Principiul de funcționare al unui motor de curent continuu fără perii (BKDP) este cunoscut de foarte mult timp, iar motoarele fără perii au reprezentat întotdeauna o alternativă interesantă la soluțiile tradiționale. În ciuda acestui fapt, astfel de mașini electrice și-au găsit o aplicare largă în tehnologie abia în secolul XXI. Factorul decisiv în introducerea pe scară largă a fost reducerea multiplă a costului electronicii de control al conducerii BDKP.

Probleme cu motorul colectorului

La un nivel fundamental, sarcina oricărui motor electric este să transforme energia electrică în energie mecanică. Sunt două principale fenomene fizice care stă la baza dispozitivului mașinilor electrice:

Motorul este proiectat în așa fel încât câmpurile magnetice create pe fiecare dintre magneți interacționează întotdeauna între ele, dând rotirea rotorului. Un motor de curent continuu tradițional este format din patru părți principale:

• stator (element fix cu un inel de magneți);
• ancora (element rotativ cu înfășurări);
• perii de cărbune;
• colector.

Acest design prevede rotirea armăturii și a comutatorului pe același arbore în raport cu periile fixe. Curentul curge de la sursă prin încărcare cu arc contact bun perii la un comutator care distribuie electricitatea între înfășurările armăturii. Câmpul magnetic indus în acesta din urmă interacționează cu magneții statori, ceea ce face ca statorul să se rotească.

Principalul dezavantaj motor tradițional prin aceea că contactul mecanic pe perii nu poate fi realizat fără frecare. Pe măsură ce viteza crește, problema devine mai pronunțată. Ansamblul colectorului se uzează în timp și, în plus, este predispus la scântei și este capabil să ionizeze aerul înconjurător. Astfel, în ciuda simplității și a costului redus de fabricație, astfel de motoare electrice au câteva dezavantaje insurmontabile:

• uzura periei;
• interferențe electrice ca urmare a scânteilor;
• restricții în viteza maxima;
• dificultăți la răcirea unui electromagnet rotativ.

Apariția tehnologiei procesoarelor și a tranzistorilor de putere a permis proiectanților să abandoneze unitatea de comutare mecanică și să schimbe rolul rotorului și al statorului într-un motor electric de curent continuu.

Principiul de funcționare al BDKP

Într-un motor electric fără perii, spre deosebire de predecesorul său, rolul unui comutator mecanic este îndeplinit de un convertor electronic. Acest lucru face posibilă implementarea unui circuit „în interiorul exterior” al BDKP - înfășurările sale sunt situate pe stator, ceea ce elimină necesitatea unui colector.

Cu alte cuvinte, principala diferență fundamentală între motor clasicși BDCT prin aceea că, în loc de magneți staționari și bobine rotative, acestea din urmă constă din înfășurări staționare și magneți rotativi. În ciuda faptului că comutarea în sine are loc într-un mod similar, implementarea sa fizică în unitățile fără perii este mult mai complexă.

Principala problemă este controlul precis motor fara perii, presupunând succesiunea și frecvența corecte de comutare a secțiunilor individuale ale înfășurărilor. Această problemă este rezolvabilă constructiv numai dacă este posibilă determinarea continuă a poziției curente a rotorului.

Datele necesare procesării prin electronică se obțin în două moduri:

• detectarea poziției absolute a arborelui;
• măsurarea tensiunii induse în înfăşurările statorului.

Pentru a implementa controlul în primul mod, se folosesc cel mai adesea fie perechi optice, fie senzori Hall fixați pe stator, care reacționează la fluxul magnetic al rotorului. Principalul avantaj sisteme similare colectarea de informații despre poziția arborelui este performanța lor chiar și la foarte viteze mici si in repaus.

Controlul fără senzori pentru a evalua tensiunea din bobine necesită cel puțin o rotație minimă a rotorului. Prin urmare, în astfel de proiecte, este prevăzut un mod de pornire a motorului până la turație, la care poate fi estimată tensiunea de pe înfășurări, iar starea de repaus este testată prin analizarea efectului câmpului magnetic asupra impulsurilor curentului de testare care trec prin bobinele.

În ciuda tuturor acestor dificultăți de proiectare, motoarele fără perii câștigă din ce în ce mai multă popularitate datorită performanței lor și a unui set de caracteristici inaccesibile colecționarilor. O scurtă listă a principalelor avantaje ale BDKP față de cele clasice arată astfel:

• nicio pierdere de energie mecanică din cauza frecării periei;
• zgomot comparativ al muncii;
• ușurința de accelerare și decelerare a rotației datorită inerției scăzute a rotorului;
• precizia controlului rotației;
• posibilitatea de a organiza racirea datorita conductibilitatii termice;
• capacitatea de a lucra la viteze mari;
• durabilitate si fiabilitate.

