Пренавиване на безчетков двигател от авиомодел. "безчеткови двигатели" образователна програма и дизайн Мощни безчеткови двигатели

Публикувана на 11.04.2013 г

Споделено устройство (Inrunner, Outrunner)

Безчетковият постояннотоков двигател се състои от ротор с постоянни магнити и статор с намотки. Има два вида двигатели: Inrunner, в който роторните магнити са вътре в статора с намотки, и Изпреварващ, в който магнитите са разположени отвън и се въртят около неподвижен статор с намотки.

схема Inrunnerобикновено се използва за високоскоростни двигатели с малък брой полюси. Изпреварващако е необходимо, вземете двигател с висок въртящ момент и относително ниска скорост. Структурно Inrunners са по-прости поради факта, че неподвижният статор може да служи като корпус. Към него могат да се монтират монтажни устройства. При Outrunners цялата външна част се върти. Двигателят е закрепен с неподвижна ос или статорни части. При моторно колело закрепването се извършва за неподвижната ос на статора, проводниците се отвеждат към статора през кухата ос.

магнити и полюси

Броят на полюсите на ротора е четен. Формата на използваните магнити обикновено е правоъгълна. Цилиндричните магнити се използват по-рядко. Монтират се с редуващи се полюси.

Броят на магнитите не винаги съответства на броя на полюсите. Няколко магнита могат да образуват един полюс:

В този случай 8 магнита образуват 4 полюса. Размерът на магнитите зависи от геометрията на двигателя и характеристиките на двигателя. Колкото по-силни са използваните магнити, толкова по-голям е моментът на сила, развиван от двигателя върху вала.

Магнитите върху ротора са фиксирани със специално лепило. По-рядко срещани са дизайните с магнитен държач. Материалът на ротора може да бъде магнитно проводим (стомана), немагнитно проводим ( алуминиеви сплави, пластмаси и др.), комбинирани.

Намотки и зъби

Намотката на трифазен безчетков двигател се извършва с медна жица. Проводникът може да бъде едножилен или да се състои от няколко изолирани жила. Статорът е направен от няколко листа магнитно проводима стомана, сгънати заедно.

Броят на зъбите на статора трябва да бъде разделен на броя на фазите. тези. за трифазен безчетков двигател, броят на зъбите на статора трябва да се дели на 3. Броят на зъбите на статора може да бъде повече или по-малък от броя на полюсите на ротора. Например, има двигатели със схеми: 9 зъба / 12 магнита; 51 зъба / 46 магнита.

Двигател със статор с 3 зъба се използва изключително рядко. Тъй като само две фази работят във всеки даден момент (когато са включени от звезда), магнитни силивъздействието върху ротора не е равномерно по цялата обиколка (вж. Фиг.).

Силите, действащи върху ротора, се опитват да го изкривят, което води до увеличаване на вибрациите. За да се елиминира този ефект, статорът е направен с голям брой зъби и намотката е разпределена по зъбите на цялата обиколка на статора възможно най-равномерно.

В този случай магнитните сили, действащи върху ротора, се компенсират взаимно. Няма дисбаланс.

Опции за разпределение на фазовите намотки по статорни зъби

Опция за навиване за 9 зъба

Опция за навиване за 12 зъба

В горните диаграми броят на зъбите е избран по такъв начин, че не се дели само на 3. Например, когато 36 зъби отчетени 12 зъби на фаза. 12 зъба могат да бъдат разпределени както следва:

Най-предпочитаната схема е 6 групи по 2 зъба.

Съществува мотор с 51 зъба на статора! 17 зъба на фаза. 17 е просто число, то се дели само на 1 и себе си. Как да разпределим навиването върху зъбите? Уви, не можах да намеря примери и техники в литературата, които биха помогнали за решаването на този проблем. Оказа се, че намотката е разпределена както следва:

Помислете за истинска намотка.

Моля, обърнете внимание, че намотката има различни посоки на навиване на различните зъби. Различните посоки на навиване са обозначени с главни и главни букви. Подробности за дизайна на намотките можете да намерите в литературата, предложена в края на статията.

Класическата намотка се извършва с един проводник за една фаза. Тези. всички намотки на зъбите на една фаза са свързани последователно.

Намотките на зъбите също могат да бъдат свързани паралелно.

