نوع موتور بدون براش است. کنترل EMF پشت موتور بدون جاروبک - درک فرآیند

07.04.2019

موتور بدون جارو

اصل عملکرد موتور سه فاز براشلس

موتور BLDCیک موتور سنکرون مبتنی بر اصل تنظیم فرکانس با خود سنکرونیزاسیون است که ماهیت آن کنترل بردار است. میدان مغناطیسیاستاتور بسته به موقعیت روتور. موتورهای شیر (در ادبیات انگلیسی BLDC یا PMSM) موتورهای DC بدون جاروبک نیز نامیده می شوند، زیرا کلکتور چنین موتوری معمولاً با ولتاژ مستقیم تغذیه می شود.

توضیحات VD

این نوع موتور برای بهبود خواص موتورهای DC طراحی شده است. الزامات بالا برای مکانیزم های اجرایی(به ویژه میکرودرایوهای پرسرعت برای موقعیت یابی دقیق) منجر به استفاده از موتورهای خاص شد جریان مستقیم: بدون تماس موتورهای سه فازجریان مستقیم (BLDC یا BLDC). از نظر ساختاری، آنها شبیه موتورهای سنکرون هستند. جریان متناوب: روتور مغناطیسیدر یک استاتور چند لایه با سیم پیچی سه فاز می چرخد. اما RPM تابعی از بار و ولتاژ استاتور است. این تابع با تغییر سیم پیچ های استاتور بسته به مختصات روتور اجرا می شود. BLDCها با سنسورهای جداگانه روی روتور و بدون سنسور جداگانه در دسترس هستند. سنسورهای هال به عنوان سنسورهای جداگانه استفاده می شوند. اگر اجرا بدون سنسور جداگانه باشد، سیم پیچ استاتور به عنوان یک عنصر ثابت عمل می کند. هنگامی که آهنربا می چرخد، روتور یک EMF را در سیم پیچ های استاتور القا می کند و در نتیجه جریان ایجاد می شود. هنگامی که یک سیم پیچ خاموش می شود، سیگنالی که در آن القا شده است اندازه گیری و پردازش می شود. این الگوریتم به یک پردازشگر سیگنال نیاز دارد. برای ترمز و معکوس کردن BDPS، به مدار پل معکوس برق نیازی نیست - کافی است پالس های کنترلی را به ترتیب معکوس روی سیم پیچ های استاتور اعمال کنید.

تفاوت اصلی بین VD و موتور سنکرون، خود سنکرون شدن آن با کمک DPR است، در نتیجه در VD، فرکانس چرخش میدان متناسب با سرعت روتور است.

استاتور

استاتور موتور براشلس

استاتور طراحی معمولی دارد و شبیه استاتور ماشین القایی است. این شامل یک بدنه، یک هسته ساخته شده از فولاد الکتریکی و یک سیم پیچ مسی است که در شیارهایی در امتداد محیط هسته قرار گرفته است. تعداد سیم پیچ ها تعداد فازهای موتور را تعیین می کند. برای خود راه اندازی و چرخش، دو فاز کافی است - سینوس و کسینوس. معمولا VD سه فاز، کمتر - چهار فاز.

با توجه به روش قرار دادن پیچ ها در سیم پیچ های استاتور، موتورهایی با نیروی حرکتی معکوس ذوزنقه ای (BLDC) و سینوسی (PMSM) متمایز می شوند. با توجه به روش تامین، جریان الکتریکی فاز در انواع موتورهای مربوطه نیز به صورت ذوزنقه ای یا سینوسی تغییر می کند.

روتور

روتور با استفاده از آهنرباهای دائمی ساخته می شود و معمولاً دارای دو تا هشت جفت قطب با قطب شمال و جنوب متناوب است.

در ابتدا از آهنرباهای فریت برای ساخت روتور استفاده شد. آنها رایج و ارزان هستند، اما دارای معایبی هستند سطح پایینالقای مغناطیسی آهنرباهای آلیاژی خاکی کمیاب اکنون محبوبیت پیدا می کنند، زیرا سطح بالایی از القای مغناطیسی را می دهند و اندازه روتور را کاهش می دهند.

سنسور موقعیت روتور

سنسور موقعیت روتور (RPS) بازخوردی را در مورد موقعیت روتور ارائه می دهد. عملکرد آن می تواند بر اساس اصول مختلفی باشد - فوتوالکتریک، القایی، اثر هال و غیره. سنسورهای هال و فوتوالکتریک بیشترین محبوبیت را به دست آورده اند، زیرا آنها عملا اینرسی هستند و به شما امکان می دهند از تاخیر در کانال بازخورد در کانال خلاص شوید. موقعیت روتور

سنسور فوتوالکتریک در شکل کلاسیک خود شامل سه آشکارساز نوری ثابت است که به طور متناوب توسط شاتری که همزمان با روتور می چرخد بسته می شوند. این در شکل 1 نشان داده شده است (نقطه زرد). کد باینری به دست آمده از DPR شش موقعیت مختلف روتور را ثابت می کند. سیگنال های سنسور توسط دستگاه کنترل به ترکیبی از ولتاژهای کنترلی تبدیل می شوند که کلیدهای قدرت را کنترل می کنند، به طوری که در هر سیکل (فاز) کار موتور دو کلید روشن می شود و دو سیم پیچ از سه سیم پیچ آرمیچر به صورت سری به یکدیگر متصل می شوند. شبکه. سیم پیچ آرمیچر U، V، Wروی استاتور با شیفت 120 درجه قرار دارد و ابتدا و انتهای آنها به هم متصل می شوند تا هنگام تعویض کلیدها، یک گرادیان چرخشی از میدان های مغناطیسی ایجاد شود.

سیستم کنترل VD

سیستم کنترل شامل کلیدهای قدرت، اغلب تریستورها یا ترانزیستورهای قدرت گیت عایق است. از این میان، یک اینورتر ولتاژ یا یک اینورتر جریان مونتاژ می شود. به دلیل تعداد زیاد عملیات محاسباتی برای کنترل موتور، سیستم مدیریت کلید معمولاً بر اساس استفاده از یک میکروکنترلر پیاده‌سازی می‌شود.

اصل عملکرد VD

اصل کار HP بر این واقعیت استوار است که کنترلر HP سیم پیچ های استاتور را سوئیچ می کند تا بردار میدان مغناطیسی استاتور همیشه متعامد با بردار میدان مغناطیسی روتور باشد. با استفاده از مدولاسیون عرض پالس (PWM)، کنترل کننده جریان عبوری از سیم پیچ های HP را کنترل می کند. بردار میدان مغناطیسی استاتور و در نتیجه ممان عمل بر روتور HP تنظیم می شود. علامت زاویه بین بردارها جهت لحظه ای که روی روتور اثر می کند را تعیین می کند.

سوئیچینگ به گونه ای انجام می شود که جریان تحریک روتور باشد F 0نسبت به جریان لنگر ثابت نگه داشته می شود. در نتیجه برهمکنش جریان آرمیچر و تحریک، گشتاور ایجاد می شود م، که به دنبال چرخاندن روتور به گونه ای است که جریان آرمیچر و تحریک همزمان شود، اما هنگامی که روتور تحت تأثیر DPR می چرخد، سیم پیچ ها تغییر می کنند و جریان آرمیچر به مرحله بعدی تبدیل می شود.

در این حالت، بردار جریان حاصل نسبت به شار روتور جابجا شده و ساکن خواهد شد که یک لحظه بر روی شفت موتور ایجاد می کند.

