Elektromotorji brez krtačk: princip delovanja, nadzor brezkrtačnih elektromotorjev. Brezkrtačni motor z lastnimi rokami

Električni motorji brez krtačk se uporabljajo v medicinski opremi, modeliranju zrakoplovov, upravljavcem cevovodov in drugih industrijah. Vendar imajo svoje pomanjkljivosti, lastnosti in prednosti, ki včasih igrajo ključno vlogo pri oblikovanju različnih naprav. Vendar morda takšni električni motorji zasedajo sorazmerno majhno nišo v primerjavi z asinhronimi AC napravami.

Značilnosti elektromotorjev

Eden od razlogov, zakaj so oblikovalci zainteresirani za brezkrtačne elektromotorje, je potreba po visokohitrostnih motorjih z majhnimi dimenzijami. In ti motorji imajo zelo natančno pozicioniranje. V izvedbi je premični rotor in stacionarni stator. Na rotorju je en trajni magnet ali več, urejeno v določenem zaporedju. Stator vsebuje tudi tuljave, ki ustvarjajo magnetno polje.

Treba je omeniti še eno funkcijo - brezkrtačni električni motorji imajo lahko sidro, ki se nahaja znotraj in zunaj. Posledično lahko imata dve vrsti konstrukcije določeno aplikacijo na različnih področjih. Ko je armatura nameščena znotraj, je mogoče doseči zelo visoko hitrost vrtenja, tako da takšni motorji zelo dobro delujejo pri oblikovanju hladilnih sistemov. Če je nameščen pogon z zunanjo rotorsko napravo, je mogoče doseči zelo natančno pozicioniranje in visoko odpornost na preobremenitve. Zelo pogosto se taki motorji uporabljajo v robotiki, medicinski opremi, v napravah s frekvenčnim programskim nadzorom.

Kako delujejo motorji

Za vožnjo rotorja brezkrtačnega DC motorja je potrebno uporabiti poseben mikrokrmilnik. Ni ga mogoče zagnati na enak način kot sinhroni ali asinhroni stroj. Izkazalo se je, da s pomočjo mikrokrmilnika vključujejo navitja motorja, tako da je smer vektorjev magnetnih polj na statorju in armaturi pravokotna.

Z drugimi besedami, s pomočjo voznika je mogoče regulirati navor, ki deluje na rotorju brezkrtačnega motorja. Če želite premakniti sidro, je potrebno pravilno vklopiti navitja statorja. Na žalost ni mogoče zagotoviti nemotenega nadzora rotacije. Ampak lahko zelo hitro povečate hitrost rotorja motorja.

Razlike v kolektorjih in brezkrtačnih motorjih

Glavna razlika je v tem, da na rotorju ni vijakov na brezkrtačnih elektromotorjih za modele. Pri kolektorskih elektromotorjih so na njihovih rotorjih navitja. Stalni magneti pa so pritrjeni na fiksni del motorja. Poleg tega je na rotorju nameščen zbiralnik, na katerega so priključene grafitne ščetke. Z njihovo pomočjo se napetost nanaša na navijanje rotorja. Načelo brezkrtačnega električnega motorja je prav tako zelo različno.

Kako deluje zbiralni stroj

Če želite zagnati kolektorski motor, bo potrebno napetost na polju, ki se nahaja neposredno na armaturi. V tem primeru se tvori stalno magnetno polje, ki deluje z magneti na statorju, zaradi česar se sidro in zbiralnik, ki je pritrjen na njej, zavrti. To energizira naslednjo navijanje, ponavlja cikel.

Hitrost rotorja je odvisna neposredno od močnega magnetnega polja in zadnja karakteristika je odvisna neposredno od vrednosti napetosti. Zato, da bi povečali ali zmanjšali hitrost vrtenja, je treba spremeniti napajalno napetost.

Če želite uporabiti obratno, morate samo spremeniti polarnost povezave motorja. Za takšen nadzor ni potrebno uporabljati posebnih mikrokontrolerjev, je mogoče spremeniti hitrost vrtenja s konvencionalnim spremenljivim uporom.

Značilnosti brezkrtačnih strojev

Toda nadzor brezkrtačnega elektromotorja ni možen brez uporabe posebnih krmilnikov. Iz tega sledi, da se motorji te vrste ne morejo uporabljati kot generator. Za učinkovitost nadzora lahko spremljate položaj rotorja z več Hallovimi senzorji. S pomočjo takšnih preprostih naprav je mogoče bistveno izboljšati karakteristike, vendar se bodo stroški elektromotorja večkrat povečali.

