Принцип и применение деятельности мотора BLDC
Самый основной мотор «мотор DC (почищенный щеткой мотор)». Установите катушку в магнитном поле. Через протекающий ток, катушка будет оттолкнута магнитным поляком на одной стороне и будет привлечена магнитным поляком с другой стороны в то же время, и она будет продолжаться вращать под этим влиянием. Во время вращения, течение к подачам катушки в противоположное направление, так, что оно будет продолжаться вращать. Часть вызванного мотора «коммутантом» который приведен в действие «щеткой». Положение «щетки» над «отклонителем» и двигает непрерывно с вращением. Путем изменение положения щетки, направление течения можно изменить. Коммутант и щетки непременные структуры для вращения моторов DC (диаграммы 1).
Диаграмма 1: Ход мотора DC (почищенного щеткой мотора)
Коммутант переключает подачу течения в катушке и обращает направление магнитных поляков так, что он всегда будет вращать к праву. Щетки поставляют электричество к коммутанту вращая с валом.
Моторы в различной индустрии
Мотор можно расклассифицировать согласно типу источника питания и принципу вращения. Позвольте нам взглянуть краткий на характеристиках и применении различных моторов.
Мотор DC (мотор щетки), который имеет простую структуру и легкий для того чтобы работать, обычно использован для «открытия и закрывать подносов диска» в бытовых техниках. Или его можно использовать в «открытии и управлении заключения и направления электрических зеркал заднего вида» автомобилей. Хотя он дешев и может быть использован в много полей, он также имеет недостатки. В виду того что коммутант будет в контакте с щеткой, свою жизнь очень коротка, щетка необходимо заменять регулярно.
Stepper мотор вращает с числом электрических ИМПов ульс отправленных в его. Свое движение зависит от числа электрических ИМПов ульс отправленных в его, поэтому соответствующее для регулировки положения. Оно обычно использован для «питаться бумаги факсов и принтеров» в семье. В виду того что бумажная питаясь процедура факса зависит от спецификаций (гравировки, мелкости), шагая мотор который вращает с числом электрических ИМПов ульс очень легок для использования. Легко разрешить проблему что машина остановит временно раз сигнал останавливает.
Одновременные моторы число которых революций меняет с частотой электропитания использованы для применений как «вращая таблицы для микроволновых печей». Редуктор шестерни в блоке мотора для того чтобы получить число революций соответствующим для нагревая еды. Моторы индукции также повлияны на частотой силы, но частота и число вращений не последовательны. Ранее, этот тип мотора AC был использован в вентиляторах или стиральных машинах.
Его можно увидеть что различные моторы активны в много полей. Среди их, что характеристики моторов BLDC (безщеточных моторов) которые делают они настолько разносторонни?
Как делает мотор BLDC вращайте?
«BL» в моторе BLDC значит «безщеточное», т.е., ведена «щетка» в моторе DC (моторе щетки). Роль щеток в моторах DC (моторах щетки) подпитать катушки в роторе через коммутант. Настолько как делает мотор BLDC без щеток подпитайте катушки в роторе? Первоначальный мотор BLDC использует постоянные магниты как ротор, и никакая катушка в роторе. В виду того что никакие катушки в роторе, никакие коммутант и щетки для energization не необходимы. Вместо этого катушка использована как статор (диаграмма 3).
Магнитное поле созданное фиксированным постоянным магнитом в моторе DC (моторе щетки) немобильно, и мы вращает путем контролировать магнитное поле произведенное внутри катушки (ротора). Изменить число вращений путем изменение напряжения тока. Ротор мотора BLDC постоянный магнит, и ротор вращан путем изменение направления магнитного поля произведенного окружающими катушками. Вращение ротора проконтролировано путем контролировать направление и величину течения к катушке.
Диаграмма 3: Ход мотора BLDC
Моторы BLDC используют постоянные магниты как ротор. В виду того что никакая потребность подпитать ротор, никакая потребность для щеток и коммутантов. Электричество к катушке проконтролировано от снаружи.
Преимущества мотора BLDC
3 катушки на статоре мотора BLDC, каждая катушка имеет 2 провода, и 6 подводящих проводов в моторе. На самом деле, должный к внутренней проводке, обычно только 3 провода необходимы, но один больше чем ранее упомянутый мотор DC (мотор щетки). Чисто путем соединять положительные и отрицательные поляков батареи не двинет. Как для как побежать мотор BLDC, будет объяснено во второй части этой серии. Это время мы идем сфокусировать на преимуществах моторов BLDC.
