mund të shihet në Figurën 8.


Oriz. 8. Kontrollues i kontrollit të motorit pa furça me shumë funksione

Avantazhet dhe disavantazhet

Motori elektrik pa furça ka shumë përparësi, përkatësisht:

  • Jeta e shërbimit është dukshëm më e gjatë se ajo e analogëve konvencionale të kolektorëve.
  • Efikasitet i lartë.
  • Thirrje e shpejtë shpejtesi maksimale rrotullimi.
  • Është më i fuqishëm se CD.
  • Mungesa e shkëndijave gjatë operimit lejon që makina të përdoret në kushte të rrezikshme nga zjarri.
  • Nuk kërkohet ftohje shtesë.
  • Lehtë për t'u përdorur.

Tani le të shohim të këqijat. Disavantazh i rëndësishëm, e cila kufizon përdorimin e bazës së të dhënave - ato janë relativisht cmim i larte(përfshirë çmimin e shoferit). Ndër shqetësimet është pamundësia për të përdorur bazën e të dhënave pa një drejtues, madje edhe për aktivizim afatshkurtër, për shembull, për të kontrolluar funksionalitetin e saj. Riparime problematike, veçanërisht nëse kërkohet rimbështjellja.

Parimi i funksionimit të të cilit bazohet në rregullimin e frekuencës dhe vetë-sinkronizimin quhet motor pa furça. Në këtë dizajn, vektori i fushës magnetike të statorit kontrollohet në lidhje me pozicionin e rotorit. Motori pa furça u krijua për të përmirësuar vetitë e motorëve standardë DC të krehur.

Më së shumti kombinonte organikisht cilësitë më të mira Motorë DC dhe motorë elektrikë pa kontakt.

Dallimet kryesore nga motorët konvencionalë

Motorët pa furça përdoren shpesh në Modele të kontrolluara me radio avion. Karakteristikat dhe qëndrueshmëria e tyre e jashtëzakonshme kanë fituar popullaritet të gjerë për shkak të mungesës së pjesëve të fërkimit në formën e furçave që transmetojnë rrymë.

Për të imagjinuar më plotësisht ndryshimin, duhet të mbani mend atë në standard motori i komutatorit Rotori rrotullohet me mbështjellje brenda statorit, i cili bazohet në magnet të përhershëm. Mbështjelljet ndërrohen duke përdorur një komutator, në varësi të pozicionit të rotorit. Në një motor AC, përkundrazi, një rotor me një magnet rrotullohet brenda një statori me dredha-dredha. Motori ka afërsisht të njëjtin dizajn.

Ndryshe nga motorë standardë, në llojin pa furça, pjesa lëvizëse është statori, në të cilin vendosen magnet të përhershëm dhe rolin e pjesës së palëvizshme e luan një rotor me mbështjellje trefazore.

Parimi i funksionimit të një motori elektrik pa furça

Rrotullimi i motorit kryhet duke ndryshuar drejtimin e fushës magnetike në mbështjelljet e rotorit në një sekuencë të caktuar. Në këtë rast, magnetët e përhershëm ndërveprojnë me fushat magnetike të rotorit dhe drejtojnë statorin e lëvizshëm. Kjo lëvizje bazohet në vetinë themelore të magneteve, kur si polet sprapsin njëri-tjetrin, dhe emrat e kundërt tërheqin.

Fushat magnetike në mbështjelljet e rotorit dhe ndryshimi i tyre kontrollohen duke përdorur një kontrollues. Ai përfaqëson mjaftueshëm pajisje komplekse, të aftë për të ndërruar rryma të larta me shpejtësi e lartë. Kontrolluesi ka domosdoshmërisht një motor elektrik pa furça në qarkun e tij, i cili rrit ndjeshëm koston e përdorimit të tij.

Motorët pa furça nuk kanë asnjë kontakt rrotullues ose ndonjë kontakt të aftë për ndërrim. Ky është avantazhi i tyre kryesor ndaj motorëve elektrikë konvencionalë, pasi të gjitha humbjet e fërkimit minimizohen.

Me siguri çdo fillestar që e lidhi për herë të parë jetën e tij me modele elektrike të kontrolluara me radio, pasi studioi me kujdes mbushjen, ka një pyetje. Çfarë është kolektori (Brushed) dhe? Cilin është më mirë të vendosni në modelin tuaj elektrik të kontrolluar me radio?