در حالت کار موتور، MMF استاتور با زاویه 90 درجه جلوتر از MMF روتور است که با کمک DPR حفظ می شود. در حالت ترمز، MMF استاتور از MMF روتور عقب می ماند، زاویه 90 درجه نیز با استفاده از DPR حفظ می شود.

مدیریت موتور

کنترلر HP با تغییر مقدار PWM، گشتاور وارد بر روتور را تنظیم می کند.

بر خلاف یک موتور DC برس، سوئیچینگ در HP به صورت الکترونیکی انجام و کنترل می شود.

سیستم‌های کنترلی که الگوریتم‌هایی را برای تنظیم عرض پالس و مدولاسیون عرض پالس در کنترل HP پیاده‌سازی می‌کنند، گسترده هستند.

سیستمی که وسیع ترین محدوده کنترل سرعت را ارائه می دهد برای موتورهای با کنترل برداری است. با کمک یک مبدل فرکانس، سرعت موتور کنترل می شود و پیوند شار در دستگاه در یک سطح معین حفظ می شود.

یکی از ویژگی های تنظیم یک درایو الکتریکی با کنترل برداری این است که مختصات کنترل شده اندازه گیری شده در یک سیستم مختصات ثابت به یک سیستم دوار تبدیل می شود، یک مقدار ثابت از آنها، متناسب با اجزای بردارهای پارامترهای کنترل شده، با توجه به که به آن اقدامات کنترلی شکل می گیرد، سپس انتقال معکوس.

نقطه ضعف این سیستم ها پیچیدگی دستگاه های کنترلی و عملکردی برای طیف وسیعی از کنترل سرعت است.

مزایا و معایب VD

در زمان های اخیر، این نوع موتور به سرعت در حال افزایش محبوبیت است و در بسیاری از صنایع نفوذ می کند. در زمینه های مختلف کاربرد پیدا می کند: از لوازم خانگی گرفته تا حمل و نقل ریلی.

شناسه با سیستم های الکترونیکیکنترل ها اغلب با هم ترکیب می شوند بهترین کیفیت هاموتورهای غیر تماسی و موتورهای DC.

مزایای:

محدوده سرعت گسترده
بدون تماس و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری - دستگاه براشلس
قابل استفاده در محیط های انفجاری و تهاجمی
ظرفیت گشتاور زیاد
عملکرد انرژی بالا (بازده بالای 90%)

عمر طولانی قابلیت اطمینان بالاو افزایش منابععملکرد به دلیل عدم وجود کنتاکت های الکتریکی کشویی

ایرادات:

سیستم مدیریت موتور نسبتاً پیچیده
هزینه بالای موتور، به دلیل استفاده از آهنرباهای دائمی گران قیمت در طراحی روتور
در بسیاری از موارد، استفاده از موتور ناهمزمان با مبدل فرکانس منطقی تر است.

برای برنامه هایی که بالاترین راندمان قابل دستیابی را با واحدهای کنترل بسیار ساده و قابل اعتماد ترکیب می کنند (یک کلید کلیدی که از PWM استفاده نمی کند)، ویژگی زیر را نیز می توان متمایز کرد: اگرچه سرعت را می توان به طور گسترده ای توسط واحد کنترل تغییر داد، یک بازده قابل قبول می تواند فقط در محدوده سرعت های زاویه ای نسبتا باریک به دست می آید. این توسط اندوکتانس سیم پیچ ها تعیین می شود. اگر سرعت کمتر از حد بهینه باشد، ادامه به انرژی بخشیدن به یک فاز معین، پس از رسیدن به حد شار، تنها منجر به گرمایش غیر ضروری می شود. در سرعت های بالاتر از حد مطلوب، شار مغناطیسی در قطب به دلیل محدود شدن زمان افزایش جریان توسط اندوکتانس به حداکثر خود نمی رسد. نمونه هایی از این موتورها کیت های براشلس مدل هستند. آنها باید کارآمد، سبک و قابل اعتماد باشند و به منظور ارائه بهینه باشند سرعت زاویهایبرای مشخصه بار معین، تولیدکنندگان تولید می کنند ترکیب هابا اندوکتانس های مختلف (تعداد چرخش) سیم پیچ ها. در همان زمان، تعداد کمتری از چرخش مربوط به یک موتور سریعتر است.

همچنین ببینید

پیوندها

http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/AVR440.htm AVR440: کنترل دو فاز موتور بدون جارو DC بدون سنسور
http://www.unilib.neva.ru/dl/059/CHAPTER5/Chapter5.html 5.4. موتورهای براشلس
http://www.imafania.narod.ru/bldc.htm درباره موتور براشلس و استفاده موتور پله ایبه عنوان یک براشلس

موتور بخار موتور استرلینگ موتور هوا

بر اساس نوع بدنه کار

گاز	کارخانه توربین گاز نیروگاه توربین گاز موتورهای توربین گازی
بخار	کارخانه سیکل ترکیبی توربین چگالشی
توربین های هیدرولیک	توربین پروانه ای مبدل گشتاور

با ویژگی های طراحی

توربین محوری (محوری). توربین گریز از مرکز (شعاعی،

موتورهای براشلس "LikBez و طراحی

به محض اینکه کار مدل سازی هواپیما را شروع کردم، بلافاصله به این علاقه مند شدم که چرا موتور سه سیم دارد، چرا اینقدر کوچک و در عین حال قدرتمند است و چرا به کنترل کننده سرعت نیاز دارد ... زمان گذشت و من آن را فهمیدم. همه بیرون و سپس او وظیفه ساخت یک موتور براشلس را با دستان خود بر عهده گرفت.

اصل عملکرد موتور الکتریکی:
اساس کار هر ماشین الکتریکی پدیده القای الکترومغناطیسی است. بنابراین، اگر یک حلقه با جریان در یک میدان مغناطیسی قرار گیرد، آنگاه تحت تأثیر قرار می گیرد قدرت آمپر، که باعث ایجاد گشتاور خواهد شد. قاب شروع به چرخش و توقف در موقعیت عدم وجود لحظه ایجاد شده توسط نیروی آمپر می کند.

دستگاه موتور الکتریکی:
هر موتور الکتریکی از یک قسمت ثابت تشکیل شده است - استاتورو قسمت متحرک روتور. برای شروع چرخش، باید جهت جریان را به نوبه خود تغییر دهید. این تابع انجام می شود گردآورنده(برس).

موتور بدون جارو- موتور است جریان مستقیمبدون کلکتور، که در آن وظایف کلکتور توسط الکترونیک انجام می شود. (اگر موتور دارای سه سیم است، این بدان معنا نیست که با AC سه فاز تغذیه می شود! این موتور توسط "بخش هایی" از پالس های کوتاه DC تغذیه می شود و من نمی خواهم به شما شوک وارد کنم، اما همان موتورهایی که هستند استفاده شده در خنک کننده ها نیز بدون جاروبک هستند، اگرچه آنها و تنها دو سیم برق DC دارند)

دستگاه موتور براشلس:
اینرانر(تلفظ "داخلاق"). موتور دارای سیم پیچی است که در سطح داخلی محفظه قرار دارد و یک روتور مغناطیسی در داخل آن می چرخد.

پیشتاز(تلفظ "فرارنده"). موتور دارای سیم پیچ های ثابت (داخلی) است که بدنه با آهنرباهای دائمی که روی دیواره داخلی آن قرار گرفته اند به دور آن می چرخد.