Первая особенность моторов BLDC «высокая эффективность». Она может контролировать свою поворачивая силу (вращающий момент) всегда для того чтобы поддерживать максимальное значение. В случае мотора DC (мотора щетки), максимальный вращающий момент можно только поддерживать на миг во время вращения, и не может всегда быть поддержан на максимальном значении. Если мотор DC (мотор щетки) хочет получать такой же вращающий момент как мотор BLDC, то он может только увеличить свой магнит. Это почему небольшой мотор BLDC может также произвести великую державу.
Вторая особенность «хороший контроль», который связан с первым. Мотор BLDC может получить предполагаемые вращающий момент и скорость вращения точно. Мотор BLDC может дать обратную связь номера вращения цели, вращающего момента, etc. через точный контроль, тепловыделение и расход энергии мотора можно подавить. Если это управляемая батарея, то время привода может быть увеличивать через осторожный контроль.
К тому же, оно прочный и имеет низкий электрический шум. Вышеуказанные 2 пункта преимущества принесенные безщеточным. Мотор DC (почищенный щеткой мотор) будет несенные в течение длительного времени должными к контакту между щеткой и коммутантом. Искры также будут произведены на контактированной части. Особенно когда зазор коммутанта касается щетке, будут огромные искры и шум. Если вы не хотите производить шум во время пользы, то вы можете рассматривать для использования мотора BLDC.
Применение мотора BLDC
Что применение моторов BLDC с высокой эффективностью, разнообразить контролем и длинным сроком службы? Часто приложено в продуктах которые могут дать игру своим высокой эффективности и длинной жизни и работает непрерывно. Например: бытовые техники. Люди использовали стиральные машины и кондиционеры в течение длительного времени. Недавно, моторы BLDC также были приняты в электрических вентиляторах, и они успешно уменьшали расход энергии. Расход энергии уменьшил точно должное к высокой эффективности.
Моторы BLDC также использованы в пылесосах. В одном случае, вращая скорость увеличила значительно путем изменение системы управления. Этот пример отражает хорошую управляемость мотора BLDC.
Как важный носитель записи, жесткий диск также использует мотор BLDC в своей вращающей части. В виду того что это мотор которому нужно побежать в течение длительного времени, стойкость существенное значение. Конечно, она также имеет цель подавлять расход энергии. Высокая эффективность здесь также связана с потреблением низкой мощности.
Много других применений для моторов BLDC
Ожидано, что использованы моторы BLDC в широкийа ассортимент полей. Моторы BLDC широко будут использованы в небольших роботах, особенно «роботы обслуживания» которые обеспечивают обслуживания в зонах за исключением производства. «Располагать очень важен для роботов. Вы использовать stepper мотор который бежит с числом электрических ИМПов ульс?» Кто-то могло думать так. Но по отоношению к регулятору мощности, моторы BLDC более соответствующие. К тому же, если stepper мотор использован, то структуре как запястье робота нужно обеспечить значительный объем течения, который нужно зафиксировать в некотором положении. Если это мотор BLDC, то он может объединить с внешними силами для того чтобы обеспечить необходимую силу и уменьшить расход энергии.
Его можно также использовать для транспорта. В течение длительного времени, простые моторы DC главным образом были использованы в электротранспортах или тележках гольфа для пожилых людей, но недавно они начинали использовать моторы высокой эффективности BLDC с хорошей управляемостью. Продолжительность батареи может быть продлена тонким регулированием. Моторы BLDC также соответствующие для трутней. Особенно для UAVs со шкафами мульти-оси, в виду того что оно контролирует полет путем изменение числа вращений пропеллеров, мотор BLDC который может точно контролировать вращение.
Мотор BLDC высококачественный мотор с высокой эффективностью, хорошей управляемостью и длинной жизнью. Однако, увеличивает силу мотора BLDC, свойственный контроль необходим, что. Как сделать его?