Aplicație și perspective moderne

Există multe dispozitive pentru care crește timpul de funcționare esenţial. În astfel de echipamente, utilizarea BDCT este întotdeauna justificată, în ciuda costului lor relativ ridicat. Poate fi apă și pompe de combustibil, turbine de racire pentru aparate de aer conditionat si motoare etc. Motoarele fara perii sunt folosite in multe modele de electrice Vehicul. În prezent, motoarele fără perii au primit o atenție serioasă din partea industriei auto.

BDKP sunt ideale pentru transmisii mici care funcționează în condiții dificile sau cu precizie ridicată: alimentatoare și transportoare cu bandă, roboți industriali, sisteme de pozitionare. Există domenii în care motoarele fără perii domină necontestat: hard disk-uri, pompe, ventilatoare silentioase, electrocasnice mici, unități CD/DVD. Greutatea redusă și puterea mare au făcut din BDCT și baza pentru producția de unelte de mână moderne fără fir.

Se poate spune că acum se fac progrese semnificative în domeniul acționărilor electrice. Scăderea continuă a prețului electronicelor digitale a creat o tendință spre utilizarea pe scară largă a motoarelor fără perii pentru a le înlocui pe cele tradiționale.

Publicat la 19.03.2013

Cu acest articol, încep o serie de publicații despre motoarele de curent continuu fără perii. Voi descrie într-un limbaj accesibil informatii generale, dispozitiv, algoritmi de control pentru un motor fără perii. O sa fie luat in considerare tipuri diferite motoare, sunt date exemple de selectare a parametrilor regulatorului. Voi descrie dispozitivul și algoritmul regulatorului, metoda de alegere a comutatoarelor de alimentare și principalii parametri ai regulatorului. Concluzia logică a publicațiilor va fi schema de reglementare.

Motoarele fără perii s-au răspândit pe scară largă datorită dezvoltării electronicii și, în special, datorită apariției comutatoarelor cu tranzistori de putere ieftine. Apariția magneților puternici de neodim a jucat, de asemenea, un rol important.

Cu toate acestea, motorul fără perii nu trebuie considerat o noutate. Ideea unui motor fără perii a apărut în zorii electricității. Dar, din cauza indisponibilității tehnologiei, și-a așteptat timpul până în 1962, când a apărut primul motor comercial fără perii de curent continuu. Acestea. De mai bine de jumătate de secol, au existat diverse implementări în serie ale acestui tip de acționare electrică!

O oarecare terminologie

Motoarele de curent continuu fără perii sunt numite și motoare cu supape, în literatura străină BLDCM (BrushLes Direct Current Motor) sau PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor).

Din punct de vedere structural, un motor fără perii este format dintr-un rotor cu magneți permanenți și un stator cu înfășurări. Vă atrag atenția că într-un motor de colector, dimpotrivă, înfășurările sunt pe rotor. Prin urmare, mai departe în text, rotorul este magneți, statorul este înfășurare.

Un regulator electronic este utilizat pentru a controla motorul. În literatura străină Speed ​​​​Controller sau ESC (control electronic al vitezei).

Ce este un motor fără perii?

De obicei oamenii, confruntați cu ceva nou, caută analogii. Uneori trebuie să auzi expresia „bine, este ca un sincronizator”, sau chiar mai rău, „pare un stepper”. Deoarece majoritatea motoarelor fără perii sunt trifazate, acest lucru este și mai confuz, ceea ce duce la concepția greșită că regulatorul „alimentează” motorul cu curent alternativ trifazat. Toate cele de mai sus sunt doar parțial adevărate. Faptul este că toate motoarele, cu excepția celor asincrone, pot fi numite sincrone. Toate motoarele de curent continuu sunt sincrone cu auto-sincronizarea, dar principiul lor de funcționare diferă de motoare sincrone curent alternativ pentru care nu există autosincronizare. Ca motor pas cu perii fără perii, probabil că poate funcționa. Dar aici este chestia: o cărămidă poate zbura și... oricum, nu departe, pentru că nu este destinată pentru asta. La fel de motor pas cu pas un motor cu reluctantă fără perii este mai potrivit.

Să încercăm să ne dăm seama ce este un motor de curent continuu fără perii (Brushles Direct Current Motor). În această frază în sine, răspunsul este deja ascuns - acesta este un motor de curent continuu fără colector. Funcțiile colectorului sunt îndeplinite de electronică.

Avantaje și dezavantaje

Un ansamblu destul de complex, greu și care scânteie, colectorul, este eliminat din designul motorului. Designul motorului este mult simplificat. Motorul este mai ușor și mai compact. Pierderile de comutare sunt reduse semnificativ, deoarece contactele comutatorului și periei sunt înlocuite cu comutatoare electronice. Drept urmare, obținem un motor electric cu cea mai buna performanta Eficiență și putere pe kilogram de greutate proprie, cu cea mai largă gamă de modificări ale vitezei de rotație. În practică, motoarele fără perii se încălzesc mai puțin decât frații lor colectori. îndura incarcatura grea pe moment. Utilizarea magneților puternici din neodim a făcut motoarele fără perii și mai compacte. Designul motorului fără perii îi permite să fie operat în apă și în medii agresive (desigur, doar motorul, regulatorul va fi foarte scump la umed). Motoarele fără perii nu creează practic nicio interferență radio.