Може да има и комбинирани включвания

Паралелното и комбинирано свързване позволява да се намали индуктивността на намотката, което води до увеличаване на тока на статора (оттук и мощността) и скоростта на двигателя.

Обороти електрически и реални

Ако роторът на двигателя има два полюса, тогава с един пълен оборот на магнитното поле на статора, роторът прави един пълен оборот. При 4 полюса са необходими две завъртания на магнитното поле на статора, за да завърти вала на двигателя един пълен оборот. Колкото по-голям е броят на полюсите на ротора, толкова повече електрически обороти са необходими за завъртане на вала на двигателя с един оборот. Например имаме 42 магнита на ротора. За да се завърти роторът с един оборот, са необходими 42/2 = 21 електрически оборота. Това свойство може да се използва като вид редуктор. Избирайки необходимия брой полюси, можете да получите двигател с желаните скоростни характеристики. В допълнение, разбирането на този процес ще ни е необходимо в бъдеще, когато избираме параметрите на контролера.

Сензори за позиция

Дизайнът на двигателите без сензори се различава от двигателите със сензори само по липсата на последния. Други фундаментални разлики няма. Най-често срещаните сензори за позициониране, базирани на ефекта на Хол. Сензорите реагират на магнитно поле, те обикновено са разположени на статора по такъв начин, че да се влияят от магнитите на ротора. Ъгълът между сензорите трябва да бъде 120 градуса.

Което означава "електрически" градуси. Тези. за многополюсен двигател физическото разположение на сензорите може да бъде:

Понякога сензорите са разположени извън двигателя. Ето един пример за местоположението на сензорите. Всъщност това беше двигател без сензори. Така по прост начинбеше оборудван със сензори на Хол.

При някои двигатели сензорите са монтирани на специално устройство, което ви позволява да премествате сензорите в определени граници. С помощта на такова устройство се задава времето. Въпреки това, ако двигателят трябва да бъде реверсиран, ще е необходим втори комплект сензори, настроени да реверсират. Тъй като времето не е критично при стартиране и ниски обороти, можете да настроите сензорите на нулева точка и да регулирате ъгъла на преднина програмно, когато двигателят започне да се върти.

Основни характеристики на двигателя

Всеки двигател е изчислен за специфични изисквания и има следните основни характеристики:

• Режим на работаза които е проектиран двигателят: дългосрочно или краткосрочно. Дългирежимът на работа предполага, че двигателят може да работи с часове. Такива двигатели са изчислени по такъв начин, че предаването на топлина към околната среда е по-високо от отделянето на топлина от самия двигател. В този случай няма да се затопли. Пример: вентилация, ескалатор или конвейер. Краткосрочен -означава, че двигателят ще бъде включен за кратък период, през който няма да има време да загрее до максимална температура, последван от дълъг период, през който двигателят има време да се охлади. Пример: асансьор, електрически самобръсначки, сешоари.
• Съпротивление на намотката на двигателя. Съпротивлението на намотката на двигателя влияе на ефективността на двигателя. Колкото по-ниско е съпротивлението, толкова по-висока е ефективността. Чрез измерване на съпротивлението можете да разберете наличието на верига между завъртания в намотката. Съпротивлението на намотката на двигателя е хилядни от ома. За измерването му е необходимо специално устройство или специална измервателна техника.
• Максимално работно напрежение. Максималното напрежение, което намотката на статора може да издържи. Максималното напрежение е свързано със следния параметър.
• Макс. обороти. Понякога те не показват максималната скорост, а kv-броят на оборотите на двигателя на волт без натоварване на вала. Умножавайки тази цифра по максималното напрежение, получаваме максималната скорост на двигателя без натоварване на вала.
• Максимален ток. Максимално допустимият ток на намотката. По правило се посочва и времето, през което двигателят може да издържи определения ток. Максималното ограничение на тока е свързано с възможно прегряване на намотката. Следователно при ниски температури околен святреалното време на работа с максимален ток ще бъде по-дълго, а в топлината двигателят ще изгори по-рано.
• Максимална мощност на двигателя.Пряко свързан с предишния параметър. Това е пиковата мощност, която двигателят може да развие за кратък период от време, обикновено няколко секунди. При продължителна работа на максимална мощност, прегряването на двигателя и неговата повреда са неизбежни.
• Оценена сила. Мощността, която двигателят може да развие през цялото време на включване.
• Ъгъл на изпреварване на фазата (време). Намотката на статора има известна индуктивност, което забавя нарастването на тока в намотката. Токът ще достигне своя максимум след известно време. За да се компенсира това забавяне, превключването на фазите се извършва с известно изпреварване. Подобно на запалването в двигател с вътрешно горене, където моментът на запалване се задава, като се вземе предвид времето за запалване на горивото.

