Motorët përdoren në shumë fusha të teknologjisë. Në mënyrë që rotori i motorit të rrotullohet, duhet të ketë një fushë magnetike rrotulluese. Në motorët e zakonshëm rrymë e vazhdueshme ky rrotullim kryhet mekanikisht duke përdorur furça që rrëshqasin përgjatë komutatorit. Në këtë rast, ndodh shkëndija, dhe, përveç kësaj, për shkak të fërkimit dhe konsumit të furçave, motorë të tillë kërkojnë mirëmbajtje të vazhdueshme.

Falë zhvillimit të teknologjisë, është bërë e mundur të gjenerohet një fushë magnetike rrotulluese në mënyrë elektronike, e cila u mishërua në motorët me rrymë direkte pa furça (BLDC).

Pajisja dhe parimi i funksionimit

Elementet kryesore të BDPT janë:

• rotor, në të cilën janë montuar magnet të përhershëm;
• stator, në të cilën janë instaluar mbështjelljet;
• kontrollues elektronik.

Sipas dizajnit, një motor i tillë mund të jetë i dy llojeve:

Me paraqitjen e brendshme rotor (funksionues)

me rregullim të rotorit të jashtëm (jashtëm)

Në rastin e parë, rotori rrotullohet brenda statorit, dhe në të dytën, rotori rrotullohet rreth statorit.

Motori i tipit Inrunner përdoret kur është e nevojshme të përftohen shpejtësi të larta rrotullimi. Ky motor ka një dizajn standard më të thjeshtë që lejon përdorimin e një statori fiks për montimin e motorit.

Motori i tipit Outrunner i përshtatshëm për marrjen e çift rrotullues të lartë në rrotullime të ulëta. Në këtë rast, motori është montuar duke përdorur një aks fiks.

Motori i tipit Inrunner- shpejtësi e lartë, çift rrotullues i ulët. Motori i tipit Outrunner- shpejtësi e ulët, çift rrotullues i lartë.

Numri i poleve në një motor BLDC mund të ndryshojë. Nga numri i poleve mund të gjykohen disa karakteristika të motorit. Për shembull, një motor me një rotor që ka 2 pole ka një numër më të madh rrotullimesh dhe çift rrotullues të ulët. Motorët me një numër të shtuar shtyllash kanë më shumë çift rrotullues, por më pak rrotullime. Duke ndryshuar numrin e poleve të rotorit, mund të ndryshoni shpejtësinë e motorit. Kështu, duke ndryshuar modelin e motorit, prodhuesi mund të zgjedhë parametrat e kërkuar motori për sa i përket rrotullimit dhe shpejtësisë.

Kontrolli BDPT

Kontrolluesi i shpejtësisë, pamja

Përdoret për të kontrolluar një motor pa furça kontrollues special - rregullator i shpejtësisë së boshtit të motorit rrymë e vazhdueshme. Detyra e tij është të gjenerojë dhe të furnizojë momentin e duhur në mbështjelljen e kërkuar të tensionit të kërkuar. Kontrolluesi për pajisjet e fuqizuara nga një rrjet 220 V më së shpeshti përdor një qark inverter, në të cilin rryma me një frekuencë prej 50 Hz shndërrohet së pari në rrymë direkte, dhe më pas në sinjale me modulim të gjerësisë së pulsit (PWM). Për të furnizuar tensionin e furnizimit me mbështjelljet e statorit, përdoren çelsat elektronikë të fuqishëm në transistorë bipolarë ose elementë të tjerë të fuqisë.

Fuqia dhe shpejtësia e motorit rregullohen duke ndryshuar ciklin e punës së impulseve dhe, rrjedhimisht, nga vlera efektive e tensionit të furnizuar në mbështjelljet e statorit të motorit.

Diagrami skematik i kontrolluesit të shpejtësisë. K1-K6 - çelësat D1-D3 - sensorë të pozicionit të rotorit (sensorë Hall)

Një çështje e rëndësishme është lidhja në kohë çelësat elektronikë për çdo dredha-dredha. Për të siguruar këtë kontrolluesi duhet të përcaktojë pozicionin e rotorit dhe shpejtësinë e tij. Për të marrë një informacion të tillë, mund të përdoren sensorë optikë ose magnetikë (për shembull, Sensorët e sallës), si dhe fusha magnetike të kundërta.

Përdorim më i zakonshëm Sensorët e sallës, e cila reagojnë ndaj pranisë së një fushe magnetike. Sensorët vendosen në stator në mënyrë të tillë që të ndikohen nga fusha magnetike e rotorit. Në disa raste, sensorët janë instaluar në pajisje që ju lejojnë të ndryshoni pozicionin e sensorëve dhe, në përputhje me rrethanat, të rregulloni kohën.

Kontrollorët e shpejtësisë së rotorit janë shumë të ndjeshëm ndaj fuqisë së rrymës që kalon nëpër të. Nëse zgjidhni bateri e ringarkueshme me një dalje më të lartë të rrymës, rregullatori do të digjet! Zgjidhni kombinimin e duhur të karakteristikave!

