Paano gumagana ang isang motor ng BLDC: Isang detalyadong paliwanag sa mga prinsipyo ng mga walang brush na DC motor

Sa nakalipas na dalawa hanggang tatlong dekada, dahil sa patuloy na pagsulong ng elektronikong teknolohiya at permanenteng mga materyales sa magnet,BLDC Motorsay nagbago mula sa niche motor hanggang sa mga pangunahing solusyon sa kuryente para sa iba't ibang mga industriya.BLDC Motorsmalawakang ginagamit sa mga aplikasyon, kabilang ang mga kasangkapan sa sambahayan, mga tool ng kuryente, mga de -koryenteng sasakyan, at kagamitan sa automation ng industriya dahil sa kanilang mataas na kahusayan, mataas na pagiging maaasahan, at mahabang habang buhay. Gayunpaman, ang mga operating prinsipyo ng BLDC motor ay hindi pa rin kilala sa maraming mga indibidwal. Ipapaliwanag ng artikulong ito ang anumang kailangan mong mapagtanto tungkol sa nagtatrabaho na prinsipyo ng BLDC Motors upang makakuha ka ng isang mas detalyadong pagtingin sa hindi kapani-paniwalang pagbabago na ito sa kasalukuyang de-koryenteng engineering.

Ang pangunahing istraktura ng isang motor na BLDC

Ngayon, bago pumasok sa prinsipyo ng pagtatrabaho, dapat nating pamilyar ang ating sarili sa pangunahing istraktura nito:

Stator: Nakapirming sa loob ng pabahay ng motor, sa pangkalahatan ay binubuo ito ng nakalamina na mga sheet ng bakal na silikon, at ang mga coil ay sugat sa paligid nito upang lumikha ng maraming mga pole ng electromagnet.

Rotor: Ang rotor ay karaniwang naka -mount sa baras at naglalaman ng permanenteng magnet. Ang mga motor ng BLDC ay maaaring maiuri sa maraming mga uri batay sa iba't ibang mga pagsasaayos ng permanenteng magnet.

Hall Sensor: Para sa pagtukoy ng posisyon ng rotor at ang puna sa electronic control system.

Controller: Isang electronic control system na tumutukoy sa tiyempo ng kasalukuyang dumadaloy sa mga paikot -ikot na stator batay sa puna mula sa mga sensor ng Hall o iba pang mga mekanismo ng puna.

Kapansin -pansin na ang istraktura ng motor ng Outrunner BLDC ay natatangi mula sa panloob na istraktura ng rotor. Ang rotor ay nasa labas, at ang stator ay nasa loob. Ang ganitong uri ng disenyo ay lalo na laganap sa mga application na nangangailangan ng mataas na metalikang kuwintas, tulad ng sa drive ng mga drone propellers.

Ang Mga Prinsipyo ng Electromagnetism: Ang Foundation ng BLDC Motor Operation

Dalawang pangunahing mga prinsipyo ng electromagnetism ang tumutukoy sa pagpapatakbo ng isang motor na BLDC:

Batas ng Ampere: Kapag ang isang kasalukuyang nagdadala ng conductor ay nasa isang magnetic field, ang conductor ay sasailalim sa isang puwersa. Ang stator ng isang motor na BLDC ay itinayo ng mga coiled na tanso na paikot -ikot, at pagkatapos na mapalakas ang mga paikot -ikot na ito, lumikha sila ng isang magnetic field na nakikipag -ugnay sa pagitan ng permanenteng magnet ng rotor upang makabuo ng isang puwersa na nagbibigay ng mekanikal na kilusan para lumiko ang rotor.

Batas ng Electromagnetic Induction ng Faraday: Ang isang puwersa ng electromotive ay ma -impluwensyahan sa isang conductor kapag pinuputol nito ang mga linya ng magnetic field o nasa isang pagbabago ng magnetic field. Malawakang ginagamit ito sa kontrol ng sensorless, kung saan ang posisyon ng rotor ay napansin sa pamamagitan ng sensing sa mga puwersa ng electromotive sa likod.

