Motor pa furça rrymë e vazhdueshme ka një dredha-dredha trefazore në stator dhe një magnet të përhershëm në rotor. Një fushë magnetike rrotulluese krijohet nga mbështjellja e statorit, pas ndërveprimit me të cilin rotori magnetik vihet në lëvizje. Për të krijuar një fushë magnetike rrotulluese, një sistem tensioni trefazor aplikohet në mbështjelljen e statorit, i cili mund të ketë një formë të ndryshme dhe formohet menyra te ndryshme... Formimi i tensioneve të furnizimit (ndërrimi i mbështjelljeve) për motor kolektori Rryma direkte prodhohet nga njësi elektronike të specializuara - kontrolluesi i motorit.

Porosit një motor pa furçanë katalogun tonë

Në rastin më të thjeshtë, mbështjelljet janë të lidhura në çifte me burimin tension konstant dhe ndërsa rotori rrotullohet në drejtim të vektorit të fushës magnetike të mbështjelljes së statorit, një tension lidhet me një palë mbështjelljeje. Në këtë rast, vektori i fushës magnetike të statorit merr një pozicion të ndryshëm dhe rrotullimi i rotorit vazhdon. Për përcaktimin momentin e duhur duke lidhur mbështjelljet e ardhshme, përdoret një sensor i pozicionit të rotorit, më shpesh se të tjerët përdoren sensorë Hall.

Opsionet e mundshme dhe raste të veçanta

Motorët pa furça të disponueshme sot vijnë në shumë modele të ndryshme.

Me ekzekutim mbështjellja e statorit Mund të dallohen motorët me një plagë klasike dredha-dredha në një bërthamë çeliku dhe motorët me një dredha-dredha cilindrike të zbrazët pa një bërthamë çeliku. Një dredha-dredha klasike ka një induktivitet shumë më të lartë se një dredha-dredha cilindrike e zbrazët, dhe, në përputhje me rrethanat, një konstante më të gjatë kohore. Për shkak të kësaj, nga njëra anë, dredha-dredha cilindrike e zbrazët lejon një ndryshim më dinamik të rrymës (dhe, rrjedhimisht, çift rrotullues), nga ana tjetër, kur punon nga një kontrollues motori duke përdorur modulim PWM me frekuencë të ulët për të zbutur valëzimin e rrymës , kërkohen mbytëse filtri me një vlerësim më të madh (dhe, në përputhje me rrethanat, më të mëdha). Për më tepër, një dredha-dredha klasike, si rregull, ka një çift rrotullues shtrëngues magnetik dukshëm më të lartë, si dhe një efikasitet më të ulët se një dredha-dredha cilindrike e zbrazët.

Një tjetër ndryshim me të cilin ato ndahen modele të ndryshme motorët - ky është pozicioni relativ i rotorit dhe statorit - ka motorë të rotorit të brendshëm dhe motorë me rotor i jashtëm... Motorët e rotorit të brendshëm në përgjithësi kanë shpejtësi më të larta dhe moment inercie më të ulët të rotorit sesa modelet e rotorit të jashtëm. Si rezultat, motorët e rotorit të brendshëm kanë dinamikë më të lartë. Motorët e rotorit të jashtëm shpesh kanë një normë rrotullimi pak më të lartë për të njëjtin diametër të jashtëm të motorit.

Dallimet nga llojet e tjera të motorëve

Dallimet nga DCT-të e kolektorëve. Vendosja e mbështjelljes në rotor bëri të mundur braktisjen e furçave dhe kolektorit dhe në këtë mënyrë të heqësh qafe sendin e lëvizshëm kontakt elektrik, gjë që ul ndjeshëm besueshmërinë e VKM me magnet të përhershëm. Për të njëjtën arsye, shpejtësia e motorëve pa furça, si rregull, është dukshëm më e lartë se ajo e motorëve DC me magnet të përhershëm. Nga njëra anë, kjo ju lejon të rriteni fuqi specifike Nga ana tjetër, motori pa furça, jo për të gjitha aplikimet, një shpejtësi kaq e lartë është vërtet e nevojshme