Avantazhet dhe disavantazhet

Krahasuar me motorët konvencionalë BLDC-të kanë përparësitë e mëposhtme:

• efikasitet të lartë;
• performancë të lartë;
• mundësia e ndryshimit të shpejtësisë së rrotullimit;
• nuk ka furça ndezëse;
• zhurma të vogla, si në rangun audio ashtu edhe në frekuencë të lartë;
• besueshmëria;
• aftësia për të përballuar mbingarkesat e çift rrotullues;
• i shkëlqyer raporti i dimensioneve dhe fuqisë.

Motor pa furça dallon në efikasitet të lartë. Mund të arrijë në 93-95%.

Besueshmëria e lartë e pjesës mekanike të BD shpjegohet me faktin se ai përdor kushineta topash dhe nuk ka furça. Demagnetizimi i magneteve të përhershëm ndodh mjaft ngadalë, veçanërisht nëse ato bëhen duke përdorur elementë të rrallë të tokës. Kur përdoret në një kontrollues të mbrojtjes aktuale, jeta e shërbimit të kësaj njësie është mjaft e gjatë. Në fakt Jeta e shërbimit të motorit BLDC mund të përcaktohet nga jeta e shërbimit të kushinetave të topit.

Disavantazhet e BLDC janë kompleksiteti i sistemit të kontrollit dhe kostoja e lartë.

Aplikacion

Fushat e aplikimit të BDTP janë si më poshtë:

• krijimi i modeleve;
• bar;
• industrinë e automobilave;
• Industria e naftës dhe gazit;
• Pajisjet;
• pajisje ushtarake.

Përdorimi Baza e të dhënave për modelet e avionëve ofron një avantazh të rëndësishëm në fuqi dhe madhësi. Krahasimi i rregullt motori i komutatorit tipi Speed-400 dhe BDTP të së njëjtës klasë Astro Flight 020 tregon se motori i tipit të parë ka një efikasitet prej 40-60%. Efikasiteti i motorit të dytë në të njëjtat kushte mund të arrijë 95%. Kështu, përdorimi i një baze të dhënash bën të mundur rritjen e fuqisë së pjesës së fuqisë së modelit ose kohës së fluturimit të tij me pothuajse 2 herë.

Për shkak të zhurmës së ulët dhe mungesës së ngrohjes gjatë funksionimit, BLDC-të përdoren gjerësisht në mjekësi, veçanërisht në stomatologji.

Në makina, motorë të tillë përdoren në ashensorët e dritareve, fshirëset elektrike të xhamit të përparmë, larëset e fenerëve dhe kontrollet elektrike të ashensorit të sediljeve.

Nuk ka shkëndijë nga komutatori ose furça lejon përdorimin e bazave të të dhënave si elemente të pajisjeve mbyllëse në industrinë e naftës dhe gazit.

Si shembull i përdorimit të bazave të të dhënave në pajisjet shtëpiake, mund të vërejmë Makinë larëse me ngasje direkte me daulle nga LG. Kjo kompani përdor një RDU të tipit Outrunner. Ka 12 magnet në rotorin e motorit, dhe 36 induktorë në stator, të cilët janë mbështjellë me një tel me diametër 1 mm në bërthamat e bëra prej çeliku përçues magnetik. Bobinat janë të lidhura në seri, 12 copë për fazë. Rezistenca e secilës fazë është 12 ohms. Një sensor Hall përdoret si sensor i pozicionit të rotorit. Rotori i motorit është ngjitur në vaskën e makinës larëse.

Ky motor përdoret gjerësisht në disqet e ngurtë për kompjuterë, gjë që i bën ato kompakte, në disqet CD dhe DVD dhe sistemet e ftohjes për pajisjet mikro-elektronike dhe më shumë.

Së bashku me BD-të me fuqi të vogël dhe të mesme, motorët e mëdhenj BLDC po përdoren gjithnjë e më shumë në industritë e rënda, detare dhe ushtarake.

DB fuqi të lartë zhvilluar për marinën amerikane. Për shembull, Powertec ka zhvilluar një BDHP 220 kW me një shpejtësi prej 2000 rpm. Çift rrotullimi i motorit arrin 1080 Nm.

Përveç këtyre zonave, DB-të përdoren në projektet e veglave të makinerive, presave, linjave të përpunimit të plastikës, si dhe në energjinë e erës dhe përdorimin e energjisë së valëve të baticës.

Karakteristikat

Karakteristikat kryesore të motorit:

• fuqi e vlerësuar;
• fuqi maksimale;
• rryma maksimale;
• tensioni maksimal i funksionimit;
• shpejtesi maksimale(ose koeficienti Kv);
• rezistenca e mbështjelljes;
• këndi i avancuar;
• mënyra e funksionimit;
• dimensionet e përgjithshme dhe karakteristikat e peshës motorri.

Treguesi kryesor i një motori është fuqia e tij e vlerësuar, domethënë fuqia e gjeneruar nga motori gjatë një periudhe të gjatë funksionimi.

