Principio ed applicazione di funzionamento del motore di BLDC
Il motore più fondamentale è «motore di CC (motore spazzolato)». Disponga una bobina in un campo magnetico. Attraverso la corrente di scorrimento, la bobina sarà respinta dal polo magnetico da un lato e sarà attirata dal polo magnetico dall'altro lato allo stesso tempo e continuerà a girare nell'ambito di questo effetto. Durante la rotazione, la corrente ai flussi della bobina nella direzione opposta, di modo che continua a girare. C'è una parte del motore chiamato «commutatore» che è alimentato «dalla spazzola». La posizione «della spazzola» è sopra «il deviatore» e si muove continuamente con la rotazione. Cambiando la posizione della spazzola, la direzione della corrente può essere cambiata. Il commutatore e le spazzole sono strutture indispensabili per la rotazione dei motori di CC (figura 1).
Figura 1: Funzionamento del motore di CC (motore spazzolato)
Il commutatore commuta il flusso della corrente nella bobina ed inverte la direzione dei poli magnetici in modo che giri sempre alla destra. Le spazzole forniscono all'elettricità al commutatore che gira l'asse.
Motori nell'industria differente
Il motore può essere classificato secondo il tipo di alimentazione ed il principio di rotazione. Diamo una breve occhiata alle caratteristiche ed all'applicazione di vari motori.
Il motore di CC (motore della spazzola), che ha una struttura semplice ed è facile da operare, è utilizzato solitamente per «l'apertura e la chiusura dei vassoi del disco» in elettrodomestici. O può essere utilizzato «nell'apertura e controllo della direzione e di chiusura dei retrovisori elettrici» delle automobili. Sebbene sia economico e possa essere utilizzato in molti campi, inoltre ha svantaggi. Poiché il commutatore sarà in contatto con la spazzola, la sua vita è molto breve, la spazzola deve essere sostituita regolarmente.
Il motore passo a passo girerà con il numero degli impulsi elettrici inviati. Il suo movimento dipende dal numero degli impulsi elettrici inviati, in modo da è adatto ad adeguamento di posizione. È utilizzato solitamente per «l'alimentazione di carta dei fax e delle stampatrici» nella famiglia. Poiché la procedura di alimentazione di carta del fax dipende dalle specifiche (incisione, finezza), il motore facente un passo che gira con il numero degli impulsi elettrici è molto di facile impiego. È facile da risolvere il problema che la macchina fermerà temporaneamente una volta il segnale si ferma.
I motori sincroni di cui il numero delle rivoluzioni varia con la frequenza dell'alimentazione elettrica sono utilizzati per le applicazioni quali «le tavole giranti per i forni a microonde». C'è un riduttore dell'ingranaggio nell'unità di motore per ottenere il numero delle rivoluzioni adatto ad alimento di riscaldamento. I motori asincroni inoltre sono colpiti dalla frequenza industriale, ma la frequenza ed il numero delle rotazioni non è coerenti. Precedentemente, questo tipo di motore a corrente alternata è stato utilizzato in fan o in lavatrici.
Può essere visto che i vari motori sono attivi in molti campi. Fra loro, che cosa sono le caratteristiche dei motori di BLDC (motori senza spazzola) che rendono loro così versatili?
Come fa il motore di BLDC girano?
«Il BL» in motore di BLDC significa «senza spazzola», cioè, «la spazzola» nel motore di CC (motore della spazzola) è andata. Il ruolo delle spazzole in motori di CC (motori della spazzola) è di stimolare le bobine nel rotore tramite il commutatore. Così come fa un motore di BLDC senza spazzole stimolano le bobine nel rotore? Il motore originale di BLDC utilizza i magneti permanenti come il rotore e non c'è bobina nel rotore. Poiché non ci sono bobine nel rotore, non ci sono commutatore e spazzole per stimolazione necessari. Invece, la bobina è usata come lo statore (figura 3).
