Motor trifazat DC. Construirea și testarea unui motor fără perii

Un motor DC este un motor electric care este alimentat de un curent constant. Dacă este necesar, obțineți un motor cu cuplu mare cu turații relativ mici. Structural, Inrunners sunt mai simple datorită faptului că statorul staționar poate servi drept carcasă. Elementele de fixare pot fi montate pe acesta. În cazul Outrunners, întreaga parte exterioară se rotește. Motorul este fixat pe o axă fixă \u200b\u200bsau piese statorice. În cazul unei roți cu motor, fixarea se efectuează pentru axa fixă \u200b\u200ba statorului, firele sunt conduse către stator printr-o axă goală al cărei sub 0,5 mm.

Motorul de curent alternativ se numește motor electric alimentat de curent alternativ... Există următoarele tipuri de motoare de curent alternativ:

Există, de asemenea, un UKD (motor universal de colecție) cu funcția modului de funcționare atât pe CA, cât și pe CC.

Un alt tip de motor este motor pas cu pas cu un număr finit de poziții ale rotorului... O anumită poziție indicată a rotorului este fixată prin alimentarea înfășurărilor corespunzătoare necesare. Când scoateți tensiunea de alimentare dintr-o înfășurare și o transferați în altele, are loc procesul de tranziție într-o altă poziție.

Un motor de curent alternativ, atunci când este furnizat printr-o rețea comercială, de obicei nu poate realiza frecvența de rotație mai mare de trei mii de rotații pe minut... Din acest motiv, dacă este necesar să se obțină frecvențe mai mari, se folosește un motor colector, ale cărui avantaje suplimentare sunt ușurința și compactitatea, menținând în același timp puterea necesară.

Uneori este folosit și un mecanism special de transmisie numit multiplicator, care schimbă parametrii cinematici ai dispozitivului la indicatorii tehnici necesari. Ansamblurile colectoare ocupă uneori jumătate din spațiul întregului motor, prin urmare motoarele de curent alternativ sunt reduse în dimensiune și sunt mai ușoare în greutate prin utilizarea unui convertor de frecvență și uneori datorită prezenței unei rețele cu o frecvență crescută de până la 400 Hz.

Resursa oricărui motor de curent alternativ asincron este semnificativ mai mare decât cea a colectorului. Este determinat starea izolării înfășurărilor și rulmenților... Un motor sincron, atunci când se utilizează un invertor și un senzor de poziție a rotorului, este considerat un analog electronic al unui motor colector clasic care acceptă funcționarea prin intermediul curentului continuu.

Motor DC fără perii. Informații generale și proiectarea dispozitivului

Motorul continuu fără perii este numit și motor trifazat fără perii. Este un dispozitiv sincron, al cărui principiu de funcționare se bazează pe reglarea frecvenței autosincronizate, datorită căruia este controlat vectorul (pornind de la poziția rotorului) câmpului magnetic al statorului.

Controlerele de motor de acest tip sunt adesea alimentate cu tensiune constantă, motiv pentru care și-au primit numele. În literatura tehnică de limbă engleză, motorul fără perii se numește PMSM sau BLDC.

Motorul fără perii a fost creat în primul rând pentru a optimiza l orice motor DC în general. Cerințele foarte mari au fost puse pe dispozitivul de acționare al unui astfel de dispozitiv (în special pe micro-unitate de mare viteză cu poziționare precisă).

Poate că acest lucru a dus la utilizarea unor astfel de dispozitive DC specifice, motoare trifazate fără perii, numite și BDPT. Prin proiectarea lor, acestea sunt aproape identice cu motoarele de curent alternativ sincrone, unde rotația rotorului magnetic are loc într-un stator laminat convențional în prezența înfășurărilor trifazate, iar numărul de rotații depinde de tensiunea și sarcinile statorului. Pe baza anumitor coordonate ale rotorului, se comută diferite înfășurări ale statorului.

Motoarele de curent continuu fără perii pot exista fără senzori separați, cu toate acestea, uneori sunt prezenți pe rotor, cum ar fi un senzor Hall. Dacă dispozitivul funcționează fără un senzor suplimentar, atunci înfășurările statorului acționează ca element de fixare... Apoi curentul apare din cauza rotației magnetului, când rotorul induce o EMF în înfășurarea statorului.

Dacă unul dintre înfășurări este oprit, atunci semnalul care a fost indus va fi măsurat și procesat în continuare, totuși, acest principiu de funcționare este imposibil fără un profesor de procesare a semnalului. Dar pentru inversarea sau frânarea unui astfel de motor electric, nu este necesar un circuit de punte - va fi suficient să furnizați impulsuri de control în ordine inversă înfășurărilor statorului.