Fuqia maksimale- kjo është fuqia që motori mund të japë për një periudhë të shkurtër kohore pa u prishur. Për shembull, për motorin pa furça Astro Flight 020 i përmendur më sipër, është 250 W.

Rryma maksimale. Për Astro Flight 020 është 25 A.

Tensioni maksimal i funksionimit– tension që mund të përballojnë mbështjelljet e motorit. Për Astro Flight 020, diapazoni i tensionit të funksionimit është vendosur nga 6 në 12 V.

Shpejtësia maksimale e motorit. Ndonjëherë pasaporta tregon koeficientin Kv - numrin e rrotullimeve të motorit për volt. Për Astro Flight 020 Kv= 2567 r/V. Në këtë rast numri maksimal rpm mund të përcaktohet duke shumëzuar këtë koeficient me tensionin maksimal të funksionimit.

Zakonisht rezistenca e mbështjelljes për motorët është të dhjetat ose të mijëtat e një Ohm. Për Astro Flight 020 R= 0.07 Ohm. Kjo rezistencë ndikon në efikasitetin e BLDC.

Këndi i avancuar paraqet avancimin e tensioneve të kalimit në mbështjellje. Ajo shoqërohet me natyrën induktive të rezistencës së mbështjelljes.

Mënyra e funksionimit mund të jetë afatgjatë ose afatshkurtër. Në modalitetin afatgjatë, motori mund të funksionojë për një kohë të gjatë. Në të njëjtën kohë, nxehtësia e krijuar prej tij shpërndahet plotësisht dhe nuk mbinxehet. Motorët funksionojnë në këtë mënyrë, për shembull, në ventilatorë, transportues ose shkallë lëvizëse. Modaliteti afatshkurtër përdoret për pajisje të tilla si një ashensor, një rroje elektrike. Në këto raste, motori punon për një kohë të shkurtër dhe më pas ftohet për një kohë të gjatë.

Fleta e të dhënave të motorit tregon dimensionet dhe peshën e tij. Përveç kësaj, për shembull, për motorët e destinuar për modelin e avionëve, jepen dimensionet e uljes dhe diametri i boshtit. Në veçanti, karakteristikat e mëposhtme janë dhënë për motorin Astro Flight 020:

• gjatësia është 1,75”;
• diametri është 0,98”;
• diametri i boshtit është 1/8”;
• pesha është 2.5 ons.

Konkluzione:

1. Në modelim, në produkte të ndryshme teknike, në industri dhe në teknologjinë e mbrojtjes, përdoren BLDC, në të cilat një fushë magnetike rrotulluese gjenerohet nga një qark elektronik.
2. Sipas dizajnit, motorët BLDC mund të kenë një rregullim të rotorit të brendshëm (të brendshëm) ose të jashtëm (të jashtëm).
3. Krahasuar me motorët e tjerë BLDC, ata kanë një sërë përparësish, kryesoret janë mungesa e furçave dhe shkëndija, efikasiteti i lartë dhe besueshmëria e lartë.

Funksionimi i një motori elektrik pa furça bazohet në disqet elektrike, duke krijuar një fushë magnetike rrotulluese. Aktualisht, ekzistojnë disa lloje të pajisjeve që kanë karakteristika të ndryshme. Me zhvillimin e teknologjisë dhe përdorimin e materialeve të reja të karakterizuara nga shtrëngim i lartë dhe një nivel i mjaftueshëm i ngopjes magnetike, është bërë e mundur të përftohet një fushë magnetike e fortë dhe, si rezultat, struktura valvulash të një lloji të ri, në të cilën ka nuk ka dredha-dredha në elementët e rotorit ose motorin. Përdorimi i gjerë i ndërprerësve të tipit gjysmëpërçues me fuqi të lartë Dhe kosto të arsyeshme përshpejtoi krijimin e modeleve të tilla, lehtësoi ekzekutimin dhe eliminoi shumë vështirësi me ndërrimin.

Parimi i funksionimit

Rritja e besueshmërisë, çmimi i reduktuar dhe prodhimi më i thjeshtë sigurohen nga mungesa e elementeve të ndërrimit mekanik, mbështjelljes së rotorit dhe magneteve të përhershme. Në të njëjtën kohë, një rritje e efikasitetit është e mundur për shkak të një reduktimi të humbjeve të fërkimit në sistemin e kolektorit. Motori pa furça mund të funksionojë me rrymë alternative ose të vazhdueshme. Opsioni i fundit ka një ngjashmëri të dukshme me të Tijin tipar karakteristikështë formimi i një fushe rrotulluese magnetike dhe përdorimi i rrymës pulsuese. Ajo bazohet në çelës elektronik, e cila rrit kompleksitetin e dizajnit.