Il campo magnetico creato dal magnete fissato permanente nel motore di CC (motore della spazzola) è immobile e gira controllando il campo magnetico generato dentro la bobina (rotore). per cambiare il numero delle rotazioni cambiando la tensione. Il rotore del motore di BLDC è un magnete permanente ed il rotore è girato cambiando la direzione del campo magnetico generato dalle bobine circostanti. La rotazione del rotore è controllata controllando la direzione e la grandezza della corrente alla bobina.
Figura 3: Funzionamento del motore di BLDC
I motori di BLDC utilizzano i magneti permanenti come il rotore. Poiché non c'è necessità di stimolare il rotore, non c'è esigenza delle spazzole e dei commutatori. L'elettricità alla bobina è controllata dall'esterno.
Vantaggi del motore di BLDC
Ci sono tre bobine sullo statore del motore di BLDC, ogni bobina ha due cavi e ci sono sei fili di piombo nel motore. Infatti, dovuto collegamenti interni, solitamente soltanto tre cavi sono necessari, ma c'è uno più del motore precedentemente citato di CC (motore della spazzola). Puramente collegando i pali positivi e negativi della batteria non si muoverà. Per quanto riguarda come eseguire il motore di BLDC, sarà spiegato nella seconda parte di questa serie. Questa volta stiamo andando mettere a fuoco sui vantaggi dei motori di BLDC.
La prima caratteristica dei motori di BLDC è «alta efficienza». Può controllare la sua forza di giro (coppia di torsione) per mantenere sempre il valore massimo. Nel caso di un motore di CC (motore della spazzola), la coppia di torsione massima può essere mantenuta soltanto per un momento durante la rotazione e non può essere mantenuta sempre al valore massimo. Se un motore di CC (motore della spazzola) vuole ottenere la stessa coppia di torsione come motore di BLDC, può aumentare soltanto il suo magnete. Ecco perché un piccolo motore di BLDC può anche generare il gran potenza.
La seconda caratteristica è «buon controllo», che è collegato con la prima. Il motore di BLDC può ottenere precisamente la coppia di torsione e la velocità di rotazione previste. Il motore di BLDC può dare le risposte del numero di rotazione dell'obiettivo, della coppia di torsione, ecc. Con controllo preciso, la generazione di calore ed il consumo di energia del motore possono essere soppressi. Se è batteria guidata, il tempo dell'azionamento può essere esteso con controllo attento.
Inoltre, è durevole ed ha rumore elettrico basso. Alle i due punti superiori sono i vantaggi portati da senza spazzola. Il motore di CC (motore spazzolato) sarà a lungo indossato dovuto il contatto fra la spazzola ed il commutatore. Le scintille inoltre saranno generate al divisorio contattato. Particolarmente quando la lacuna del commutatore tocca la spazzola, ci sarà scintille enormi e rumore. Se non volete generare il rumore durante l'uso, potete considerare di utilizzare un motore di BLDC.
Applicazione del motore di BLDC
Che cosa è l'applicazione dei motori di BLDC con alta efficienza, controllo differenziato e tempo di impiego lungo? Spesso si applica in prodotti che possono dare il gioco all'sue alta efficienza e lunga vita e sta funzionando continuamente. Per esempio: elettrodomestici. La gente ha utilizzato a lungo le lavatrici ed i condizionatori d'aria. Recentemente, i motori di BLDC inoltre sono stati adottati in elettroventole ed hanno ridotto con successo il consumo di energia. Il consumo di energia ha ridotto esattamente dovuto l'alta efficienza.
I motori di BLDC inoltre sono utilizzati in aspirapolveri. In un caso, la velocità girante è aumentato significativamente cambiando il sistema di controllo. Questo esempio riflette la buona controllabilità del motore di BLDC.
Come supporto di memorizzazione importante, il disco rigido inoltre utilizza un motore di BLDC nel suo divisorio girante. Poiché è un motore che deve funzionare a lungo, la durevolezza è importanza basilare. Naturalmente, inoltre ha lo scopo di soppressione del consumo di energia. L'alta efficienza qui inoltre è collegata con il basso consumo energetico.