Într-un VD (motor cu supapă), un inductor sub formă de magnet permanent este situat pe rotor, iar înfășurarea armăturii este situată pe stator. Pe baza poziției rotorului, se formează tensiunea de alimentare a tuturor înfășurărilor motor electric. Când un colector este utilizat în astfel de modele, un comutator semiconductor își va îndeplini funcția într-un motor cu supapă.

Principala diferență între motoarele sincrone și cele cu supapă constă în autosincronizarea acestora din urmă cu ajutorul DPR, care determină frecvența proporțională de rotație a rotorului și a câmpului.

Cel mai adesea, un motor DC fără perii este utilizat în următoarele zone:

Stator

Acest dispozitiv are un design clasic și seamănă cu același dispozitiv al unei mașini asincrone. Compoziția include miez de cupru (așezat de-a lungul perimetrului în caneluri), care determină numărul de faze și corpul. De obicei, fazele sinus și cosinus sunt suficiente pentru rotație și auto-pornire, cu toate acestea, adesea se creează un motor fără perii cu trei faze și chiar cu patru faze.

Motoarele electrice cu forță electromotoară inversă, în funcție de tipul de viraje de poziționare pe înfășurarea statorului, sunt împărțite în două tipuri:

• forma sinusoidală;
• trapezoidal.

În tipurile corespunzătoare de motor, curentul de fază electrică se schimbă și în funcție de metoda de alimentare sinusoidală sau trapezoidală.

Rotor

De obicei, rotorul este format din magneți permanenți cu doi până la opt perechi de poli, care, la rândul lor, alternează de la nord la sud sau invers.

Magneții de ferită sunt considerați cei mai comuni și mai ieftini pentru realizarea unui rotor, dar dezavantajul lor este nivel scăzut de inducție magneticăprin urmare, dispozitivele create din aliaje de diferite elemente din pământuri rare înlocuiesc acum acest material, deoarece pot oferi un nivel ridicat de inducție magnetică, care, la rândul său, permite reducerea dimensiunii rotorului.

DPR

Senzorul de poziție a rotorului oferă feedback. Conform principiului de funcționare, dispozitivul este împărțit în următoarele subspecii:

• inductiv;
• fotoelectric;
• senzor efect Hall.

Acest din urmă tip a primit cea mai mare popularitate datorită lui proprietăți inerțiale aproape absolute și capacitatea de a scăpa de întârzierea în canalele de feedback pe baza poziției rotorului.

Sistem de control

Sistemul de control constă din întrerupătoare de putere, uneori și din tiristoare sau tranzistoare de putere, inclusiv o poartă izolată, care duce la colectarea unui invertor de curent sau a unui invertor de tensiune. Cel mai comun proces pentru gestionarea acestor chei este prin utilizarea unui microcontroler, care necesită o cantitate imensă de operații de calcul pentru a controla motorul.

Principiul de funcționare

Funcționarea motorului constă în faptul că regulatorul comută un anumit număr de înfășurări ale statorului în așa fel încât vectorul câmpurilor magnetice ale rotorului și statorului să fie ortogonal. Cu PWM (Modularea lățimii impulsurilor) controlerul controlează curentul care trece prin motor și reglează cuplul care acționează asupra rotorului. Direcția acestui moment efectiv este determinată de înălțimea unghiului dintre vectori. Calculul utilizează grade electrice.

Comutarea trebuie făcută în așa fel încât Ф0 (fluxul de excitație al rotorului) să fie menținut constant față de fluxul de armătură. Cu interacțiunea unei astfel de excitații și a fluxului de armătură, se formează un cuplu M, care tinde să rotească rotorul și, în paralel, să asigure coincidența excitației și fluxul de armătură. Cu toate acestea, în timpul rotației rotorului, diferitele înfășurări sunt comutate sub influența senzorului de poziție a rotorului, drept urmare fluxul armăturii este rotit spre etapa următoare.

Într-o astfel de situație, vectorul rezultat se deplasează și devine staționar în raport cu fluxul rotorului, care, la rândul său, creează cuplul necesar pe arborele motorului.

Managementul motorului

Controlerul motorului DC fără perii reglează cuplul care acționează asupra rotorului modificând valoarea modulației lățimii impulsului. Comutarea este monitorizată și efectuate electronic, spre deosebire de un motor DC convențional periat. De asemenea, sunt comune sistemele de control care implementează modulația lățimii pulsului și algoritmii de control al lățimii pulsului pentru fluxul de lucru.

