Fırçasız elektrik motorları, tıbbi ekipman, uçak modelleme, petrol boru hatlarının boru kapatma tahriklerinde ve diğer birçok endüstride kullanılmaktadır. Ancak bazen çeşitli cihazların tasarımında kilit rol oynayan dezavantajları, özellikleri ve avantajları vardır. Her ne olursa olsun, bu tür elektrik motorları, asenkron AC makinelerle karşılaştırıldığında nispeten küçük bir niş kaplar.
Elektrik motorlarının özellikleri
Tasarımcıların fırçasız motorlara ilgi duymasının nedenlerinden biri de küçük boyutlu yüksek hızlı motorlara duyulan ihtiyaçtır. Ayrıca, bu motorlar çok hassas konumlandırmaya sahiptir. Tasarım, hareketli bir rotora ve sabit bir statöre sahiptir. Rotor üzerinde, belirli bir sırayla düzenlenmiş bir veya birkaç kalıcı mıknatıs vardır. Stator üzerinde oluşturan bobinler vardır.manyetik alan.
Bir özelliğe daha dikkat edilmelidir - fırçasız motorlarda hem içeride hem de dışarıda bir ankraj bulunabilir. Bu nedenle, iki tür inşaatın farklı alanlarda özel uygulamaları olabilir. Armatür içine yerleştirildiğinde, çok yüksek bir dönüş hızı elde ettiği ortaya çıkıyor, bu nedenle bu tür motorlar soğutma sistemlerinin tasarımında çok iyi çalışıyor. Harici bir rotor tahriki kurulursa, yüksek aşırı yük direncinin yanı sıra çok hassas konumlandırma elde edilebilir. Çok sık olarak, bu tür motorlar robotikte, tıbbi cihazlarda, frekans programı kontrollü takım tezgahlarında kullanılır.
Motorlar nasıl çalışır
Fırçasız bir DC motorun rotorunu sürmek için özel bir mikrodenetleyici kullanmanız gerekir. Senkron veya asenkron bir makine ile aynı şekilde başlatılamaz. Bir mikrodenetleyici yardımı ile motor sargılarının stator ve armatür üzerindeki manyetik alan vektörlerinin yönünün ortogonal olacak şekilde açılmasını sağlar.
Başka bir deyişle, bir sürücü yardımıyla fırçasız bir motorun rotoruna etki eden torku düzenlemek mümkündür. Armatürü hareket ettirmek için stator sargılarında doğru anahtarlamanın yapılması gerekir. Ne yazık ki, düzgün dönüş kontrolü sağlamak mümkün değildir. Ancak çok hızlı bir şekilde artırılabilir.motor rotor hızı.
Fırçalı ve fırçasız motorlar arasındaki farklar
Temel fark, modellerdeki fırçasız motorların rotorunda sargı olmamasıdır. Kollektör elektrik motorlarında rotorlarında sargılar bulunmaktadır. Ancak motorun sabit kısmına kalıcı mıknatıslar yerleştirilmiştir. Ek olarak, rotor üzerine grafit fırçaların bağlı olduğu özel tasarım bir kollektör monte edilmiştir. Onların yardımıyla rotor sargısına voltaj uygulanır. Fırçasız motorun çalışma prensibi de önemli ölçüde farklıdır.
Toplayıcı makine nasıl çalışır
Kollektör motorunu çalıştırmak için doğrudan armatür üzerinde bulunan alan sargısına voltaj uygulamanız gerekecektir. Bu durumda, stator üzerindeki mıknatıslarla etkileşime giren sabit bir manyetik alan oluşur, bunun sonucunda armatür ve üzerine sabitlenmiş kollektör döner. Bu durumda bir sonraki sargıya güç verilir, döngü tekrarlanır.
Rotorun dönüş hızı, doğrudan manyetik alanın ne kadar yoğun olduğuna bağlıdır ve son karakteristik, doğrudan voltajın büyüklüğüne bağlıdır. Bu nedenle hızı artırmak veya az altmak için besleme gerilimini değiştirmek gerekir.
Tersini uygulamak için motor bağlantısının polaritesini değiştirmeniz yeterlidir. Böyle bir kontrol için özel mikrodenetleyicilerin kullanılmasına gerek yoktur,geleneksel bir değişken direnç kullanarak dönüş hızını değiştirebilirsiniz.
Fırçasız makinelerin özellikleri
Fakat fırçasız bir motorun kontrolü özel kontrolörler kullanılmadan imkansızdır. Buna dayanarak, bu tip motorların jeneratör olarak kullanılamayacağı sonucuna varabiliriz. Verimli kontrol için rotorun konumu, birden fazla Hall sensörü kullanılarak izlenebilir. Bu kadar basit cihazların yardımıyla performansı önemli ölçüde artırmak mümkündür ancak elektrik motorunun maliyeti birkaç kat artacaktır.