Vodenje brezkrtačnih motorjev

Za izdelavo mikrokrmilnikov neodvisno nima smisla, veliko boljša možnost je nakup pripravljenega, čeprav kitajskega. Toda pri izbiri morate upoštevati naslednja priporočila:

1. Upoštevajte največji dovoljeni tok. Ta parameter je nepogrešljiv za različne vrste delovanja pogona. Značilnost pogosto označujejo proizvajalci v imenu modela. Zelo redko je določiti vrednosti, ki so značilne za načine konic, pri katerih mikrokrmilnik ne more dolgo delovati.
2. Za neprekinjeno delovanje je potrebno upoštevati največjo vrednost napajalne napetosti.
3. Upoštevajte odpornost vseh notranjih vezij mikrokrmilnika.
4. Upoštevati je treba največje število obratov, ki je značilno za delovanje tega mikrokrmilnika. Upoštevajte, da ne bo mogel povečati največje hitrosti, saj je omejitev na ravni programske opreme.
5. Poceni modeli naprav mikrokrmilnika imajo frekvenco generiranih impulzov v območju 7 ... 8 kHz. Dražje kopije je mogoče reprogramirati, ta parameter pa se poveča za 2-4 krat.

Poskusite izbrati mikrokontrolerje v vseh parametrih, saj vplivajo na moč, ki jo motor lahko razvije.

Kako se izvaja upravljanje

Elektronska krmilna enota omogoča preklop pogonskih navitij. Za določitev preklopnega časa voznik spremlja položaj rotorja glede na senzor Hall, nameščen na pogonu.

Če takih naprav ni, je treba prebrati povratno napetost. Ustvari se v statorskih tuljavah, ki trenutno niso priključeni. Krmilnik je strojno-programski kompleks, ki vam omogoča, da spremljate vse spremembe in natančno določite vrstni red preklopa.

Trifazni brezkrtačni električni motorji

Veliko brezkrtačnih elektromotorjev za modele zrakoplovov poganja električni tok. Vendar pa obstajajo tudi trifazni vzorci, v katerih so nameščeni pretvorniki. Omogočajo trifazne impulze iz konstantne napetosti.

Delo je sledeče:

1. Tuljava "A" sprejema impulze s pozitivno vrednostjo. Na tuljavi "B" - z negativno vrednostjo. Zato se bo sidro začelo premikati. Senzorji določijo odmik in pošljejo signal upravljavcu za naslednje preklop.
2. Tuljava "A" je prekinjena, impulz pozitivne vrednosti pa se uporabi za navijanje "C". Preklapljanje navitja "B" se ne spremeni.
3. Na tuljavi "C" pride pozitiven zagon, negat pa gre v "A".
4. Nato začne delovati par "A" in "B". Za njih veljajo pozitivne negativne impulzne vrednosti.
5. Nato pozitivni impulz spet potuje v tuljavo "B", negativna pa na "C".
6. Na zadnji stopnji je vklopljena tuljava "A", ki sprejema pozitivni impulz, negativna pa na C.

Po tem se ponovi celoten cikel.

Prednosti uporabe

Težko je izdelati brezkrtačni električni motor z lastnimi rokami, vendar je skoraj nemogoče izvajati krmiljenje mikrokrmilnika. Zato je najbolje uporabiti že pripravljene industrijske modele. Toda upoštevajte prednosti, ki jih pogon prejme pri uporabi brezkrtačnih elektromotorjev:

1. Veliko večji vir kot zbiralni stroji.
2. Visoka raven učinkovitosti.
3. Moč je višja od moči kolektorskih motorjev.
4. Hitrost vrtenja je veliko hitrejša.
5. Med delovanjem se iskre ne tvorijo, zato jih lahko uporabljamo v okolju z veliko nevarnostjo požara.
6. Zelo enostavno delovanje pogona.
7. Pri delu ne potrebujete dodatnih komponent za hlajenje.

Med pomanjkljivostmi lahko ugotovimo zelo visoke stroške, če upoštevate ceno krmilnika. Tudi kratkotrajni vklop za testiranje delovanja takšnega električnega motorja ne deluje. Poleg tega je popravilo takšnih motorjev veliko težje zaradi njihovih značilnosti.