Motoarele de control vectorial oferă cea mai largă gamă cunoscută pentru propriul control al vitezei. Reglarea acestei viteze, precum și menținerea legăturii de flux la nivelul cerut, se datorează convertorului de frecvență.

O caracteristică a reglării unei acționări electrice bazată pe controlul vectorial este prezența coordonatelor controlate. Sunt într-un sistem staționar și transformat în rotire, alocând o valoare constantă proporțională cu parametrii controlați ai vectorului, datorită cărora se formează o acțiune de control și apoi o tranziție inversă.

În ciuda tuturor avantajelor unui astfel de sistem, acesta este însoțit de un dezavantaj sub forma complexității controlului dispozitivului pentru reglarea vitezei într-o gamă largă.

Avantaje și dezavantaje

În zilele noastre, în multe industrii, acest tip de motor este foarte solicitat, deoarece un motor DC fără perii a combinat aproape toate cele mai bune calități ale motoarelor fără contact și alte tipuri de motoare.

Avantajele incontestabile ale unui motor fără perii sunt:

În ciuda aspectelor pozitive semnificative, în motor de curent continuu fără perii are, de asemenea, câteva dezavantaje:

Pe baza celor de mai sus și a subdezvoltării electronicii moderne din regiune, mulți consideră încă recomandabilă utilizarea unui motor de inducție convențional cu un convertor de frecvență.

Motor DC trifazat fără perii

Acest tip de motor are performanțe excelente mai ales atunci când este controlat de senzori de poziție. Dacă momentul rezistenței variază sau este complet necunoscut, precum și dacă este necesar să se realizeze cuplu de pornire mai mare se folosește controlul cu senzor. Dacă senzorul nu este utilizat (de obicei în ventilatoare), controlul vă permite să faceți fără comunicarea prin cablu.

Caracteristicile controlului unui motor trifazat fără perii fără senzor de poziție:

Caracteristici de control motor trifazat fără perii cu un senzor de poziție folosind exemplul unui senzor Hall:

Concluzie

Un motor DC fără perii are o mulțime de avantaje și va fi o alegere demnă de utilizat atât de un specialist, cât și de un simplu profan.

În acest articol, am dori să vorbim despre modul în care am creat un motor electric de la zero: de la ideea și primul prototip la un motor cu drepturi depline care a trecut toate testele. Dacă acest articol vi se pare interesant, vă vom spune separat, în detaliu, cele mai interesante etape ale activității noastre.

În imagine de la stânga la dreapta: rotor, stator, ansamblu parțial motor, ansamblu motor

Introducere

Astăzi, datorită dezvoltării electronicii moderne și apariției magneților puternici pe bază de metale din pământuri rare, este posibil să se creeze motoare electrice „fără perii” mai puternice și în același timp compacte și ușoare. În același timp, datorită simplității designului lor, acestea sunt cele mai fiabile motoare electrice create vreodată. Crearea unui astfel de motor va fi discutată în acest articol.

Descrierea motorului

Primul astfel de motor a fost tipărit de noi pe o imprimantă 3D ca experiment. În loc de plăci speciale din oțel electric, am folosit plastic obișnuit pentru corpul rotorului și miezul statorului, pe care a fost înfășurată bobina de cupru. Pe rotor erau fixați magneți de neodim cu secțiune transversală dreptunghiulară. Bineînțeles, un astfel de motor nu era capabil să ofere o putere maximă. Cu toate acestea, acest lucru a fost suficient pentru ca motorul să se învârtă până la 20k rpm, după care plasticul nu a putut să-l suporte și rotorul motorului a izbucnit, iar magneții au fost aruncați în jur. Acest experiment ne-a determinat să creăm un motor cu drepturi depline.

Primele câteva prototipuri

Am realizat rotorul noului motor dintr-un singur magnet de neodim în formă de cilindru. Un magnet epoxidic a fost lipit de un arbore prelucrat din oțel de scule într-o producție pilot.

Am tăiat statorul cu un laser dintr-un set de plăci de oțel transformatoare de 0,5 mm grosime. Fiecare placă a fost apoi lăcuită cu grijă și apoi statorul terminat a fost lipit din aproximativ 50 de plăci. Plăcile au fost acoperite cu lac pentru a evita un scurtcircuit între ele și pentru a exclude pierderile de energie datorate curenților Foucault, care ar putea apărea în stator.

Carcasa motorului a fost realizată din două părți din aluminiu sub forma unui container. Statorul se potrivește perfect în carcasa din aluminiu și aderă bine la pereți. Acest design oferă o răcire bună pentru motor.