Ang mga prinsipyong ito ay inilalapat sa disenyo ng mga pang -industriya na walang brush na motor. Natapos nila ito sa pamamagitan ng makinis na pag -regulate ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng mga paikot -ikot na stator, tinitiyak ang kanais -nais na mga pakikipag -ugnay sa electromagnetic sa permanenteng magnet ng rotor upang makamit ang mataas na kahusayan at katatagan.

Ang proseso ng commutation ng isang motor na BLDC

Ang pinakamahalagang mekanismo ng pagtatrabaho sa motor ng BLDC ay tinatawag na electronic commutation. Ito ang pinakamahalaga at pangunahing kadahilanan ng pagkakaiba sa pagitan ng mga walang motor na motor at tradisyonal na brushed motor.

Prinsipyo ng Commutation: Ang Commutation ay ang proseso ng pagbabago ng direksyon ng kasalukuyang daloy patungkol sa mga coils ng motor upang magkaroon ng patuloy na pakikipag -ugnayan ng electromagnetic sa pagitan ng rotor at stator, na lumilikha ng tuluy -tuloy na metalikang kuwintas.

Anim na hakbang na Commutation: Ang tradisyunal na paraan ng kontrol ng BLDC motor ay naghahati sa electrical cycle sa anim na hakbang. Sa bawat hakbang, dalawa sa tatlong-phase-windings ang pinapagana, habang ang isang yugto ay naka-off.

Feedback ng Hall Sensor: Nakita ng mga sensor ng Hall ang posisyon ng permanenteng magnet ng rotor, upang matukoy ng magsusupil kung aling paikot -ikot ang dapat mapalakas at kasalukuyang direksyon.

Kontrol ng Sensorless: Ang isang mas advanced na pamamaraan ay upang matukoy ang posisyon ng rotor sa pamamagitan ng pagsubaybay sa likod na puwersa ng electromotive sa un-energized phase, walang mga sensor ng Hall na kinakailangan upang maipatupad ang kumplikadong diskarte na ito, na nagreresulta sa higit na pagiging maaasahan ng drive.

Ang mga malalaking motor ng BLDC ay karaniwang nagpatibay ng mas kumplikadong mga diskarte sa kontrol, tulad ng sine wave drive o control ng vector, upang makamit ang mas maayos na output ng metalikang kuwintas at mas mataas na kahusayan.

Ang papel ng controller sa isang sistema ng motor ng BLDC

Ang BLDC Motor ay hindi maaaring gumana sa sarili nito at kailangang pagsamahin sa isang dalubhasang elektronikong magsusupil:

Ang driver ng motor: karaniwang isang three-phase na tulay na inverter batay sa power MOSFET o IGBT na lumilipat sa kasalukuyang landas ayon sa control signal

Microcontroller: Tumatanggap ng mga signal mula sa sensor ng posisyon, nagsasagawa ng mga algorithm ng control, at bumubuo ng mga signal ng PWM upang himukin ang mga aparato ng kuryente.

Kontrol ng closed-loop: nagbibigay ng tumpak na kontrol ng bilis o kontrol sa posisyon batay sa mga pangangailangan ng aplikasyon.

Ligtas na Pag-andar ng Proteksyon: Over-current protection, over-temperatura proteksyon, proteksyon sa ilalim ng boltahe, atbp.

Ang mga aplikasyon para sa 48V BLDC motor system ay laganap sa mga de -koryenteng bisikleta, maliit na de -koryenteng sasakyan, at ilang iba pang mga pang -industriya na aplikasyon. Ang controller at paghawak ng circuitry ay kailangang makitungo sa mas mataas na mga boltahe at alon at karaniwang may mas kumplikadong hanay ng mga pag -andar ng pagganap at proteksyon.

Ang mga katangian ng pagganap at mga senaryo ng aplikasyon ng mga motor ng BLDC

Ngayon tingnan natin ang kanilang mga pakinabang sa pagganap pagkatapos malaman ang mga prinsipyo ng operasyon ng motor ng BLDC:

Mataas na kahusayan: Dahil sa kawalan ng mga pagkalugi sa alitan mula sa mga brushes at commutator, ang kanilang kahusayan ay karaniwang higit sa 85%, kahit na sa itaas ng 95% sa ilang mga kaso.

