Převíjení bezkomutátorového motoru z modelu letadla. vzdělávací program a design "bezkomutátorové motory" Výkonné bezkomutátorové motory

Zveřejněno 11.04.2013

Sdílené zařízení (Inrunner, Outrunner)

Bezkomutátorový stejnosměrný motor se skládá z rotoru s permanentními magnety a statoru s vinutím. Existují dva typy motorů: Inrunner, ve kterém jsou magnety rotoru uvnitř statoru s vinutím, a Outrunner, ve kterém jsou magnety umístěny vně a rotují kolem pevného statoru s vinutím.

systém Inrunner obvykle se používá pro vysokorychlostní motory s malým počtem pólů. Outrunner v případě potřeby pořiďte motor s vysokým točivým momentem a relativně nízkou rychlostí. Konstrukčně jsou Inrunnery jednodušší díky tomu, že pevný stator může sloužit jako pouzdro. Lze na něj namontovat montážní zařízení. U Outrunnerů se otáčí celá vnější část. Motor je upevněn pevnou nápravou nebo statorovými díly. U motorového kola se upevnění provádí pro pevnou osu statoru, dráty jsou ke statoru vedeny přes dutou osu.

magnety a póly

Počet pólů na rotoru je sudý. Tvar použitých magnetů je obvykle obdélníkový. Válcové magnety se používají méně často. Jsou instalovány se střídavými póly.

Počet magnetů nemusí vždy odpovídat počtu pólů. Několik magnetů může tvořit jeden pól:

V tomto případě tvoří 8 magnetů 4 póly. Velikost magnetů závisí na geometrii motoru a vlastnostech motoru. Čím silnější jsou použité magnety, tím vyšší je moment síly vyvinuté motorem na hřídel.

Magnety na rotoru jsou upevněny speciálním lepidlem. Méně časté jsou provedení s držákem magnetu. Materiál rotoru může být magneticky vodivý (ocel), nemagneticky vodivý (slitiny hliníku, plasty atd.), kombinovaný.

Vinutí a zuby

Vinutí třífázového bezkomutátorového motoru se provádí měděným drátem. Drát může být jednožilový nebo sestávat z několika izolovaných žil. Stator je vyroben z několika plechů z magneticky vodivé oceli složených dohromady.

Počet zubů statoru se musí vydělit počtem fází. těch. u třífázového bezkomutátorového motoru počet zubů statoru musí být dělitelné 3. Počet zubů statoru může být větší nebo menší než počet pólů na rotoru. Například existují motory se schématy: 9 zubů / 12 magnetů; 51 zubů / 46 magnetů.

Motor se 3-zubým statorem se používá extrémně zřídka. Protože v každém okamžiku pracují pouze dvě fáze (při zapnutí hvězdou), působí magnetické síly na rotor nerovnoměrně po celém obvodu (viz obr.).

Síly působící na rotor se ho snaží deformovat, což vede ke zvýšení vibrací. Pro eliminaci tohoto efektu je stator vyroben s velkým počtem zubů a vinutí je rozloženo po zubech po celém obvodu statoru co možná nejrovnoměrněji.

V tomto případě se magnetické síly působící na rotor vzájemně ruší. Neexistuje žádná nerovnováha.

Možnosti distribuce fázových vinutí statorovými zuby

Možnost navíjení pro 9 zubů

Možnost navíjení pro 12 zubů

Ve výše uvedených schématech je počet zubů zvolen takovým způsobem, aby byl dělitelné nejen 3. Například kdy 36 zuby zohledněny 12 zuby na fázi. 12 zubů lze rozdělit takto:

Nejvýhodnější schéma je 6 skupin po 2 zubech.

Existuje motor s 51 zuby na statoru! 17 zubů na fázi. 17 je prvočíslo, je dělitelné pouze 1 a sebou samým. Jak rozložit vinutí přes zuby? Bohužel jsem v literatuře nenašel příklady a techniky, které by pomohly tento problém vyřešit. Ukázalo se, že vinutí bylo distribuováno takto:

Zvažte skutečný obvod vinutí.