Внутренний тип мотор ротора BLDC вид типичного мотора BLDC, и своя структура возникновения и внутренних следующим образом (диаграмма 1). Почищенные щеткой моторы DC (дальше назвал моторы DC) имеют катушки на роторе и постоянных магнитах на снаружи. Ротор мотора BLDC имеет постоянные магниты, и снаружи имеет катушку. Ротор мотора BLCD не имеет никакие катушки и постоянный магнит, настолько там никакая потребность подпитать ротор. Осуществлен «безщеточный тип» без щетки для energization.
С другой стороны, контроль будет трудными сравненный с моторами DC. Он не только сделать кабель на моторе соединенном с электропитанием. Даже число кабелей другое. Оно отличают, что метод «соединяет позитв (+) и отрицательный (-)с электропитанием».
Возникновение и структура мотора Figure1 BLDC
Измените направление магнитного потока
Для того чтобы повернуть мотор BLDC, настоящее направление и время катушки необходимо контролировать. Диаграмма 2-A результат моделирования статора (катушки) и ротора (постоянного магнита) мотора BLDC. Думайте о деятельности ротора со ссылкой на следующее изображение. Рассматривайте случай использования 3 катушек. Хотя там фактически покрывают где 6 или больше катушек использованы, основанный на принципе, одна катушка помещена каждые 120 градусов и 3 катушки использованы. Электричество новообращенных мотора (напряжение тока, настоящие) в механическое вращение. Как делает мотор BLDC в диаграмме 2-A вращайте? Позвольте нам взглянуть на что случается в моторе сперва.
Диаграмма 2-A: Мотор BLDC поворачивает принцип
Катушка помещена каждые 120 градусов в моторе BLDC, и итог 3 катушек помещен для того чтобы контролировать течение подпитанных участка или катушки.
Как показано в диаграмме 2-A, мотор BLDC использует 3 катушки. Эти 3 катушки использованы для генерации магнитного потока после energization, и они названы u, v, и W. Давать оно попробовать подпитать катушку. Настоящий путь на катушке u (hereinafter названном «катушка») отмечен как участок u, v записан как v участок, и w записан как участок w. Затем, взгляните на участке u. После того как участок u будет подпитан, будет произведен магнитный поток в направлении стрелки показанной в диаграмме 2-B.
Но на самом деле, u, v, и кабели все w соединены друг к другу, поэтому невозможно для того чтобы подпитать участок u только. Здесь, подпитывать от участка u к участку w произведет магнитный поток на u и w как показано в диаграмме 2-C. Совмещение 2 магнитных потоков u и w будет более большим магнитным потоком как показано в диаграмме 2-D. Постоянный магнит вращает так, что возникающий магнитный поток находится в таком же направлении как поляк n постоянного магнита (ротора) в центре.
Подпитайте от участка u к участку w. Во первых, внимание оплаты к катушке u, вы найдете произведенный магнитный поток как стрелка.
Диаграмма 2-C: Мотор BLDC поворачивает принцип
Подпитайте от участка u к участку w, 2 будет произведен магнитный поток с различным направлением.
Диаграмма 2-D: Мотор BLDC поворачивает принцип
Подпитайте от участка u к участку w, 2 магнитный поток будет произведен.
Если изменено направление синтетического магнитного потока, то постоянный магнит также изменит соответственно. Согласно положению постоянного магнита, переключите подпитанный участок среди U-участка, V-участка, и W-участка для изменения направления совмещенного магнитного потока. Непрерывно выполняющ эту деятельность, возникающий магнитный поток вращает, таким образом производящ магнитное поле, и ротор вращает.
На диаграмму 3 показано отношение между подпитанным участком и возникающим магнитным потоком. В этом примере, если режим energization изменен от 1-6 в заказе, то возникающий магнитный поток вращает по часовой стрелке. Путем изменение направления синтезированного магнитного потока и контролировать скорость, скорость вращения ротора можно контролировать. Метод контроля для переключать эти 6 режимов energization и контролировать мотор вызван «управлением energization 120-degree».
Диаграмма 3: Постоянный магнит ротора вращает если вытягиванный синтетическим магнитным потоком, и валом мотора также вращает соответственно
Управление волны синуса пользы для ровного вращения
Затем, хотя направление совмещенного магнитного потока вращает под управлением energization 120 градусов, только 6 направлений. Например, если «режим 1" energization в диаграмме 3 изменен на «режим 2 energization, то» направление совмещенного магнитного потока изменит 60 градусами. После этого ротор вращает если привлеченный. Затем, изменение от «режима 2" energization «режим 3" energization, направление возникающего магнитного потока будет изменять 60 градусов снова. Ротор будет привлечен этим изменением снова. Это явление повторит. Это действие станет тупым. Иногда это действие будет делать шум.
