Hogyan működik a BLDC motorja: A kefe nélküli egyenáramú motorok alapelveinek részletes magyarázata

Az elmúlt két -három évtizedben az elektronikus technológia és az állandó mágneses anyagok folyamatos fejlődése miatt,BLDC Motorsátalakultak a niche -motorokról a különféle iparágak mainstream energiamegoldásaira.BLDC Motorsszéles körben használták fel, ideértve a háztartási készülékeket, az elektromos eszközöket, az elektromos járműveket és az ipari automatizálási berendezéseket, nagy hatékonyságuk, nagy megbízhatóságuk és hosszú élettartamuk miatt. Ugyanakkor a BLDC motorok működési alapelvei még mindig nem ismertek sok ember számára. Ez a cikk elmagyarázza, amit meg kell ismernie a BLDC Motors működési alapelveiről, hogy részletesebb képet kapjon erről a hihetetlen innovációról a mai villamosmérnöki műszakban.

A BLDC motor alapszerkezete

Most, mielőtt belépnünk a működő alapelvbe, meg kell ismerkednünk az alapszerkezetével:

STATOR: A motorház belsejében rögzített, általában laminált szilícium acéllemezekből áll, és a tekercseket körülveszik, hogy több elektromágneses oszlopot hozzanak létre.

Rotor: A forgórész általában a tengelyre van felszerelve és állandó mágneseket tartalmaz. A BLDC Motors az állandó mágnesek különféle konfigurációi alapján több fajtába sorolható.

Hall -érzékelők: A forgórész helyzetének és az elektronikus vezérlőrendszerhez való visszajelzés meghatározásához.

Vezérlő: Olyan elektronikus vezérlőrendszer, amely meghatározza az áramlás időzítését, amely az állórész tekercsén átfolyik a Hall -érzékelők vagy más visszacsatolási mechanizmusok visszajelzései alapján.

Érdemes megjegyezni, hogy az Outunner BLDC motorszerkezete a belső forgórészszerkezetből egyedi. A rotor kívül van, és az állórész van benne. Az ilyen típusú kialakítás különösen elterjedt azokban az alkalmazásokban, amelyek nagy nyomatékot igényelnek, mint például a dróncsavarok hajtása.

Az elektromágnesesség alapelvei: A BLDC motoros működésének alapja

Az elektromágnesesség két alapelve határozza meg a BLDC motor működését:

AMPERE törvénye: Ha egy áramszívó vezető mágneses mezőben van, akkor a karmestert erőnek vetik alá. A BLDC motor állórésze tekercselt réz tekercsekből készül, és miután ezek a tekercsek energiája, olyan mágneses mezőt hoznak létre, amely kölcsönhatásba lép a forgórész állandó mágnesei között, hogy olyan erőt generáljon, amely biztosítja a forgórész mechanikus mozgását.

Faraday elektromágneses indukciós törvénye: Elektromotív erőt indukálnak egy vezetőben, amikor a mágneses mező vonalakat vágja le, vagy változó mágneses mezőben van. Széles körben használják érzékszervi vezérlésben, ahol a forgórész helyzetét a hátsó elektromotív erők érzékelésével észlelik.

Ezeket az alapelveket alkalmazzák az ipari kefe nélküli motorok tervezésében. Ezt úgy hajtják végre, hogy finoman szabályozzák az állórész tekercsein átáramló áramot, biztosítva a kedvező elektromágneses kölcsönhatásokat a forgórész állandó mágneseivel, hogy elérjék a nagy hatékonyságot és stabilitást.

A BLDC motor kommutációs folyamata

A BLDC motor legfontosabb működési mechanizmusát elektronikus kommutációnak nevezik. Ez a legfontosabb és legfontosabb megkülönböztetési tényező a kefe nélküli motorok és a hagyományos csiszolt motorok között.

A kommutáció alapelve: A kommutáció az áramlás irányának megváltoztatásának folyamata a motor tekercseiben, hogy folyamatos elektromágneses kölcsönhatás létezzen a rotor és az állórész között, ami folyamatos nyomatékot hoz létre.

Hatlépéses kommutáció: A BLDC motorok hagyományos vezérlési módszere hat lépéssel osztja az elektromos ciklust. Minden lépésben a háromfázisú sétákból kettő táplálkozik, míg az egyik fázis ki van kapcsolva.

Hall -érzékelő visszajelzése: A Hall Sensors észlelik a forgórész állandó mágneseinek helyzetét, hogy a vezérlő meghatározza, hogy melyik tekercset kell energizálni és az aktuális irányt.

Érzékelhetetlen vezérlés: Egy fejlettebb módszer a forgórész helyzetének meghatározása a hátsó elektromotív erő megfigyelésével az nem-energikus fázisban, nincs szükség csarnok-érzékelőkre ennek a komplex stratégiának a végrehajtásához, ami a meghajtó nagyobb megbízhatóságát eredményezi.

A Big BLDC motorok általában bonyolultabb kontrollstratégiákat alkalmaznak, például a szinuszhullám -meghajtót vagy a vektorvezérlést, hogy elérjék a simább nyomatékot és a nagyobb hatékonyságot.