Vezměte prosím na vědomí, že vinutí má na různých zubech různé směry vinutí. Různé směry vinutí jsou označeny velkými a velkými písmeny. Podrobnosti o konstrukci vinutí lze nalézt v literatuře nabízené na konci článku.

Klasické vinutí se provádí jedním vodičem pro jednu fázi. Tito. všechna vinutí na zubech jedné fáze jsou zapojena do série.

Vinutí zubů lze také zapojit paralelně.

Mohou být také kombinované inkluze

Paralelní a kombinované zapojení umožňuje snížit indukčnost vinutí, což vede ke zvýšení proudu statoru (potažmo výkonu) a otáček motoru.

Obraty elektrické a reálné

Pokud má rotor motoru dva póly, pak s jednou plnou otáčkou magnetického pole na statoru udělá rotor jednu celou otáčku. Se 4 póly jsou zapotřebí dvě otáčky magnetického pole na statoru k otočení hřídele motoru o jednu celou otáčku. Čím větší je počet pólů rotoru, tím více elektrických otáček je zapotřebí k otočení hřídele motoru o jednu otáčku. Například na rotoru máme 42 magnetů. K otočení rotoru o jednu otáčku je zapotřebí 42/2 = 21 elektrických otáček. Tato vlastnost může být použita jako druh redukce. Výběrem požadovaného počtu pólů můžete získat motor s požadovanou rychlostní charakteristikou. Pochopení tohoto procesu pro nás bude navíc nutné v budoucnu při výběru parametrů regulátoru.

Polohové senzory

Konstrukce motorů bez senzorů se liší od motorů se senzory pouze tím, že senzory chybí. Jiné zásadní rozdíly nejsou. Nejběžnější snímače polohy založené na Hallově jevu. Snímače reagují na magnetické pole, bývají umístěny na statoru tak, že na ně působí magnety rotoru. Úhel mezi snímači musí být 120 stupňů.

Znamená "elektrické" stupně. Tito. u vícepólového motoru by fyzické uspořádání senzorů mohlo být:

Někdy jsou senzory umístěny mimo motor. Zde je jeden příklad umístění senzorů. Ve skutečnosti to byl motor bez senzorů. Takto jednoduchým způsobem byl vybaven hallovými senzory.

U některých motorů jsou snímače namontovány na speciálním zařízení, které umožňuje pohybovat snímači v určitých mezích. Pomocí takového zařízení se nastavuje časování. Pokud je však nutné motor obrátit, bude zapotřebí druhá sada senzorů nastavená na reverzaci. Protože načasování není při startu a nízkých otáčkách kritické, můžete nastavit snímače na nulový bod a nastavit úhel předstihu programově, když se motor začne otáčet.

Hlavní charakteristiky motoru

Každý motor je vypočítán pro specifické požadavky a má následující hlavní charakteristiky:

• Pracovní režim pro které je motor určen: dlouhodobý nebo krátkodobý. Dlouho provozní režim znamená, že motor může běžet několik hodin. Takové motory jsou počítány tak, že přenos tepla do okolí je vyšší než uvolňování tepla samotného motoru. V tomto případě se nezahřeje. Příklad: ventilace, pohon eskalátoru nebo dopravníku. Krátkodobý - znamená, že motor bude zapnutý na krátkou dobu, během které se nestihne zahřát na maximální teplotu, následuje dlouhá doba, během které má motor čas vychladnout. Příklad: pohon výtahu, elektrické holicí strojky, vysoušeče vlasů.
• Odpor vinutí motoru. Odpor vinutí motoru ovlivňuje účinnost motoru. Čím nižší odpor, tím vyšší účinnost. Měřením odporu můžete zjistit přítomnost přepínacího obvodu ve vinutí. Odpor vinutí motoru je tisíciny ohmu. K jeho měření je zapotřebí speciální zařízení nebo speciální měřicí technika.
• Maximální provozní napětí. Maximální napětí, které vydrží vinutí statoru. Maximální napětí souvisí s následujícím parametrem.
• Max RPM. Někdy neoznačují maximální rychlost, ale kv- počet otáček motoru na volt bez zatížení hřídele. Vynásobením tohoto čísla maximálním napětím získáme maximální otáčky motoru bez zatížení hřídele.
• Maximální proud. Maximální povolený proud vinutí. Zpravidla se uvádí i doba, po kterou motor vydrží stanovený proud. Omezení maximálního proudu je spojeno s možným přehřátím vinutí. Proto při nízkých okolních teplotách bude skutečná doba provozu s maximálním proudem delší a v horkém počasí motor dříve shoří.
• Maximální výkon motoru. Přímo souvisí s předchozím parametrem. Jedná se o špičkový výkon, který může motor vyvinout po krátkou dobu, obvykle několik sekund. Při delším provozu na maximální výkon je nevyhnutelné přehřátí motoru a jeho porucha.
• Jmenovitý výkon. Výkon, který motor dokáže vyvinout po celou dobu zapnutí.
• Úhel předstihu fáze (časování). Statorové vinutí má určitou indukčnost, která zpomaluje růst proudu ve vinutí. Proud po chvíli dosáhne maxima. Aby se toto zpoždění kompenzovalo, přepínání fází se provádí s určitým předstihem. Obdobně jako u zapalování u spalovacího motoru, kde je časování zapalování nastaveno s ohledem na dobu zapálení paliva.

Pozor si dejte také na to, že při jmenovitém zatížení nedosáhnete maximální rychlosti na hřídeli motoru. kv indikováno pro nezatížený motor. Při napájení motoru z baterií je třeba vzít v úvahu „potopení“ napájecího napětí při zátěži, což také sníží maximální otáčky motoru.

Motory se používají v mnoha oblastech techniky. Aby se rotor motoru otáčel, je zapotřebí rotující magnetické pole. U běžných stejnosměrných motorů se toto otáčení děje mechanicky pomocí kartáčů klouzajících po komutátoru. To způsobuje jiskření a navíc v důsledku tření a opotřebení kartáčů vyžadují takové motory neustálou údržbu.

Díky rozvoji technologie bylo možné elektronicky generovat rotující magnetické pole, které bylo ztělesněno v bezkomutátorových stejnosměrných motorech (BLDC).

Zařízení a princip činnosti

Hlavní prvky BDPT jsou:

• rotor na které jsou upevněny permanentní magnety;
• stator na kterém jsou instalována vinutí;
• elektronický ovladač.

Podle návrhu může být takový motor dvou typů:

s vnitřním uspořádáním rotoru (inrunner)

s vnějším uspořádáním rotoru (outrunner)

V prvním případě se rotor otáčí uvnitř statoru a ve druhém případě se rotor otáčí kolem statoru.

vnitřní motor používá se, když je nutné dosáhnout vysokých otáček. Tento motor má jednodušší standardní konstrukci, která umožňuje použití pevného statoru pro montáž motoru.

outrunner motor Vhodné pro vysoký točivý moment při nízkých otáčkách. V tomto případě je motor namontován pomocí pevné nápravy.

vnitřní motor vysoké otáčky, nízký točivý moment. outrunner motor- nízké otáčky, vysoký točivý moment.

Počet pólů v BLDT může být různý. Podle počtu pólů lze posoudit některé vlastnosti motoru. Například motor s rotorem se 2 póly má vyšší počet otáček a malý točivý moment. Motory s více póly mají větší točivý moment, ale menší otáčky. Změnou počtu pólů rotoru můžete změnit počet otáček motoru. Výrobce tedy změnou konstrukce motoru může zvolit potřebné parametry motoru z hlediska točivého momentu a otáček.