اصل عمل:
برای اینکه موتور بدون جاروبک شروع به چرخش کند، باید ولتاژ به سیم پیچ های موتور به طور همزمان اعمال شود. با استفاده از همگام سازی می توان سازماندهی کرد سنسورهای خارجی(سنسورهای نوری یا هال)، و بر اساس ضد EMF (بدون حسگر)، که در موتور در طول چرخش آن رخ می دهد.

کنترل بدون سنسور:
وجود داشته باشد موتورهای براشلسبدون هیچ سنسور موقعیت در چنین موتورهایی، تعیین موقعیت روتور با اندازه گیری EMF در فاز آزاد انجام می شود. به یاد داریم که در هر لحظه از زمان، "+" به یکی از فازها (A) و برق "-" به دیگری (B) وصل می شود، یکی از فازها آزاد می ماند. با چرخش، موتور یک EMF را القا می کند (یعنی در نتیجه قانون القای الکترومغناطیسی، جریان القایی در سیم پیچ تشکیل می شود) در یک سیم پیچ آزاد. با چرخش، ولتاژ فاز آزاد (C) تغییر می کند. با اندازه گیری ولتاژ در فاز آزاد، می توانید لحظه تعویض به موقعیت بعدی روتور را تعیین کنید.

برای اندازه گیری این ولتاژ از روش «نقطه مجازی» استفاده می شود. نکته اصلی این است که با دانستن مقاومت همه سیم پیچ ها و ولتاژ اولیه، می توانید عملاً سیم را به محل اتصال همه سیم پیچ ها منتقل کنید:

کنترل کننده سرعت موتور بدون جاروبک:
یک موتور براشلس بدون الکترونیک فقط یک تکه آهن است، زیرا. در غیاب رگولاتور، نمی‌توانیم به سادگی به آن ولتاژ اعمال کنیم تا چرخش عادی شروع شود. کنترل کننده سرعت یک سیستم نسبتاً پیچیده از اجزای رادیویی است، زیرا. او باید:
1) موقعیت اولیه روتور را برای راه اندازی موتور تعیین کنید
2) موتور الکتریکی را روشن کنید سرعت های پایین
3) موتور را به سرعت چرخش نامی (تنظیمی) شتاب دهید
4) حداکثر گشتاور را حفظ کنید

نمودار شماتیک کنترل کننده سرعت (شیر):

موتورهای براشلس در طلوع ظهور الکتریسیته اختراع شدند، اما هیچ کس نتوانست سیستم کنترلی برای آنها بسازد. و تنها با توسعه الکترونیک: با ظهور ترانزیستورهای نیمه هادی و میکروکنترلرهای قدرتمند، موتورهای بدون جاروبک در زندگی روزمره مورد استفاده قرار گرفتند (اولین استفاده صنعتی در دهه 60 بود).

مزایا و معایب موتورهای براشلس:

مزایای:
-فرکانس چرخش در محدوده وسیعی متفاوت است
-قابلیت استفاده در محیط های انفجاری و تهاجمی
-ظرفیت گشتاور بالا
-عملکرد انرژی بالا (بازده بالای 90%)
-عمر طولانی، قابلیت اطمینان بالا و افزایش طول عمر به دلیل عدم وجود کنتاکت های الکتریکی کشویی

ایرادات:
-سیستم مدیریت موتور نسبتاً پیچیده
-هزینه بالای موتور به دلیل استفاده از مواد گران قیمت در طراحی روتور (مگنت، یاتاقان، شفت)
پس از پرداختن به تئوری، بیایید به تمرین برویم: موتوری را برای آن طراحی و می سازیم مدل هوازی MX-2.

لیست مواد و تجهیزات:
1) سیم (برگرفته از ترانسفورماتورهای قدیمی)
2) آهنربا (خرید شده به صورت آنلاین)
3) استاتور (بره)
4) شفت
5) بلبرینگ
6) دورالومین
7) انقباض حرارتی
8) دسترسی به زباله های فناوری نامحدود
9) دسترسی به ابزار
10) بازوهای صاف :)

پیش رفتن:
1) از همان ابتدا تصمیم می گیریم:

چرا موتور می سازیم؟
برای چه چیزی باید طراحی شود؟
کجا محدود هستیم؟

در مورد من: من در حال ساخت موتور برای یک هواپیما هستم، پس بگذارید چرخش خارجی داشته باشد. باید برای این واقعیت طراحی شود که باید 1400 گرم رانش را با یک باتری سه قوطی ایجاد کند. من از نظر وزن و سایز محدود هستم. با این حال، از کجا شروع می کنید؟ پاسخ به این سوال ساده است: از سخت ترین بخش، یعنی. با قطعه ای که پیدا کردن آن آسان تر است، و هر چیز دیگری برای جا دادن آن. من این کار را کردم. پس از تلاش های ناموفق فراوان برای ساخت یک استاتور ورق فولادی ملایم، برای من روشن شد که بهتر است یکی را پیدا کنم. من آن را در یک هد ویدیویی قدیمی از یک ضبط کننده ویدیو پیدا کردم.

2) سیم پیچی یک موتور براشلس سه فاز با سیم مسی عایق شده انجام می شود که سطح مقطع آن مقدار قدرت جریان و در نتیجه قدرت موتور را تعیین می کند. به یاد داشته باشید که هرچه سیم ضخیم تر باشد دور بیشتر، اما گشتاور ضعیف تر. انتخاب بخش:

1A - 0.05 میلی متر؛ 15 آمپر - 0.33 میلی متر؛ 40A - 0.7mm

3A - 0.11 میلی متر؛ 20 آمپر - 0.4 میلی متر؛ 50A - 0.8mm

10 آمپر - 0.25 میلی متر؛ 30A - 0.55 میلی متر؛ 60A - 0.95mm

3) شروع به پیچیدن سیم روی قطب ها می کنیم. هر چه تعداد چرخش (13) در اطراف دندان بیشتر باشد، میدان مغناطیسی بیشتر است. هر چه میدان قوی تر باشد، گشتاور بیشتر و تعداد دورهای آن کمتر می شود. برای گرفتن سرعت بالا، لازم است تعداد پیچ های کمتری پیچید. اما در کنار این، گشتاور نیز کاهش می یابد. برای جبران لحظه، معمولا بیش از ولتاژ بالا.

4) بعد، روش اتصال سیم پیچ را انتخاب کنید: یک ستاره یا یک مثلث. اتصال ستاره گشتاور بیشتری می دهد اما پیچش های کمتری نسبت به اتصال مثلث با ضریب 1.73 می دهد. (متعاقباً یک اتصال دلتا انتخاب شد)

5) آهن ربا را انتخاب کنید. تعداد قطب های روتور باید زوج (14) باشد. شکل آهنرباهای مورد استفاده معمولا مستطیل شکل است. اندازه آهنرباها به هندسه موتور و ویژگی های موتور بستگی دارد. هرچه آهنرباهای استفاده شده قوی تر باشند، گشتاور نیروی ایجاد شده توسط موتور روی شفت بیشتر می شود. همچنین، هر چه تعداد قطب ها بیشتر باشد، لحظه بیشتراما گردش مالی کمتر آهنرباهای روی روتور با چسب مخصوص ذوب داغ ثابت می شوند.

من این موتور را روی نصب موتور اسپینی که ایجاد کردم آزمایش کردم، که به شما امکان می دهد نیروی رانش، قدرت و سرعت موتور را اندازه گیری کنید.

برای مشاهده تفاوت بین اتصالات ستاره و مثلث، سیم پیچ ها را به روش های مختلف وصل کردم:

نتیجه یک موتور مطابق با مشخصات هواپیما بود که جرم آن 1400 گرم است.