Singurul dezavantaj este considerat complex scump unitatea electronică control (buton sau ESC). Cu toate acestea, dacă doriți să controlați turația motorului, electronica este indispensabilă. Dacă nu aveți nevoie să controlați viteza unui motor fără perii, tot nu puteți face fără o unitate de control electronică. Un motor fără perii fără electronică este doar o bucată de fier. Nu există nicio modalitate de a-i aplica tensiune și de a obține o rotație normală ca și alte motoare.

Ce se întâmplă cu un controler de motor fără perii?

Pentru a înțelege ce se întâmplă în electronica regulatorului care controlează motorul fără perii, să ne întoarcem puțin și să înțelegem mai întâi cum funcționează motorul fără perii. De la cursul de fizică de la școală, ne amintim cum acționează un câmp magnetic asupra unui cadru purtător de curent. Un cadru cu curent se rotește într-un câmp magnetic. Cu toate acestea, nu se rotește constant, ci se rotește într-o anumită poziție. Pentru a avea loc o rotație continuă, este necesar să comutați direcția curentului în buclă în funcție de poziția buclei. În cazul nostru, cadrul cu curent este înfășurarea motorului, iar comutatorul este angajat în comutare - un dispozitiv cu perii și contacte. Dispozitivul celui mai simplu motor, vezi figura.

Electronica care controlează motorul fără perii face același lucru - in momente potrivite conectează tensiunea continuă la înfășurările statorului dorite.

Encodere, motoare fără encodere

Din cele de mai sus, este important să înțelegem că este necesar să se aplice tensiune înfășurărilor motorului în funcție de poziția rotorului. Prin urmare, electronica trebuie să poată determina poziția rotorului motorului . Pentru aceasta se folosesc senzori de poziție. Ei pot fi tipuri variate, optice, magnetice etc. În prezent, senzorii discreti bazați pe efectul Hall (de exemplu, SS41) sunt foarte des întâlniți. Un motor trifazat fără perii folosește 3 senzori. Datorită unor astfel de senzori, unitatea de control electronică știe întotdeauna în ce poziție se află rotorul și ce înfășurări trebuie să aplice tensiune la un moment dat. Ulterior, va fi luat în considerare algoritmul de control pentru un motor trifazat fără perii.

Există motoare fără perii care nu au senzori. În astfel de motoare, poziția rotorului se determină prin măsurarea tensiunii pe dispozitivul neutilizat acest moment timp de lichidare. Aceste metode vor fi, de asemenea, discutate mai târziu. Ar trebui să acordați atenție unui punct esențial: această metodă este relevantă numai atunci când motorul se rotește. Când motorul nu se rotește sau se rotește foarte încet, această metodă nu funcționează.

În ce cazuri se folosesc motoare fără perii cu senzori și în ce cazuri fără senzori? Care este diferența lor?

Sunt de preferat motoarele cu encodere punct tehnic viziune. Algoritmul de control pentru astfel de motoare este mult mai simplu. Cu toate acestea, există și dezavantaje: este necesar să se furnizeze energie senzorilor și să poată fire de la senzorii din motor la electronica de control; în cazul defecțiunii unuia dintre senzori, motorul încetează să funcționeze, iar înlocuirea senzorilor, de regulă, necesită dezasamblarea motorului.

În cazurile în care este imposibil din punct de vedere structural să plasați senzori în carcasa motorului, se folosesc motoare fără senzori. Din punct de vedere structural, astfel de motoare practic nu diferă de motoarele cu senzori. Dar unitatea electronică trebuie să poată controla motorul fără senzori. În acest caz, unitatea de control trebuie să respecte caracteristicile model specific motor.

Dacă motorul trebuie să pornească cu o sarcină semnificativă pe arborele motorului (transport electric, mecanisme de ridicare etc.), se folosesc motoare cu senzori.
Dacă motorul pornește fără sarcină pe arbore (ventilație, elice de aer, se foloseste un ambreiaj centrifugal etc.), se pot folosi motoare fara senzori. Rețineți: un motor fără encodere trebuie să pornească fără sarcină pe arbore. Dacă această condiție nu este îndeplinită, trebuie utilizat un motor cu encodere. În plus, în momentul pornirii motorului fără senzori, sunt posibile oscilații de rotație ale axei motorului în laturi diferite. Dacă acest lucru este critic pentru sistemul dvs., utilizați un motor cu senzori.

Trei faze

Motoare trifazate fără perii achiziționate cel mai răspândit. Dar pot fi una, două, trei sau mai multe faze. Cu cât sunt mai multe faze, cu atât rotația câmpului magnetic este mai lină, dar sistemul de control al motorului este mai complex. Sistemul trifazat este cel mai optim din punct de vedere al raportului eficiență/complexitate, motiv pentru care a devenit atât de răspândit. În plus, doar circuitul trifazat va fi considerat, ca fiind cel mai comun. De fapt, fazele sunt înfășurările motorului. Prin urmare, dacă spui „în trei înfășurări”, cred că și acest lucru va fi corect. Trei înfășurări sunt conectate conform schemei „stea” sau „triunghi”. Un motor trifazat fără perii are trei fire - cabluri de înfășurare, vezi figura.