Ředitelství BDPT

Regulátor rychlosti, vzhled

Používá se k ovládání střídavého motoru speciální regulátor - regulátor otáček hřídele motoru stejnosměrný proud. Jeho úkolem je generovat a dodávat ve správný čas do správného vinutí požadované napětí. Ovladač pro zařízení napájená 220 V využívá nejčastěji invertorový obvod, ve kterém se proud o frekvenci 50 Hz převádí nejprve na stejnosměrný, a poté na signály pulsně šířkové modulace (PWM). Pro napájení statorových vinutí napětím slouží výkonné elektronické spínače na bipolárních tranzistorech nebo jiných výkonových prvcích.

Nastavení výkonu a rychlosti motoru se provádí změnou pracovního cyklu impulsů a následně efektivní hodnoty napětí přiváděného do statorových vinutí motoru.

Schematické schéma regulátoru otáček. K1-K6 - klíče D1-D3 - snímače polohy rotoru (Hallovy snímače)

Důležitou otázkou je včasné připojení elektronických klíčů ke každému vinutí. Abychom to zajistili regulátor musí určit polohu rotoru a jeho otáčky. K získání takových informací lze použít optické nebo magnetické senzory (např. halové senzory), stejně jako reverzní magnetická pole.

Běžnější použití halové senzory, který reagovat na přítomnost magnetického pole. Snímače jsou umístěny na statoru tak, aby na ně působilo magnetické pole rotoru. V některých případech jsou senzory instalovány v zařízeních, která umožňují změnit polohu senzorů a podle toho upravit načasování.

Regulátory otáček rotoru jsou velmi citlivé na velikost proudu, který jím prochází. Pokud zvolíte dobíjecí baterii s vyšším proudovým výkonem, regulátor se spálí! Vyberte si správnou kombinaci vlastností!

Výhody a nevýhody

Ve srovnání s konvenčními motory mají BLDC motory následující výhody:

• vysoká účinnost;
• vysoký výkon;
• možnost změny rychlosti;
• žádné šumivé štětce;
• malé zvuky, a to jak v audio, tak i vysokofrekvenčním rozsahu;
• spolehlivost;
• schopnost odolávat přetížení točivého momentu;
• vynikající poměr velikosti k výkonu.

Bezkomutátorový motor je vysoce účinný. Může dosáhnout 93-95%.

Vysoká spolehlivost mechanické části DB je vysvětlena tím, že používá kuličková ložiska a nejsou zde žádné kartáče. Demagnetizace permanentních magnetů je poměrně pomalá, zvláště pokud jsou vyrobeny z prvků vzácných zemin. Při použití v regulátoru proudové ochrany je životnost tohoto uzlu poměrně vysoká. Vlastně životnost BLDC může být určena životností kuličkových ložisek.

Nevýhodou BDP je složitost řídicího systému a vysoká cena.

aplikace

Rozsahy BDTP jsou následující:

• vytváření modelů;
• lék;
• automobilový průmysl;
• Ropný a plynárenský průmysl;
• Spotřebiče;
• vojenské vybavení.

Používání DB pro modely letadel poskytuje významnou výhodu z hlediska výkonu a rozměrů. Porovnání běžného kartáčovaného motoru Speed-400 a BDTP stejné třídy Astro Flight 020 ukazuje, že motor prvního typu má účinnost 40-60 %. Účinnost druhého motoru za stejných podmínek může dosáhnout 95 %. Použití DB tedy umožňuje téměř zdvojnásobit výkon výkonové části modelu nebo jeho dobu letu.

Vzhledem k nízké hlučnosti a nedostatku zahřívání během provozu jsou BLDC široce používány v medicíně, zejména ve stomatologii.

V automobilech se takové motory používají sklápěče, elektrické stěrače, ostřikovače světlometů a elektrické ovládání zdvihu sedadel.

Žádné jiskry z komutátoru a kartáčů umožňuje použití databáze jako prvků uzamykacích zařízení v ropném a plynárenském průmyslu.