Motorët e krehur, të cilët përdoren kaq shpesh për të drejtuar modele elektrike të kontrolluara me radio, kanë vetëm dy tela të energjisë dalëse. Njëra prej tyre është "+" dhe tjetra është "-". Nga ana tjetër, ato janë të lidhura me kontrolluesin e shpejtësisë së rrotullimit. Pasi të keni çmontuar motorin e komutatorit, gjithmonë do të gjeni 2 magnet të lakuar, një bosht së bashku me një armaturë mbi të cilën është mbështjellë një fije (tel) bakri, ku në njërën anë të boshtit ka një ingranazh, dhe në anën tjetër ka një kolektor i montuar nga pllaka, të cilat përmbajnë bakër të pastër.

Parimi i funksionimit të një motori komutator

Rryma elektrike (DC ose rrymë e drejtpërdrejtë), duke hyrë në mbështjelljet e armaturës (në varësi të numrit të tyre për secilën nga ana tjetër), krijon në to një fushë elektromagnetike, e cila ka një poli jugor nga njëra anë dhe një poli verior nga ana tjetër.

Shumë njerëz e dinë se nëse merrni dy magnet dhe vendosni ato si shtylla me njëri-tjetrin, atëherë ata nuk do të pajtohen për asgjë, dhe nëse vendosen me emra të kundërt, atëherë ata do të qëndrojnë në mënyrë që të mos jetë gjithmonë e mundur t'i ndani.

Pra, kjo fushë elektromagnetike, e cila lind në cilindo nga mbështjelljet e armaturës, duke ndërvepruar me secilin nga polet e magneteve të statorit, drejton (rrotullon) vetë armaturën. Më pas, rryma kalon përmes komutatorit dhe kalon në mbështjelljen tjetër dhe kështu në mënyrë sekuenciale, duke lëvizur nga një dredha-dredha e armaturës në tjetrën, boshti i motorit elektrik rrotullohet së bashku me armaturën, por vetëm për aq kohë sa në të aplikohet tension.

Në një motor komutator standard, armatura ka tre pole (tre mbështjellje) - kjo bëhet në mënyrë që motori të mos "ngjitet" në një pozicion.

Disavantazhet e motorëve të komutatorëve

Vetë motorët e komutatorëve bëjnë mirë punën e tyre, por kjo është vetëm deri në momentin kur lind nevoja për të marrë shpejtësinë më të lartë të mundshme prej tyre në dalje. Bëhet fjalë për të njëjtat furça të përmendura më lart. Si rezultat, ata janë gjithmonë në kontakt të ngushtë me kolektorin shpejtësi e lartë Në pikën e kontaktit të tyre, lind fërkimi, i cili në të ardhmen do të shkaktojë konsumim të shpejtë të të dyjave dhe më pas do të çojë në një humbje të fuqisë elektrike efektive. motorri. Ky është disavantazhi më domethënës i motorëve të tillë, i cili mohon të gjitha cilësitë e tij pozitive.

Parimi i funksionimit të një motori pa furça

Këtu gjithçka është anasjelltas, motorëve të këtij lloji u mungojnë si furçat, ashtu edhe një komutator. Magnetët në to janë të vendosur rreptësisht rreth boshtit dhe veprojnë si një rotor. Rreth tij vendosen dredha-dredha, të cilat tashmë kanë disa pole magnetike. Një i ashtuquajtur sensor (sensori) është instaluar në rotorin e motorëve pa furça, i cili do të monitorojë pozicionin e tij dhe do t'ia transmetojë këtë informacion procesorit, i cili punon së bashku me një kontrollues të shpejtësisë së rrotullimit (shkëmbimi i të dhënave rreth pozicionit të rotorit ndodh më shumë se 100 herë në sekondë). Si rezultat marrim më shumë funksionimin e qetë vetë motori me fuqi maksimale.

Motorët pa furça mund të jenë me ose pa sensor. Mungesa e një sensori zvogëlon pak efikasitetin e motorit, kështu që mungesa e tyre nuk ka gjasa të shqetësojë një fillestar, por çmimi do t'ju befasojë këndshëm. Është e lehtë t'i dallosh ato nga njëri-tjetri. Motorët me sensor, përveç 3 telave të trashë të rrymës, kanë edhe një kabllo shtesë të hollë që shkojnë në kontrolluesin e shpejtësisë. Si fillestarët ashtu edhe amatorët nuk duhet t'i ndjekin motorët me një sensor, sepse vetëm profesionistët do të vlerësojnë potencialin e tyre, ndërsa të tjerët thjesht do të paguajnë shumë, dhe në mënyrë të konsiderueshme.