Llogaritja e pozicionit

Gjenerimi i pulsit ndodh në sistemi I kontrollit pas një sinjali që tregon pozicionin e rotorit. Shkalla e tensionit dhe furnizimit varet drejtpërdrejt nga shpejtësia e rrotullimit të motorit. Një sensor në startues zbulon pozicionin e rotorit dhe dërgon një sinjal elektrik. Së bashku me polet magnetike që kalojnë pranë sensorit, amplituda e sinjalit ndryshon. Ekzistojnë gjithashtu metoda pa sensorë për vendosjen e pozicionit, këto përfshijnë pikat e kalimit aktual dhe transduktorët. PWM në terminalet e hyrjes siguron nivel të ndryshueshëm të tensionit dhe kontroll të fuqisë.

Për një rotor me magnet të përhershëm, furnizimi me rrymë nuk është i nevojshëm, kështu që nuk ka humbje në mbështjelljen e rotorit. Motori pa furça për kaçavidë është i ndryshëm nivel i ulët inercia e siguruar nga mungesa e mbështjelljes dhe një kolektori të mekanizuar. Kështu, u bë i mundur përdorimi shpejtësi të lartë pa shkëndijë dhe zhurmë elektromagnetike. Vlerat e larta të rrymës dhe shpërndarja më e lehtë e nxehtësisë arrihen duke vendosur qarqe ngrohëse në stator. Vlen gjithashtu të përmendet prania e një njësie të integruar elektronike në disa modele.

Elementet magnetike

Vendosja e magneteve mund të ndryshojë në varësi të madhësisë së motorit, për shembull në shtylla ose në të gjithë rotorin. Krijimi i magneteve me cilësi të lartë me më shumë fuqi e mundur nëpërmjet përdorimit të neodymiumit në kombinim me borin dhe hekurin. Pavarësisht performancë të lartë operacion, motor pa furça për kaçavida magnet të përhershëm ka disa disavantazhe, duke përfshirë humbjen e karakteristikave magnetike në temperatura të larta. Por ato janë të ndryshme efikasitet më të madh dhe mungesa e humbjeve në krahasim me makinat që kanë mbështjellje në projektimin e tyre.

Impulset e inverterit përcaktojnë mekanizmin. Me një frekuencë konstante furnizimi, motori funksionon me një shpejtësi konstante në një sistem të hapur. Prandaj, shpejtësia e rrotullimit ndryshon në varësi të nivelit të frekuencës së furnizimit.

Karakteristikat

Funksionon në mënyrat e vendosura dhe ka funksionalitetin e një analogu të furçës, shpejtësia e të cilit varet nga voltazhi i aplikuar. Mekanizmi ka shumë përparësi:

• nuk ka ndryshime gjatë magnetizimit dhe rrjedhjes së rrymës;
• korrespondenca midis shpejtësisë së rrotullimit dhe vetë çift rrotullues;
• shpejtësia nuk kufizohet duke ndikuar në mbështjelljen elektrike të komutatorit dhe rotorit;
• nuk ka nevojë për një komutator dhe dredha-dredha ngacmuese;
• Magnetët e përdorur janë të lehta dhe kompakte në madhësi;
• momenti i lartë i forcës;
• ngopja e energjisë dhe efikasiteti.

Përdorimi

Rryma direkte me magnet të përhershëm gjendet kryesisht në pajisjet me fuqi brenda 5 kW. Në pajisjet më të fuqishme përdorimi i tyre është irracional. Vlen gjithashtu të përmendet se magnetët në motorë të këtij lloji janë veçanërisht të ndjeshëm ndaj temperaturat e larta dhe fusha të forta. Opsionet e induksionit dhe furçës nuk kanë disavantazhe të tilla. Motorët përdoren në mënyrë aktive në ngarje makinash për shkak të mungesës së fërkimit në kolektor. Ndër veçoritë, është e nevojshme të theksohet uniformiteti i çift rrotullimit dhe rrymës, gjë që siguron një reduktim të zhurmës akustike.

Parimi i funksionimit të një motori DC pa furça (BCDM) ka qenë i njohur për një kohë shumë të gjatë, dhe motorët pa furça kanë qenë gjithmonë një alternativë interesante ndaj zgjidhjeve tradicionale. Përkundër kësaj, makina të tilla elektrike u gjetën vetëm në shekullin e 21-të. aplikim të gjerë në teknologji. Faktori vendimtar për zbatimin e gjerë ishte ulja e shumëfishtë e kostos së elektronikës së kontrollit të makinës BDKP.

Probleme me motorët e krehur

Në një nivel themelor, puna e çdo motori elektrik është të konvertojë energji elektrike te mekanike. Ekzistojnë dy fenomene kryesore fizike që qëndrojnë në themel të projektimit të makinave elektrike:

Motori është projektuar në atë mënyrë që fushat magnetike të krijuara në secilin prej magneteve të ndërveprojnë gjithmonë me njëra-tjetrën, duke i dhënë rrotullimit të rotorit. Motor elektrik tradicional DC përbëhet nga katër pjesë kryesore:

• stator (një element i palëvizshëm me një unazë magnetësh);
• armaturë (element rrotullues me mbështjellje);
• furça karboni;
• koleksionist.