A vezérlő szerepe a BLDC motoros rendszerben

A BLDC Motor önmagában nem tud dolgozni, és egy speciális elektronikus vezérlővel kell kombinálni:

A motorvezető: Általában egy háromfázisú híd-frekvenciaváltó, amely a Power MOSFET vagy az IGBT-en alapul, amely az aktuális utat a vezérlőjel szerint váltja

MIKROKONTROLLER: Jeleket kap a pozícióérzékelőből, vezérlő algoritmusokat hajt végre, és PWM jeleket generál az elektromos készülékek meghajtására.

Zárt hurkú vezérlés: Pontos sebességszabályozást vagy pozícióvezérlést biztosít az alkalmazási igények alapján.

Biztonságos védelmi funkció: Túláramú védelem, túl hőmérséklet védelem, alulfeszültségvédelem stb.

A 48 V -os BLDC motoros rendszerekre vonatkozó alkalmazások széles körben elterjedtek az elektromos kerékpárok, a kis elektromos járművek és néhány egyéb ipari alkalmazásban. A vezérlőnek és a kezelési áramkörnek magasabb feszültségekkel és áramokkal kell foglalkoznia, és általában bonyolultabb teljesítmény- és védelmi funkciókkal kell rendelkeznie.

A BLDC Motors teljesítményjellemzői és alkalmazási forgatókönyvei

Vessen egy pillantást a BLDC Motor működési alapelveinek elsajátítását követően a teljesítmény -előnyeikre:

Magas hatékonyság: Mivel a kefék és a kommutátorok súrlódási veszteségei hiányoznak, hatékonyságuk általában 85% felett van, bizonyos esetekben még 95% felett.

Jó sebesség-torque jellemzők: A nyomaték kimenetének széles skáláját biztosítja.

Nagyobb élettartam: Mechanikus kopáselemek nélkül az élettartamot csak a csapágyak korlátozzák.

Javított hőeloszlás hatékonysága: Közvetlen érintkezés az állórész tekercsei és a motorházak között a hatékonyabb hőeloszlás érdekében.

Alacsony zaj- és elektromágneses interferencia: Nincsenek szikrák és zajok, amelyeket a kefe kommutáció okoz.

Különleges szerkezete miatt az Outunner BLDC motor jobban képes magasabb nyomatékot biztosítani alacsony sebességgel, és különösen alkalmassá teszi azokat a közvetlen meghajtó rendszerekhez, mint például a drón hajtókészülékek és a ventilátorok stb.

A BLDC motorok vezérlő algoritmusai

A fejlettebb modern BLDC kontroll technológia meghaladta ezt az egyszerű hatlépéses kommutációs módszert:

Trapézusos hullámvezérlés: A legalapvetőbb kontroll módszer egy trapézáramú hullámforma. Egyszerű a gyakorlatba bevezetni, de jelentős amplitúdójú nyomatékhulladékot eredményez.

Szinuszos vezérlés: A motor szinuszos áram útján történő vezetése, amely csökkentheti a motor nyomatékának fodrozódását és simábbá teheti a futást.

Tereporientált vezérlés (FOC): Matematikai transzformáció alkalmazásával a 3 fázisú áramot a forgó koordinátarendszerre fordítják a vezérléshez, ami az optimális nyomatékvezérléshez és az energiahatékonysághoz vezet.

Érzékelő fúziós technológia: A több visszacsatolási jelet (például a hallérzékelőket, a kódolókat és az aktuális mintavételt) integrálja a pontosság és a robusztus jobb ellenőrzése érdekében.

A nagy teljesítményű alkalmazások, például a hőgazdálkodás, a hatékonyság optimalizálása és a dinamikus válasz kihívásai miatt a kifinomultabb kontroll algoritmusokat általában a Big BLDC motorokhoz használják.

Következtetés: A BLDC Motors működési alapelvei és előnyei

BLDC MotorsPontosan ellenőrizze az áramot az állórész tekercseiben egy elektronikus vezérlőrendszeren keresztül, és lépjen kapcsolatba a forgórész állandó mágneseivel, hogy az elektromos energia hatékony átalakulása mechanikai energiává alakuljon. A kis fogyasztói elektronikus eszközöktől a nagy ipari berendezésekig, az alacsony feszültségű alkalmazásoktól a 48 V-os BLDC motoros rendszerekig, a kefe nélküli egyenáramú motorokig, nagy hatékonyságukkal, nagy megbízhatóságukkal és kiváló kontroll teljesítményükkel, a technológiai fejlődés és az energiahatékonyság javítása érdekében a különféle iparágakban. Az elektronikus vezérlési technológiák és az állandó mágneses anyagok folyamatos fejlesztésével előre láthatjuk, hogy a BLDC Motors szélesebb körű alkalmazási kilátással és kiemelkedőbb teljesítménygel rendelkezik.

Ha érdekli termékeink, vagy bármilyen kérdése van, kérjük, nyugodtanvegye fel velünk a kapcsolatotÉs 24 órán belül válaszolunk neked.