Motoarele cu codificatoare au încă 5 fire (2 pentru alimentarea codificatorului de poziție și 3 semnale ale codificatorului).

Într-un sistem trifazat, tensiunea este aplicată la două din cele trei înfășurări în orice moment dat. Deci, există 6 opțiuni de depunere tensiune constantă pe înfășurările motorului, așa cum se arată în figura de mai jos.

Sarcina motorului electric este de a crea rotație, care pune în mișcare modelele radiocontrolate.De multe ori aceleași modele radiocontrolate - modele de mașini, modele de avioane, modele de nave - diferă foarte mult între ele ca preț - de aproape 2 ori. Aceste modele pot fi echipate cu motoare cu perii și fără perii și regulatoare corespunzătoare. Trebuie să înțelegeți ce motor să alegeți.

Există 2 tipuri principale de motoare electrice utilizate în modelele radiocontrolate: cu perii și fără perii.

(periat, periat) sunt mai ieftine, dar modelele cu astfel de motoare dezvoltă mai puțină viteză și astfel de motoare sunt mai puțin fiabile.

Caracteristicile definitorii ale motoarelor colectoare este prezența unei unități de perii-colector, care asigură mișcarea modelului controlat radio. Principala diferență externă dintre un motor cu perii și un motor fără perii este că are două fire în loc de trei. Motorul colectorului este format dintr-o parte mobilă - rotorul și o parte fixă ​​- statorul (corpul). Colector - un set de contacte, situate pe rotor și perii - contacte glisante, situate în afara rotorului și presate pe colector. Rotorul de înfășurare se rotește în interiorul statorului. Periile sunt folosite pentru a transfera energie electrică către bobinele înfășurărilor rotorului rotativ. Motoarele colectoare convenționale au doar două fire (pozitiv și negativ) cu care motorul este conectat la regulatorul de viteză.

Motoarele cu comutator utilizate la modelele radiocontrolate sunt alimentate de curent continuu. De exemplu, prin aplicarea tensiunii adecvate la două fire de motor de la o sursă de curent continuu, de exemplu, o baterie convențională sau un acumulator, punem în mișcare arborele motorului. Circuitul controlerului pentru un motor de colector este simplu, ceea ce reduce, de asemenea, costul unei astfel de configurații. Rotorul motorului accelerează câmpul magnetic generat pe înfășurări. Mărimea acestui câmp depinde de tensiunea aplicată înfășurărilor, cu cât câmpul magnetic va fi mai mare, cu atât rotorul se va învârti mai repede. Numărul de rotații ale înfășurării motorului este de obicei indicat pe motor, cu cât numărul este mai mic, cu atât viteza de rotație a arborelui motorului este mai mare.
Printre avantajele motoarelor colectoare modele controlate radio pot fi distinse: dimensiuni mici, greutate și relativ cost scăzut. Prin urmare, acest tip de motor este cel mai des folosit în niveluri de ajustare bugetare modele sau modele entry-level. Dacă vorbim despre fiabilitatea motorului colectorului, atunci este mult inferior celui fără perii. Cu toată simplitatea lor, au un dezavantaj imens - o resursă limitată. Prezența unui ansamblu perie-colector implică sistem mecanic contactele în mișcare, adică funcționarea mecanică a periilor și a comutatorului poate duce la scântei la supraîncălzire și la uzură rapidă atunci când Condiții nefavorabile funcționare (umiditate, murdărie, praf). În timpul funcționării motoarelor colectoarelor, are loc o uzură treptată perii de grafit si colector de metal, pe care periile aluneca si mai devreme sau mai tarziu dau gres. Înainte de a începe funcționarea modelului, este de dorit să rupeți motorul la o sarcină redusă, astfel încât periile să fie utilizate corespunzător pentru colector. Cu funcționarea agresivă (poate 2 rulări) sau pe termen lung a modelului, înlocuirea motorului colectorului este o întâmplare frecventă și obișnuită.

Motoare fără perii(fără perii, fără perii) - mai scump, dar capabil să se dezvolte viteza mareși mai rezistent la uzură. Modelul, echipat cu un sistem modern fără perii, conduce mai repede și mai mult timp.

Eficiență ridicată (coeficient acțiune utilă) iar rezistența la uzură se realizează datorită absenței unui ansamblu perie-colector. Motoarele fără perii sunt mai puternice decât motoarele cu perii de aceeași dimensiune. Principala diferență externă motor fara perii din colector este prezența a trei fire în loc de două. Într-un motor fără perii, partea mobilă este doar statorul (carcasa) cu magneți permanenți, iar partea fixă ​​este rotorul cu o înfășurare trifazată. Comutarea înfășurării are loc din cauza complexității relativ circuit electronic- regulator.

