Børsteløse elektriske motorer bruges i medicinsk udstyr, flymodellering, rørafspærringsdrev i olierørledninger såvel som i mange andre industrier. Men de har deres ulemper, funktioner og fordele, som nogle gange spiller en nøglerolle i designet af forskellige enheder. Hvorom alting er, så optager sådanne elektriske motorer en relativt lille niche sammenlignet med asynkrone AC-maskiner.
Funktioner ved elektriske motorer
En af grundene til, at designere er interesserede i børsteløse motorer, er behovet for højhastighedsmotorer med små dimensioner. Desuden har disse motorer en meget præcis positionering. Designet har en bevægelig rotor og en fast stator. På rotoren er der en permanent magnet eller flere, arrangeret i en bestemt rækkefølge. På statoren er der spoler, der skabermagnetisk felt.
En ekstra funktion skal bemærkes - børsteløse motorer kan have et anker placeret både inde og udvendigt. Derfor kan de to typer konstruktioner have specifikke anvendelser på forskellige områder. Når ankeret er placeret inde, viser det sig at opnå en meget høj rotationshastighed, så sådanne motorer fungerer meget godt i design af kølesystemer. Hvis et eksternt rotordrev er installeret, kan der opnås meget præcis positionering samt høj overbelastningsmodstand. Meget ofte bruges sådanne motorer i robotteknologi, medicinsk udstyr, i værktøjsmaskiner med frekvensprogramstyring.
Sådan fungerer motorer
For at drive rotoren på en børsteløs jævnstrømsmotor skal du bruge en speciel mikrocontroller. Den kan ikke startes på samme måde som en synkron eller asynkron maskine. Ved hjælp af en mikrocontroller viser det sig at tænde for motorviklingerne, så retningen af magnetfeltvektorerne på statoren og ankeret er ortogonale.
Med andre ord, ved hjælp af en driver er det muligt at regulere det drejningsmoment, der virker på rotoren på en børsteløs motor. For at flytte armaturet er det nødvendigt at udføre den korrekte kobling i statorviklingerne. Desværre er det ikke muligt at give jævn rotationskontrol. Det kan dog øges meget hurtigt.motorrotorhastighed.
Forskelle mellem børstede og børsteløse motorer
Den største forskel er, at de børsteløse motorer til modellerne ikke har en vikling på rotoren. I tilfælde af kollektorelektriske motorer er der viklinger på deres rotorer. Men permanente magneter er installeret på den stationære del af motoren. Derudover er der installeret en samler af et specielt design på rotoren, til hvilken grafitbørster er forbundet. Med deres hjælp påføres spænding til rotorviklingen. Funktionsprincippet for en børsteløs motor er også væsentligt anderledes.
Sådan fungerer opsamlermaskinen
For at starte solfangermotoren skal du tilføre spænding til feltviklingen, som er placeret direkte på ankeret. I dette tilfælde dannes et konstant magnetfelt, som interagerer med magneterne på statoren, som et resultat af hvilket ankeret og samleren, der er fastgjort på den, roterer. I dette tilfælde tilføres strøm til den næste vikling, cyklussen gentages.
Rotorens rotationshastighed afhænger direkte af, hvor intenst magnetfeltet er, og den sidste karakteristik afhænger direkte af spændingens størrelse. Derfor er det nødvendigt at ændre forsyningsspændingen for at øge eller mindske hastigheden.
For at implementere det omvendte, behøver du kun at ændre polariteten på motorforbindelsen. Til sådan kontrol er det ikke nødvendigt at bruge specielle mikrocontrollere,du kan ændre omdrejningshastigheden ved hjælp af en konventionel variabel modstand.
Funktioner ved børsteløse maskiner
Men styringen af en børsteløs motor er umulig uden brug af specielle controllere. Baseret på dette kan vi konkludere, at motorer af denne type ikke kan bruges som generator. For effektiv styring kan rotorens position overvåges ved hjælp af flere Hall-sensorer. Ved hjælp af sådanne simple enheder er det muligt at forbedre ydeevnen betydeligt, men prisen på den elektriske motor vil stige flere gange.