Măsurarea caracteristicilor

Elementul principal al suportului este o sarcină grea sub formă de șaibă. În timpul măsurătorilor, motorul învârte greutatea dată, iar puterea de ieșire și cuplul motorului sunt calculate din viteza unghiulară și accelerație.

O pereche de magneți pe arbore și un senzor digital de efect Hall magnetic A3144 sunt folosite pentru a măsura viteza de rotație a sarcinii. Desigur, ar fi posibil să se măsoare rotațiile prin impulsuri direct de la înfășurările motorului, deoarece acest motor este sincron. Cu toate acestea, versiunea cu senzor este mai fiabilă și va funcționa chiar și la viteze foarte mici, la care impulsurile vor fi ilizibile.

În plus față de rotații, standul nostru este capabil să măsoare câțiva parametri mai importanți:

• alimentarea curentului (până la 30A) utilizând un senzor de curent bazat pe efectul hol ACS712;
• tensiunea de alimentare. Măsurată direct prin ADC-ul microcontrolerului, printr-un divizor de tensiune;
• temperatura din interiorul / exteriorul motorului. Temperatura este măsurată cu ajutorul unui termistor semiconductor;

Drept urmare, bancul nostru de testare poate măsura în orice moment următoarele caracteristici ale motorului:

• curent consumat;
• tensiunea consumată;
• consumul de energie;
• putere de iesire;
• rotații ale arborelui;
• moment pe arbore;
• puterea intră în căldură;
• temperatura din interiorul motorului.

Motor fără perii

Principiul de funcționare al unui motor trifazat fără perii

Motorul supapei este un motor sincron bazat pe principiul reglării frecvenței cu autosincronizare, a cărui esență este de a controla vectorul câmpului magnetic al statorului în funcție de poziția rotorului. Motoarele cu supape (în literatura de limbă engleză BLDC sau PMSM) se mai numesc motoare de curent continuu fără perii, deoarece colectorul unui astfel de motor este de obicei alimentat de tensiune continuă.

Descrierea VD

Acest tip de motor este conceput pentru a îmbunătăți proprietățile motoarelor de curent continuu. Cerințe ridicate pentru servomotoare (în special, micro-unități de mare viteză pentru o poziționare precisă) au condus la utilizarea unor motoare DC specifice: motoare DC trifazate fără contact (BDCT sau BLDC). Structural, acestea seamănă cu motoarele sincrone de curent alternativ: rotorul magnetic se rotește într-un stator laminat cu înfășurări trifazate. Dar RPM este o funcție a sarcinii și a tensiunii statorice. Această funcție se realizează prin comutarea înfășurărilor statorului în funcție de coordonatele rotorului. BDPT-urile sunt disponibile cu senzori separați pe rotor și fără senzori separați. Senzorii Hall sunt folosiți ca senzori separați. Dacă proiectarea este fără senzori separați, atunci înfășurările statorului acționează ca un element de fixare. Când magnetul se rotește, rotorul induce EMF în înfășurările statorului, rezultând un curent. Când o înfășurare este oprită, semnalul care a fost indus în acesta este măsurat și procesat. Acest algoritm necesită un procesor de semnal. Pentru frânarea și inversarea BDPS, nu este nevoie de un circuit de punte inversă de putere - este suficient să aplicați impulsuri de control înfășurărilor statorului în ordine inversă.

Principala diferență între un motor HP și un motor sincron este autosincronizarea acestuia cu ajutorul unui DPR, ca urmare a căruia, într-un HP, frecvența de rotație a câmpului este proporțională cu viteza rotorului.

Stator

Stator motor fără perii

Statorul are un design tradițional și este similar cu statorul unei mașini de inducție. Se compune dintr-un corp, un miez electric din oțel și o înfășurare din cupru așezată în caneluri în jurul perimetrului miezului. Numărul de înfășurări determină numărul de faze ale motorului. Pentru auto-pornire și rotație, sunt suficiente două faze - sinus și cosinus. De obicei, HP sunt trifazate, mai rar patrufazate.

Conform metodei de stabilire a virajelor în înfășurările statorului, motoarele se disting printr-o forță electromotivă inversă de formă trapezoidală (BLDC) și sinusoidală (PMSM). Conform metodei de alimentare, curentul electric de fază în tipurile corespunzătoare de motor se schimbă, de asemenea, trapezoidal sau sinusoidal.

Rotor

Rotorul este realizat folosind magneți permanenți și are de obicei doi până la opt perechi de poli cu poli alternativi nord și sud.