منتشر شده در 1392/04/11

دستگاه مشترک (Inrunner، Outrunner)

یک موتور DC بدون جاروبک از یک روتور با آهنرباهای دائمی و یک استاتور با سیم پیچ تشکیل شده است. دو نوع موتور وجود دارد: اینرانر، که در آن آهنرباهای روتور داخل استاتور با سیم پیچی هستند و پیشتاز، که در آن آهنرباها در خارج قرار دارند و به دور یک استاتور ثابت با سیم پیچی می چرخند.

طرح اینرانرمعمولا برای موتورهای با سرعت بالابا چند قطب پیشتازدر صورت لزوم، یک موتور با گشتاور بالا با سرعت نسبتا کم تهیه کنید. از نظر ساختاری، Inrunnerها به دلیل این واقعیت که استاتور ثابت می تواند به عنوان یک مسکن عمل کند، ساده تر هستند. دستگاه های نصب را می توان روی آن نصب کرد. در مورد Outrunners، کل قسمت بیرونی می چرخد. موتور توسط یک محور ثابت یا قطعات استاتور بسته می شود. در مورد چرخ موتور، بست برای محور ثابت استاتور انجام می شود، سیم ها از طریق محور توخالی به استاتور هدایت می شوند.

آهنرباها و قطب ها

تعداد قطب های روتور زوج است. شکل آهنرباهای مورد استفاده معمولا مستطیل شکل است. آهنرباهای استوانه ای کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. آنها با قطب های متناوب نصب می شوند.

تعداد آهنرباها همیشه با تعداد قطب ها مطابقت ندارد. چندین آهنربا می توانند یک قطب را تشکیل دهند:

در این حالت 8 آهنربا 4 قطب را تشکیل می دهند. اندازه آهنرباها به هندسه موتور و ویژگی های موتور بستگی دارد. هرچه آهنرباهای استفاده شده قوی تر باشند، گشتاور نیروی ایجاد شده توسط موتور روی شفت بیشتر می شود.

آهنرباهای روی روتور با یک چسب مخصوص ثابت می شوند. طرح هایی با نگهدارنده آهنربا کمتر رایج هستند. مواد روتور می تواند رسانای مغناطیسی (فولاد)، غیر رسانای مغناطیسی (آلیاژهای آلومینیوم، پلاستیک و غیره) باشد.

سیم پیچ و دندانه

سیم پیچی یک موتور براشلس سه فاز با سیم مسی انجام می شود. سیم می تواند تک هسته ای باشد یا از چندین هسته عایق تشکیل شده باشد. استاتور از چندین ورق فولادی رسانای مغناطیسی ساخته شده است که به هم تا شده اند.

تعداد دندانه های استاتور باید بر تعداد فازها تقسیم شود. آن ها برای موتور سه فاز براشلس، تعداد دندانه های استاتور باید بر 3 بخش پذیر باشد. تعداد دندانه های استاتور می تواند بیشتر یا کمتر از تعداد قطب های روتور باشد. به عنوان مثال، موتورهایی با طرح ها وجود دارد: 9 دندان / 12 آهنربا. 51 دندان / 46 آهنربا.

موتور با استاتور 3 دندانه بسیار نادر استفاده می شود. از آنجایی که تنها دو فاز در هر زمان کار می کنند (هنگامی که توسط یک ستاره روشن می شود)، نیروهای مغناطیسی روی روتور نه به طور یکنواخت در اطراف کل محیط عمل می کنند (شکل را ببینید).

نیروهای وارد بر روتور سعی می کنند آن را منحرف کنند که منجر به افزایش ارتعاش می شود. برای از بین بردن این اثر، استاتور با تعداد زیادی دندان ساخته می شود و سیم پیچی تا حد امکان به طور مساوی روی دندانه های کل محیط استاتور توزیع می شود.

در این حالت، نیروهای مغناطیسی وارد بر روتور یکدیگر را خنثی می کنند. عدم تعادل وجود ندارد.

گزینه هایی برای توزیع سیم پیچ های فاز توسط دندانه های استاتور

گزینه سیم پیچ برای 9 دندان

گزینه سیم پیچ برای 12 دندان

در نمودارهای فوق تعداد دندان ها به گونه ای انتخاب شده است که آن نه تنها بر 3 بخش پذیر است. مثلاً وقتی 36 دندان به حساب می آید 12 دندان در هر فاز 12 دندان را می توان به شرح زیر توزیع کرد:

ارجح ترین طرح 6 گروه 2 دندانی است.

وجود دارد موتور با 51 دندانه روی استاتور! 17 دندان در هر فاز. 17 یک عدد اول است، فقط بر 1 و خودش بخش پذیر است. چگونه سیم پیچ را روی دندان ها توزیع کنیم؟ افسوس، من نتوانستم نمونه ها و تکنیک هایی را در ادبیات پیدا کنم که به حل این مشکل کمک کند. معلوم شد که سیم پیچ به شرح زیر توزیع شده است:

در نظر گرفتن طرح واقعیسیم پیچ

لطفاً توجه داشته باشید که سیم پیچ در دندانه های مختلف جهت سیم پیچی متفاوتی دارد. جهت های مختلف سیم پیچ با حروف بزرگ و بزرگ نشان داده می شوند. جزئیات در مورد طراحی سیم پیچ ها را می توان در ادبیات ارائه شده در انتهای مقاله یافت.

سیم پیچ کلاسیک با یک سیم برای یک فاز انجام می شود. آن ها تمام سیم پیچ های روی دندانه های یک فاز به صورت سری به هم متصل می شوند.

سیم پیچ دندان ها را نیز می توان به صورت موازی به هم متصل کرد.

همچنین می توان گنجاندن ترکیبی نیز وجود داشته باشد

اتصال موازی و ترکیبی امکان کاهش اندوکتانس سیم پیچ را فراهم می کند که منجر به افزایش جریان استاتور (از این رو قدرت) و سرعت موتور می شود.

گردش برق و واقعی

اگر روتور موتور دارای دو قطب باشد، با یک دور کامل میدان مغناطیسی روی استاتور، روتور یک دور کامل می‌چرخاند. با 4 قطب، دو چرخش میدان مغناطیسی روی استاتور طول می کشد تا شفت موتور یک دور کامل بچرخد. هرچه تعداد قطب های روتور بیشتر باشد، برای چرخاندن شفت موتور یک دور به دورهای الکتریکی بیشتری نیاز است. به عنوان مثال، ما 42 آهنربا روی روتور داریم. برای چرخاندن روتور یک دور، 42/2 = 21 دور الکتریکی لازم است. از این خاصیت می توان به عنوان نوعی کاهنده استفاده کرد. برداشتن مقدار مورد نیازقطب ها، می توانید موتوری با مشخصات سرعت مورد نظر دریافت کنید. علاوه بر این، درک این فرآیند برای ما در آینده هنگام انتخاب پارامترهای کنترلر ضروری خواهد بود.

سنسورهای موقعیت

طراحی موتورهای بدون سنسور با موتورهای دارای سنسور فقط در غیاب دومی متفاوت است. دیگر تفاوت های اساسیخیر رایج ترین سنسورهای موقعیت بر اساس اثر هال. سنسورها به میدان مغناطیسی پاسخ می دهند، معمولاً به گونه ای روی استاتور قرار می گیرند که تحت تأثیر آهنرباهای روتور قرار می گیرند. زاویه بین سنسورها باید 120 درجه باشد.