«Управление волны синуса» которое может исключить недостатки управления energization 120 градусов и достигнуть ровное вращение. В управлении energization 120 градусов, совмещенный магнитный поток зафиксирован в 6 направлениях. В примере диаграммы 2-C, u и w производят такой же магнитный поток. Однако, если U-участок, V-участок, и W-участок можно контролировать хорошо, то катушки могут произвести магнитные потоки различных размеров, и направление совмещенного магнитного потока можно точно контролировать. Течения U-участка, V-участка, и W-участка отрегулированы для генерации составного магнитного потока. Путем контролировать непрерывное поколение этого магнитного потока, мотор может вращать ровно.
Диаграмма 4: управление волны синуса
Управление волны синуса может контролировать течение на 3 участках, произвести синтетический магнитный поток, и осуществляет ровное вращение. Оно может произвести синтетический магнитный поток в направлении которое не может быть произведено управлением energization 120 градусов.
Мотор управлением инвертора
Как насчет течениях на участках u, v, и w? Для легкости понимать, позвольте нам вспомнить случай управления energization 120 градусов. Пожалуйста см. диаграмму 3 снова. В режиме 1 включения питания, настоящие подачи от u к w; в режиме 2 включения питания, настоящие подачи от u к V. Его можно увидеть что когда сочетание из катушки с настоящими пропуская изменениями, направление синтетических изменений стрелки магнитного потока также.
Затем, взгляд на режиме 4. включения питания. В этом режиме, настоящие подачи от w к u, напротив направления режима 1. energization. В моторе DC, преобразование настоящего направления как это выполнено сочетанием из коммутант и щетка. Однако, моторы BLDC не используют такой тип методы контакта. Используйте цепь инвертора для изменения направления течения. Контролируя мотор BLDC, цепь инвертора вообще использована.
К тому же, цепь инвертора может изменить подводимое напряжение в каждом участке и отрегулировать текущую стоимость. В регулировке напряжения тока, PWM (широтная модуляция Modulation=Pulse ширины ИМПа ульс) обыкновенно использовано. PWM метод изменения напряжения тока путем регулировать длину времени ИМПа ульс ВКЛЮЧЕНО-ВЫКЛЮЧЕНО. Что важно изменение в коэффициенте (круге обязаностей) в срок и нерабочего времени. Если НА коэффициенте высок, то такое же влияние как увеличивающ напряжение тока можно получить. Если НА уменшениях коэффициента, такое же влияние как уменшение напряжения тока можно получить, то (диаграмма 5).
Для того чтобы осуществить PWM, там теперь микрокомпьютеры оборудованные с преданным оборудованием. Выполняя управление волны синуса, необходимо контролировать напряжение тока 3 участков, поэтому программное обеспечение немножко более осложнено чем управление energization 120 градусов с только 2 подпитанными участками. Инвертор необходимая цепь для управлять мотором BLDC. Инверторы также использованы в моторах AC, но он можно принимать что «типом инвертора» сосланным на в бытовые техники почти использует моторы BLDC.
Измените в срок в пределах некоторый период времени для изменения действующего значения напряжения тока. Более длинное в срок, ближе действующее значение к напряжению тока когда напряжение тока 100% приложено (когда оно ДАЛЬШЕ).
Мотор BLDC используя датчик положения
Вышеуказанное обзор контроля мотора BLDC. Мотор BLDC изменяет направление синтетического магнитного потока произведенного катушкой для изменения постоянного магнита ротора.
На самом деле, один больше пункта не упомянутого в вышеуказанном описании. То есть, присутсвие датчиков в моторах BLDC. Контроль мотора BLDC скоординирован с положением (углом) ротора (постоянного магнита). Поэтому, датчик для того чтобы получить положение ротора необходим. Если никакой датчик не знает направление постоянного магнита, то ротор может повернуть к непредвиденному направлению. Если датчики для того чтобы обеспечить информацию, то это не случится.