Ky dizajn parashikon rrotullimin e armaturës dhe komutatorit në të njëjtin bosht në krahasim me furçat e palëvizshme. Rryma kalon nga burimi përmes burimit të ngarkuar kontakt i mirë furçat te komutatori, i cili shpërndan energjinë elektrike midis mbështjelljeve të armaturës. Fusha magnetike e induktuar në këtë të fundit ndërvepron me magnetët e statorit, gjë që bën që statori të rrotullohet.

Disavantazhi kryesor motor tradicionalështë se kontakti mekanik në furça nuk mund të sigurohet pa fërkim. Me rritjen e shpejtësisë, problemi bëhet më i theksuar. Njësia e kolektorit konsumohet me kalimin e kohës dhe, përveç kësaj, është e prirur ndaj ndezjes dhe është e aftë të jonizojë ajri i ambientit. Kështu, përkundër thjeshtësisë dhe kostos së ulët të prodhimit, Motorë të tillë elektrikë kanë disa disavantazhe të pakapërcyeshme:

• veshja e furçave;
• zhurma elektrike për shkak të harkut;
• kufizimet në shpejtesi maksimale;
• vështirësi me ftohjen e një elektromagneti rrotullues.

Ardhja e teknologjisë së procesorit dhe transistorëve të fuqisë i lejoi projektuesit të braktisnin njësinë e komutimit mekanik dhe të ndryshonin rolin e rotorit dhe statorit në një motor elektrik DC.

Parimi i funksionimit të BDKP-së

NË motor elektrik pa furça, ndryshe nga paraardhësi i tij, roli i një ndërprerës mekanik kryhet nga një konvertues elektronik. Kjo lejon zbatimin e një qarku "brenda jashtë" BDKP - mbështjelljet e tij janë të vendosura në stator, gjë që eliminon nevojën për një kolektor.

Me fjalë të tjera, ndryshimi kryesor themelor midis motor klasik dhe BDKP është se në vend të magnetëve të palëvizshëm dhe mbështjelljeve rrotulluese, kjo e fundit përbëhet nga mbështjellje të palëvizshme dhe magnet rrotullues. Përkundër faktit se vetë ndërrimi ndodh në një mënyrë të ngjashme, zbatimi i tij fizik në disqet pa furça është shumë më kompleks.

Çështja kryesore është kontrolli i saktë i motorit pa furça, i cili përfshin sekuencë e saktë dhe frekuenca e kalimit të seksioneve individuale të mbështjelljes. Ky problem është i zgjidhshëm në mënyrë konstruktive vetëm nëse është e mundur të përcaktohet vazhdimisht pozicioni aktual i rotorit.

Të dhënat e nevojshme për përpunimin elektronik merren në dy mënyra:

• zbulimi i pozicionit absolut të boshtit;
• duke matur tensionin e induktuar në mbështjelljet e statorit.

Për të zbatuar kontrollin në mënyrën e parë, më shpesh përdoren çifte optike ose sensorë Hall të montuar fiks në stator, të cilët i përgjigjen fluksit magnetik të rotorit. Avantazhi kryesor sisteme të ngjashme mbledhja e informacionit për pozicionin e boshtit është performanca e tyre edhe me shumë shpejtësi të ulëta dhe në pushim.

Kontrolli pa sensor kërkon të paktën një rrotullim minimal të rotorit për të vlerësuar tensionin në mbështjellje. Prandaj, në modele të tilla, sigurohet një mënyrë për nisjen e motorit në shpejtësi me të cilat mund të vlerësohet tensioni në mbështjellje, dhe gjendja e pushimit testohet duke analizuar ndikimin e fushës magnetike në pulset e rrymës së provës që kalojnë nëpër mbështjellje.

Pavarësisht nga të gjitha vështirësitë e listuara të projektimit, motorët pa furça po fitojnë popullaritet në rritje për shkak të performancës së tyre dhe një sërë karakteristikash të paarritshme për motorët e krehur. Një listë e shkurtër e avantazheve kryesore të BDKP mbi ato klasike duket si kjo:

• nuk ka humbje të energjisë mekanike për shkak të fërkimit të furçës;
• funksionim relativisht i qetë;
• lehtësia e përshpejtimit dhe ngadalësimit të rrotullimit për shkak të inercisë së ulët të rotorit;
• kontroll i saktë i rrotullimit;
• mundësia e organizimit të ftohjes për shkak të përçueshmërisë termike;
• aftësia për të punuar me shpejtësi të lartë;
• qëndrueshmëri dhe besueshmëri.

Aplikimet aktuale dhe perspektivat

Ka shumë pajisje për të cilat rritja e kohës së funksionimit është e dobishme. rëndësi jetike. Në pajisje të tilla, përdorimi i BDKP është gjithmonë i justifikuar, pavarësisht nga relativisht relativisht kosto e larte. Këto mund të jenë ujë dhe pompat e karburantit, turbina ftohëse për kondicionerët dhe motorët, etj. Motorët pa furçë përdoren në shumë modele elektrike Automjeti. Aktualisht, industria e automobilave ka filluar t'i kushtojë seriozisht vëmendje motorëve pa furça.