Трябва също да обърнете внимание на факта, че при номинално натоварване няма да получите максимална скорост на вала на двигателя. квпоказан за ненатоварен двигател. При захранване на двигателя от батерии трябва да се вземе предвид „потъването“ на захранващото напрежение под товар, което от своя страна също ще намали максималната скорост на двигателя.

Двигателите се използват в много области на техниката. За да може роторът на двигателя да се върти, е необходимо въртящо се магнитно поле. При конвенционалните постояннотокови двигатели това въртене се извършва механично с помощта на четки, плъзгащи се по комутатора. Това причинява искрене и освен това, поради триенето и износването на четките, такива двигатели изискват постоянна поддръжка.

Благодарение на развитието на технологиите стана възможно генерирането на въртящо се магнитно поле по електронен път, което беше въплътено в безчеткови DC двигатели (BLDC).

Устройство и принцип на действие

Основните елементи на BDPT са:

• роторвърху които са фиксирани постоянни магнити;
• статорвърху които са монтирани намотките;
• електронен контролер.

По дизайн такъв двигател може да бъде два вида:

с вътрешно разположение на ротор (inrunner)

с външен ротор (извънредно устройство)

В първия случай роторът се върти вътре в статора, а във втория случай роторът се върти около статора.

inrunner двигателизползва се, когато е необходимо да се получат високи скорости на въртене. Този двигател има по-опростен стандартен дизайн, който позволява използването на фиксиран статор за монтиране на двигателя.

аутраннер двигателПодходящ за висок въртящ момент при ниски обороти. В този случай двигателят е монтиран с помощта на фиксирана ос.

inrunner двигателвисоки обороти, нисък въртящ момент. аутраннер двигател- ниска скорост, висок въртящ момент.

Броят на полюсите в BLDT може да бъде различен. По броя на полюсите можете да прецените някои от характеристиките на двигателя. Например, двигател с ротор с 2 полюса има по-голям брой обороти и малък въртящ момент. Двигателите с повече полюси имат повече въртящ момент, но по-малко обороти. Чрез промяна на броя на полюсите на ротора можете да промените броя на оборотите на двигателя. По този начин, чрез промяна на дизайна на двигателя, производителят може да избере необходимите параметри на двигателя по отношение на въртящ момент и скорост.

Дирекция БДПТ

Контролер на скоростта, външен вид

Използва се за управление на безчетков двигател специален контролер - регулатор на скоростта на вала на двигателяпостоянен ток. Неговата задача е да генерира и доставя в точното време на правилната намотка на необходимото напрежение. Контролерът за устройства, захранвани от 220 V, най-често използва инверторна схема, в която токът с честота 50 Hz се преобразува първо в постоянен ток, а след това в сигнали с широчинно-импулсна модулация (PWM). За подаване на напрежение към намотките на статора се използват мощни електронни превключватели на биполярни транзистори или други силови елементи.

Регулирането на мощността и скоростта на двигателя се извършва чрез промяна на работния цикъл на импулсите и, следователно, ефективната стойност на напрежението, подадено към намотките на статора на двигателя.

Принципна схема на регулатора на скоростта. K1-K6 - ключове D1-D3 - сензори за положение на ротора (сензори на Хол)

Важен въпрос е навременното свързване на електронни ключове към всяка намотка. За да се гарантира това контролерът трябва да определи позицията на ротора и неговата скорост. За получаване на такава информация могат да се използват оптични или магнитни сензори (напр. сензори на Хол), както и обратни магнитни полета.

По-честа употреба сензори на Хол, който реагират на наличието на магнитно поле. Сензорите са поставени върху статора по такъв начин, че да се влияят от магнитното поле на ротора. В някои случаи сензорите са инсталирани в устройства, които ви позволяват да промените позицията на сензорите и съответно да регулирате времето.