На таблицу 1 показано главные типы датчиков для обнаружения положения моторов BLDC. В зависимости от метода контроля, необходимые датчики также другие. В управлении energization 120 градусов, определить который участок, который нужно подпитать, оборудуют датчику эффекта Холла который может входной сигнал сигнал каждые 60 градусов. С другой стороны, высокоточные датчики как датчики угла или светоэлектрические кодировщики эффективны для «векторного управления» (объясненного в следующем детале) которое точно контролирует синтезированный магнитный поток.
Положение может быть обнаружено путем использование этих датчиков, но оно также приносит некоторые недостатки. Датчик слаб против пыли и обслуживание непременно. Годный к употреблению диапазон температур также будет уменьшен. Польза датчиков или рост в проводке для этого причинят цену поднять, и высокоточные датчики сами дороги. Таким образом, «подход к датчика более менее» был введен. Он не использует датчики обнаружения положения для того чтобы контролировать цены и не требует связанного с датчик обслуживания. Но для объяснять принцип это время, допустим, которое информации получала от датчика положения.
Тип датчика
Главная программа
Особенность
Датчик Hall
управление электропитания 120-degree
Приобретите сигнал каждая 60 степеней. Более недорогая, плохая выносливость жары
Оптически кодировщик
Управление волны синуса, векторное управление
Высокое разрешение, плохая способность анти--пыли.
Датчик угла
Управление волны синуса, векторное управление
Высокое разрешение.
Поддерживайте высокую эффективность во все времена через векторное управление
Волна синуса проконтролирована быть подпитанным в 3 участках, которая ровно изменяет направление синтезированного магнитного потока, поэтому ротор вращает ровно. Командные выключатели energization 120 градусов 2 участка среди U-участка, V-участка, и W-участка для того чтобы сделать мотор вращать, пока управление волны синуса требует точного контроля трехфазного течения. Кроме того, контролируемое значение значение AC которое изменяет все время, поэтому контроль будет более трудным.
Здесь векторное управление. Векторное управление может использовать координированное преобразование для того чтобы высчитать трехфазное значение AC как значение DC 2 участков, поэтому контроль можно упростить. Однако, вычисление векторного управления требует данных по положения ротора на высоком разрешении. 2 метода для обнаружения положения, т.е., метода использующ датчик положения как светоэлектрический кодировщик или датчик угла вращения, и бессмыссленный метод что оценки основанные на текущей стоимости каждого участка. Через это координированное преобразование, текущая стоимость связанная с вращающим моментом (вращательной силой) можно непосредственно управлени, для того чтобы достигнуть эффективного контроля без сверхнормального течения.
Однако, векторное управление требует координированного преобразования используя тригонометрические функции или сложную обработку вычисления. Поэтому, в большинстве случаев, микрокомпьютер с сильной производительностью компьютера использован как микрокомпьютер контроля, как микрокомпьютер оборудованный с FPU (блоком арифметических операций с плавающей запятой).
Вышеуказанное о безщеточном моторе DC и нормальном методе пользы, который делит редактор AIP. Однако, если вы хотите улучшать качество безщеточного мотора DC и уменьшать неполноценный тариф продукции мотора, то вам также нужно использовать машину мотора испытывая в производственном процессе мотора. Продукт запущенный редактором AIP сегодня является следующим: Машина испытания мотора BLDC.
Эта серия продуктов главным образом использована для быстрого и точного испытания электрических рабочих параметров безщеточных моторов в автомобилях, вентиляторах, кондиционерах, стиральных машинах и других продуктах. Система составлена оборудовать теста, промышленный компьютера, хозяина теста, контрольной программы контроля системы и различных функциональных модулей. Она может осуществить проверку технических характеристик безопасности и тест нагрузки полного безщеточного мотора. После того как оборудование начато, запрограммированные тесты сделаны в последовательности согласно процессу теста. После того как тест будет завершен, он передаст для того чтобы пройти или потерпеть неудачу инструкции и ядровые и светлые сигналы тревоги.
Фокус AIP на электрическом двигателе испытывая и посвященном для того чтобы обеспечить решения универсального мотора испытывая для различных индустрий. Если вы хотите знать больше о тесте электрического двигателя, то пожалуйста контактируйте электронной почтой: телефон international@aipuo.com: +86-532-87973318
Video