Ci sono molte altre domande di motori di BLDC
I motori di BLDC si pensano che utilizzino in una più vasta gamma di campi. I motori di BLDC saranno ampiamente usati in piccoli robot, particolarmente «robot di servizio» che forniscono i servizi nelle aree all'infuori di fabbricazione. «Posizionare è molto importante per i robot. Se voi utilizzano un motore passo a passo che funziona con il numero degli impulsi elettrici?» Qualcuno potrebbe pensare così. Ma in termini di controllo di potere, i motori di BLDC sono più adatti. Inoltre, se un motore passo a passo è utilizzato, una struttura quale un polso del robot deve fornire una considerevole quantità di corrente da riparare in una determinata posizione. Se è un motore di BLDC, può cooperare con le forze esterne per fornire il potere richiesto e per ridurre il consumo di energia.
Può anche essere usato per trasporto. A lungo, i motori semplici di CC principalmente sono stati utilizzati in veicoli elettrici o nei carretti di golf per gli anziani, ma recentemente hanno cominciato ad utilizzare i motori di alto-efficienza BLDC con la buona controllabilità. La durata della batteria può essere estesa tramite controllo fine. I motori di BLDC sono inoltre adatti a fuchi. Particolarmente per i UAVs con gli scaffali multiasse, poiché controlla il volo cambiando il numero delle rotazioni delle eliche, il motore di BLDC che può controllare precisamente la rotazione.
Il motore di BLDC è un motore di alta qualità con alta efficienza, la buona controllabilità e la lunga vita. Tuttavia, per massimizzare il potere del motore di BLDC, il controllo adeguato è richiesto. Come farlo?
Il motore a rotore interno di BLDC è un genere di motore tipico di BLDC e la sua struttura interna e dell'aspetto è come segue (figura 1). I motori spazzolati di CC (in futuro citati come motori di CC) hanno bobine sul rotore e sui magneti permanenti sull'esterno. Il rotore del motore di BLDC ha magneti permanenti e l'esterno ha bobina. Il rotore del motore di BLCD non ha bobine ed è un magnete permanente, così là non è necessità di stimolare il rotore. «Un senza spazzola» senza una spazzola per stimolazione è realizzato.
D'altra parte, il controllo si trasforma in in più difficile rispetto ai motori di CC. È non solo di fare il cavo sul motore collegato all'alimentazione elettrica. Anche il numero dei cavi è differente. È differente dal metodo di «collegare il positivo (+) e negativo (-) all'alimentazione elettrica».
Aspetto e struttura del motore di Figure1 BLDC
Cambi la direzione dei flussi magnetici
Per girare il motore di BLDC, la direzione corrente e la sincronizzazione della bobina devono essere controllate. La figura 2-A è il risultato di modellistica lo statore (bobina) e del rotore (magnete permanente) del motore di BLDC. Pensi al funzionamento del rotore in riferimento alla seguente immagine. Consideri il caso di usando 3 bobine. Sebbene ci sia realmente rivesta dove 6 o più bobine sono usate, in base al principio, una bobina è disposta ogni 120 gradi e tre bobine sono usate. L'elettricità dei convertiti del motore (tensione, correnti) in rotazione meccanica. Come fa il motore di BLDC nella la figura 2-A girano? Diamo un'occhiata a che cosa accade nel motore in primo luogo.
Figura 2-A: Il motore di BLDC gira il principio
Una bobina è disposta ogni 120 gradi nel motore di BLDC e complessivamente tre bobine sono disposte per controllare la corrente della fase o della bobina stimolata.
Secondo le indicazioni della figura 2-A, il motore di BLDC usa 3 bobine. Queste tre bobine sono usate per generare i flussi magnetici dopo stimolazione e sono nominate U, V e W. Give che prova a stimolare la bobina. Il percorso corrente sulla bobina U (qui di seguito citato come «bobina») è segnato come fase di U, V è registrato come fase di V e W è registrato come fase di W. Dopo, dia un'occhiata alla fase di U. Dopo che la fase di U è stimolata, i flussi magnetici in direzione della freccia come appare la figura 2-B saranno generati.