Регулаторите на скоростта на ротора са много чувствителни към количеството ток, преминаващ през него. Ако изберете акумулаторна батерия с по-висок ток, регулаторът ще изгори! Изберете правилната комбинация от характеристики!

Предимства и недостатъци

В сравнение с конвенционалните двигатели, BLDC двигателите имат следните предимства:

• висока ефективност;
• висока производителност;
• възможност за промяна на скоростта;
• без искрящи четки;
• малки шумове, както в звуковия, така и във високочестотния диапазон;
• надеждност;
• способност да издържа на претоварване на въртящия момент;
• отлично съотношение размер към мощност.

Безчетковият мотор е високоефективен. Може да достигне 93-95%.

Високата надеждност на механичната част на DB се обяснява с факта, че използва сачмени лагери и няма четки. Размагнитването на постоянните магнити е доста бавно, особено ако са направени с помощта на редкоземни елементи. Когато се използва в контролер за текуща защита, животът на този възел е доста висок. Всъщност експлоатационният живот на BLDC може да се определи от експлоатационния живот на сачмените лагери.

Недостатъците на BDP са сложността на системата за управление и високата цена.

Приложение

Обхватът на BDTP е както следва:

• създаване на модели;
• лекарството;
• автомобилен;
• Петролна и газова индустрия;
• уреди;
• военна техника.

Използване БД за авиомоделидава значително предимство по отношение на мощността и размерите. Сравнението на конвенционален двигател с четка Speed-400 и BDTP от същия клас Astro Flight 020 показва, че първият тип двигател има ефективност от 40-60%. Ефективността на втория двигател при същите условия може да достигне 95%. По този начин използването на DB позволява почти да се удвои мощността на силовата част на модела или неговото полетно време.

Поради ниския шум и липсата на отопление по време на работа, BLDCs се използват широко в медицината, особено в стоматологията.

В автомобилите се използват такива двигатели стъклени повдигачи, електрически чистачки, устройства за измиване на фаровете и електрически контроли за повдигане на седалките.

Без комутатор и искри по четкитепозволява използването на базата данни като елементи на заключващи устройства в нефтената и газовата индустрия.

Като пример за използване на база данни в домакински уреди може да се отбележи пералняс директно барабанно задвижване на LG. Тази компания използва BDTP тип Outrunner. На ротора на двигателя има 12 магнита, а на статора - 36 индуктора, които са навити с тел с диаметър 1 mm върху магнитопроводими стоманени сърцевини. Намотките са свързани последователно с 12 намотки на фаза. Съпротивлението на всяка фаза е 12 ома. Сензорът на Хол се използва като сензор за положение на ротора. Роторът на двигателя е прикрепен към ваната на пералнята.

навсякъде този двигателизползвани в твърди дискове за компютри, което ги прави компактни, в CD и DVD устройства и охладителни системи за микро-електронни устройства и др.

Наред с DU с ниска и средна мощност, големите BLDC все повече се използват в тежкотоварната, морската и военната промишленост.

Мощни бази данни, предназначени за ВМС на САЩ. Например, Powertec разработи 220kW 2000rpm CBTP. Въртящият момент на двигателя достига 1080 Нм.

В допълнение към тези области, DBs се използват при проектирането на металорежещи машини, преси, линии за обработка на пластмаси, както и във вятърната енергия и използването на енергия от приливни вълни.

Характеристики

Основни характеристики на двигателя:

• оценена сила;
• максимална мощност;
• максимален ток;
• максимално работно напрежение;
• максимална скорост(или фактор Kv);
• съпротивление на намотката;
• преден ъгъл;
• работен режим;
• общи характеристики на теглотодвигател.

Основният показател на двигателя е неговата номинална мощност, тоест мощността, генерирана от двигателя за дълго време на неговата работа.

Максимална сила- това е мощността, която двигателят може да даде за кратък период от време, без да се срине. Например за безчетковия мотор Astro Flight 020, споменат по-горе, той е 250 вата.

Максимален ток. За Astro Flight 020 е 25 A.

Максимално работно напрежение- напрежението, което могат да издържат намотките на двигателя. Astro Flight 020 е настроен да работи при 6V до 12V.

Максимални обороти на двигателя. Понякога в паспорта се посочва коефициентът Kv - броят обороти на двигателя на волт. За Astro Flight 020 Kv= 2567 об./мин. В този случай максималният брой обороти може да се определи чрез умножаване на този коефициент по максималното работно напрежение.