Fırçasız motorları çalıştırma
Mikrodenetleyicileri kendi başınıza yapmanın bir anlamı yok, çok daha iyi bir seçenek Çince de olsa hazır satın almak olacaktır. Ancak seçim yaparken aşağıdaki önerilere uymalısınız:
- İzin verilen maksimum akımı hatırla. Bu parametre, çeşitli sürücü çalışması türleri için faydalı olacaktır. Karakteristik genellikle üreticiler tarafından doğrudan model adında belirtilir. Çok nadiren, mikrodenetleyicinin uzun süre çalışamadığı tepe modları için tipik olan değerler belirtilir.
- Sürekli çalışma için maksimum besleme gerilimi de dikkate alınmalıdır.
- Tüm dahili mikrodenetleyici devrelerinin direncini dikkate aldığınızdan emin olun.
- Bu mikrodenetleyicinin çalışması için tipik olan maksimum devir sayısını dikkate aldığınızdan emin olun. Lütfen o olmadığını unutmayınsınırlama yazılım düzeyinde yapıldığı için maksimum hızı artırabilecektir.
- Ucuz mikrodenetleyici cihaz modelleri, 7…8 kHz aralığında üretilen darbe frekansına sahiptir. Pahalı kopyalar yeniden programlanabilir ve bu parametre 2-4 kat artar.
Elektrik motorunun geliştirebileceği gücü etkilediği için her açıdan mikrodenetleyiciler seçmeye çalışın.
Nasıl yönetilir
Elektronik kontrol ünitesi, tahrik sargılarının değiştirilmesine izin verir. Sürücüyü kullanarak anahtarlama anını belirlemek için rotorun konumu sürücüye takılı Hall sensörü tarafından izlenir.
Bu tür cihazların olmaması durumunda ters voltajı okumak gerekir. Şu anda bağlı olmayan stator bobinlerinde üretilir. Denetleyici bir donanım-yazılım kompleksidir, tüm değişiklikleri izlemenize ve anahtarlama sırasını mümkün olduğunca doğru bir şekilde ayarlamanıza olanak tanır.
Üç fazlı fırçasız motorlar
Model uçaklar için birçok fırçasız elektrik motoru, doğru akımla çalışır. Ancak dönüştürücülerin kurulduğu üç fazlı durumlar da vardır. Sabit bir voltajdan üç fazlı darbeler yapmanızı sağlarlar.
İş aşağıdaki gibidir:
- Bobin "A" darbeleri alırpozitif değer. Bobin "B" üzerinde - negatif bir değerle. Bunun sonucunda çapa hareket etmeye başlayacaktır. Sensörler yer değiştirmeyi sabitler ve bir sonraki anahtarlama için kontrolöre bir sinyal gönderilir.
- Bobin "A" kapatılırken "C" sargısına pozitif bir darbe gönderilir. "B" sargısının değiştirilmesi değişmez.
- "C" bobinine pozitif darbe uygulanır ve "A" bobinine negatif darbe gönderilir.
- Ardından "A" ve "B" ikilisi devreye girer. Darbelerin pozitif ve negatif değerleri sırasıyla onlara beslenir.
- Ardından pozitif darbe tekrar "B" bobinine ve negatif darbe "C"ye gider.
- Son aşamada, pozitif bir darbe alan ve negatif olan C'ye giden bobin "A" açılır.
Ve bundan sonra tüm döngü tekrarlanır.
Kullanmanın faydaları
Kendi ellerinizle fırçasız bir elektrik motoru yapmak zordur ve mikrodenetleyici kontrolünü uygulamak neredeyse imkansızdır. Bu nedenle hazır endüstriyel tasarımlar kullanmak en iyisidir. Ancak fırçasız motorları kullanırken sürücünün elde ettiği faydaları göz önünde bulundurduğunuzdan emin olun:
- Toplayıcı makinelerden önemli ölçüde daha uzun kaynak.
- Yüksek düzeyde verimlilik.
- Fırçalanmış motorlardan daha güçlü.
- Döndürme hızı çok daha hızlı artar.
- Çalışma sırasında kıvılcım çıkarmaz, bu nedenle yüksek yangın tehlikesi olan ortamlarda kullanılabilirler.
- Çok kolay sürücü işlemi.
- Çalışma sırasında ek soğutma bileşenleri kullanmaya gerek yoktur.
Eksiklikler arasında, denetleyicinin fiyatını da hesaba katarsak, çok yüksek bir maliyet seçilebilir. Böyle bir elektrik motorunu kısa bir süre bile çalıştırıp performansını kontrol etmek işe yaramaz. Ayrıca bu tür motorların tamiri tasarım özelliklerinden dolayı çok daha zordur.