به معنای درجات "برق". آن ها برای یک موتور چند قطبی، آرایش فیزیکی سنسورها می تواند به صورت زیر باشد:

گاهی اوقات سنسورها در خارج از موتور قرار می گیرند. در اینجا یک نمونه از محل قرارگیری سنسورها آورده شده است. در واقع یک موتور بدون سنسور بود. بنابراین به روشی سادهمجهز به سنسورهای سالن بود.

در برخی از موتورها، سنسورها روی آنها نصب شده است دستگاه خاص، که به شما امکان می دهد سنسورها را در محدوده خاصی حرکت دهید. با کمک چنین دستگاهی، زمان بندی تنظیم می شود. با این حال، اگر موتور نیاز به معکوس داشته باشد (چرخش به داخل سمت معکوس) به مجموعه دومی از سنسورهای تنظیم شده برای معکوس نیاز دارد. از آنجایی که زمان‌بندی در ابتدا حیاتی نیست و دور پایین، می توانید سنسورها را روی نقطه صفر تنظیم کنید و هنگامی که موتور شروع به چرخش کرد، زاویه لید را به صورت برنامه ریزی شده تنظیم کنید.

مشخصات اصلی موتور

هر موتور برای نیازهای خاص محاسبه می شود و دارای ویژگی های اصلی زیر است:

حالت کارکه موتور برای آن طراحی شده است: بلند مدت یا کوتاه مدت. طولانیحالت کار به این معنی است که موتور می تواند ساعت ها کار کند. این گونه موتورها به گونه ای محاسبه می شوند که انتقال حرارت به محیط بیشتر از آزاد شدن حرارت خود موتور باشد. در این صورت گرم نمی شود. مثال: تهویه، پله برقی یا درایو نوار نقاله. کوتاه مدت -به این معنی است که موتور برای مدت کوتاهی روشن می شود و در طی آن زمان گرم شدن تا حداکثر دما را نخواهد داشت و پس از آن یک دوره طولانیزمان خنک شدن موتور به عنوان مثال: آسانسور، ماشین اصلاح برقی، سشوار.
مقاومت سیم پیچ موتور. مقاومت سیم پیچ موتور تاثیر می گذارد راندمان موتور. هرچه مقاومت کمتر باشد، راندمان بالاتر است. با اندازه گیری مقاومت می توانید به وجود مدار وقفه در سیم پیچ پی ببرید. مقاومت سیم پیچ موتور هزارم اهم است. برای اندازه گیری آن، یک دستگاه خاص یا یک تکنیک اندازه گیری خاص مورد نیاز است.
حداکثر ولتاژ کاری. حداکثر ولتاژی که سیم پیچ استاتور می تواند تحمل کند. حداکثر ولتاژ مربوط به پارامتر زیر است.
حداکثر دور در دقیقه. گاهی نشان می دهند حداکثر سرعت، بیشینه سرعت، آ kv-تعداد دور موتور در هر ولت بدون بار روی شفت. با ضرب این رقم در حداکثر ولتاژ، حداکثر دور موتور را بدون بار روی شفت بدست می آوریم.
حداکثر جریان. حداکثر جریان مجاز سیم پیچ. به عنوان یک قاعده، مدت زمانی که موتور می تواند جریان مشخص شده را تحمل کند نیز نشان داده شده است. حداکثر محدودیت جریان با گرمای بیش از حد احتمالی سیم پیچ همراه است. بنابراین در دمای پایین محیط به موقعکار با حداکثر جریانبیشتر خواهد بود و در گرما موتور زودتر می سوزد.
حداکثر قدرت موتور.ارتباط مستقیم با پارامتر قبلی. این حداکثر قدرتی است که موتور می تواند برای مدت زمان کوتاهی، معمولاً چند ثانیه، ایجاد کند. در کار طولانیبر حداکثر قدرتگرمای بیش از حد اجتناب ناپذیر موتور و خرابی آن.
قدرت نامی. قدرتی که موتور می تواند در تمام مدت روشن شدن ایجاد کند.
زاویه پیشروی فاز (زمان بندی). سیم پیچ استاتور مقداری اندوکتانس دارد که رشد جریان در سیم پیچ را کند می کند. جریان پس از مدتی به حداکثر خود می رسد. برای جبران این تاخیر، تعویض فاز با مقداری پیشروی انجام می شود. مشابه احتراق موتور احتراق داخلی، جایی که زاویه پیشروی احتراق با در نظر گرفتن زمان احتراق سوخت تنظیم می شود.

همچنین باید به این نکته توجه کنید که در بار نامی حداکثر سرعت روی شفت موتور را نخواهید داشت. kvبرای موتور بدون بار نشان داده شده است. هنگام تغذیه موتور از باتری، باید "غرق شدن" ولتاژ منبع تغذیه تحت بار را در نظر گرفت که به نوبه خود حداکثر سرعت موتور را نیز کاهش می دهد.

این یک نوع موتور AC است که در آن مجموعه جمع کننده - برس با یک سوئیچ نیمه هادی غیر تماسی که توسط سنسور موقعیت روتور کنترل می شود جایگزین می شود. گاهی اوقات می توانید چنین اختصاری پیدا کنید: BLDC یک موتور DC بدون جاروبک است. برای سادگی، من آن را موتور براشلس یا به سادگی BC می نامم.

موتورهای براشلس به دلیل ویژگی های خاص خود بسیار محبوب هستند: خیر مواد مصرفینوع برس ها، بدون ذغال سنگ / گرد و غبار فلز در داخل ناشی از اصطکاک، بدون جرقه (و این یک جهت بزرگ از درایوها / پمپ های ایمن انفجار و آتش سوزی است). آنها از فن ها و پمپ ها گرفته تا درایوهای با دقت بالا استفاده می شوند.
کاربرد اصلی در مدل سازی و ساخت و ساز آماتور: موتورهای مدل های رادیویی کنترل شده.

مفهوم کلی این موتورها سه فاز و سه سیم پیچ (یا چند سیم پیچ متصل در سه گروه) است که توسط سیگنالی به صورت سینوسی یا سینوسی تقریبی برای هر یک از فازها اما با مقداری شیفت کنترل می شوند. شکل ساده ترین تصویر از عملکرد یک موتور سه فاز را نشان می دهد.

بر این اساس، یکی از لحظات خاص کنترل موتورهای BC، استفاده از کنترلر-درایور مخصوص است که به شما امکان می دهد پالس های جریان و ولتاژ را برای هر فاز روی سیم پیچ های موتور تنظیم کنید که در نهایت باعث می شود کار پایداردر محدوده وسیع ولتاژ اینها به اصطلاح کنترل کننده های ESC هستند.

موتورهای BC برای تجهیزات r / a در اندازه ها و طرح های مختلف وجود دارند. برخی از قدرتمندترین آنها سری های 22 میلی متری، 36 میلی متری و 40/42 میلی متری هستند. با طراحی، آنها با یک روتور خارجی و یک داخلی (Outrunner، Inrunner) عرضه می شوند. موتورهای دارای روتور خارجی در واقع دارای محفظه ثابت (پیراهن) نیستند و سبک وزن هستند. به عنوان یک قاعده، آنها در مدل های هواپیما، کوادروکوپتر و غیره استفاده می شوند.
موتورهای دارای استاتور خارجی راحت تر آب بندی می شوند. موارد مشابه برای مدل های r / a که در معرض تأثیرات خارجی مانند خاک، گرد و غبار، رطوبت هستند استفاده می شود: کالسکه ها، هیولاها، خزنده ها، مدل های آب r / a).
به عنوان مثال یک موتور از نوع 3660 را می توان به راحتی در مدل ماشین های باگی یا هیولایی دست دوم نصب کرد و بسیار لذت برد.