Inițial, magneții de ferită au fost folosiți pentru a face rotorul. Sunt obișnuite și ieftine, dar au dezavantajul unui nivel scăzut de inducție magnetică. În prezent, magneții din aliajele de pământuri rare câștigă popularitate, deoarece permit obținerea unui nivel ridicat de inducție magnetică și reducerea dimensiunii rotorului.

Senzor de poziție a rotorului

Senzorul de poziție a rotorului (RPS) oferă feedback cu privire la poziția rotorului. Lucrările sale se pot baza pe diferite principii - fotoelectrice, inductive, efect Hall etc. Cele mai populare sunt senzorii Hall și cei fotoelectrici, deoarece sunt practic inerțiali și vă permit să scăpați de întârzierea canalului de feedback pe poziția rotorului.

Un senzor fotoelectric, în forma sa clasică, conține trei fotodetectoare fixe, care sunt închise alternativ de un obturator care se rotește sincron cu rotorul. Acest lucru este prezentat în Figura 1 (punct galben). Codul binar obținut din DPR înregistrează șase poziții diferite ale rotorului. Semnalele senzorului sunt convertite de dispozitivul de comandă într-o combinație de tensiuni de control care controlează întrerupătoarele de alimentare, astfel încât în \u200b\u200bfiecare ciclu (fază) al funcționării motorului, două comutatoare sunt activate și două dintre cele trei înfășurări ale armăturii sunt conectate în serie la rețea. Înfășurări de ancorare U, V, W sunt situate pe stator cu o deplasare de 120 ° și începuturile și capetele lor sunt conectate astfel încât atunci când tastele sunt comutate, se creează un gradient rotativ al câmpurilor magnetice.

Sistem de control HP

Sistemul de control conține comutatoare de alimentare, adesea tiristoare sau tranzistori de putere IGBT. Din acestea se asamblează un invertor de tensiune sau un invertor de curent. Sistemul de control cheie este de obicei implementat folosind un microcontroler, datorită numărului mare de operații de calcul pentru controlul motorului.

Cum funcționează VD

Principiul funcționării HP se bazează pe faptul că controlerul HP comută înfășurările statorului astfel încât vectorul câmpului magnetic al statorului să fie întotdeauna ortogonal față de vectorul câmpului magnetic al rotorului. Folosind modularea lățimii impulsurilor (PWM), controlerul controlează curentul care curge prin înfășurările HP, adică vectorul câmpului magnetic al statorului și, astfel, cuplul care acționează asupra rotorului HP este reglat. Semnul la unghiul dintre vectori determină direcția momentului care acționează asupra rotorului.

Comutarea se face astfel încât fluxul de excitație al rotorului să fie F 0 menținut constant în ceea ce privește fluxul armăturii. Ca rezultat al interacțiunii fluxului armăturii și excitației, se creează un cuplu M, care caută să rotească rotorul astfel încât fluxurile armăturii și excitației să coincidă, dar când rotorul se rotește sub acțiunea DPR, înfășurările sunt comutate și fluxul armăturii se trece la pasul următor.

În acest caz, vectorul curent rezultat va fi deplasat și staționar față de fluxul rotorului, care creează un cuplu pe arborele motorului.

În modul de funcționare a motorului, MDS-ul statorului este înaintea MDS-ului rotorului cu un unghi de 90 °, care este menținut utilizând DPR. În modul de frânare, MDS-ul statorului rămâne în spatele MDS-ului rotorului, unghiul de 90 ° este menținut, de asemenea, utilizând DPR.

Managementul motorului

Controlerul HP reglează cuplul care acționează asupra rotorului modificând valoarea PWM.

Spre deosebire de un motor DC cu perie, comutarea în motorul de înaltă presiune este efectuată și controlată electronic.

Sistemele de control care implementează algoritmi pentru reglarea lățimii pulsului și modularea lățimii pulsului pentru controlul HP sunt răspândite.

Sistemul care oferă cea mai largă gamă de control al vitezei - pentru motoarele cu control vectorial. Convertorul de frecvență controlează viteza motorului și menține legătura fluxului în mașină la un nivel dat.

O caracteristică a reglării unei acționări electrice cu control vectorial este că coordonatele controlate măsurate într-un sistem de coordonate fixe sunt convertite într-un sistem rotativ, o valoare constantă proporțională cu componentele vectorilor parametrilor controlați, în funcție de care sunt formate acțiunile de control, sunt extrase, apoi tranziția inversă.

Dezavantajul acestor sisteme este complexitatea dispozitivelor de control și funcționale pentru o gamă largă de control al vitezei.