Jako příklad použití DB v domácích spotřebičích můžeme uvést pračku s přímým pohonem bubnu od LG. Tato společnost používá BDTP typu Outrunner. Na rotoru motoru je 12 magnetů, na statoru 36 tlumivek, které jsou navinuty drátem o průměru 1 mm na magneticky vodivých ocelových jádrech. Cívky jsou zapojeny do série s 12 cívkami na fázi. Odpor každé fáze je 12 ohmů. Hallův snímač se používá jako snímač polohy rotoru. Rotor motoru je připevněn k vaně pračky.

Všude se tento motor používá v pevných discích pro počítače, které je činí kompaktními, v jednotkách CD a DVD a chladicích systémech pro mikroelektronická zařízení a nejen to.

Spolu s DU s nízkým a středním výkonem se stále častěji používají velké BLDC v těžkém, námořním a vojenském průmyslu.

Vysoce výkonné databáze určené pro americké námořnictvo. Například Powertec vyvinul 220 kW 2000 ot./min CBTP. Točivý moment motoru dosahuje hodnoty 1080 Nm.

Kromě těchto oblastí se DB používají při konstrukci obráběcích strojů, lisů, linek na zpracování plastů, ale i ve větrné energii a využití energie přílivových vln.

Charakteristika

Hlavní vlastnosti motoru:

• jmenovitý výkon;
• maximální výkon;
• maximální proud;
• maximální provozní napětí;
• maximální rychlost(nebo Kv faktor);
• odpor vinutí;
• úhel náběhu;
• pracovní režim;
• celkové hmotnostní charakteristiky motor.

Hlavním ukazatelem motoru je jeho jmenovitý výkon, to znamená výkon generovaný motorem po dlouhou dobu jeho provozu.

maximální výkon- to je výkon, který motor dokáže dát krátkodobě, aniž by zkolaboval. Například u výše zmíněného bezkomutátorového motoru Astro Flight 020 je to 250 wattů.

Maximální proud. Pro Astro Flight 020 je to 25 A.

Maximální provozní napětí- napětí, které vydrží vinutí motoru. Astro Flight 020 je nastaven na provoz při 6V až 12V.

Maximální otáčky motoru. Někdy pas uvádí koeficient Kv - počet otáček motoru na volt. Pro Astro Flight 020 Kv= 2567 ot./min. V tomto případě lze maximální počet otáček určit vynásobením tohoto faktoru maximálním provozním napětím.

Obvykle odpor vinutí pro motory jsou desetiny nebo tisíciny ohmu. Pro Astro Flight 020 R= 0,07 ohm. Tento odpor ovlivňuje účinnost BPDT.

úhel náběhu představuje předstih spínacích napětí na vinutích. Je to spojeno s indukčním charakterem odporu vinutí.

Režim provozu může být dlouhodobý nebo krátkodobý. Při dlouhodobém provozu může motor běžet dlouhou dobu. Teplo, které jím vzniká, je přitom zcela odváděno a nepřehřívá se. V tomto režimu pracují motory například ve ventilátorech, dopravnících nebo eskalátorech. Momentální režim se používá pro zařízení, jako je výtah, elektrický holicí strojek. V těchto případech motor běží krátkou dobu a poté se dlouho ochladí.

V pasu pro motor jsou uvedeny jeho rozměry a hmotnost. Navíc např. u motorů určených pro modely letadel jsou uvedeny přistávací rozměry a průměr hřídele. Pro motor Astro Flight 020 jsou uvedeny zejména následující specifikace:

• délka je 1,75”;
• průměr je 0,98”;
• průměr hřídele je 1/8”;
• váha je 2,5 unce.

Závěry:

1. V modelování, v různých technických produktech, v průmyslu a obranné technice se používají BLDC, ve kterých je rotující magnetické pole generováno elektronickým obvodem.
2. Podle jejich konstrukce mohou být BLDC s vnitřním (inrunner) a externím (outrunner) uspořádáním rotoru.
3. Ve srovnání s jinými motory mají BLDC motory řadu výhod, z nichž hlavní jsou absence kartáčů a jisker, vysoká účinnost a vysoká spolehlivost.