Motorul fără perii este antrenat de curent alternativ trifazat, prin urmare, pentru funcționarea lor, este necesar un regulator (regulator) special de viteză care transformă curentul continuu din baterie în curent alternativ. Atât motorul fără perii, cât și controlerul motorului fără perii au o structură mai complexă, prin care costul crește.

Motoarele utilizate în modele au o carcasă închisă, ceea ce le face rezistente la umiditate, praf și murdărie. Putem spune că motoarele fără perii practic nu se uzează. Doar rulmenții se pot uza. Singura modalitate de a rupe motorul este în caz de coliziune. De asemenea, puteți arde controlerul - ca orice regulator, dar dacă există protecție curentă în controler, acesta va dura și mult timp.

Valori de evaluare a motorului pentru modelele RC

Pe lângă împărțirea în motoare colectoare și fără perii, motoarele sunt împărțite în funcție de următoarele caracteristici semnificative: putere, KV, tensiune, curent maxim.

După mărime. Pentru un motor colector, această caracteristică se numește clasă, unde numărul, de exemplu, 280, 300,400, 480, 500, 600, 650, 700, 720, 820, 900 indică lungimea carcasei motorului. Există un set de clase.
Exemplu: clasa unui motor este determinată de lungimea acestuia - dacă vorbim de un motor de clasa 400, atunci vorbim de un motor cu lungimea corpului de 400 mm. La motoarele fără perii, o caracteristică importantă este dimensiunea - lungimea și lățimea. Diferențele de dimensiune dau o idee despre puterea unui motor electric fără perii. Cu cât dimensiunea este mai mare, cu atât puterea este mai mare.
Exemplu: Motor 4274 înseamnă:
diametru - 42 mm,
lungime - 74 mm.
De exemplu, un motor cu astfel de dimensiuni este unul dintre cele mai puternice, se va potrivi cu o mașină la scară 1:8.

Putere motor (putere, watt) - determină munca pe care o poate efectua motorul pe unitatea de timp. Cel mai caracteristică importantă motor. Cunoscând puterea, putem determina capacitate maximă la care motorul le poate rezista conform formulei.
Putere (Wati) = Tensiune de alimentare (Volti) * Curent (Amperi).
Cunoscând puterea, puteți alege bateria și regulatorul în funcție de puterea maximă de curent obținută din formulă.

Cifra de afaceri, rpm (KV, RPM) - rotații pe volt.
Un parametru important indică viteza de rotație a arborelui motorului. RPM este determinat de numărul de rotații pe minut, cu alte cuvinte, cât de repede se rotește motorul. Viteza rotorului, măsurată în KV. Deci, se obișnuiește să se desemneze raportul dintre turația motorului (rpm) și tensiunea de alimentare a motorului (V). În linii mari, kV arată cât de repede se vor roti diferite motoare la aceeasi tensiune.
Viteza maxima = KV * Tensiunea de alimentare a motorului.
De exemplu: un motor de 980 KV alimentat de 11,1 V de la baterie se va învârti la 980 x 11,1 = 10878 RPM fără sarcină.
Citirile de curent pot reprezenta limitele maxime de curent continuu și curent care pot fi furnizate motorului. Atunci când alegeți o baterie și un regulator, alegeți unul care are un curent continuu maxim egal sau mai mare decât curentul motorului.
Pentru diferite modele, diferite roți dințate și elice utilizate, kV necesar al motorului este selectat și calculat individual. În funcție de acest parametru, puteți alege aplicația motorului, bateriei și elicei. Deci, motoarele cu KV mai mult de 2000, de regulă, sunt utilizate pe elicoptere sau pe modele de mare viteză. Un motor KV mare poate fi folosit cu mai puține baterii și este mai eficient cu o elice cu pas mai mic. Motoarele din această clasă sunt mai des folosite pe aripile zburătoare. Motoarele cu KV mai mic vă permit să puneți baterii cu un număr mare de cutii, câștigând astfel o oarecare greutate, dar mărind durata zborului - nu datorită capacității, ci prin reducerea curenților maximi pentru aceeași muncă efectuată de motor. Cu cât KV-ul motoarelor este mai mare, cu atât elicele ar trebui să fie mai compacte. Șuruburile mici oferă mai mult de mare viteză dar reduce eficiența. O configurație cu elice mari și, prin urmare, motoare KV mai mici este mai ușor de zburat stabil, consumă mai puțină energie și permite ridicarea unei masuri mai mari.
KV este o caracteristică semnificativă pentru motoarele fără perii. Pentru motoarele colectoare, de obicei nu se uită la KV. Dacă modelatorul decide să înlocuiască motor comutator, apoi se schimbă de obicei în exact același.