Avantajele și dezavantajele VD

Recent, acest tip de motor câștigă rapid popularitate, pătrunzând în multe industrii. Este utilizat în diverse domenii de utilizare: de la aparatele de uz casnic la vehiculele feroviare.

HP cu sisteme electronice de control combină deseori cele mai bune calități ale motoarelor fără contact și motoare de curent continuu.

Avantaje:

• Gama largă de viteze
• Fără contact și fără întreținere - mașină fără perii
• Potrivit pentru utilizare în medii explozive și agresive
• Cuplu ridicat de suprasarcină
• Performanță energetică ridicată (eficiență peste 90%)

• Durată de viață lungă, fiabilitate ridicată și durată de viață crescută datorită absenței contactelor electrice glisante

Dezavantaje:

• Sistem de gestionare a motorului relativ complex
• Costul motorului ridicat datorită utilizării magneților permanenți scumpi în proiectarea rotorului
• În multe cazuri, este mai rațional să folosiți un motor asincron cu un convertor de frecvență.

Pentru aplicații care combină eficiența maximă realizabilă cu unități de control extrem de simple și fiabile (comutator cu cheie care nu utilizează PWM), poate fi evidențiată și următoarea caracteristică: În ciuda faptului că rpm poate varia foarte mult în funcție de unitatea de control, o eficiență acceptabilă poate fi obținută numai într-un interval relativ îngust viteze unghiulare. Acest lucru este determinat de inductanța înfășurărilor. Dacă viteza este sub optimă, alimentarea continuă a curentului în această fază, după atingerea limitei de flux magnetic, va duce doar la încălzirea inutilă. La viteze peste valori optime, fluxul magnetic din pol nu va atinge maximul datorită timpului de creștere a curentului limitat de inductanță. Exemple de astfel de motoare sunt kiturile model fără perii. Acestea trebuie să fie eficiente, ușoare și fiabile și, pentru a asigura viteza unghiulară optimă pentru o anumită caracteristică de sarcină, producătorii produc modele cu bobine de inductanță (număr de spire) diferite. În același timp, un număr mai mic de ture corespunde unui motor mai rapid.

Vezi si

Link-uri

• http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/AVR440.htm AVR440: Controlul unui motor DC fără perii cu două faze fără senzori
• http://www.unilib.neva.ru/dl/059/CHAPTER5/Chapter5.html 5.4 Motoare ventilate
• http://www.imafania.narod.ru/bldc.htm Despre un motor fără perii și utilizarea unui motor pas cu pas ca motor fără perii

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

Motoarele fără perii sunt destul de populare datorită specificității lor: nu există consumabile, cum ar fi periile, nu există praf de cărbune / metal în interiorul fricțiunii, nu există scântei (și aceasta este o direcție imensă de explozie și acționare / pompă sigură la incendiu). Acestea sunt utilizate de la ventilatoare și pompe la acționări de înaltă precizie.
Aplicație principală în modelare și construcție amator: motoare pentru modele radio controlate.

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

În consecință, unul dintre aspectele 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 pe înfășurările motorului, ceea ce oferă în cele din urmă o funcționare stabilă într-un domeniu larg de tensiune. Acestea sunt așa-numitele controlere ESC.

Motoarele BK pentru echipamente r / y sunt de diferite dimensiuni și modele standard. Unele dintre cele mai puternice sunt seriile de 22 mm, 36 mm și 40/42 mm. Prin proiectare, acestea vin cu un rotor extern și unul intern (Outrunner, Inrunner). De fapt, motoarele cu rotor extern nu au un corp static (sacou) și sunt ușoare. De regulă, acestea sunt utilizate în modele de aeronave, cvadrocoptere etc.
Motoarele statorice externe sunt mai ușor de realizat ermetic. Modele similare sunt utilizate pentru modelele r / y care sunt expuse la influențe externe, cum ar fi murdăria, praful, umezeala: carucioare, monștri, crawler, modele r / y de apă).
De exemplu, un motor 3660 poate fi instalat cu ușurință într-un model de mașină r / u, cum ar fi un buggy sau un monstru și să se distreze mult.

Observ, de asemenea, aspectul diferit al statorului în sine: 3660 de motoare au 12 bobine conectate în trei grupuri.
Acest lucru permite obținerea unui cuplu ridicat pe arbore. Arată cam așa.


Bobinele sunt conectate astfel


Dacă dezasamblați motorul și scoateți rotorul, puteți vedea bobinele statorului.
Asta este ceea ce se află în seria 3660


mai multe fotografii

Utilizarea de către amatori a unor astfel de motoare cu un cuplu ridicat se realizează în structuri de casă, unde este necesar un motor puternic de mici dimensiuni. Acestea pot fi ventilatoare de tip turbină, arbori de mașini-unelte amatori etc.