Stejnosměrný motor je elektrický motor, který je napájen stejnosměrným proudem. V případě potřeby si pořiďte motor s vysokým točivým momentem a relativně nízkou rychlostí. Konstrukčně jsou Inrunnery jednodušší díky tomu, že pevný stator může sloužit jako pouzdro. Lze na něj namontovat montážní zařízení. U Outrunnerů se otáčí celá vnější část. Motor je upevněn pevnou nápravou nebo statorovými díly. U motorového kola se upevnění provádí pro pevnou osu statoru, dráty jsou ke statoru přivedeny dutou osou, která je menší než 0,5 mm.

Nazývá se střídavý motor elektromotor napájený střídavým proudem. Existují následující typy střídavých motorů:

K dispozici je také UKD (univerzální komutátorový motor) s funkcí provozního režimu jak na střídavý, tak i stejnosměrný proud.

Dalším typem motoru je krokový motor s konečným počtem poloh rotoru. Určitá naznačená poloha rotoru je fixována napájením potřebných odpovídajících vinutí. Když je napájecí napětí z jednoho vinutí odstraněno a převedeno na jiné, dojde k procesu přechodu do jiné polohy.

Střídavý motor při napájení z komerční sítě obvykle nedosáhne rychlosti více než tři tisíce otáček za minutu. Z tohoto důvodu se při potřebě získání vyšších frekvencí používá kolektorový motor, jehož dalšími výhodami je lehkost a kompaktnost při zachování potřebného výkonu.

Někdy se používá i speciální převodový mechanismus zvaný multiplikátor, který mění kinematické parametry zařízení na požadované technické ukazatele. Kolektorové sestavy někdy zabírají až polovinu prostoru celého motoru, takže střídavé motory jsou zmenšeny a odlehčeny díky použití frekvenčního měniče a někdy kvůli přítomnosti sítě se zvýšenou frekvencí až 400 Hz.

Zdroj jakéhokoli asynchronního střídavého motoru je znatelně vyšší než u kolektoru. Je to určeno stav izolace vinutí a ložisek. Synchronní motor při použití měniče a snímače polohy rotoru je považován za elektronický analog klasického kolektorového motoru, který podporuje stejnosměrný provoz.

Bezkomutátorový DC motor. Obecné informace a zařízení zařízení

Bezkomutátorový stejnosměrný motor se také nazývá třífázový bezkomutátorový motor. Jedná se o synchronní zařízení, jehož princip činnosti je založen na samosynchronizované frekvenční regulaci, díky které je řízen vektor (počínaje polohou rotoru) magnetického pole statoru.

Tyto typy motorových ovladačů jsou často napájeny stejnosměrným napětím, odtud název. V anglicky psané technické literatuře se bezkomutátorový motor nazývá PMSM nebo BLDC.

Bezkomutátorový motor byl vytvořen především pro optimalizaci jakýkoli stejnosměrný motor obvykle. Na aktuátor takového zařízení byly kladeny velmi vysoké nároky (zejména na vysokorychlostní mikropohon s přesným polohováním).

To možná vedlo k použití takových specifických stejnosměrných zařízení, bezkomutátorových třífázových motorů, nazývaných také BLDT. Svou konstrukcí jsou téměř totožné se střídavými synchronními motory, kde k rotaci magnetického rotoru dochází u klasického vrstveného statoru za přítomnosti třífázového vinutí a počet otáček závisí na napětí a zatížení statoru. Na základě určitých souřadnic rotoru se přepínají různá statorová vinutí.

Bezkomutátorové stejnosměrné motory mohou existovat bez jakýchkoliv samostatných snímačů, avšak někdy jsou přítomny na rotoru, jako je Hallův snímač. Pokud zařízení funguje bez přídavného senzoru, pak statorová vinutí působí jako upevňovací prvek. Poté proud vzniká rotací magnetu, kdy rotor indukuje EMF ve vinutí statoru.

Pokud je jedno z vinutí vypnuto, bude indukovaný signál změřen a dále zpracován, ale takový princip fungování není možný bez profesora zpracování signálu. Ale pro zpětný chod nebo brzdění takového elektromotoru není nutný můstkový obvod - bude stačit dodávat řídicí impulsy v opačném pořadí do vinutí statoru.