Dallimet nga motorët sinkron me magnet të përhershëm. Motorët sinkron me magnet të përhershëm në rotor janë shumë të ngjashëm me motorët DC pa furça në dizajn, por ka një sërë dallimesh. Së pari, termi motor sinkron kombinon shumë tipe te ndryshme motorët, disa prej të cilëve janë krijuar për të funksionuar drejtpërdrejt nga një rrjet standard AC, të tjerët (p.sh. servomotorët sinkron) mund të përdoren vetëm nga konvertuesit e frekuencës (kontrolluesit e motorit). Motorë pa furça, megjithëse kanë një mbështjellje trefazore në stator, nuk lejojnë punë e drejtpërdrejtë nga voltazhi i rrjetit, dhe domosdoshmërisht kërkojnë praninë e një kontrolluesi të përshtatshëm. Përveç kësaj motorët sinkron supozojmë furnizimin me energji elektrike me një tension sinusoidal, ndërsa motorët pa furça lejojnë furnizimin me energji elektrike me tension të alternuar të një forme hapi (komutim blloku) dhe madje supozojnë përdorimin e tij në mënyrat nominale të funksionimit.

Kur nevojitet një motor pa furça?

Përgjigja për këtë pyetje është mjaft e thjeshtë - në rastet kur ajo ka një avantazh ndaj llojeve të tjera të motorëve. Për shembull, është pothuajse e pamundur të bëhet pa një motor pa furça në aplikacionet që kërkojnë shpejtësi të lartë rrotullimi: mbi 10,000 rpm. Përdorimi i motorëve pa furça justifikohet edhe në ato raste kur kërkohet një jetë e gjatë shërbimi e motorit. Në rastet kur kërkohet të përdoret një montim nga një motor me një kuti ingranazhi, përdorimi i motorëve pa furça me shpejtësi të ulët (me një numër të madh shtyllash) është padyshim i justifikuar. Motorët pa furça me shpejtësi të lartë në këtë rast do të kenë një shpejtësi më të madhe se kufiri shpejtësia e lejuar kuti ingranazhi, dhe për këtë arsye nuk do të jetë e mundur të përdoret plotësisht fuqia e tyre. Për aplikimet ku kontrolli i motorit është sa më i thjeshtë që të jetë e mundur (pa përdorur një kontrollues motori), një motor DC i krehur është zgjedhja natyrale.

Nga ana tjetër, në kushtet temperaturë e ngritur ose manifestohet rrezatim i shtuar dobësi Motorë pa furça - Sensorë Hall. Modelet standarde të transduktorëve të efektit Hall kanë rezistencë të kufizuar ndaj rrezatimit dhe gamë të temperaturës së funksionimit. Nëse në një aplikim të tillë është megjithatë e nevojshme të përdoret një motor pa furça, atëherë versionet e bëra me porosi me zëvendësimin e sensorëve Hall me më rezistent ndaj këtyre faktorëve bëhen të pashmangshëm, gjë që rrit çmimin e motorit dhe kohën e dorëzimit.

Pajisjet shtëpiake dhe mjekësore, modelimi i avionëve, mbyllja e tubacioneve për tubacionet e gazit dhe naftës janë larg listën e plotë fushat e aplikimit të motorëve DC pa furçë (BD). Le të hedhim një vështrim në projektimin dhe funksionimin e këtyre aktivizuesve elektromekanikë në mënyrë që të kuptojmë më mirë avantazhet dhe disavantazhet e tyre.

Informacione të përgjithshme, pajisje, fushëveprimi

Një nga arsyet e interesit për OBD-të është rritja e kërkesës për mikromotorë me shpejtësi të lartë me pozicionim të saktë. Struktura e brendshme e disqeve të tillë është paraqitur në Figurën 2.

Siç mund ta shihni, struktura është një rotor (armaturë) dhe një stator, i pari ka një magnet të përhershëm (ose disa magnet të rregulluar në një rend të caktuar), dhe i dyti është i pajisur me mbështjellje (B) për të krijuar një fushë magnetike.