Deci, în scopul instalării într-o mașină de amatori pentru găurire și gravare, a fost luat un kit de motor fără perii împreună cu un controler ESC
GoolRC 3660 3800KV Motor fără perii cu ESC 60A Metal Gear Servo 9.0kg Set


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

Cerințele generale pentru alegerea unui motor au fost următoarele:
- Numărul de rotații / volți nu este mai mic de 2000, deoarece s-a planificat utilizarea acestuia cu surse de joasă tensiune (7,4 ... 12V).
- Diametru ax 5mm. Aveam în vedere opțiuni cu un arbore de 3.175 mm (aceasta este o serie de motoare 24 BC, de exemplu, 2435), dar atunci ar trebui să cumpăr un nou cartuș ER11. Există opțiuni și mai puternice, de exemplu, motoarele 4275 sau 4076, cu un ax de 5 mm, dar sunt în mod corespunzător mai scumpe.

Caracteristicile motorului brushless GoolRC 3660:
Model: GoolRC 3660
Putere: 1200W
Tensiune de lucru: până la 13V
Curent limită: 92A
Revoluții pe volt (RPM / Volt): 3800KV
Viteza maximă: până la 50.000
Diametrul carcasei: 36mm
Lungimea corpului: 60mm
Lungime ax: 17mm
Diametru ax: 5mm
Dimensiune șurub set: 6buc * M3 (scurt, am folosit M3 * 6)
Conectori: tată de banană placată cu aur de 4 mm
Protecție: de praf și umezeală

Caracteristici ale controlerului ESC:
Model: GoolRC ESC 60A
Curent continuu: 60A
Curent de vârf: 320A
Baterii reîncărcabile aplicabile: 2-3S Li-Po / 4-9S Ni-Mh Ni-Cd
BEC: 5,8V / 3A
Conectori (intrare): mufă T tată
Conectori (apel): femelă banană placată cu aur de 4 mm
Dimensiuni: 50 x 35 x 34mm (cu excepția lungimilor cablului)
Protecție: de praf și umezeală

Caracteristici servo:
Tensiune de lucru: 6.0V-7.2V
Viteză panoramică (6,0 V): 0,16 sec / 60 ° fără sarcină
Viteza de oscilație (7,2 V): 0,14 sec / 60 ° fără sarcină
Cuplu de susținere (6,0 V): 9,0 kg.cm
Cuplu de susținere (7,2 V): 10,0 kg.cm
Dimensiuni: 55 x 20 x 38mm (L * W * H)

Parametrii kitului:
Dimensiunea ambalajului: 10,5 x 8 x 6cm
Greutatea pachetului: 390 g
Ambalaje de marcă cu sigla GoolRC

Conținutul kitului:
1 * Motor RCRC 3660 3800KV
1 * GoolRC 60A ESC
1 * Servomotor GoolRC 9KG
1 * Foaie informativă


Dimensiuni pentru referință și aspectul motorului GoolRC 3660 cu evidențieri

Acum câteva cuvinte despre coletul în sine.
Pachetul a venit sub forma unei mici pungi poștale cu o cutie în interior


Livrat printr-un serviciu poștal alternativ, nu prin poștă rusă, așa cum se menționează în conosament


Pachetul conține o cutie de marca GoolRC


În interior este un set de motor 3660 fără perii (36x60 mm), un controler ESC pentru acesta și un servo cu un set


Acum să aruncăm o privire asupra întregului kit în componente separate. Să începem cu cel mai important lucru - motorul.

Motorul BC GoolRC este un cilindru din aluminiu, cu dimensiuni 36 x 60 mm. Pe de o parte sunt trei fire groase într-o teacă de silicon cu „banane”, pe de altă parte un arbore de 5 mm. Rotorul este montat pe rulmenți de rulare pe ambele părți. Există un model de marcare pe carcasă


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


Marcaje corporale


Rulmentul este vizibil din spate


Rezistența la stropire și umezeală declarată
Există trei fire groase, scurte, pentru conectarea fazelor: u v w. Dacă căutați terminale pentru conectare, acestea sunt banane de 4 mm


Firele sunt contractabile în diferite culori: galben, portocaliu și albastru


Dimensiunile motorului: diametrul și lungimea arborelui sunt aceleași ca cele indicate: Arborele 5x17 mm




Dimensiunile corpului motorului 36x60 mm




Comparație cu motorul 775 periat


Comparație cu un fus de 300W folosit (și costă aproximativ 100 USD). Permiteți-mi să vă reamintesc că GoolRC 3660 are o putere maximă de 1200W. Chiar dacă utilizați o treime din putere, este totuși mai ieftin și mai mult decât acest fus


Comparație cu alte modele de motoare


Pentru o funcționare corectă a motorului, aveți nevoie de un controler ESC special (care este inclus în kit)

Controlerul ESC este o placă de conducător auto cu un convertor de semnal și comutatoare puternice. La modelele simple, în loc de carcasă, se folosește contracția termică, la modelele puternice - carcasă cu radiator și răcire activă.