U VD (spínaný motor) je induktor ve formě permanentního magnetu umístěn na rotoru a vinutí kotvy je na statoru. Na základě polohy rotoru tvoří se napájecí napětí všech vinutí elektrický motor. Při použití v takových konstrukcích kolektoru bude jeho funkci v motoru ventilu plnit polovodičový spínač.

Hlavním rozdílem mezi synchronními a bezkomutátorovými motory je jejich samosynchronizace pomocí DPR, která určuje proporcionální frekvenci otáčení rotoru a pole.

Nejčastěji najde bezkomutátorový stejnosměrný motor uplatnění v následujících oblastech:

stator

Toto zařízení má klasickou konstrukci a připomíná stejné zařízení asynchronního stroje. Kompozice zahrnuje měděné jádro vinutí(položený po obvodu do drážek), který určuje počet fází, a pouzdro. Obvykle jsou sinusové a kosinové fáze dostatečné pro rotaci a samočinné spouštění, často je však motor ventilu vyroben jako třífázový a dokonce čtyřfázový.

Elektromotory s reverzní elektromotorickou silou podle typu vinutí na vinutí statoru se dělí na dva typy:

• sinusová forma;
• lichoběžníkový tvar.

U odpovídajících typů motorů se elektrický fázový proud také mění podle způsobu napájení sinusově nebo lichoběžníkově.

Rotor

Obvykle je rotor vyroben z permanentních magnetů se dvěma až osmi páry pólů, které se naopak střídají od severu k jihu nebo naopak.

Nejběžnější a nejlevnější pro výrobu rotoru jsou feritové magnety, ale jejich nevýhodou je nízká úroveň magnetické indukce Proto nyní tento materiál nahrazují zařízení vyrobená ze slitin různých prvků vzácných zemin, protože mohou poskytovat vysokou úroveň magnetické indukce, což zase umožňuje zmenšit velikost rotoru.

DPR

Snímač polohy rotoru poskytuje zpětnou vazbu. Podle principu činnosti je zařízení rozděleno do následujících poddruhů:

• induktivní;
• fotoelektrické;
• Hallův senzor.

Poslední typ je díky svému nejoblíbenějšímu téměř absolutní bez setrvačnosti vlastnosti a schopnost zbavit se zpoždění ve zpětnovazebních kanálech polohou rotoru.

Kontrolní systém

Řídicí systém tvoří výkonové spínače, někdy také tyristory nebo výkonové tranzistory, včetně izolovaného hradla, vedoucí ke sběru proudového nebo napěťového měniče. Nejčastěji se implementuje proces správy těchto klíčů pomocí mikrokontroléru, což vyžaduje obrovské množství výpočetních operací pro ovládání motoru.

Princip činnosti

Činnost motoru spočívá v tom, že regulátor spíná určitý počet statorových vinutí tak, že vektor magnetických polí rotoru a statoru je ortogonální. S PWM (Pulse Width Modulation) regulátor řídí proud protékající motorem a reguluje točivý moment působící na rotor. Směr tohoto působícího momentu je určen značkou úhlu mezi vektory. Při výpočtech se používají elektrické stupně.

Spínání by mělo být provedeno tak, aby Ф0 (buzení rotoru) bylo udržováno konstantní vzhledem k toku kotvy. Při interakci takového buzení a toku kotvou vzniká krouticí moment M, který má tendenci otáčet rotor a paralelně zajistit shodu buzení a toku kotvou. Během otáčení rotoru se však vlivem snímače polohy rotoru přepínají různá vinutí, v důsledku čehož se tok kotvy otáčí k dalšímu kroku.

V takové situaci se výsledný vektor posune a stane se stacionárním vzhledem k toku rotoru, což zase vytváří potřebný krouticí moment na hřídeli motoru.

