Elektromotori bez četkica: načelo rada, upravljanje električnim motorima bez četkica. Nehrđajući motor s vlastitim rukama

Električni motori bez četkica koriste se u medicinskoj opremi, modeliranju zrakoplova, operaterima naftovodnih cjevovoda, kao iu mnogim drugim industrijama. Ali oni imaju svoje nedostatke, značajke, kao i prednosti koje ponekad igraju ključnu ulogu u dizajnu različitih uređaja. Međutim, to može biti, takvi električni motori zauzimaju relativno malu nišu u usporedbi s asinkronim AC strojevima.

Značajke elektromotora

Jedan od razloga zašto su dizajneri zainteresirani za električne motore bez četkica je potreba za motorima velike brzine s malim dimenzijama. Ovi motori imaju vrlo precizno pozicioniranje. U dizajnu se nalazi pokretni rotor i stacionarni stator. Na rotoru postoji jedan permanentni magnet ili nekoliko, postavljenih u određenom slijedu. Stator također sadrži zavojnice koje stvaraju magnetsko polje.

Treba napomenuti još jedan značajka - električni motori bez četkica mogu imati sidra smještenu bilo iznutra tako i izvana. Slijedom toga, dva tipa konstrukcije mogu imati određenu primjenu u različitim sferama. Kada se armatura postavi interno, moguće je postići vrlo veliku brzinu rotacije, tako da takvi motori rade vrlo dobro u dizajnu rashladnih sustava. U slučaju da je instaliran pogon s vanjskim sustavom rotora, moguće je postići vrlo precizno pozicioniranje, kao i visoku otpornost na preopterećenja. Vrlo često se takvi motori upotrebljavaju u robotici, medicinskoj opremi, u strojevima s frekvencijskom programskom kontrolom.

Kako rade motori

Da bi se pogonio rotor bez DC brushless motora, mora se koristiti poseban mikrokontroler. Ne može se pokrenuti na isti način kao sinkroni ili asinkroni stroj. Pomoću mikrokontrolera dolazi do uključivanja namota motora tako da su smjer vektora magnetskih polja na statoru i armature ortogonalni.

Drugim riječima, uz pomoć vozača moguće je regulirati okretni moment koji djeluje na rotor motora bez četkica. Da biste pomaknuli sidro, potrebno je ispravno prebaciti u namatanje statora. Nažalost, nije moguće osigurati glatku kontrolu rotacije. Ali vrlo brzo možete povećati brzinu rotora motora.

Razlike u kolektorima i četkom bez motora

Glavna razlika je u tome što nema namota na rotoru na električnim motorima bez četkica za modele. U slučaju kolektorskih elektromotora, na rotorima su namota. Ali stalni magneti su montirani na fiksni dio motora. Osim toga, kolektor se instalira na rotor, na koji su spojeni grafitni četke. Sa njihovom pomoćnom naponom se primjenjuje na namatanje rotora. Princip električnog motora bez četkica također je vrlo različit.

Kako radi kolektorski stroj

Za pokretanje motora kolektora, potrebno je primijeniti napon na namotaj koji je smješten izravno na armaturu. U tom slučaju nastaje trajno magnetsko polje koje djeluje u interakciji s magnetima na statoru, zbog čega se sidro i kolektor koji se pričvrsti na njega okreću. To energizira sljedeći namot, ponavljajući ciklus.

Brzina rotora ovisi izravno o intenzitetu magnetskog polja, a zadnja karakteristika ovisi izravno o vrijednosti napona. Stoga, kako biste povećali ili smanjili brzinu rotacije, potrebno je promijeniti napon napajanja.

Da biste izvršili unatrag, trebate samo promijeniti polaritet priključka motora. Za takvu kontrolu nije neophodno koristiti posebne mikrokontrolere, moguće je promijeniti brzinu vrtnje pomoću konvencionalnog promjenjivog otpornika.

Značajke strojeva bez četkica

No upravljanje električnim motorom bez četkica je nemoguće bez uporabe posebnih kontrolera. Polazeći od toga, može se zaključiti da se motori ove vrste ne mogu koristiti kao generatori. Za učinkovitost upravljanja, možete pratiti položaj rotora s nekoliko Hallovih senzora. Pomoću takvih jednostavnih uređaja moguće je značajno poboljšati karakteristike, ali troškovi električnog motora će se povećati nekoliko puta.