Start af børsteløse motorer
Det giver ingen mening at lave mikrocontrollere på egen hånd, en meget bedre mulighed ville være at købe færdiglavede, omend kinesiske. Men du skal overholde følgende anbefalinger, når du vælger:
- Husk den maksim alt tilladte strøm. Denne parameter vil være nyttig til forskellige typer drevdrift. Karakteristikken er ofte angivet af fabrikanterne direkte i modelnavnet. Meget sjældent angives værdier, der er typiske for spidsbelastningstilstande, hvor mikrocontrolleren ikke kan fungere i lang tid.
- Ved kontinuerlig drift skal den maksimale forsyningsspænding også tages i betragtning.
- Sørg for at overveje modstanden af alle interne mikrocontrollerkredsløb.
- Sørg for at tage højde for det maksimale antal omdrejninger, der er typisk for driften af denne mikrocontroller. Bemærk venligst, at han ikke er detvil være i stand til at øge den maksimale hastighed, da begrænsningen er lavet på softwareniveau.
- Billige modeller af mikrocontrollerenheder har en frekvens af genererede impulser i området 7…8 kHz. Dyre kopier kan omprogrammeres, og denne parameter øges med 2-4 gange.
Prøv at vælge mikrocontrollere i alle henseender, da de påvirker den effekt, som elmotoren kan udvikle.
Sådan administreres det
Den elektroniske styreenhed gør det muligt at skifte drevviklingerne. For at bestemme tidspunktet for omskiftning ved hjælp af driveren, overvåges rotorens position af Hall-sensoren installeret på drevet.
I tilfælde af, at der ikke er sådanne enheder, er det nødvendigt at aflæse den omvendte spænding. Det genereres i statorspolerne, der ikke er tilsluttet i øjeblikket. Controlleren er et hardware-software kompleks, den giver dig mulighed for at spore alle ændringer og indstille skiftrækkefølgen så nøjagtigt som muligt.
Trefasede børsteløse motorer
Mange børsteløse elektriske motorer til modelfly drives af jævnstrøm. Men der er også trefasede tilfælde, hvor konvertere er installeret. De giver dig mulighed for at lave trefasede impulser fra en konstant spænding.
Arbejdet er som følger:
- Spole "A" modtager impulser frapositiv værdi. På spole "B" - med en negativ værdi. Som et resultat af dette vil ankeret begynde at bevæge sig. Sensorerne fikserer forskydningen, og der sendes et signal til controlleren for næste skift.
- Spole "A" er slukket, mens en positiv impuls sendes til "C"-viklingen. Skift af vikling "B" ændres ikke.
- Positiv puls tilføres spolen "C", og negativ puls sendes til "A".
- Så kommer parret "A" og "B" i spil. Positive og negative værdier af impulser tilføres dem henholdsvis.
- Derefter går den positive puls igen til "B"-spolen, og den negative til "C".
- På det sidste trin tændes spolen "A", som modtager en positiv puls, og en negativ går til C.
Og derefter gentages hele cyklussen.
Fordele ved at bruge
Det er svært at lave en børsteløs elmotor med egne hænder, og det er næsten umuligt at implementere mikrocontrollerstyring. Derfor er det bedst at bruge færdiglavede industrielle designs. Men husk at overveje de fordele, som drevet får ved brug af børsteløse motorer:
- Væsentligt længere ressource end samlermaskiner.
- Højt effektivitetsniveau.
- Mere kraftfulde end børstede motorer.
- Rotationshastigheden stiger meget hurtigere.
- Ingen gnister under drift, så de kan bruges i miljøer med høj brandfare.
- Meget nem kørsel.
- Der er ingen grund til at bruge yderligere kølekomponenter under drift.
Blandt manglerne kan man fremhæve en meget høj omkostning, hvis vi også tager prisen på controlleren i betragtning. Selv for en kort tid at tænde en sådan elektrisk motor for at kontrollere ydeevnen vil ikke fungere. Derudover er reparation af sådanne motorer meget vanskeligere på grund af deres designfunktioner.