من همچنین به طرح متفاوت خود استاتور توجه می کنم: موتورهای 3660 دارای 12 سیم پیچ هستند که در سه گروه به هم متصل شده اند.
این به شما این امکان را می دهد که لحظه ای بالا روی شفت داشته باشید. به نظر می رسد این است.

کویل ها به این شکل متصل می شوند

اگر موتور را جدا کنید و روتور را بردارید، می توانید سیم پیچ های استاتور را ببینید.
در اینجا چیزی است که در داخل سری 3660 وجود دارد

عکس های بیشتر

برنامه آماتور موتورهای مشابهبا لحظه ای بالا - در طرح های خود ساخته که در آن یک قدرتمند در اندازه کوچک است موتور دورگرد. اینها می توانند فن های توربین، دوک های ماشین ابزار آماتور و غیره باشند.

بنابراین، برای نصب در دستگاه آماتور حفاری و حکاکی، مجموعه ای از یک موتور براشلس به همراه یک کنترلر ESC گرفته شد.
موتور براشلس GoolRC 3660 3800KV با مجموعه سروو 9.0 کیلوگرمی ESC 60A Metal Gear

مزیت این مجموعه یک سروو 9 کیلوگرمی بود که برای محصولات خانگی بسیار راحت است.

الزامات کلیهنگام انتخاب موتور موارد زیر بود:
- تعداد دور / ولت حداقل 2000 است، زیرا قرار بود از آن با منابع ولتاژ پایین (7.4 ... 12 ولت) استفاده شود.
- قطر شفت 5 میلی متر من در حال بررسی گزینه هایی با یک شفت 3.175 میلی متری بودم (این یک سری موتورهای با قطر 24 BC است، مثلاً 2435)، اما پس از آن باید یک کارتریج جدید ER11 بخرم. حتی گزینه های قدرتمندتری مانند موتورهای 4275 یا 4076 با شفت 5 میلی متری نیز وجود دارد، اما به نسبت گران تر هستند.

مشخصات موتور بدون جارو GoogleRC 3660:
مدل: GoolRC 3660
قدرت: 1200 وات
ولتاژ کاری: حداکثر 13 ولت
جریان محدود: 92A
دور در هر ولت (RPM/Volt): 3800KV
حداکثر دور: تا 50000
قطر قاب: 36 میلی متر
طول قاب: 60 میلی متر
طول شفت: 17 میلی متر
قطر شفت: 5 میلی متر
اندازه پیچ: 6 عدد * M3 (کوتاه، من از M3 * 6 استفاده کردم)
رابط: موز نر با روکش طلا 4 میلی متر
محافظت: در برابر گرد و غبار و رطوبت

ویژگی های کنترلر ESC:
مدل: GoolRC ESC 60A
جریان پیوسته: 60A
حداکثر جریان: 320A
مناسب باطری های قابل شارژ: 2-3S Li-Po / 4-9S Ni-Mh Ni-Cd
BEC: 5.8V/3A
کانکتورها (ورودی): تی فیش نر
کانکتورها (خارج): موز ماده 4 میلی متری با روکش طلا
ابعاد: 50 × 35 × 34 میلی متر (بدون در نظر گرفتن طول کابل)
محافظت: در برابر گرد و غبار و رطوبت

ویژگی های سروو:
ولتاژ کاری: 6.0-7.2 ولت
سرعت چرخش (6.0 ولت): 0.16 ثانیه / 60 درجه بدون بار
سرعت چرخش (7.2 ولت): 0.14 ثانیه / 60 درجه بدون بار
گشتاور نگهداری (6.0V): 9.0kg.cm
گشتاور نگهدارنده (7.2V): 10.0kg.cm
ابعاد: 55 × 20 × 38 میلی متر (L*W*H)

پارامترهای کیت:
اندازه بسته بندی: 10.5 x 8 x 6 سانتی متر
وزن بسته بندی: 390 گرم
بسته بندی مارک با آرم GoolRC

ترکیب کیت:
1 * موتور GoolRC 3660 3800KV
1 * GoolRC 60A ESC
1 * سروو GoolRC 9KG
1 * برگه اطلاعات

ابعاد برای مرجع و ظاهرموتور GoolRC 3660 نکات برجسته را نشان می دهد

حالا چند کلمه در مورد خود بسته.
بسته به شکل یک بسته پستی کوچک با یک جعبه در داخل آمده بود.

همانطور که در بارنامه ذکر شده توسط یک سرویس پستی جایگزین، نه پست روسیه، تحویل داده می شود

جعبه مارک GoolRC در بسته بندی

در داخل مجموعه ای از یک موتور براشلس به اندازه 3660 (36x60 میلی متر)، یک کنترلر ESC برای آن و یک دستگاه سروو با یک مجموعه قرار دارد.

اکنون کل مجموعه اجزای جداگانه را در نظر بگیرید. بیایید با مهمترین چیز شروع کنیم - با موتور.

موتور GoolRC BC استوانه ای آلومینیومی در ابعاد 36 در 60 میلی متر می باشد. از یک طرف، سه سیم ضخیم در یک نوار سیلیکونی با "موز" وجود دارد، از سوی دیگر، یک شفت 5 میلی متری. روتور بر روی بلبرینگ های غلتشی در دو طرف نصب می شود. یک علامت مدل روی کیس وجود دارد

یه عکس دیگه ژاکت بیرونی ثابت است، یعنی. نوع موتور Inrunner.

علامت گذاری مورد

شما می توانید بلبرینگ را از قسمت عقب ببینید.

ادعا می شود که در برابر پاشش و رطوبت مقاوم است
سه سیم ضخیم و کوتاه برای اتصال فازها خارج می شوند: u v w. اگر به دنبال پایانه هایی برای اتصال هستید - اینها موزهای 4 میلی متری هستند

سیم ها انقباض حرارتی دارند رنگ متفاوت: زرد، نارنجی و آبی

ابعاد موتور: قطر و طول شفت همان است که اعلام شده است: شفت 5x17 میلی متر

ابعاد بدنه موتور 36x60 میلی متر

مقایسه با موتور 775 برس

مقایسه با یک اسپیندل b/c 300 وات (و قیمت حدود 100 دلار). یادآوری می کنم که GoolRC 3660 دارای حداکثر توان 1200 وات است. حتی اگر از یک سوم برق استفاده کنید، باز هم ارزان تر و بیشتر از این اسپیندل است

مقایسه با موتورهای مدل دیگر

برای عملکرد صحیحموتور به یک کنترلر ESC ویژه نیاز دارد (که شامل می شود)

کنترلر ESC یک برد درایور موتور با مبدل سیگنال و سوئیچ های قدرتمند است. بر مدل های سادهاز انقباض حرارتی به جای کیس استفاده می شود، در موارد قدرتمند - یک مورد با رادیاتور و خنک کننده فعال.

در عکس، کنترلر GoolRC ESC 60A با برادر کوچکتر ESC 20A مقایسه شده است.

لطفاً توجه داشته باشید: روی یک تکه سیم یک کلید خاموش کننده وجود دارد که می تواند در بدنه دستگاه / اسباب بازی تعبیه شود.

حاضر مجموعه کاملکانکتورها: ورودی T-کانکتور، جک موز 4 میلی متری، ورودی سیگنال کنترل 3 پین

موز قدرت 4 میلی متر - لانه، به طور مشابه در رنگ مشخص شده اند: زرد، نارنجی و آبی. هنگام اتصال، فقط می توانید عمدا آن را اشتباه بگیرید

کانکتورهای ورودی T به طور مشابه، اگر خیلی قوی هستید، می توانید قطبیت را معکوس کنید)))))

یک علامت با نام و مشخصات روی کیس وجود دارد که بسیار راحت است.

