Увод
ДЦ мотори без четкица (БЛДЦ) брзо добијају на популарности у разним индустријским применама због своје изузетне ефикасности, дугог радног века, високог обртног момента и ниских захтева за одржавањем. Ови мотори користе трајне магнете и електронски контролисану комутацију како би елиминисали физичке четкице и комутатор који се налазе у традиционалним ДЦ моторима. Ово резултира поузданијим и ефикаснијим дизајном мотора. У овом чланку ћемо проучити како БЛДЦ мотор ради и како се покреће.
Основна структура БЛДЦ мотора
БЛДЦ мотор се састоји од ротора, статора и сета намотаја. Ротор се састоји од трајних магнета и налази се у центру мотора. Статор окружује ротор и садржи низ намотаја који су под напоном у одређеном обрасцу да би произвели ротирајуће магнетно поље. Када је ротор изложен овом магнетном пољу, ротира се да би се поравнао са магнетним линијама силе.
Како се покреће БЛДЦ мотор
БЛДЦ моторе покреће електронско коло које контролише тајминг и поларитет струје која се доводи до намотаја мотора. Ово коло се обично назива контролером мотора. Контролер мотора прима улаз из различитих извора, укључујући сензоре, енкодер или микропроцесор, у зависности од специфичне примене.
Контрола заснована на сензору
Један уобичајени метод контроле БЛДЦ мотора је контрола заснована на сензорима. Овај приступ користи повратне информације од сензора са Холовим ефектом који се налазе унутар мотора. Сензори са Холовим ефектом су мали електронски уређаји који могу да мере јачину и смер магнетног поља. У типичном БЛДЦ мотору, постоје три сензора са Холовим ефектом распоређена око статора. Ови сензори детектују оријентацију ротора и дају информације контролеру мотора које му омогућавају да правилно активира намотаје.
Контролер мотора користи ову повратну информацију да би одредио који намотај да укључи и када да га укључи. Покретањем намотаја у одређеном низу, ствара се ротирајуће магнетно поље које ступа у интеракцију са ротором, изазивајући његово ротирање. Овај низ напајања се обично назива комутацијом.
Контрола без сензора
Други метод контроле БЛДЦ мотора је контрола без сензора. Овај приступ користи математички модел понашања мотора за одређивање положаја и брзине ротора без потребе за сензорима са Холовим ефектом. Контрола без сензора постаје све популарнија због ниже цене и повећане поузданости у поређењу са контролом заснованом на сензорима.
Контрола без сензора користи различите технике за израчунавање положаја ротора, укључујући сенсинг повратне ЕМФ, методе засноване на посматрачу и методе засноване на моделу. Повратни ЕМФ сензор укључује мерење напона који се индукује у намотајима када се ротор ротира. Методе засноване на посматрачу користе алгоритам за процену положаја ротора на основу понашања мотора. Методе засноване на моделу користе математички модел мотора за предвиђање положаја ротора на основу улазних струја и напона.
Модулација ширине импулса
Без обзира на метод управљања који се користи, контролер мотора мора модулирати ширину импулса улазног напона на намотаје мотора. Модулација ширине импулса (ПВМ) је метода регулације напона који се доводи до мотора брзим укључивањем и искључивањем напона на високој фреквенцији.
Радни циклус ПВМ сигнала одређује просечни напон примењен на мотор. Променом радног циклуса ПВМ сигнала, контролер мотора може да контролише брзину и обртни момент мотора. Фреквенција ПВМ сигнала је обично неколико килохерца да би се спречио звучни шум мотора.
Предности БЛДЦ мотора
БЛДЦ мотори нуде бројне предности у односу на традиционалне ДЦ моторе и АЦ индукционе моторе. Неке од ових предности укључују:
1. Висока ефикасност
2. Дуг радни век
3. Висока густина обртног момента
4. Ниски захтеви за одржавање
5. Прецизна контрола брзине и обртног момента
6. Тих рад
7. Компактан и лаган дизајн
Примене БЛДЦ мотора
БЛДЦ мотори се широко користе у разним индустријским и комерцијалним апликацијама због својих бројних предности. Неке од најчешћих примена БЛДЦ мотора укључују:
1. Електрична возила
2. ХВАЦ системи
3. Индустријска аутоматизација
4. Роботика
5. Медицинска средства
6. Кућни апарати
7. Ваздухопловство
Закључак
Укратко, БЛДЦ мотори нуде бројне предности у односу на традиционалне ДЦ моторе и АЦ индукционе моторе. Ови мотори се покрећу електронским колом које контролише тајминг и поларитет струје која се доводи до намотаја мотора. БЛДЦ мотори се обично контролишу путем сензорске контроле или контроле без сензора и користе модулацију ширине импулса да регулишу напон који се доводи до мотора. Ови мотори налазе широку примену у различитим индустријским и комерцијалним применама, укључујући електрична возила, ХВАЦ системе, индустријску аутоматизацију и роботику.