Řízení motoru

Regulátor bezkomutátorového stejnosměrného elektromotoru reguluje moment působící na rotor změnou hodnoty pulzně-šířkové modulace. Spínání je řízeno a prováděny elektronicky na rozdíl od běžného kartáčovaného stejnosměrného motoru. Běžné jsou také řídicí systémy, které implementují pulsně-šířkovou modulaci a pulsně-šířkové regulační algoritmy pro pracovní postup.

Vektorově řízené motory poskytují nejširší známý rozsah pro vlastní řízení rychlosti. Regulace těchto otáček, stejně jako udržování vazby toku na požadované úrovni, je způsobena frekvenčním měničem.

Charakteristickým rysem regulace elektrického pohonu na základě vektorového řízení je přítomnost řízených souřadnic. Jsou v pevném systému a převedena na rotační, zvýraznění konstantní hodnoty úměrné řízeným parametrům vektoru, díky čemuž se vytvoří řídicí akce, a poté zpětný přechod.

Přes všechny výhody takového systému jej provází i nevýhoda v podobě složitosti ovládání zařízení pro ovládání rychlosti v širokém rozsahu.

Výhody a nevýhody

V dnešní době je v mnoha průmyslových odvětvích tento typ motoru velmi žádaný, protože bezkomutátorový stejnosměrný motor v sobě spojuje téměř všechny nejlepší vlastnosti bezkontaktních i jiných typů motorů.

Nesporné výhody bezkomutátorového motoru jsou:

I přes významná pozitiva, bezkomutátorový stejnosměrný motor má také několik nevýhod:

Na základě výše uvedeného a nedostatečného rozvoje moderní elektroniky v regionu mnozí stále považují za vhodné použití konvenčního asynchronního motoru s frekvenčním měničem.

Třífázový bezkomutátorový DC motor

Tento typ motoru má vynikající výkon, zejména při provádění řízení pomocí polohových snímačů. Jestli se moment odporu mění nebo není vůbec znám, a také jestli je potřeba dosáhnout vyšší rozběhový moment používá se senzorové ovládání. Pokud není čidlo použito (obvykle ve ventilátorech), řízení eliminuje potřebu drátové komunikace.

Vlastnosti ovládání třífázového bezkomutátorového motoru bez snímače polohy:

Ovládací prvky třífázový bezkomutátorový motor s kodérem polohy na příkladu snímače Hallova efektu:

Závěr

Bezkomutátorový stejnosměrný motor má mnoho výhod a bude vhodnou volbou pro použití jak specialistou, tak prostým laikem.

Tento článek podrobně popisuje proces převíjení elektrického bezkomutátorového motoru doma. Na první pohled se tento proces může zdát zdlouhavý a dlouhý, ale když se na to podíváte, jedno přetočení motoru nezabere více než hodinu.
Motor se dostal pod vítr

materiálů:
- drát (0,3 mm)
- Lak
- Smršťování teplem (2 mm a 5 mm)

Nástroje:
- Nůžky
- Řezačky drátu
-páječka
- Pájka a kyselina
- brusný papír (jehlový pilník)
- Lehčí

Krok 1. Příprava motoru a vodiče.

Vyjmeme pojistnou podložku z hřídele motoru a vyjmeme stator.

Protože jeden drát je navinut na 4 zubech se dvěma vývody a zubů je pouze 12, potřebujeme tři dvojité dráty dlouhé asi 2,5 metru. Je lepší nechat to být s rezervou, než nestačí pár otáček na poslední zub.

Krok 2. Navinutí zubů statoru.

Vinutí bude rozděleno do tří stupňů, podle počtu vodičů. Aby nedošlo k záměně v závěrech vodičů, můžete je označit kousky elektrické pásky nebo náplastí s nápisy.

Záměrně nepřikládám jednotlivé fotografie každého zabaleného zubu - barevná schémata napoví a ukáží mnohem více.

Drát #1:

Schéma vinutí

Drát #2:

Schéma vinutí

Drát #3:

Schéma vinutí

Krok 3. Připojení vodičů vinutí.

Schéma zapojení