خنک کننده فعال است، کار می کند و به طور خودکار تنظیم می شود.

برای تخمین اندازه خط کش PCB متصل شده است

این مجموعه همچنین شامل یک سروو 9 کیلوگرمی GoolRC است.

به علاوه، مانند هر سروو دیگر، کیت دارای مجموعه ای از اهرم ها (دو، متقاطع، ستاره، چرخ) و سخت افزار نصب است (من دوست داشتم که فاصله های برنجی وجود داشته باشد)

عکس ماکرو شفت سروو

تلاش برای تعمیر اهرم صلیبی برای عکاسی

در واقع، بررسی ویژگی های اعلام شده جالب است - این یک مجموعه فلزی از چرخ دنده ها در داخل است. بیایید سروو را جدا کنیم. کیس به صورت دایره ای روی درزگیر می نشیند و داخل آن روغن کاری فراوانی وجود دارد. چرخ دنده ها واقعا فلزی هستند.

عکس برد کنترل سروو

چرا همه اینها شروع شد: به منظور آزمایش موتور BC به عنوان مته / حکاکی. با این حال، حداکثر توان 1200 وات است.
من یک پروژه ماشین حفاری را برای تهیه بردهای مدار چاپی برای . پروژه های زیادی برای ساخت دستگاه رومیزی روشنایی وجود دارد. به عنوان یک قاعده، تمام این پروژه ها در اندازه کوچک هستند و برای نصب طراحی شده اند موتور کوچکجریان مستقیم.

من یکی از آنها را انتخاب کردم و پایه را در قسمت نگهدارنده موتور 3660 اصلاح کردم (موتور اصلی کوچکتر بود و اندازه های پایه متفاوتی داشت)

من یک نقاشی می آورم صندلی هاو ابعاد موتور 3660

اصل ارزشش بیشتره موتور ضعیف. در اینجا طرحی از پایه است (6 سوراخ برای M3x6)

اسکرین شات از برنامه چاپگر

در همان زمان یک گیره برای نصب در بالا نیز چاپ کردم

موتور 3660 با کولت نوع ER11 نصب شده است

برای اتصال و بررسی موتور BC، باید مونتاژ کنید نمودار زیر: منبع تغذیه، تستر سروو یا برد کنترل، کنترل کننده موتور ESC، موتور.
من از ساده ترین تستر سروو استفاده می کنم، سیگنال درستی هم می دهد. می توان از آن برای روشن کردن و تنظیم دور موتور استفاده کرد.

در صورت تمایل می توانید یک میکروکنترلر (آردوینو و غیره) وصل کنید. من یک نمودار از اینترنت با اتصال یک outrunner و یک کنترلر 30A می دهم. پیدا کردن طرح ها مشکلی نیست.

ما همه چیز را با رنگ به هم وصل می کنیم.

منبع نشان می دهد که جریان بیکار کنترلر کم است (0.26A)

حالا ماشین حفاری.
همه چیز را جمع می کنیم و به قفسه وصل می کنیم

برای بررسی، من آن را بدون کیس مونتاژ می کنم، سپس کیس را چاپ می کنم که می توانید یک سوئیچ استاندارد، یک دستگیره تستر سروو نصب کنید.

استفاده دیگر برای موتور مشابه 3660 BK به عنوان دوک برای ماشین های حفاری و فرز PCB است.

در مورد خود دستگاه، بررسی را کمی بعد به پایان خواهم رساند. آزمایش حکاکی PCB با GoolRC 3660 جالب خواهد بود

نتیجه

موتور باکیفیت، قدرتمند، با حاشیه مناسب برای مقاصد آماتوری است.
به طور خاص، بقای یاتاقان ها با نیروی جانبی در طول فرز / حکاکی زمان را نشان می دهد.
مطمئناً موتورهای مدل هابیست و سهولت کارکرد و مونتاژ سازه ها بر روی آنها نسبت به دوک های CNC که گران تر هستند و نیاز دارند، مزایایی دارد. تجهیزات خاص(منابع تغذیه با کنترل سرعت، درایور، خنک کننده و ...).

کوپن استفاده شده هنگام سفارش فروش 15با 5% تخفیف روی تمامی اجناس فروشگاه.

با تشکر از توجه شما!

من قصد دارم +59 بخرم اضافه کردن به علاقه مندی ها نقد را پسندید +92 +156

ویژگی های موتور DC مانند موتورهای DC، موتورهای براشلسبا جریان مستقیم کار کند VD را می توان به عنوان یک موتور DC در نظر گرفت که در آن مجموعه برس-کلکتور با الکترونیک جایگزین می شود که با کلمه "شیر" یعنی "کنترل شده توسط کلیدهای برق" (سوپاپ) تأکید می شود. جریان فاز یک موتور براشلس شکل سینوسی دارد. به عنوان یک قاعده، یک اینورتر ولتاژ مستقل با مدولاسیون عرض پالس (PWM) به عنوان تقویت کننده قدرت استفاده می شود.

موتور شیر باید از موتور DC بدون جاروبک (BDC) متمایز شود که دارای توزیع ذوزنقه ای میدان مغناطیسی در شکاف است و با شکل مستطیلی ولتاژهای فاز مشخص می شود. ساختار BLDT ساده تر از ساختار VD است (بدون مبدل مختصات وجود ندارد، به جای PWM از سوئیچینگ 120 یا 180 درجه استفاده می شود که اجرای آن ساده تر از PWM است).

در ادبیات روسی زبان، اگر EMF پشتی ماشین سنکرون کنترل‌شده سینوسی باشد، موتور دریچه‌ای نامیده می‌شود و اگر پشتی EMF ذوزنقه‌ای باشد، موتور DC غیر تماسی نامیده می‌شود.

در ادبیات انگلیسی زبان، چنین موتورهایی معمولاً جدا از درایو الکتریکی در نظر گرفته نمی شوند و تحت اختصارات PMSM (موتور سنکرون مغناطیسی دائمی) یا BLDC (موتور جریان مستقیم بدون جاروبک) نامیده می شوند. شایان ذکر است که مخفف PMSM در ادبیات انگلیسی بیشتر برای اشاره به خود ماشین های سنکرون با آهنرباهای دائمی و با شکل سینوسی فاز back-EMF استفاده می شود، در حالی که مخفف BLDC مشابه مخفف روسی BDPT است و به موتورهایی با شکل ذوزنقه ای پشت EMF (اگر شکل دیگری مشخص نشده باشد).

به طور کلی، یک موتور براشلس به معنای سنتی یک ماشین الکتریکی نیست، زیرا مشکلات آن بر تعدادی از مسائل مربوط به تئوری درایوهای الکتریکی و سیستم های کنترل خودکار تأثیر می گذارد: سازماندهی ساختاری، استفاده از سنسورها و قطعات الکترونیکی و همچنین نرم افزار.

موتورهای BLDC که قابلیت اطمینان ماشین‌های AC را با قابلیت کنترل خوب ماشین‌های DC ترکیب می‌کنند، جایگزینی برای موتورهای DC هستند که با تعدادی از کاستی‌های مرتبط با پانل کنترل، مانند جرقه، صدا، سایش برس، آرمیچر ضعیف مشخص می‌شوند. اتلاف گرما و غیره. عدم وجود کنترل پنل امکان استفاده از VD را در برنامه هایی که استفاده از DPT دشوار یا غیرممکن است، می دهد.