Обикновено съпротивление на намоткатаза двигатели е десети или хилядни от ома. За Astro Flight 020 R= 0,07 ома. Това съпротивление влияе върху ефективността на BPDT.

водещ ъгълпредставлява напредването на превключващите напрежения върху намотките. Свързва се с индуктивния характер на съпротивлението на намотките.

Режимът на работа може да бъде дългосрочен или краткосрочен. При продължителна работа двигателят може да работи дълго време. В същото време топлината, генерирана от него, се разсейва напълно и не прегрява. В този режим двигателите работят например във вентилатори, конвейери или ескалатори. Моментният режим се използва за устройства като асансьор, електрическа самобръсначка. В тези случаи двигателят работи кратко времеи след това се охлажда за дълго време.

В паспорта на двигателя са посочени неговите размери и тегло. Освен това, например, за двигатели, предназначени за модели на самолети, са дадени размери за кацане и диаметър на вала. По-специално, следните спецификации са дадени за двигателя на Astro Flight 020:

• дължината е 1,75”;
• диаметърът е 0,98”;
• диаметърът на вала е 1/8”;
• теглото е 2,5 унции.

Изводи:

1. В моделирането, в различни технически продукти, в индустрията и в отбранителната техника се използват BLDC, в които въртящо се магнитно поле се генерира от електронна схема.
2. По своята конструкция BLDCs могат да бъдат с вътрешно (inrunner) и външно (outrunner) разположение на ротора.
3. В сравнение с други двигатели, BLDC двигателите имат редица предимства, основните от които са липсата на четки и искри, висока ефективност и висока надеждност.

DC моторът е електрически двигател, който се захранва от постоянен ток. Ако е необходимо, вземете двигател с висок въртящ момент и относително ниска скорост. Структурно Inrunners са по-прости поради факта, че неподвижният статор може да служи като корпус. Към него могат да се монтират монтажни устройства. При Outrunners цялата външна част се върти. Двигателят е закрепен с неподвижна ос или статорни части. В случай на моторно колело, закрепването се извършва за неподвижната ос на статора, проводниците се довеждат до статора през куха ос, която е по-малка от 0,5 mm.

AC двигател се нарича електрически двигател, захранван от променлив ток. Има следните видове AC двигатели:

Има и UKD (универсален колекторен двигател) с функция за режим на работа както на променлив, така и на постоянен ток.

Друг тип двигател е стъпков двигател с краен брой позиции на ротора. Определено указано положение на ротора се фиксира чрез захранване на необходимите съответни намотки. Когато захранващото напрежение се отстрани от една намотка и се прехвърли към други, възниква процес на преход към друга позиция.

AC мотор, когато се захранва от търговска мрежа, обикновено не постига скорости над три хиляди оборота в минута. Поради тази причина, когато е необходимо да се получат по-високи честоти, се използва колекторен двигател, чиито допълнителни предимства са лекота и компактност при запазване на необходимата мощност.

Понякога се използва и специален предавателен механизъм, наречен мултипликатор, който променя кинематичните параметри на устройството до необходимите технически показатели. Колекторните възли понякога заемат до половината от пространството на целия двигател, така че двигателите с променлив ток са намалени по размер и с по-леко тегло чрез използването на честотен преобразувател, а понякога и поради наличието на мрежа с повишена честота до 400 Hz.

Ресурсът на всеки асинхронен AC двигател е значително по-висок от колекторния. Определено е състояние на изолацията на намотките и лагерите. Синхронният двигател, когато се използва инвертор и сензор за положение на ротора, се счита за електронен аналог на класически колекторен двигател, който поддържа работа с постоянен ток.

Безчетков DC мотор. Обща информация и устройство на устройството

Безчетковият постояннотоков двигател се нарича още трифазен безчетков двигател. Това е синхронно устройство, чийто принцип на действие се основава на самосинхронизирано регулиране на честотата, поради което се управлява векторът (започвайки от положението на ротора) на магнитното поле на статора.

Тези видове моторни контролери често се захранват от постоянно напрежение, откъдето идва и името. В англоезичната техническа литература безчетковият двигател се нарича PMSM или BLDC.