Përparësitë e motorëve pa furça

Pothuajse asnjë pjesë e veshur. Pse "pothuajse", sepse boshti i rotorit është montuar në kushineta, të cilat nga ana tjetër priren të konsumohen, por jeta e tyre e shërbimit është jashtëzakonisht e gjatë, dhe ndërrimi i tyre është shumë i thjeshtë. Motorë të tillë janë shumë të besueshëm dhe efikas. Është instaluar një sensor i kontrollit të pozicionit të rotorit. Në motorët e komutatorëve, funksionimi i furçave shoqërohet gjithmonë me shkëndijë, e cila më pas shkakton ndërhyrje në funksionimin e pajisjeve radio. Pra, për ato pa koleksionist, siç e kuptoni tashmë, këto probleme janë të përjashtuara. Pa fërkime, pa mbinxehje, gjë që është gjithashtu avantazh i rëndësishëm. Krahasuar me motorët e komutatorëve nuk kërkojnë mirëmbajtje shtesë gjatë funksionimit.

Disavantazhet e motorëve pa furça

Motorë të tillë kanë vetëm një minus, ky është çmimi. Por nëse e shikoni nga ana tjetër dhe merrni parasysh faktin se funksionimi e çliron menjëherë pronarin nga probleme të tilla si zëvendësimi i sustave, armaturave, furçave, komutatorëve, atëherë lehtë do t'i jepni përparësi këtyre të fundit.

Pajisjet shtëpiake dhe mjekësore, modelimi i avionëve, ngasjet e mbylljes së tubave për tubacionet e gazit dhe naftës - kjo nuk është një listë e plotë e fushave të aplikimit të motorëve DC pa furça (BD). Le të shohim dizajnin dhe parimin e funksionimit të këtyre aktivizuesve elektromekanikë për të kuptuar më mirë avantazhet dhe disavantazhet e tyre.

Informacion i përgjithshëm, pajisja, fusha e aplikimit

Një nga arsyet e interesimit për BD është nevoja e shtuar për mikromotorë me shpejtësi të lartë me pozicionim të saktë. Struktura e brendshme e disqeve të tilla është paraqitur në Figurën 2.

Oriz. 2. Dizajni i motorit pa furça

Siç mund ta shihni, dizajni përbëhet nga një rotor (armaturë) dhe një stator, i pari ka një magnet të përhershëm (ose disa magnet të rregulluar në një mënyrë të caktuar), dhe i dyti është i pajisur me mbështjellje (B) për të krijuar një fushë magnetike. .

Vlen të përmendet se këta mekanizma elektromagnetikë mund të jenë ose me një armaturë të brendshme (ky lloj dizajni mund të shihet në figurën 2) ose të jashtëm (shih Figurën 3).


Oriz. 3. Dizajni Outrunner

Prandaj, secila prej modeleve ka një fushë të veçantë aplikimi. Pajisjet me armaturë të brendshme kanë shpejtësi rrotullimi të lartë, ndaj përdoren në sistemet e ftohjes, si termocentrale për dronët etj. Aktivizuesit e jashtëm të rotorit përdoren aty ku kërkohet pozicionimi i saktë dhe rezistenca e çift rrotullues (robotikë, pajisje mjekësore, makina CNC, etj.).


Parimi i funksionimit

Ndryshe nga disqet e tjera, për shembull, një makinë asinkrone AC, BD kërkon një kontrollues të veçantë për të funksionuar, i cili ndez mbështjelljet në atë mënyrë që vektorët e fushave magnetike të armaturës dhe statorit të jenë ortogonale me njëri-tjetrin. Kjo është, në thelb, pajisja drejtuese rregullon çift rrotullues që vepron në armaturën DB. Ky proces tregohet qartë në Figurën 4.


Siç mund ta shihni, për çdo lëvizje të armaturës është e nevojshme të kryhet një komutim i caktuar në mbështjelljen e statorit të një motori të tipit pa furça. Ky parim i funksionimit nuk lejon kontroll të qetë të rrotullimit, por bën të mundur fitimin e shpejtë të vrullit.