Vlen të përmendet se këta mekanizma elektromagnetikë mund të jenë si me një armaturë të brendshme (ky lloj konstruksioni mund të shihet në figurën 2), ashtu edhe të jashtëm (shih Fig. 3).

Prandaj, secili prej modeleve ka një fushë specifike të aplikimit. Pajisjet me një armaturë të brendshme kanë shpejtësi e lartë rrotullimi, prandaj ato përdoren në sistemet e ftohjes, si termocentralet drone etj. Drejtuesit e rotorit të jashtëm përdoren kudo ku kërkohet pozicionimi i saktë dhe rezistenca e çift rrotullues (robotikë, pajisje mjekësore, makina CNC, etj.).

Parimi i funksionimit

Ndryshe nga disqet e tjera, për shembull, një makinë asinkrone AC, kërkohet një kontrollues i veçantë për funksionimin e OBD, i cili ndez mbështjelljet në atë mënyrë që vektorët e fushave magnetike të armaturës dhe statorit të jenë ortogonale me njëri-tjetrin. . Kjo është, në fakt, pajisja drejtuese rregullon çift rrotullues që vepron në armaturën OBD. Ky proces tregohet qartë në Figurën 4.

Siç mund ta shihni, për çdo lëvizje të armaturës, është e nevojshme të kryhet një ndërrim i caktuar në mbështjelljen e statorit të një motori pa furça. Ky parim i funksionimit nuk lejon kontroll të qetë të rrotullimit, por bën të mundur fitimin e shpejtë të vrullit.

Dallimet midis motorëve të krehur dhe pa furçë

Makina e tipit kolektor ndryshon nga OBD si karakteristikat e projektimit(shih Fig. 5.) dhe parimin e funksionimit.

Konsideroni dallimet në dizajn... Figura 5 tregon se rotori (1 në figurën 5) i një motori të tipit kolektor, në ndryshim nga ai pa furça, ka mbështjellje në të cilat qark i thjeshtë dredha-dredha, dhe magnet të përhershëm(zakonisht dy) janë montuar në stator (2 në Fig. 5). Përveç kësaj, në bosht është instaluar një kolektor, në të cilin janë lidhur furça, të cilat furnizojnë tensionin në mbështjelljet e armaturës.

Le të flasim shkurtimisht për parimin e punës makina kolektore... Kur voltazhi aplikohet në njërën nga mbështjelljet, ai ngacmohet dhe krijohet një fushë magnetike. Ai ndërvepron me magnet të përhershëm, kjo bën që armatura dhe kolektori i vendosur në të të kthehen. Si rezultat, energjia furnizohet me dredha-dredha tjetër dhe cikli përsëritet.

Frekuenca e rrotullimit të një armature të këtij dizajni varet drejtpërdrejt nga intensiteti i fushës magnetike, e cila, nga ana tjetër, është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin. Domethënë, për të rritur ose ulur shpejtësinë, mjafton të rritet ose të ulet niveli i të ushqyerit. Dhe për ta kthyer atë, është e nevojshme të ndërroni polaritetin. Kjo metodë e kontrollit nuk kërkon një kontrollues të veçantë, pasi rregullatori i goditjes mund të bëhet në bazë të një rezistence të ndryshueshme, dhe një ndërprerës konvencional do të funksionojë si një inverter.

Ne diskutuam tiparet e projektimit të motorëve pa furça në seksionin e mëparshëm. Siç e mbani mend, lidhja e tyre kërkon një kontrollues të veçantë, pa të cilin ata thjesht nuk do të funksionojnë. Për të njëjtën arsye, këta motorë nuk mund të përdoren si gjenerator.

Vlen gjithashtu të përmendet se në disa disqe të këtij lloji për kontroll më efikas, pozicionet e rotorit monitorohen duke përdorur sensorë Hall. Kjo përmirëson ndjeshëm karakteristikat e motorëve pa furça, por çon në një rritje të kostos së një dizajni tashmë të shtrenjtë.

Si të filloni një motor pa furça?

Për të vënë në punë këtë lloj disku, kërkohet një kontrollues i dedikuar (shih Figurën 6). Pa të, nisja është e pamundur.