În fotografie, controller-ul GoolRC ESC 60A în comparație cu fratele „mai mic” ESC 20A


Vă rugăm să rețineți: există un comutator pornit-oprit pe o bucată de sârmă care poate fi încorporată în corpul dispozitivului / jucăriei


Set complet de conectori inclus: conectori T, prize banane de 4 mm, intrare semnal de control cu \u200b\u200b3 pini


Banane de putere 4 mm - prize, marcate în aceeași culoare: galben, portocaliu și albastru. Când vă conectați, îl puteți confunda doar intenționat


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


Există marcaje pe carcasă cu numele și caracteristicile, ceea ce este foarte convenabil


Răcirea este activă, funcționează și este reglată automat.

Pentru estimarea dimensiunii PCB atașat ruller

Setul include și un servo GoolRC de 9 kg.


În plus, ca și în cazul oricărui alt servo, kitul vine cu un set de pârghii (duble, încrucișate, stele, roți) și articole de montaj (mi-a plăcut că există distanțieri din alamă)


Primul arborelui servo


Încercând să fixez brațul în formă de cruce pentru fotografie


De fapt, este interesant să verificați caracteristicile declarate - acesta este un angrenaj metalic setat în interior. Dezasamblăm servo-ul. Corpul se așează pe un material de etanșare în cerc și există o lubrifiere abundentă în interior. Angrenajele sunt într-adevăr metalice.


Fotografie a 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 1200W.
Am ales un proiect de mașină de găurit pentru pregătirea plăcilor cu circuite imprimate. Există multe proiecte pentru realizarea unui corp de iluminat de masă. De obicei, toate aceste proiecte sunt de dimensiuni mici și sunt concepute pentru a se potrivi cu un motor DC de dimensiuni mici.


Am ales unul dintre ele și am modificat suportul din partea suporturilor de motor 3660 (motorul nativ era mai mic și avea dimensiuni diferite de montare)

Iată un desen al scaunelor și dimensiunilor motorului 3660


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


Ecran dintr-un program pentru imprimare pe o imprimantă


În același timp, am imprimat și o clemă pentru fixarea de sus


3660 Motor cu colier ER11 instalat




Pentru conectarea și verificarea BC a motorului, va trebui să asamblați următorul circuit: sursă de alimentare, tester servo sau placă de control, controler motor ESC, motor.
Folosesc cel mai simplu servo tester, oferă și semnalul dorit. Poate fi folosit pentru a porni și regla turația motorului


Dacă doriți, puteți conecta un microcontroler (Arduino etc.). Ofer o diagramă de pe Internet cu un outrunner și un controler 30A conectat. Nu este o problemă să găsești schițe.


Conectăm totul prin culoare.


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


Acum mașina de găurit.
Colectăm totul și îl fixăm pe raft




Pentru a verifica, asamblez fără carcasă, apoi voi imprima carcasa, unde puteți instala un comutator standard, un servo tester


O altă aplicație a unui motor similar 3660 BK este ca un fus de mașini pentru găurirea și frezarea plăcilor de circuite imprimate.






Voi termina recenzia despre mașină în sine puțin mai târziu. Va fi interesant să verificați gravura PCB cu GoolRC 3660

Concluzie

Motorul este de înaltă calitate, puternic, cuplul cu margine este potrivit pentru scopuri amatori.
Mai exact, durabilitatea rulmenților sub forță laterală în timpul frezării / gravării va arăta timpul.
Există cu siguranță un beneficiu al utilizării modelelor de motoare în scopuri amatori, precum și ușurința în funcționare și asamblarea structurilor pe ele în comparație cu axele CNC, care sunt mai scumpe și necesită echipamente speciale (surse de alimentare cu viteză variabilă, drivere, răcire etc.).

Am folosit un cupon la comandă VÂNZARE15 cu o reducere de 5% la toate produsele din magazin.

Vă mulțumesc pentru atenție!