Безчетковият мотор е създаден предимно за оптимизиране на всеки DC двигателв общи линии. Бяха поставени много високи изисквания към задвижващия механизъм на такова устройство (особено при високоскоростен микродиск с прецизно позициониране).

Това може би е довело до използването на такива специфични DC устройства, безчеткови трифазни двигатели, наричани още BLDT. По своя дизайн те са почти идентични с променливотоковите синхронни двигатели, където въртенето на магнитния ротор се извършва в конвенционален ламиниран статор в присъствието на трифазни намотки, а броят на оборотите зависи от напрежението и натоварванията на статора. Въз основа на определени координати на ротора се превключват различни намотки на статора.

Безчетковите постояннотокови двигатели могат да съществуват без отделни сензори, но понякога те присъстват на ротора, като например сензор на Хол. Ако устройството работи без допълнителен сензор, тогава намотките на статора действат като фиксиращ елемент. Тогава токът възниква поради въртенето на магнита, когато роторът индуцира ЕМП в намотката на статора.

Ако една от намотките е изключена, тогава индуцираният сигнал ще бъде измерен и допълнително обработен, но такъв принцип на работа е невъзможен без професор по обработка на сигнала. Но за обръщане или спиране на такъв електродвигател не е необходима мостова верига - достатъчно е да подадете управляващи импулси в обратна последователност към намотките на статора.

При VD (превключен двигател) индукторът под формата на постоянен магнит е разположен на ротора, а намотката на котвата е на статора. Въз основа на позицията на ротора, се формира захранващото напрежение на всички намоткиелектрически мотор. Когато се използва в такива конструкции на колектора, неговата функция ще се изпълнява в двигателя на клапана от полупроводников ключ.

Основната разлика между синхронните и безчетковите двигатели е самосинхронизирането на последния с помощта на DPR, което определя пропорционалната честота на въртене на ротора и полето.

Най-често безчетковият DC двигател намира приложение в следните области:

статор

Това устройство има класически дизайн и наподобява същото устройство на асинхронна машина. Съставът включва медна намотка(положен по периметъра в жлебовете), което определя броя на фазите и корпуса. Обикновено фазите на синуса и косинуса са достатъчни за въртене и самозапускане, но често двигателят на вентила се прави трифазен и дори четирифазен.

Електрическите двигатели с обратна електродвижеща сила според вида на навиване на намотката на статора се разделят на два вида:

• синусоидална форма;
• трапецовидна форма.

В съответните видове двигатели електрическият фазов ток също се променя според метода на захранване синусоидално или трапецовидно.

Ротор

Обикновено роторът е направен от постоянни магнити с две до осем двойки полюси, които от своя страна се редуват от север на юг или обратно.

Най-често срещаните и най-евтини за производството на ротора са феритните магнити, но техният недостатък е ниско ниво на магнитна индукция, следователно устройства, направени от сплави на различни редкоземни елементи, сега заместват този материал, тъй като те могат да осигурят високо ниво на магнитна индукция, което от своя страна позволява да се намали размерът на ротора.

ДНР

Сензорът за положение на ротора осигурява обратна връзка. Според принципа на работа устройството е разделено на следните подвидове:

• индуктивен;
• фотоелектрически;
• Сензор за ефект на Хол.

Последният тип е най-популярен поради своята почти абсолютни безинерционни свойстваи способността да се отървете от забавянето в каналите за обратна връзка чрез позицията на ротора.

Контролна система

Системата за управление се състои от превключватели на мощността, понякога също от тиристори или мощни транзистори, включително изолиран затвор, водещ до събиране на токов инвертор или инвертор на напрежение. Най-често се прилага процесът на управление на тези ключове с помощта на микроконтролер, което изисква огромно количество изчислителни операции за управление на двигателя.

Принцип на действие

Работата на двигателя се състои в това, че контролерът превключва определен брой намотки на статора по такъв начин, че векторът на магнитните полета на ротора и статора да е ортогонален. С PWM (широчинно-импулсна модулация) контролерът управлява тока, протичащ през двигателяи регулира въртящия момент, упражняван върху ротора. Посоката на този действащ момент се определя от знака на ъгъла между векторите. При изчисленията се използват електрически градуси.