Ma infatti, U, V ed i cavi tutti di W sono collegati l'un l'altro, in modo da è impossibli da stimolare la fase di U soltanto. Qui, stimolare a partire dalla fase di U alla fase di W genererà i flussi magnetici a U ed a W secondo le indicazioni della figura 2-C. La combinazione dei due cambiamenti continui magnetici di U e di W si trasforma nel più grande flusso magnetico secondo le indicazioni della figura 2-D. Il magnete permanente girerà in modo che il flusso magnetico risultante sia nella stessa direzione del palo di N del magnete permanente (rotore) nel centro.
Stimoli a partire dalla fase di U alla fase di W. In primo luogo, l'attenzione di paga alla bobina U, troverete i flussi magnetici generati come la freccia.
Figura 2-C: Il motore di BLDC gira il principio
Stimoli a partire dalla fase di U alla fase di W, 2 flussi magnetici con la direzione differente sarà generato.
Figura 2-D: Il motore di BLDC gira il principio
Stimoli a partire dalla fase di U alla fase di W, due flussi magnetici sarà generato.
Se la direzione dei flussi magnetici sintetici è cambiata, il magnete permanente inoltre cambierà di conseguenza. Secondo la posizione del magnete permanente, commuti la fase stimolata fra la U-fase, la V-fase e la W-fase per cambiare la direzione dei flussi magnetici combinati. Continuamente realizzando questa operazione, i flussi magnetici risultanti gireranno, quindi generando un campo magnetico ed il rotore girerà.
Figura 3 mostra la relazione fra la fase stimolata ed i flussi magnetici risultanti. In questo esempio, se il modo di stimolazione è cambiato da 1-6 nell'ordine, i flussi magnetici risultanti gireranno in senso orario. Cambiando la direzione dei flussi magnetici sintetizzati e controllando la velocità, la velocità di rotazione del rotore può essere controllata. Il metodo di controllo per la commutazione dei questi 6 modi di stimolazione ed il controllo del motore è chiamato «controllo di stimolazione 120-degree».
Figura 3: Il magnete permanente del rotore girerà come se tirato dai flussi magnetici sintetici e dall'asse del motore inoltre giri di conseguenza
Usi il controllo della sinusoide per rotazione regolare
Dopo, sebbene la direzione dei flussi magnetici combinati giri sotto il controllo di stimolazione di 120 gradi, ci saranno le soltanto sei direzioni. Per esempio, se «il modo 1" di stimolazione nella figura 3 è cambiato «al modo 2 di stimolazione,» la direzione dei flussi magnetici combinati cambierà da 60 gradi. Poi il rotore girerà come se attirato. Dopo, il cambiamento «dal modo 2" di stimolazione «il modo 3" di stimolazione, la direzione dei flussi magnetici risultanti cambierà ancora 60 gradi. Il rotore sarà attirato ancora da questo cambiamento. Questo fenomeno si ripeterà. Questa azione diventerà smussata. A volte questa azione farà il rumore.
È «il controllo della sinusoide» che può eliminare le imperfezioni di controllo di stimolazione di 120 gradi e raggiungere la rotazione regolare. Nel controllo di stimolazione di 120 gradi, il flusso magnetico combinato è riparato in 6 direzioni. Nell'esempio della figura 2-C, U e W generano gli stessi flussi magnetici. Tuttavia, se la U-fase, la V-fase e la W-fase possono essere controllate bene, le bobine possono generare i cambiamenti continui magnetici delle dimensioni differenti e la direzione dei flussi magnetici combinati può essere controllata precisamente. Le correnti della U-fase, della V-fase e della W-fase sono regolato per generare un flusso magnetico composito. Controllando la generazione continua di questo flusso magnetico, il motore può girare uniformemente.
Figura 4: controllo della sinusoide
Il controllo della sinusoide può controllare la corrente sulle 3 fasi, genera i flussi magnetici sintetici e realizza la rotazione regolare. Può generare i flussi magnetici sintetici in una direzione che non può essere generata tramite controllo di stimolazione di 120 gradi.