Nuk ka kuptim të montoni vetë një pajisje të tillë, do të jetë më e lirë dhe më e besueshme për të blerë një të gatshme. Mund ta merrni nga karakteristikat e mëposhtme specifike për drejtuesit e kanalit PWM:

• Rryma maksimale e lejuar, kjo karakteristikë është dhënë për funksionimin normal funksionimin e pajisjes. Shumë shpesh, prodhuesit tregojnë një parametër të tillë në emrin e modelit (për shembull, Phoenix-18). Në disa raste, jepet një vlerë për modalitetin e pikut, të cilin kontrolluesi mund ta ruajë për disa sekonda.
• Tensioni nominal maksimal për funksionimin e vazhdueshëm.
• Rezistenca e qarqeve të brendshme të kontrolluesit.
• Shpejtësia e lejuar tregohet në rpm. Mbi këtë vlerë, kontrolluesi nuk do të lejojë rritjen e rrotullimit (kufizimi zbatohet në niveli i programit). Ju lutemi vini re se shpejtësia jepet gjithmonë për disqet me 2 pole. Nëse ka më shumë çifte polesh, vlera duhet të ndahet me numrin e tyre. Për shembull, numri i specifikuar është 60000 rpm, pra, për 6 motor magnetik shpejtësia e rrotullimit do të jetë 60,000 / 3 = 20,000 prm.
• Frekuenca e pulseve të gjeneruara, për shumicën e kontrolluesve, ky parametër varion nga 7 në 8 kHz, më shumë modele të shtrenjta ju lejon të riprogramoni parametrin, duke e rritur atë në 16 ose 32 kHz.

Vini re se tre karakteristikat e para përcaktojnë fuqinë e OBD.

Kontroll i motorit pa furça

Siç u përmend më lart, ndërrimi i mbështjelljes së makinës kontrollohet në mënyrë elektronike. Shoferi monitoron pozicionin e armaturës duke përdorur sensorët Hall për të përcaktuar se kur duhet të ndërrohet. Nëse disku nuk është i pajisur me detektorë të tillë, atëherë merret parasysh EMF e pasme që ndodh në mbështjelljet e palidhura të statorit. Kontrolluesi, i cili në fakt është një kompleks harduerësh dhe softuerësh, monitoron këto ndryshime dhe vendos rendin e ndërrimit.

Motor DC trefazor pa furça

Shumica e OBD-ve janë bërë në një dizajn trefazor. Për të kontrolluar një makinë të tillë, kontrolluesi ka një konvertues pulsi DC në trefazor (shih Fig. 7).

Për të shpjeguar se si funksionon kjo motor valvulash, së bashku me figurën 7, merrni parasysh figurën 4, ku të gjitha fazat e funksionimit të makinës janë paraqitur me radhë. Le t'i shkruajmë ato:

1. Një impuls pozitiv aplikohet në bobinat "A", ndërsa një impuls negativ aplikohet në "B", si rezultat armatura do të lëvizë. Sensorët do të regjistrojnë lëvizjen e tij dhe do të japin një sinjal për ndërrimin e radhës.
2. Spiralja "A" fiket dhe një impuls pozitiv shkon në "C" ("B" mbetet i pandryshuar), më pas një sinjal dërgohet në grupin tjetër të pulseve.
3. Në "C" - pozitive, "A" - negative.
4. Vepron një palë "B" dhe "A", të cilat marrin impulse pozitive dhe negative.
5. Një impuls pozitiv riaplikohet në "B", dhe një impuls negativ në "C".
6. Bobinat "A" janë ndezur (+ jepet) dhe një impuls negativ përsëritet në "C". Pastaj cikli përsëritet.

Ka shumë vështirësi në thjeshtësinë në dukje të kontrollit. Është e nevojshme jo vetëm të gjurmohet pozicioni i armaturës për të prodhuar serinë e ardhshme të pulseve, por edhe të kontrollohet shpejtësia duke rregulluar rrymën në mbështjellje. Përveç kësaj, ju duhet të zgjidhni më parametrat optimale për nxitimin dhe ngadalësimin. Vlen gjithashtu të mos harrohet se kontrolluesi duhet të jetë i pajisur me një bllok që ju lejon të kontrolloni funksionimin e tij. Pamja e jashtme një pajisje e tillë shumëfunksionale mund të shihet në Figurën 8.