BDKP-të janë ideale për disqet e vogla që funksionojnë në të kushte të vështira ose me saktësi të lartë: ushqyes dhe shirit transportues, robotë industrialë, sistemet e pozicionimit. Ka zona në të cilat motorët pa furçë dominojnë pa alternativë: hard disk, pompa, tifozë të heshtur, të vegjël Pajisjet, disqet CD/DVD. Pesha e ulët dhe fuqia e lartë në dalje e kanë bërë gjithashtu BDKP bazën për prodhimin e veglave moderne të dorës pa tela.

Mund të thuhet se tani po bëhet përparim i dukshëm në fushën e lëvizjeve elektrike. Rënia e vazhdueshme e çmimeve për elektronikën dixhitale ka sjellë një prirje drejt përdorimit të gjerë të motorëve pa furça në vend të atyre tradicionalë.

Sapo fillova të merresha me modelimin e avionëve, menjëherë u interesova se pse motori ka tre tela, pse është kaq i vogël dhe në të njëjtën kohë kaq i fuqishëm dhe pse i duhet një kontrollues shpejtësie... Kaloi koha dhe kuptova të gjitha jashtë. Dhe më pas i vura vetes detyrën të bëja një motor pa furça me duart e mia.

Parimi i funksionimit të motorit elektrik:
Baza e çdo pune makinë elektrike bazohet dukuria e induksionit elektromagnetik. Prandaj, nëse vendosni një kornizë me rrymë në një fushë magnetike, ajo do të ndikohet nga Fuqia e amperit, e cila do të krijojë një çift rrotullues. Korniza do të fillojë të rrotullohet dhe të ndalet në pozicionin e asnjë momenti të krijuar nga forca e Amperit.

Struktura e motorit elektrik:
Çdo Motor elektrik përbëhet nga një pjesë fikse - stator dhe pjesa lëvizëse - Rotor. Në mënyrë që rrotullimi të fillojë, duhet të ndryshoni drejtimin e rrymës një nga një. Ky funksion kryhet Koleksionist(brushat).

Një motor pa furça është një motor RRYMË E VAZHDUESHME pa kolektor, në të cilin funksionet e kolektorit kryhen nga elektronika. (Nëse motori ka tre tela, kjo nuk do të thotë se ai funksionon në trefazor rrymë alternative! Dhe funksionon nga "pjese" të pulseve të shkurtra DC, dhe nuk dua t'ju trondit, por të njëjtët motorë që përdoren në ftohës janë gjithashtu pa furça, megjithëse kanë vetëm dy tela të energjisë DC)

Dizajni i motorit pa furça:
Inrunner(shqiptohet "i vrapues"). Motori ndodhet sipërfaqe e brendshme streha e dredha-dredha dhe një rotor magnetik që rrotullohet brenda.


tejkalues(shqiptohet "i tejkaluar"). Motori ka mbështjellje të palëvizshme (brenda) rreth së cilës rrotullohet një strehë me magnet të përhershëm të vendosur në murin e tij të brendshëm.

Parimi i funksionimit:
Në mënyrë që një motor pa furça të fillojë të rrotullohet, voltazhi duhet të aplikohet në mënyrë sinkronike në mbështjelljet e motorit. Sinkronizimi mund të organizohet duke përdorur sensorë të jashtëm (sensorë optikë ose Hall), ose bazuar në back-EMF (pa sensorë), i cili ndodh në motor kur rrotullohet.

Kontroll pa sensor:
Ka motorë pa furça pa asnjë sensor pozicioni. Në motorë të tillë, pozicioni i rotorit përcaktohet duke matur EMF në fazën e lirë. Kujtojmë se në çdo moment të kohës "+" lidhet me njërën nga fazat (A) me tjetrën (B) "-" furnizimi me energji elektrike, njëra nga fazat mbetet e lirë. Ndërsa rrotullohet, motori nxit një EMF (d.m.th., si pasojë e ligjit të induksionit elektromagnetik, një rrymë e induktuar formohet në spirale) në mbështjelljen e lirë. Ndërsa ndodh rrotullimi, voltazhi në fazën e lirë (C) ndryshon. Duke matur tensionin në fazën e lirë, mund të përcaktoni momentin e kalimit në pozicionin tjetër të rotorit.
Për të matur këtë tension, përdoret metoda "pika virtuale". Në fund të fundit është se, duke ditur rezistencën e të gjitha mbështjelljes dhe tensionin fillestar, ju mund të "lëvizni telin" praktikisht në kryqëzimin e të gjitha mbështjelljeve:
Kontrolluesi i shpejtësisë së motorit pa furça:
Një motor pa furça pa elektronikë është thjesht një pjesë e harduerit, sepse... në mungesë të një rregullatori, ne nuk mund të lidhim thjesht tensionin me të në mënyrë që ai thjesht të fillojë rrotullimin normal. Kontrolluesi i shpejtësisë është një sistem mjaft kompleks i komponentëve të radios, sepse... ajo duhet:
1) Përcaktoni pozicioni fillestar rotor për ndezjen e një motori elektrik
2) Funksiononi motorin elektrik me shpejtësi të ulët
3) Përshpejtoni motorin elektrik në shpejtësinë e vlerësuar (të caktuar) të rrotullimit
4) Ruani çift rrotullues maksimal

Diagrami skematik i kontrolluesit të shpejtësisë (valvula):


Motorët pa furça u shpikën në agimin e energjisë elektrike, por askush nuk mund të krijonte një sistem kontrolli për ta. Dhe vetëm me zhvillimin e elektronikës: me ardhjen e transistorëve dhe mikrokontrolluesve të fuqishëm gjysmëpërçues, motorët pa furça filluan të përdoren në jetën e përditshme (përdorimi i parë industrial në vitet '60).