شرح و اصل عملیات[ | ]

برنج. 2. ساختار موتور براشلس دو فاز با دستگاه سنکرون با آهنرباهای دائمی روی روتور. PC - مبدل مختصات، PA - تقویت کننده قدرت،
SEMP - مبدل الکترومکانیکی سنکرون (ماشین سنکرون)، DPR - سنسور موقعیت روتور.

U α = − u q ⋅ sin ⁡ θ، (\displaystyle u_(\alpha)=-u_(q)\cdot \sin (\تتا)،)

U β = (\displaystyle u_(\بتا)=) u q ⋅ cos ⁡ θ , (\displaystyle u_(q)\cdot \cos (\theta))

زاویه چرخش روتور (و سیستم مختصات دوار) نسبت به محور کجاست؟ α (\displaystyle \alpha)سیستم مختصات ثابت برای اندازه گیری مقدار لحظه ای یک زاویه θ (\displaystyle \theta)یک سنسور موقعیت روتور (RPS) روی شفت HP نصب شده است.

در واقع در این حالت تخصیص مقدار دامنه ولتاژهای فاز است. یک رایانه شخصی که مدولاسیون موقعیت سیگنال را انجام می دهد u q (\displaystyle u_(q))، سیگنال های هارمونیک تولید می کند u α، u β (\displaystyle u_(\alpha)،u_(\بتا))، که تقویت کننده قدرت (PA) آن را به ولتاژ فاز تبدیل می کند u A , u B (\displaystyle u_(A),u_(B)). موتور سنکرونبه عنوان بخشی از یک موتور بدون جاروبک، اغلب به آن مبدل الکترومکانیکی سنکرون (SEMC) می گویند.

به عنوان یک قاعده، بخش الکترونیکی HP، فازهای استاتور ماشین سنکرون را سوئیچ می کند تا بردار شار مغناطیسی استاتور متعامد با بردار شار مغناطیسی روتور (به اصطلاح کنترل برداری) باشد. اگر متعامد بودن جریان استاتور و روتور رعایت شود، حداکثر گشتاور HP تحت شرایط تغییر در سرعت چرخش حفظ می شود، که از همگام شدن روتور جلوگیری می کند و عملکرد ماشین سنکرون با بالاترین را تضمین می کند. کارایی ممکن برای آن برای تعیین موقعیت فعلی شار روتور، می توان از سنسورهای جریان به جای سنسور موقعیت روتور (اندازه گیری موقعیت غیر مستقیم) استفاده کرد.

بخش الکترونیکی یک VD مدرن شامل یک میکروکنترلر و یک پل ترانزیستوری است و از اصل مدولاسیون عرض پالس (PWM) برای تشکیل جریان های فاز استفاده می شود. میکروکنترلر انطباق با قوانین کنترل مشخص شده را نظارت می کند و همچنین عیب یابی سیستم و محافظت نرم افزاری آن را در برابر شرایط اضطراری انجام می دهد.

گاهی اوقات هیچ سنسور موقعیت روتور وجود ندارد و موقعیت توسط سیستم کنترل از اندازه گیری سنسورهای جریان با کمک ناظران تخمین زده می شود (به اصطلاح کنترل "بدون حسگر" HP). در چنین مواردی به دلیل حذف یک سنسور موقعیت گران قیمت و اغلب دست و پا گیر، قیمت و وزن و ابعاد یک درایو الکتریکی با HP کاهش می یابد، اما کنترل پیچیده تر می شود و دقت تعیین موقعیت و سرعت کاهش می یابد.

در کاربردهای متوسط و قدرت بالافیلترهای الکتریکی می توانند علاوه بر این در سیستم گنجانده شوند تا اثرات منفی PWM را کاهش دهند: اضافه ولتاژ روی سیم پیچ ها، جریان های یاتاقان و کاهش راندمان. با این حال، این برای همه انواع موتورها صادق است.

مزایا و معایب[ | ]

موتورهای شیر برای ترکیب بهترین کیفیت موتورهای AC و موتورهای DC طراحی شده اند. این شأن آنها را مشخص می کند.

مزایای:

موتورهای سوپاپ نیز دارای معایبی هستند که اصلی ترین آنها هزینه بالا است. با این حال، صحبت از هزینه بالا، باید این واقعیت را نیز در نظر گرفت که موتورهای براشلس معمولاً در سیستم‌های گران قیمت با افزایش نیاز به دقت و قابلیت اطمینان استفاده می‌شوند.

ایرادات:

طرح [ | ]

از نظر ساختاری، درایوهای سوپاپ مدرن از یک بخش الکترومکانیکی (سنجشگر موقعیت سنکرون ماشین و روتور) و یک بخش کنترل (میکروکنترلر و پل برق) تشکیل شده‌اند.

هنگام اشاره به طراحی VD، مفید است که یک عنصر غیر سازنده سیستم - برنامه کنترل (منطق) را در نظر داشته باشید.

ماشین سنکرون مورد استفاده در HP از یک استاتور چند لایه (مجموعه از ورق های عایق الکتریکی جداگانه فولاد الکتریکی - برای کاهش جریان های گردابی) تشکیل شده است که در آن یک سیم پیچ چند فاز (معمولا دو یا سه فاز) قرار دارد و یک روتور (معمولاً روی آهنرباهای دائمی).

سنسورهای هال به عنوان حسگرهای موقعیت روتور در BDPT و ترانسفورماتورهای دوار و سنسورهای تجمعی در VD استفاده می شوند. در اصطلاح. در سیستم های "بدون حسگر"، اطلاعات موقعیت توسط سیستم کنترل از مقادیر لحظه ای جریان فاز تعیین می شود.

اطلاعات مربوط به موقعیت روتور توسط ریزپردازنده پردازش می شود که طبق برنامه کنترل، سیگنال های PWM کنترلی تولید می کند. سیگنال های ولتاژ پایین PWM از میکروکنترلر سپس توسط یک تقویت کننده قدرت (معمولاً یک پل ترانزیستوری) به ولتاژهای قدرت اعمال شده به موتور تبدیل می شوند.

ترکیب سنسور موقعیت روتور و مجموعه الکترونیکی در HP و BDPT را می توان با درجه خاصی از قابلیت اطمینان با واحد جمع کننده براش DT مقایسه کرد. با این حال، به یاد داشته باشید که موتورها به ندرت در خارج از درایو استفاده می شوند. بنابراین، تجهیزات الکترونیکی تقریباً به همان اندازه برای DPT مشخصه VD است.

استاتور [ | ]

استاتور طراحی سنتی دارد. این شامل یک محفظه، یک هسته ساخته شده از فولاد الکتریکی و یک سیم پیچ مسی است که در شیارهایی در امتداد محیط هسته قرار گرفته است. سیم پیچ به فازهایی تقسیم می شود که در شیارهایی قرار می گیرند به گونه ای که با زاویه ای که بر اساس تعداد فازها تعیین می شود نسبت به یکدیگر جابجا می شوند. مشخص است که دو فاز برای چرخش یکنواخت شفت موتور یک ماشین AC کافی است. به طور معمول، ماشین‌های سنکرون مورد استفاده در HP سه فاز هستند، اما HP با سیم‌پیچ‌های چهار و شش فاز نیز یافت می‌شوند.

روتور [ | ]

موتورهای براشلس با توجه به محل قرارگیری روتور به دو دسته داخل روتور (eng. inrunner) و خارجی روتور (eng. outrunner) تقسیم می شوند.

روتور با استفاده از آهنرباهای دائمی ساخته می شود و معمولاً دارای دو تا شانزده جفت قطب با قطب شمال و جنوب متناوب است.