Voltaj alimentare, V (număr de celule, volți)
Tensiunea la care este adaptat motorul. Determină numărul de celule de baterie care pot fi utilizate cu instalația. Când este depășită, durata de viață a motorului este redusă drastic.
De exemplu, există motoare cu o tensiune de funcționare de 4,8 volți, 6 volți și 7,2 volți. Aceste numere indică cu câte celule din baterie este proiectat să funcționeze acest motor. Tensiunea de pe un banc de baterie NiMH (hidrură metalică de nichel) este de 1,2 volți - un motor cu o tensiune de funcționare de 4,8 volți este proiectat să funcționeze dintr-o baterie cu 4 celule. Aceste cifre sunt orientative, motoarele sunt capabile să funcționeze la tensiuni înalte.
Tensiunea și KV sunt legate.

Eficiență maximă, % (eficiență maximă)
Eficiența este cantitatea de energie în care motorul o traduce direct muncă utilă. Cu cât mai sus, cu atât mai bine.

Prin proiectare, motoarele fără perii sunt împărțite în două grupe: inrunner și outrunner. Această caracteristică vorbește despre caracteristica de proiectare motor.
Motoare Inrunner au înfășurări situate pe suprafața interioară a carcasei și un rotor magnetic care se rotește în interior. Majoritatea mașinilor și bărcilor RC necesită un motor fără perii Inrunner.
Motoare Câineghid au înfășurări fixe în interiorul motorului, în jurul cărora carcasa se rotește cu magneți permanenți plasați pe peretele său interior, adică partea exterioară a motorului se rotește în dispozitivele de rulare. Outrunner-urile sunt alese pentru modelul de aeronave deoarece sunt proiectate pentru a se răci mai bine și au mai multe variații în modul în care pot fi atașate. Motoarele Outrunner au valori mai mici de Kilovolt, ceea ce înseamnă că funcționează la o viteză mai mică, dar cu un cuplu mai mare. De obicei, puterea Outrunners nu este determinată de dimensiuni externe. Outrunners, datorită designului lor, permit utilizarea unui număr mai mare de poli magnetici.

Numărul de poli magnetici utilizate la motoarele fără perii pot fi diferite.
După numărul de poli, puteți judeca cuplul și turația motorului. Motoarele cu rotoare bipolare au viteza maxima rotație la cel mai mic cuplu. Motoarele cu un număr mare de poli au o viteză de rotație mai mică, dar un cuplu mai mare.

De asemenea, motoarele fără perii sunt senzoriale și fără senzori.
Atingere mai bine, deoarece senzorul asigură o funcționare mai lină a motorului, porniri mai rapide și mai lin, o utilizare mai eficientă a energiei.

Acesta este un fel de motor de curent alternativ, în care ansamblul colector-perie este înlocuit cu un comutator semiconductor fără contact controlat de un senzor de poziție a rotorului. Uneori puteți găsi o astfel de abreviere: BLDC este un motor DC fără perii. Pentru simplitate, îl voi numi motor fără perii sau pur și simplu BC.

Motoarele fără perii sunt destul de populare datorită specificului lor: nu materiale consumabile tip de perii, fără cărbune / praf de metal în interior de la frecare, fără scântei (și aceasta este o direcție uriașă de explozie și unități / pompe sigure la incendiu). Sunt folosite de la ventilatoare și pompe până la acționări de înaltă precizie.
Aplicatie principala in modelaj si constructii amatori: motoare pentru modele radiocomandate.

Sensul general al acestor motoare este trei faze și trei înfășurări (sau mai multe înfășurări conectate în trei grupuri), care sunt controlate de un semnal sub formă de sinusoid sau de o sinusoid aproximativ pentru fiecare dintre faze, dar cu o oarecare deplasare. Figura prezintă cea mai simplă ilustrare a funcționării unui motor trifazat.

În consecință, unul dintre momentele specifice de control al motoarelor BC este utilizarea unui controler-driver special, care vă permite să reglați impulsurile de curent și tensiune pentru fiecare fază de pe înfășurările motorului, ceea ce oferă în cele din urmă o funcționare stabilă într-un interval larg de tensiune. Acestea sunt așa-numitele controlere ESC.

Motoarele BC pentru echipamente r / a vin în diferite dimensiuni și modele. Unele dintre cele mai puternice sunt seriile de 22 mm, 36 mm și 40/42 mm. Prin design, sunt rotorul externși interne (Outrunner, Inrunner). Motoarele cu rotor extern de fapt nu au o carcasă statică (cămașă) și sunt ușoare. De regulă, ele sunt utilizate în modele de avioane, quadrocoptere etc.
Motoarele cu un stator extern sunt mai ușor de realizat sigilate. Cele similare sunt folosite pentru modelele r/a care sunt expuse influențelor externe precum murdăria, praful, umezeala: cărucioare, monștri, șenile, modele de apă r/a).
De exemplu, un motor de tip 3660 poate fi instalat cu ușurință într-un model de buggy sau mașină monstru uzată și să vă distrați mult.

De asemenea, remarc aspectul diferit al statorului în sine: motoarele 3660 au 12 bobine conectate în trei grupuri.
Acest lucru vă permite să obțineți un moment ridicat pe arbore. Arata cam asa.