Dallimet midis motorëve të krehur dhe pa furçë

Makina e tipit kolektor ndryshon nga BD si në tiparet e projektimit (shih Fig. 5.) ashtu edhe në parimin e funksionimit.


Oriz. 5. A – motor i krehur, B – pa furçë

Le të shohim ndryshimet në dizajn. Nga Figura 5 mund të shihet se rotori (1 në Fig. 5) i një motori të tipit komutator, ndryshe nga ai pa furça, ka mbështjellje me një qark të thjeshtë dredha-dredha dhe magnete të përhershme (zakonisht dy) janë instaluar në stator (2 në figurën 5). Përveç kësaj, një komutator është instaluar në bosht, në të cilin janë lidhur furçat, duke furnizuar tensionin në mbështjelljet e armaturës.

Le të flasim shkurtimisht për parimin e funksionimit të makinave kolektore. Kur voltazhi aplikohet në njërën nga mbështjelljet, ai ngacmohet dhe formohet një fushë magnetike. Ai ndërvepron me magnet të përhershëm, kjo bën që armatura dhe kolektori i vendosur mbi të të rrotullohen. Si rezultat, energjia furnizohet me dredha-dredha tjetër dhe cikli përsëritet.

Frekuenca e rrotullimit të një armature të këtij dizajni varet drejtpërdrejt nga intensiteti i fushës magnetike, e cila, nga ana tjetër, është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin. Kjo do të thotë, për të rritur ose ulur shpejtësinë, mjafton të rritet ose të ulet niveli i fuqisë. Dhe për ta kthyer atë, është e nevojshme të ndërroni polaritetin. Kjo metodë kontrolli nuk kërkon një kontrollues të veçantë, pasi kontrolluesi i shpejtësisë mund të bëhet në bazë të një rezistence të ndryshueshme, dhe një ndërprerës i rregullt do të funksionojë si një inverter.

Ne diskutuam tiparet e projektimit të motorëve pa furça në seksionin e mëparshëm. Siç e mbani mend, lidhja e tyre kërkon një kontrollues të veçantë, pa të cilin ata thjesht nuk do të funksionojnë. Për të njëjtën arsye, këta motorë nuk mund të përdoren si gjenerator.

Vlen gjithashtu të theksohet se në disa disqe të këtij lloji, për kontroll më efikas, pozicionet e rotorit monitorohen duke përdorur sensorë Hall. Kjo përmirëson ndjeshëm karakteristikat e motorëve pa furça, por rrit koston e një dizajni tashmë të shtrenjtë.

Si të filloni një motor pa furça?

Për të funksionuar disqet e këtij lloji, do t'ju duhet një kontrollues i veçantë (shih Fig. 6). Pa të, lëshimi është i pamundur.


Oriz. 6. Kontrollues motori pa furçë për modelim

Nuk ka kuptim të montoni vetë një pajisje të tillë, do të jetë më e lirë dhe më e besueshme për të blerë një të gatshme. Ju mund ta zgjidhni atë bazuar në karakteristikat e mëposhtme karakteristike të drejtuesve të kanalit PWM:

  • Forca maksimale e lejuar e rrymës, kjo karakteristikë jepet për funksionimin normal të pajisjes. Shumë shpesh, prodhuesit tregojnë këtë parametër në emrin e modelit (për shembull, Phoenix-18). Në disa raste, jepet një vlerë për një modalitet të pikut që kontrolluesi mund ta ruajë për disa sekonda.
  • Tensioni nominal maksimal për funksionimin e vazhdueshëm.
  • Rezistenca e qarqeve të brendshme të kontrolluesit.
  • Shpejtësia e lejuar tregohet në rpm. Përtej kësaj vlere, kontrolluesi nuk do të lejojë rritjen e rrotullimit (kufizimi zbatohet në nivelin e softuerit). Ju lutemi vini re se shpejtësia jepet gjithmonë për disqet me dy pole. Nëse ka më shumë çifte polesh, ndani vlerën me numrin e tyre. Për shembull, numri i treguar është 60000 rpm, prandaj, për një motor 6 magnetik shpejtësia e rrotullimit do të jetë 60000/3=20000 prm.
  • Frekuenca e pulseve të krijuara, për shumicën e kontrolluesve, ky parametër varion nga 7 në 8 kHz, modelet më të shtrenjta ju lejojnë të riprogramoni parametrin, duke e rritur atë në 16 ose 32 kHz.