Trčanje bez četkica motora

Proizvodnja mikrokontrolera samostalno nema smisla, puno je bolja mogućnost kupiti spreman, iako kineski. No, prilikom odabira potrebno je pridržavati se sljedećih preporuka:

1. Pratite maksimalnu dopuštenu struju. Ovaj je parametar neophodan za različite vrste pogona. Obilježja često navode proizvođači izravno u ime modela. Vrlo je rijetko odrediti vrijednosti tipične za vršne načine rada u kojima mikrokontroler ne može dugo raditi.
2. Za kontinuirani rad potrebno je uzeti u obzir maksimalnu vrijednost napona napajanja.
3. Obratite pozornost na otpor svih unutarnjih sklopova mikrokontrolera.
4. Potrebno je uzeti u obzir maksimalni broj okretaja, što je karakteristično za rad ovog mikrokontrolera. Imajte na umu da nećete moći povećati maksimalnu brzinu jer je ograničenje izvršeno na razini softvera.
5. Jeftini modeli mikrokontrolerskih uređaja imaju frekvenciju generiranih impulsa u rasponu od 7 ... 8 kHz. Skupne kopije mogu se reprogramirati, a taj je parametar povećan za 2-4 puta.

Pokušajte odabrati mikrokontrolere u svim parametrima, jer utječu na snagu koju motor može razviti.

Kako se izvršava upravljanje

Elektronička upravljačka jedinica omogućava prebacivanje pogonskih namotaja. Za određivanje vremena uključivanja, vozač prati položaj rotora prema Hallovom senzoru koji je instaliran na pogonu.

U slučaju da nema takvih uređaja, potrebno je pročitati obrnuti napon. Stvara se u statornim svitcima koji nisu spojeni u ovom trenutku. Upravljački sklop je hardverski-softverski kompleks koji vam omogućuje praćenje svih promjena i precizno određivanje redoslijeda prebacivanja.

Trofazni električni motori bez četkica

Puno električnih motora bez četkica za modele zrakoplova pokreće se izravnom strujom. No postoje i trofazni uzorci u kojima se instaliraju pretvornici. Oni omogućuju da se trofazni impulsi od konstantnog napona.

Rad je sljedeći:

1. Zavojnica "A" prima impulse s pozitivnom vrijednošću. Na zavojnicu "B" - s negativnom vrijednošću. Kao rezultat toga, sidro će početi kretati. Senzori fiksiraju offset i šalju signal kontroleru za slijedeće uklapanje.
2. Vijak "A" je odspojen, a impuls za pozitivnu vrijednost primjenjuje se na namotavanje "C". Prebacivanje namota "B" se ne mijenja.
3. Na zavojnici "C" dolazi pozitivan zamah, a negativna ide na "A".
4. Tada se "A" i "B" uklapaju u rad. Na njih se primjenjuju pozitivne negativne impulsne vrijednosti.
5. Zatim pozitivni impuls ponovno odlazi na zavoj "B", a negativan na "C".
6. U posljednjoj fazi uključen je svitak "A", koji prima pozitivan puls, a negativno odlazi na C.

I nakon toga, cijeli ciklus ponavlja.

Prednosti korištenja

Teško je izraditi električni motor bez četkica s vlastitim rukama, ali je gotovo nemoguće provesti kontrolu mikrokontrolera. Stoga je najbolje koristiti gotove industrijske dizajne. Ali svakako razmotrite prednosti koje pogon prima pri korištenju električnih motora bez četkica:

1. Mnogo veći resurs od kolektorskih strojeva.
2. Visoka razina učinkovitosti.
3. Snaga je veća od one motora kolektora.
4. Brzina rotacije je mnogo brža.
5. Tijekom rada ne nastaju iskre, stoga se mogu koristiti u uvjetima visoke opasnosti od požara.
6. Vrlo jednostavan rad pogona.
7. Kada radite, ne morate koristiti dodatne komponente za hlađenje.

Među nedostatcima može se utvrditi vrlo visok trošak, ako uzmete u obzir cijenu regulatora. Čak i kratkoročno uključivanje za ispitivanje performansi takvog električnog motora ne radi. Osim toga, popravak takvih motora mnogo je teži zbog njihovih značajki dizajna.