Bobine conectate astfel


Dacă dezasamblați motorul și scoateți rotorul, puteți vedea bobinele statorului.
Iată ce este în interiorul seriei 3660


inca o fotografie

O aplicație de amatori a unor astfel de motoare cu cuplu ridicat este în modelele de casă, unde este necesar un motor puternic de turație de dimensiuni mici. Acestea pot fi ventilatoare de tip turbină, axuri de mașini-unelte de amatori etc.

Deci, în scopul instalării într-o mașină amatoare pentru găurire și gravare, a fost luat un set de motor fără perii împreună cu un controler ESC
Motor fără perii GoolRC 3660 3800KV cu set servo de 9,0 kg ESC 60A Metal Gear


Un plus în set a fost un servo de 9 kg, care este foarte convenabil pentru produsele de casă.

Cerințe generale la alegerea unui motor au fost următoarele:
- Numărul de rotații / volți este de cel puțin 2000, deoarece a fost planificat utilizarea cu surse de joasă tensiune (7,4 ... 12V).
- Diametru arbore 5 mm. Mă gândeam la opțiuni cu un arbore de 3,175 mm (aceasta este o serie de motoare BC cu diametrul de 24, de exemplu, 2435), dar atunci ar trebui să cumpăr un nou cartuş ER11. Există opțiuni și mai puternice, cum ar fi motoarele 4275 sau 4076, cu un arbore de 5 mm, dar sunt în mod corespunzător mai scumpe.

Caracteristici ale motorului fără perii GoolRC 3660:
Model: GoolRC 3660
Putere: 1200W
Tensiune de lucru: până la 13V
Curent limită: 92A
Revoluții per Volt (RPM/Volt): 3800KV
Revoluții maxime: până la 50000
Diametru carcasa: 36 mm
Lungime carcasa: 60 mm
Lungimea arborelui: 17 mm
Diametrul arborelui: 5 mm
Dimensiune șuruburi de fixare: 6 buc * M3 (scurt, am folosit M3 * 6)
Conectori: tată banană placată cu aur de 4 mm
Protectie: impotriva prafului si umezelii

Caracteristicile controlerului ESC:
Model: GoolRC ESC 60A
Curent continuu: 60A
Curent de vârf: 320A
Aplicabil baterii reîncărcabile: 2-3S Li-Po / 4-9S Ni-Mh Ni-Cd
BEC: 5.8V/3A
Conectori (intrare): mufă T tată
Conectori (Ieșire): mamă banană placată cu aur de 4 mm
Dimensiuni: 50 x 35 x 34 mm (excluzând lungimile cablurilor)
Protectie: impotriva prafului si umezelii

Caracteristici servo:
Tensiune de lucru: 6.0V-7.2V
Viteza de rotire (6.0V): 0.16sec/60° fără sarcină
Viteza de rotire (7.2V): 0.14sec/60° fără sarcină
Cuplu de reținere (6,0 V): 9,0 kg.cm
Cuplu de menținere (7,2 V): 10,0 kg.cm
Dimensiuni: 55 x 20 x 38 mm (L*L*H)

Parametrii kitului:
Dimensiune pachet: 10,5 x 8 x 6 cm
Greutate ambalaj: 390 gr
Ambalaj de marcă cu sigla GoolRC

Compoziția trusei:
1 * Motor GoolRC 3660 3800KV
1 * GoolRC 60A ESC
1 * GoolRC 9KG Servo
1 * Fisa informativa


Dimensiuni pentru referință și aspect Motorul GoolRC 3660 arată cele mai importante momente

Acum câteva cuvinte despre pachetul în sine.
Coletul a venit sub forma unui mic pachet poștal cu o cutie înăuntru.


Livrat de un serviciu poștal alternativ, nu de Poșta Rusă, așa cum este menționat pe conosamentul


Cutie marca GoolRC în pachet


În interior se află un set de motor fără perii de dimensiunea 3660 (36x60 mm), un controler ESC pentru acesta și o mașină servo cu un set


Acum luați în considerare întregul set de componente individuale. Să începem cu cel mai important lucru - cu motorul.

Motorul GoolRC BC este un cilindru din aluminiu, dimensiuni 36 pe 60 mm. Pe de o parte, există trei fire groase într-o împletitură de silicon cu „banane”, pe de altă parte, un ax de 5 mm. Rotorul este montat pe rulmenți pe ambele părți. Există un marcaj de model pe carcasă


Alta poza. Mantaua exterioară este fixă, adică. tip motor Inrunner.


Marcaje ale carcasei


Puteți vedea rulmentul din spate.