Avantazhet dhe disavantazhet

Një motor elektrik pa furça ka shumë përparësi, përkatësisht:

• Jeta e shërbimit është dukshëm më e gjatë se ajo e homologëve të kolektorëve konvencionalë.
• Efikasitet i lartë.
• Thirrje e shpejtë shpejtesi maksimale rrotullimi.
• Është më i fuqishëm se CD.
• Mungesa e shkëndijave gjatë operimit lejon që makina të përdoret në kushte të rrezikshme nga zjarri.
• Nuk kërkohet ftohje shtesë.
• Operacion i thjeshtë.

Tani le të shohim të këqijat. Disavantazh i rëndësishëm, e cila kufizon përdorimin e bazave të të dhënave - kostoja e tyre relativisht e lartë (duke marrë parasysh çmimin e shoferit). Ndër shqetësimet është pamundësia e përdorimit të bazës së të dhënave pa një drejtues, madje edhe për një ndezje afatshkurtër, për shembull, për të kontrolluar funksionueshmërinë. Riparime problematike, veçanërisht nëse kërkohet mbështjellja.

Motorë dhe dizajn pa furçë LikBez

Sapo fillova të merrem me modelimin e avionëve, pyeta menjëherë se pse motori ka tre tela, pse është kaq i vogël dhe në të njëjtën kohë kaq i fuqishëm dhe pse i duhet një kontrollues shpejtësie ... Koha kaloi dhe e kuptova. . Dhe më pas ai i vuri vetes detyrën të bënte një motor pa furça me duart e veta.

Parimi i funksionimit të motorit elektrik:
Çdo punë bazohet në makinë elektrike supozohet dukuria e induksionit elektromagnetik. Prandaj, nëse vendosni një kornizë me një rrymë në një fushë magnetike, atëherë ajo do të ndikohet nga forca e amperit e cila do të krijojë çift ​​rrotullues... Korniza do të fillojë të rrotullohet dhe të ndalet në pozicionin e mungesës së momentit të krijuar nga forca e Amperit.

Pajisja me motor elektrik:
Çdo Motor elektrik përbëhet nga një pjesë fikse - Stator dhe pjesa lëvizëse - Rotor... Në mënyrë që rrotullimi të fillojë, duhet të ndryshoni drejtimin e rrymës me radhë. Ky funksion kryhet nga Koleksionist(brushat).

Motor pa furçaështë motori RRYMË E VAZHDUESHME pa kolektor, në të cilin funksionet e kolektorit kryhen nga elektronika. (Nëse motori ka tre tela, kjo nuk do të thotë se funksionon me rrymë alternative trefazore! Dhe funksionon në "pjesë" të pulseve të shkurtra DC, dhe nuk dua t'ju trondit, por të njëjtët motorë që janë të përdorura në ftohës janë gjithashtu pa furça, megjithëse janë dhe kanë vetëm dy tela të rrymës DC)

Pajisja motorike pa furça:
Inrunner(shqiptohet "i vrapues"). Motori ka mbështjellje të vendosura në sipërfaqen e brendshme të strehës dhe një rotor magnetik që rrotullohet brenda.


tejkalues(shqiptohet "i tejkaluar"). Motori ka mbështjellje të palëvizshme (brenda) rreth të cilave trupi rrotullohet me magnet të përhershëm të vendosur në murin e brendshëm të tij.

Parimi i funksionimit:
Në mënyrë që motori pa furça të fillojë të rrotullohet, voltazhi duhet të aplikohet në mbështjelljet e motorit në mënyrë sinkrone. Sinkronizimi mund të organizohet duke përdorur sensorë të jashtëm (sensorë optikë ose sallë), dhe bazuar në EMF të pasmë (pa sensorë), i cili ndodh në motor kur rrotullohet.