Ju lutemi vini re se tre karakteristikat e para përcaktojnë fuqinë e bazës së të dhënave.

Kontrolli i motorit pa furça

Siç u përmend më lart, ndërrimi i mbështjelljes së makinës kontrollohet në mënyrë elektronike. Për të përcaktuar se kur duhet të bëjë çelsat, shoferi monitoron pozicionin e armaturës duke përdorur sensorë Hall. Nëse disku nuk është i pajisur me detektorë të tillë, atëherë merret parasysh EMF e pasme që ndodh në mbështjelljet e palidhura të statorit. Kontrolluesi, i cili në thelb është një kompleks harduer-software, monitoron këto ndryshime dhe vendos rendin e ndërrimit.

Motor DC pa furçë trefazor

Shumica e bazave të të dhënave zbatohen në dizajn trefazor. Për të kontrolluar një makinë të tillë, kontrolluesi ka një konvertues pulsi DC në trefazor (shih Fig. 7).


Figura 7. Diagramet e tensionit OBD

Për të shpjeguar se si funksionon një motor i tillë valvulash, së bashku me Figurën 7, duhet të merrni parasysh Figurën 4, e cila tregon nga ana tjetër të gjitha fazat e funksionimit të makinës. Le t'i shkruajmë ato:

  1. Një impuls pozitiv zbatohet në bobinat "A", ndërsa një impuls negativ zbatohet në "B", si rezultat i lëvizjes së armaturës. Sensorët do të regjistrojnë lëvizjen e tij dhe do të dërgojnë një sinjal për ndërrimin e radhës.
  2. Spiralja "A" fiket dhe një impuls pozitiv shkon në "C" ("B" mbetet i pandryshuar), më pas një sinjal dërgohet në grupin tjetër të pulseve.
  3. "C" është pozitive, "A" është negative.
  4. Një palë punime "B" dhe "A", të cilat marrin impulse pozitive dhe negative.
  5. Një impuls pozitiv ri-aplikohet në "B", dhe një puls negativ në "C".
  6. Bobinat "A" janë ndezur (+ jepet) dhe pulsi negativ në "C" përsëritet. Pastaj cikli përsëritet.

Në thjeshtësinë e dukshme të kontrollit ka shumë vështirësi. Është e nevojshme jo vetëm të monitorohet pozicioni i armaturës për të prodhuar serinë e ardhshme të pulseve, por edhe të kontrollohet shpejtësia e rrotullimit duke rregulluar rrymën në mbështjellje. Përveç kësaj, ju duhet të zgjidhni parametrat më optimale për përshpejtimin dhe frenimin. Vlen gjithashtu të kujtohet se kontrolluesi duhet të jetë i pajisur me një njësi që ju lejon të kontrolloni funksionimin e tij. Shfaqja e një pajisjeje të tillë shumëfunksionale mund të shihet në Figurën 8.


Oriz. 8. Kontrollues i kontrollit të motorit pa furça me shumë funksione

Avantazhet dhe disavantazhet

Motori elektrik pa furça ka shumë përparësi, përkatësisht:

  • Jeta e shërbimit është dukshëm më e gjatë se ajo e analogëve konvencionale të kolektorëve.
  • Efikasitet i lartë.
  • Vendosni shpejt shpejtësinë maksimale të rrotullimit.
  • Është më i fuqishëm se CD.
  • Mungesa e shkëndijave gjatë operimit lejon që makina të përdoret në kushte të rrezikshme nga zjarri.
  • Nuk kërkohet ftohje shtesë.
  • Lehtë për t'u përdorur.

Tani le të shohim të këqijat. Një pengesë e rëndësishme që kufizon përdorimin e bazave të të dhënave është kostoja e tyre relativisht e lartë (përfshirë çmimin e drejtuesit). Ndër shqetësimet është pamundësia për të përdorur bazën e të dhënave pa një drejtues, madje edhe për aktivizim afatshkurtër, për shembull, për të kontrolluar funksionalitetin e saj. Riparime problematike, veçanërisht nëse kërkohet rimbështjellja.