Mahusay na mga katangian ng bilis ng bilis: Nagbibigay ng isang malawak na hanay ng output ng metalikang kuwintas.

Greater Lifespan: Nang walang mga elemento ng pagsusuot ng mekanikal, ang habang -buhay ay sa huli ay napipilitan lamang ng mga bearings.

Pinahusay na kahusayan ng dissipation ng init: direktang pakikipag -ugnay sa pagitan ng mga windings ng stator at ang pabahay ng motor para sa mas epektibong pagwawaldas ng init.

Mababang ingay at electromagnetic panghihimasok: Walang mga sparks at ingay na nabuo ng brush commutation.

Dahil sa espesyal na istraktura nito, ang Outrunner BLDC motor ay mas may kakayahang magbigay ng mas mataas na metalikang kuwintas sa mababang bilis, na ginagawang lalo na ang angkop para sa mga direktang sistema ng drive, tulad ng mga drone propellers at tagahanga, atbp na may mga pakinabang ng katatagan at tibay, ang walang brush na motor ay pinipili ang pagpili ng power supply sa mga kagamitan sa automation at mga instrumento ng precision.

Ang control algorithm ng BLDC motor

Ang mas binuo modernong teknolohiya ng control ng BLDC ay lumampas sa simpleng anim na hakbang na pamamaraan ng commutation:

TRAPEZOIDAL WAVE CONTROL: Ang pinaka pangunahing pamamaraan ng kontrol ay isang trapezoidal kasalukuyang alon. Ito ay simple upang isagawa ngunit gumagawa ng mga metalikang kuwintas na ripples ng malaking amplitude.

Sinusoidal control: Pagmamaneho ng motor sa pamamagitan ng sinusoidal kasalukuyang, na maaaring mabawasan ang motor torque ripple at gawing mas maayos ang tumatakbo.

Field-Oriented Control (FOC): Sa pamamagitan ng pag-aaplay ng isang pagbabagong matematika, ang 3-phase kasalukuyang ay isinalin sa umiikot na coordinate system para sa kontrol, na humahantong sa pinakamainam na kontrol ng metalikang kuwintas at kahusayan ng enerhiya.

Teknolohiya ng Fusion Fusion: Isinasama ang maraming mga signal ng feedback (hal., Hall sensor, encoder, at kasalukuyang sampling) para sa mas mahusay na katumpakan ng kontrol at katatagan.

Dahil sa mga hamon sa mga application na may mataas na kapangyarihan, tulad ng pamamahala ng thermal, pag-optimize ng kahusayan at dynamic na tugon, ang mas sopistikadong mga algorithm ng control ay karaniwang ginagamit para sa mga malalaking motor na BLDC.

Konklusyon: Ang mga prinsipyo ng pagtatrabaho at pakinabang ng mga motor ng BLDC

BLDC MotorsTiyak na kontrolin ang kasalukuyang sa mga paikot -ikot na stator sa pamamagitan ng isang electronic control system at makipag -ugnay sa permanenteng magnet ng rotor upang makamit ang mahusay na pag -convert ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Mula sa maliliit na aparato ng elektronikong consumer hanggang sa malalaking kagamitan sa pang-industriya, mula sa mga aplikasyon ng mababang boltahe sa 48V BLDC motor system, walang brush na DC motor, na may kanilang mataas na kahusayan, mataas na pagiging maaasahan, at mahusay na pagganap ng kontrol, ay nagmamaneho ng teknolohikal na pag-unlad at pagpapabuti ng kahusayan ng enerhiya sa iba't ibang mga industriya. Sa patuloy na pag -unlad ng teknolohiya ng elektronikong kontrol at permanenteng mga materyales na pang -magnet, maaari nating mahulaan na ang mga motor ng BLDC ay magkakaroon ng mas malawak na pag -asam ng aplikasyon at higit na natitirang pagganap.

Kung interesado ka sa aming mga produkto o may anumang mga katanungan, mangyaring huwag mag -atubilingMakipag -ugnay sa aminAt sasagot ka namin sa loob ng 24 na oras.