Motore di controllo dell'invertitore
Che cosa circa le correnti sulle fasi di U, di V e di W? Per facilità di comprensione, ricordiamo il caso di controllo di stimolazione di 120 gradi. Si veda prego ancora figura 3. Nel modo acceso 1, flussi correnti U - W; nel modo acceso 2, flussi correnti U - V. Può essere visto che ogni volta che la combinazione delle bobine con le variazioni scorrenti normali, la direzione dei cambiamenti sintetici della freccia dei flussi magnetici anche.
Dopo, sguardo al modo acceso 4. In questo modo, i flussi correnti W - U, di fronte alla direzione del modo 1. di stimolazione. In un motore di CC, la conversione della direzione corrente come questa è eseguita tramite una combinazione di commutatore e di spazzola. Tuttavia, i motori di BLDC non usano tale tipo metodi del contatto. Utilizzi un circuito di invertitore per cambiare la direzione della corrente. Nel controllare un motore di BLDC, un circuito di invertitore è utilizzato generalmente.
Inoltre, il circuito di invertitore può cambiare la tensione applicata in ogni fase e regolare il valore corrente. Nell'adeguamento di tensione, PWM (modulazione di larghezza di Modulation=Pulse di larghezza di impulso) è comunemente usato. PWM è un metodo di cambiamento della tensione regolando la lunghezza di tempo INSERITA/DISINSERITA di impulso. Che cosa è importante è il cambiamento nel rapporto (duty cycle) del IN TEMPO e FUORI da tempo. Se sul rapporto è alto, lo stesso effetto dell'aumentando la tensione può essere ottenuto. Se sulle diminuzioni di rapporto, lo stesso effetto come la diminuzione di tensione può essere ottenuto (figura 5).
Per realizzare PWM, ci ora sono microcomputer forniti di hardware dedicato. Nel realizzare il controllo della sinusoide, è necessario da controllare la tensione di tre fasi, in modo dal software è leggermente più complicato del controllo di stimolazione di 120 gradi con soltanto due fasi stimolate. L'invertitore è un circuito necessario per l'azionamento del motore di BLDC. Gli invertitori inoltre sono utilizzati nei motori a corrente alternata, ma può essere considerato che «il tipo dell'invertitore» citato in elettrodomestici quasi utilizzi i motori di BLDC.
Cambi IN TEMPO durante un determinato periodo cambiare l'efficace valore della tensione. Più lungo IN TEMPO, più vicino l'efficace valore è alla tensione quando la tensione 100% si applica (quando è SOPRA).
Motore di BLDC facendo uso del sensore di posizione
Quanto sopra è una panoramica del controllo del motore di BLDC. Il motore di BLDC cambia la direzione dei flussi magnetici sintetici generati dalla bobina per cambiare il magnete permanente del rotore.
Infatti, c'è un nuovo punto non citato nella descrizione di cui sopra. Cioè la presenza di sensori in motori di BLDC. Il controllo del motore di BLDC è coordinato con la posizione (angolo) del rotore (magnete permanente). Di conseguenza, un sensore per ottenere la posizione del rotore è necessario. Se nessun sensore conosce la direzione del magnete permanente, il rotore può girarsi verso una direzione inattesa. Se ci sono sensori per fornire informazioni, questo non accadrà.
La tabella 1 mostra i tipi principali di sensori per rilevazione di posizione dei motori di BLDC. Secondo il metodo di controllo, i sensori richiesti sono inoltre differenti. Nel controllo di stimolazione di 120 gradi, per determinare quale fase da stimolare, un sensore ad effetto hall che può introdurre un segnale ogni 60 gradi è fornito. D'altra parte, i sensori di alta precisione quali i sensori di angolo o i codificatori fotoelettrici sono efficaci per «controllo di vettore» (spiegato nell'oggetto seguente) che controlla precisamente i flussi magnetici sintetizzati.