Превключването трябва да се извършва по такъв начин, че Ф0 (потокът на възбуждане на ротора) да се поддържа постоянен спрямо потока на котвата. При взаимодействие на такова възбуждане и потока на котвата се образува въртящ момент М, който се стреми да завърти ротора и паралелно да осигури съвпадението на възбуждането и потока на котвата. Въпреки това, по време на въртенето на ротора, различните намотки се превключват под въздействието на сензора за положение на ротора, в резултат на което потокът на котвата се обръща към следващата стъпка.

В такава ситуация резултантният вектор се измества и става неподвижен по отношение на роторния поток, което от своя страна създава необходимия въртящ момент върху вала на двигателя.

Управление на двигателя

Контролерът на безчетков електродвигател с постоянен ток регулира момента, действащ върху ротора, като променя стойността на широчинно-импулсната модулация. Превключването се контролира и извършвани по електронен път, за разлика от конвенционалния четков DC двигател. Също така често срещани са системите за управление, които прилагат широчинно-импулсна модулация и алгоритми за регулиране на ширината на импулса за работния процес.

Двигателите с векторно управление осигуряват най-широкия известен диапазон за самоконтрол на скоростта. Регулирането на тази скорост, както и поддържането на връзката на потока на необходимото ниво, се дължи на честотния преобразувател.

Характеристика на регулирането на електрическото задвижване, базирано на векторно управление, е наличието на контролирани координати. Те са във фиксирана система и превърнати във въртящи се, подчертавайки постоянна стойност, пропорционална на контролираните параметри на вектора, поради което се формира управляващо действие и след това обратен преход.

Въпреки всички предимства на такава система, тя е придружена и от недостатък под формата на сложност на управлението на устройството за управление на скоростта в широк диапазон.

Предимства и недостатъци

В днешно време в много индустрии този тип двигател е много търсен, тъй като безчетковият DC двигател съчетава почти всички най-добри качества на безконтактните и други видове двигатели.

Безспорните предимства на безчетковия мотор са:

Въпреки значителните позитиви, безчетков DC моторсъщо има няколко недостатъка:

Въз основа на гореизложеното и недостатъчното развитие на съвременната електроника в региона, мнозина все още смятат за подходящо използването на конвенционален асинхронен двигател с честотен преобразувател.

Трифазен безчетков DC двигател

Този тип двигател има отлична производителност, особено при извършване на управление с помощта на сензори за положение. Ако моментът на съпротива варира или изобщо не е известен, а също и ако е необходимо да се постигне по-висок стартов въртящ моментизползва се сензорно управление. Ако сензорът не се използва (обикновено при вентилатори), управлението елиминира необходимостта от кабелна комуникация.

Характеристики на управление на трифазен безчетков двигател без датчик за положение:

Контролни функции трифазен безчетков двигателс позиционен енкодер на примера на сензор с ефект на Хол:

Заключение

Безчетковият DC двигател има много предимства и ще бъде достоен избор за използване както от специалист, така и от обикновен неспециалист.

Тази статия подробно описва процеса на пренавиване на електрически безчетков двигател у дома. На пръв поглед този процес може да изглежда отнемащ време и дълъг, но ако го погледнете, едно пренавиване на двигателя ще отнеме не повече от час.
Двигателят попадна под вятъра

материали:
- Тел (0,3 mm)
- Лак
- Термосвиваемост (2 мм и 5 мм)

Инструменти:
- Ножица
- Резачки за тел
- поялник
- Припой и киселина
- Шкурка (пила)
- Запалка

Стъпка 1. Подготовка на двигателя и проводника.

Отстраняваме заключващата шайба от вала на двигателя и изваждаме статора.

Тъй като един проводник е навит на 4 зъба с два проводника и има само 12 зъба, имаме нужда от три двойни проводника с дължина около 2,5 метра. По-добре е да го оставите с марж, отколкото да не е достатъчно няколко завъртания за последния зъб.

Стъпка 2. Навиване на зъбите на статора.

Намотката ще бъде разделена на три етапа, според броя на проводниците. За да не се объркате в заключенията на проводниците, можете да ги маркирате с парчета електрическа лента или пластир с надписи.

Умишлено не прилагам отделни снимки на всеки опакован зъб - цветовите схеми ще разкажат и покажат много повече.

Тел #1:

Схема на навиване

Проводник #2:

Схема на навиване

Проводник #3:

Схема на навиване

Стъпка 3. Свързване на намотките.

Схема на свързване