Avantazhet dhe disavantazhet e motorëve pa furça:

Përparësitë:
-Shpejtësia e rrotullimit ndryshon në një gamë të gjerë
-Mund të përdoret në mjedise shpërthyese dhe agresive
- Kapacitet i lartë i rrotullimit të mbingarkesës
- Performancë e lartë e energjisë (efikasiteti më shumë se 90%)
-Afatgjatë sherbime, besueshmëri e lartë dhe jetëgjatësia e rritur për shkak të mungesës së kontakteve elektrike rrëshqitëse

Të metat:
-Sistemi relativisht kompleks i kontrollit të motorit
-Kosto e lartë e motorit për shkak të përdorimit të materialeve të shtrenjta në strukturën e rotorit (magnet, kushineta, boshte)
Duke u marrë me teorinë, le të kalojmë në praktikë: ne do të projektojmë dhe bëjmë një motor për model aerobatik MX-2.

Lista e materialeve dhe pajisjeve:
1) Tela (marrë nga transformatorët e vjetër)
2) Magnet (të blerë në internet)
3) Stator (qengji)
4) Bosht
5) Kushinetat
6) Duralumin
7) Tkurrja e nxehtësisë
8) Qasje në mbeturina teknike të pakufizuara
9) Qasja në mjete
10) Krahë të drejtë :)

Progresi:
1) Që në fillim vendosim:

Pse bëjmë një motor?
Për çfarë duhet të projektohet?
Cilat janë kufizimet tona?

Në rastin tim: po bëj një motor për një aeroplan, kështu që le të jetë me rrotullim të jashtëm; është projektuar për të prodhuar 1400 gram shtytje me një bateri me tre qeliza; Unë jam i kufizuar në peshë dhe madhësi. Megjithatë, nga të filloni? Përgjigja për këtë pyetje është e thjeshtë: nga detaji më i vështirë, d.m.th. nga një pjesë që është më e lehtë për t'u gjetur, dhe gjithçka tjetër i përshtatet asaj. Kështu bëra. Pas shumë përpjekjet e pasuksesshme për të bërë një stator nga fletë çeliku të butë, u bë e qartë për mua se ishte më mirë ta gjeja atë. E gjeta në një kokë të vjetër video nga një videoregjistrues.

2) Dredha-dredha e një motori trefazor pa furça bëhet me një tel bakri të izoluar, seksioni kryq i të cilit përcakton vlerën e rrymës dhe rrjedhimisht fuqinë e motorit. Mos harroni se sa më i trashë të jetë teli, aq më shumë revolucione, por çift rrotullues më i dobët. Zgjedhja e seksionit:

1A - 0,05mm; 15A - 0.33mm; 40A - 0.7mm

3A - 0,11mm; 20A - 0.4mm; 50A - 0.8mm

10A - 0.25mm; 30A - 0.55mm; 60A - 0,95mm


3) Fillojmë të mbështjellim telin rreth shtyllave. Sa më shumë rrotullime (13) të plagosen rreth dhëmbit, aq më e madhe është fusha magnetike. Sa më e fortë të jetë fusha, aq më i madh është çift rrotullimi dhe aq më pak rrotullime. Për marrjen shpejtësi e lartë, është e nevojshme të mbështjellni një numër më të vogël kthesash. Por së bashku me këtë, çift rrotullimi gjithashtu zvogëlohet. Për të kompensuar çift rrotullues, zakonisht i jepet më shumë motorit. tension të lartë.
4) Tjetra, zgjidhni metodën e lidhjes së mbështjelljes: yll ose trekëndësh. Një lidhje ylli prodhon më shumë çift rrotullues, por më pak rrotullime se një lidhje delta me 1,73 herë. (më vonë u zgjodh një lidhje trekëndëshi)

5) Zgjidhni magnet. Numri i poleve në rotor duhet të jetë çift (14). Forma e magnetëve të përdorur është zakonisht drejtkëndëshe. 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. Gjithashtu, sa më i madh të jetë numri i poleve, aq më i madh është çift rrotullimi, por aq më pak rrotullime. Magnetet në rotor fiksohen duke përdorur ngjitës të veçantë me shkrirje të nxehtë.

Testet të këtij motori E kam kryer atë në një instalim motorik që kam krijuar, i cili më lejon të mas shtytje, fuqi dhe shpejtësi të motorit.