La posizione può essere individuata usando questi sensori, ma inoltre porta alcuni svantaggi. Il sensore è debole contro polvere e la manutenzione è indispensabile. La gamma di temperature utilizzabile inoltre sarà ridotta. L'uso dei sensori o l'aumento in collegamenti per questo sarà responsabile il costo aumentare ed i sensori di alta precisione stessi sono costosi. Quindi, «l'approccio del sensore più di meno» è stato introdotto. Non utilizza i sensori di rilevazione di posizione per controllare i costi e non richiede la manutenzione in relazione con il sensore. Ma allo scopo di spiegare il principio questo volta, ammettiamo quelle informazioni è stato ottenuto dal sensore di posizione.
Tipo del sensore
Applicazione principale
Caratteristica
Sensore di Corridoio
controllo dell'alimentazione di potere 120-degree
Acquisti il segnale ogni 60 gradi. Resistenza più a basso costo e difficile di calore
Codificatore ottico
Controllo della sinusoide, controllo di vettore
Abilità di alta risoluzione e difficile della anti-polvere.
Sensore di angolo
Controllo della sinusoide, controllo di vettore
Alta risoluzione.
Mantenga sempre l'alta efficienza con controllo di vettore
La sinusoide è controllata per essere stimolata in tre fasi, che cambia uniformemente la direzione dei flussi magnetici sintetizzati, in modo dal rotore girerà uniformemente. Comando di stimolazione di 120 gradi interruttore 2 fasi fra la U-fase, la V-fase e la W-fase per fare il motore girare, mentre il controllo della sinusoide richiede il controllo preciso della corrente trifase. Inoltre, il valore controllato è un valore di CA che cambia continuamente, in modo dal controllo diventa più difficile.
Qui è il controllo di vettore. Il controllo di vettore può usare la trasformazione coordinata per calcolare il valore trifase di CA come il valore bifase di CC, in modo dal controllo può essere semplificato. Tuttavia, il calcolo di controllo di vettore richiede le informazioni di posizione del rotore all'alta risoluzione. Ci sono due metodi per rilevazione di posizione, cioè, un metodo per mezzo di un sensore di posizione quale un codificatore fotoelettrico o un sensore di angolo di rotazione e un metodo senza senso che stime basate sul valore corrente di ogni fase. Con questa trasformazione coordinata, il valore corrente relativo alla coppia di torsione (forza rotazionale) può direttamente essere controllato, in modo da raggiungere il controllo efficiente senza corrente in eccesso.
Tuttavia, il controllo di vettore richiede la trasformazione coordinata facendo uso delle funzioni trigonometriche o dell'elaborazione complessa di calcolo. Di conseguenza, nella maggior parte dei casi, un microcomputer con forte potenza di calcolo è utilizzato come microcomputer di controllo, quale un microcomputer fornito di un FPU (unità di aritmetica in virgola mobile).
Quanto sopra è circa il motore senza spazzola di CC ed il metodo normale di uso compartecipi dal redattore di AIP. Tuttavia, se volete migliorare la qualità del motore senza spazzola di CC e ridurre il tasso difettoso di produzione del motore, inoltre dovete utilizzare la macchina di prova del motore nel processo di produzione del motore. Il prodotto lanciato dal redattore di AIP oggi è: Macchina di prova del motore di BLDC.
Questa serie di prodotti pricipalmente è utilizzata per prova rapida ed accurata dei parametri di prestazione elettrici dei motori senza spazzola in automobili, in fan, in condizionatori d'aria, in lavatrici ed in altri prodotti. Il sistema è composto di lavorazione con utensili della prova, di computer industriale, di ospite della prova, di software di controllo di sistema e di vari moduli funzionali. Può realizzare il test di performance della sicurezza ed il test di carico del motore senza spazzola completo. Dopo che l'attrezzatura è avviata, le prove programmate sono effettuate nell'ordine secondo il processo della prova. Dopo che la prova è completata, darà per passare o venire a mancare le istruzioni e gli allarmi sani e leggeri.
Fuoco di AIP sul motore elettrico che prova e dedicato per fornire le soluzioni difficili del motore della un-fermata per le industrie differenti. Se volete conoscere più circa la prova del motore elettrico, contatti prego dal email: telefono di international@aipuo.com: +86-532-87973318
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