Pretins a fi rezistent la stropire și umiditate
Trei fire groase și scurte ies pentru a conecta fazele: u v w. Dacă căutați terminale pentru conectare - acestea sunt banane de 4 mm


Firele sunt termocontractabile culoare diferita: galben, portocaliu și albastru


Dimensiunile motorului: diametrul și lungimea arborelui sunt aceleași cu cele declarate: arbore 5x17 mm




Dimensiuni carcasa motorului 36x60 mm




Comparație cu motorul 775 periat


Comparație cu un ax de 300W b/c (și preț de aproximativ 100 USD). Vă reamintesc că GoolRC 3660 are o putere de vârf de 1200W. Chiar dacă folosești o treime din putere, este totuși mai ieftin și mai mult decât acest ax


Comparație cu alte modele de motoare


Pentru funcţionare corectă motorul va necesita un controler ESC special (care este inclus)

Controlerul ESC este o placă de driver de motor cu convertor de semnal și taste puternice. Pe modele simple termocontractabila este folosită în locul carcasei, pe cele puternice - o carcasă cu radiator și răcire activă.


În fotografie, controlerul GoolRC ESC 60A este comparat cu fratele „mai mic” ESC 20A


Vă rugăm să rețineți: există un comutator de oprire pe o bucată de sârmă care poate fi încorporat în corpul dispozitivului/jucăriei


Prezent Set complet Conectori: conectori T de intrare, mufe banane de 4 mm, intrare pentru semnal de control cu ​​3 pini


Bananele de putere 4 mm - cuiburi, sunt marcate similar în culori: galben, portocaliu și albastru. Când vă conectați, îl puteți confunda doar intenționat


Conectori T de intrare. În mod similar, puteți inversa polaritatea dacă sunteți foarte puternic)))))


Există un marcaj cu numele și caracteristicile pe carcasă, ceea ce este foarte convenabil.


Răcirea este activă, funcționează și este reglată automat.

Pentru a estima dimensiunea riglei PCB atașate

Setul include și un servo GoolRC de 9 kg.


În plus, ca pentru orice alt servo, kitul vine cu un set de pârghii (duble, cruce, stea, roată) și feronerie de montare (mi-a plăcut că există distanțiere din alamă)


Fotografie macro a unui arbore servo


Încerc să repar pârghia cruciformă pentru fotografie


De fapt, este interesant să verificați caracteristicile declarate - acesta este un set de roți din metal în interior. Să dezasamblam servo-ul. Carcasa se așează pe material de etanșare într-un cerc, iar în interior există o lubrifiere abundentă. Angrenajele sunt intr-adevar metalice.


Poza plăcii de control servo

De ce au început toate acestea: pentru a încerca motorul BC ca burghiu/gravor. Cu toate acestea, puterea de vârf este de 1200 W.
Am ales un proiect de mașină de găurit pentru pregătirea plăcilor de circuite imprimate pentru . Există o mulțime de proiecte pentru realizarea unei mașini de iluminat de masă. De regulă, toate aceste proiecte sunt de dimensiuni mici și sunt concepute pentru a instala un mic motor DC.


Am ales unul dintre și am modificat suportul în partea suporturilor motorului 3660 ( motor nativ era mai mic și avea diferite dimensiuni de montură)

Aduc un desen scauneși dimensiunile motorului 3660


Originalul valorează mai mult motor slab. Iată o schiță a monturii (6 găuri pentru M3x6)


Captură de ecran din programul imprimantei


Totodata am printat si o clema pentru montare deasupra


Motor 3660 cu pinza tip ER11 instalata




Pentru a conecta și testa motorul BC, va trebui să asamblați următorul circuit: sursă de alimentare, servotester sau placă de control, controler de motor ESC, motor.
Folosesc cel mai simplu servotester, dă și semnalul potrivit. Poate fi folosit pentru a porni și pentru a regla turația motorului.


Dacă doriți, puteți conecta un microcontroler (Arduino etc.). Dau o diagramă de pe Internet cu conexiunea unui outrunner și a unui controler de 30A. Schițele nu sunt o problemă de găsit.


Conectăm totul prin culoare.


Sursa arată că curentul inactiv al controlerului este mic (0,26 A)


Acum mașina de găurit.
Colectăm totul și îl atașăm la suport




Pentru a verifica, o asamblez fara carcasa, apoi voi tipari carcasa in care puteti instala un comutator standard, un buton de testare servo


O altă utilizare a unui motor similar 3660 BK este ca ax pentru mașinile de găurit și frezat PCB.






Despre mașină în sine, voi termina recenzia puțin mai târziu. Va fi interesant să testați gravura PCB cu GoolRC 3660

Concluzie

Motorul este de înaltă calitate, puternic, cu o marjă potrivită pentru amatori.
Mai exact, capacitatea de supraviețuire a rulmenților cu forță laterală în timpul frezării/gravării va arăta timpul.
Cu siguranță există un beneficiu în utilizare model de motoare pentru amatori, precum și ușurința în operare și asamblare a structurilor pe acestea în comparație cu arborele CNC, care sunt mai scumpe și necesită echipament special(surse de alimentare cu control viteză, drivere, răcire etc.).

Cupon folosit la comanda VÂNZARE15 cu o reducere de 5% la toate articolele din magazin.

Vă mulțumim pentru atenție!