Për të parë ndryshimet midis lidhjeve të yllit dhe deltës, i lidha mbështjelljet në mënyra të ndryshme:

Rezultati ishte një motor që korrespondonte me karakteristikat e avionit, masa e të cilit ishte 1400 gram.

Karakteristikat e motorit që rezulton:
Konsumimi aktual: 34.1A
Aktuale lëvizje boshe: 2.1A
Rezistenca e mbështjelljes: 0,02 Ohm
Numri i shtyllave: 14
RPM: 8400 rpm

Video raport i testimit të motorit në aeroplan... Ulje e butë: D

Llogaritja e efikasitetit të motorit:


Shumë tregues i mirë...Edhe pse ishte e mundur të arrihej edhe më lart...

Konkluzione:
1) Motorët pa furça kanë efikasitet dhe efikasitet të lartë
2) Motorët pa furça janë kompakte
3) Motorët pa furça mund të përdoren në mjedise shpërthyese
4) Lidhja e yllit jep më shumë çift rrotullues, por 1,73 herë më pak rrotullime se lidhja delta.

Pra, bëni tuajën motor pa furça për avionët model aerobatikë - detyra është e realizueshme

Nëse keni pyetje ose nuk kuptoni diçka, më bëni pyetje në komentet e këtij artikulli. Fat të mirë të gjithëve)

Motorët pa furça ofrojnë fuqi të përmirësuar për kilogram (peshë neto) dhe gamë të gjerë shpejtësia e rrotullimit; Efikasiteti i këtij termocentrali është gjithashtu mbresëlënës. Është e rëndësishme që instalimi praktikisht të mos lëshojë ndërhyrje radio. Kjo ju lejon të vendosni pajisje të ndjeshme ndaj ndërhyrjeve pranë saj pa frikë për funksionimin e duhur të të gjithë sistemit.

Motori pa furça mund të vendoset dhe përdoret edhe në ujë, kjo nuk do të ndikojë negativisht. Gjithashtu, dizajni i tij lejon vendndodhjen në mjedise agresive. Sidoqoftë, në këtë rast, duhet të mendoni paraprakisht për vendndodhjen e njësisë së kontrollit. Mos harroni se vetëm me funksionimin e kujdesshëm dhe të kujdesshëm të termocentralit do të funksionojë me efikasitet dhe pa probleme në prodhimin tuaj për shumë vite.

Mënyrat e funksionimit afatgjatë dhe afatshkurtër janë bazë për bazat e të dhënave. Për shembull, për një shkallë lëvizëse ose transportues, një mënyrë funksionimi afatgjatë është i përshtatshëm, në të cilin motori elektrik funksionon në mënyrë statike për një numër të gjatë orësh. Për funksionimin afatgjatë, sigurohet një rritje e transferimit të nxehtësisë së jashtme: lëshimi i nxehtësisë në mjedis duhet të tejkalojë çlirimin e brendshëm të nxehtësisë së termocentralit.

Në modalitetin e funksionimit afatshkurtër, motori nuk duhet të ketë kohë të nxehet në vlerën maksimale të temperaturës gjatë funksionimit të tij, d.m.th. duhet të fiket përpara kësaj pike. Gjatë pushimeve midis ndezjes dhe funksionimit të motorit, ai duhet të ketë kohë të ftohet. Kjo është saktësisht se si funksionojnë motorët pa furça në ashensorë, rroje elektrike, tharëse flokësh dhe pajisje të tjera elektrike moderne.

Rezistenca e mbështjelljes së motorit lidhet me koeficientin veprim i dobishëm termocentrali. Efikasiteti maksimal mund të arrihet me rezistencën më të ulët të mbështjelljes.

Tensioni maksimal i funksionimit është vlera maksimale e tensionit që mund të aplikohet në mbështjelljen e statorit të një termocentrali. Tensioni maksimal i funksionimit lidhet drejtpërdrejt me shpejtesi maksimale motori dhe vlera maksimale e rrymës së mbështjelljes. Vlera maksimale e rrymës së mbështjelljes kufizohet nga mundësia e mbinxehjes së mbështjelljes. Është për këtë arsye që një kusht opsional, por i rekomanduar i funksionimit për motorët elektrikë është temperatura negative mjedisi. Kjo ju lejon të kompensoni ndjeshëm mbinxehjen e termocentralit dhe të rrisni kohëzgjatjen e funksionimit të tij.

Fuqia maksimale e motorit është fuqia maksimale që sistemi mund të arrijë në pak sekonda. Vlen të merret në konsideratë punë e gjatë motor elektrik i ndezur fuqi maksimale do të çojë në mënyrë të pashmangshme në mbinxehje të sistemit dhe dështim të funksionimit të tij.

Fuqia e vlerësuar është fuqia që mund të zhvillohet power point gjatë periudhës periodike të lejuar të funksionimit të deklaruar nga prodhuesi (një aktivizim).

Këndi i avancimit të fazës sigurohet në motorin elektrik për shkak të nevojës për të kompensuar vonesën e ndërrimit të fazës.