Kontroll pa sensor:
Ka motorë pa furça pa asnjë sensor pozicioni. Në motorë të tillë, pozicioni i rotorit përcaktohet duke matur EMF në fazën e lirë. Kujtojmë se në çdo moment të kohës "+" lidhet me njërën nga fazat (A) me tjetrën (B) "-" të furnizimit me energji elektrike, njëra nga fazat mbetet e lirë. Duke rrotulluar, motori shkakton një EMF (d.m.th., si pasojë e ligjit të induksionit elektromagnetik, një rrymë induksioni formohet në spirale) në mbështjelljen e lirë. Ndërsa rrotullimi përparon, voltazhi në fazën e lirë (C) ndryshon. Duke matur tensionin në fazën e lirë, është e mundur të përcaktohet momenti i kalimit në pozicionin tjetër të rotorit.


Për të matur këtë tension duke përdorur metodën "pika virtuale". Në fund të fundit është se, duke ditur rezistencën e të gjitha mbështjelljeve dhe tensionin fillestar, ju mund të "zhvendosni telin" praktikisht në kryqëzimin e të gjitha mbështjelljeve:

Rregullatori i shpejtësisë së motorit pa furçë:
Një motor pa furça pa elektronikë është vetëm një pjesë e pajisjeve. në mungesë të një rregullatori, ne nuk mund të lidhim thjesht tensionin me të në mënyrë që ai të fillojë rrotullimin normal. Kontrolli i lundrimit është një sistem mjaft kompleks i komponentëve të radios, sepse ajo duhet:
1) Përcaktoni pozicionin fillestar të rotorit për të ndezur motorin elektrik
2) Aktivizoni motorin elektrik shpejtësi të ulëta
3) Përshpejtoni motorin elektrik në shpejtësinë e vlerësuar (të caktuar) të rrotullimit
4) Ruani çift rrotullues maksimal

Diagrami skematik i kontrolluesit të shpejtësisë (valvula):


Motorët pa furça u shpikën në agimin e shfaqjes së energjisë elektrike, por askush nuk mund të bënte një sistem kontrolli për ta. Dhe vetëm me zhvillimin e elektronikës: me ardhjen e transistorëve dhe mikrokontrolluesve të fuqishëm gjysmëpërçues, motorët pa furça filluan të përdoren në jetën e përditshme (përdorimi i parë industrial në vitet '60).

Avantazhet dhe disavantazhet e motorëve pa furça:

Përparësitë:
- Frekuenca e rrotullimit ndryshon në gamë të gjerë
-Aftësia për t'u përdorur në një mjedis shpërthyes dhe agresiv
- Çift rrotullues i madh i mbingarkesës
- Performancë e lartë e energjisë (efikasiteti mbi 90%)
- Jetë e gjatë shërbimi, besueshmëri e lartë dhe jetëgjatësia e rritur për shkak të mungesës së kontakteve elektrike rrëshqitëse

Disavantazhet:
-Sistemi relativisht i sofistikuar i menaxhimit të motorit
-Cmim i larte motori për shkak të përdorimit të materialeve të shtrenjta në hartimin e rotorit (magnet, kushineta, boshte)
Duke u marrë me teorinë, le të kalojmë në praktikë: ne do të projektojmë dhe bëjmë një motor për model aerobatik MX-2.

Lista e materialeve dhe pajisjeve:
1) Tela (marrë nga transformatorët e vjetër)
2) Magnet (të blerë në internet)
3) Statori (krahu)
4) Bosht
5) Kushinetat
6) Duralumin
7) Tkurrja e nxehtësisë
8) Qasje në mbeturina teknike të pakufizuara
9) Qasja në mjete
10) Krahët e drejtë :)

Progresi:
1) Që në fillim vendosim:

Pse e bëjmë motorin?
Për çfarë duhet të projektohet?
Ku jemi të kufizuar?

Në rastin tim: Unë jam duke bërë një motor për një aeroplan, kështu që le të jetë me rrotullim të jashtëm; duhet të projektohet për faktin se duhet të japë 1400 gram shtytje me një bateri me tre kanaçe; Unë jam i kufizuar në peshë dhe madhësi. Megjithatë, ku të filloni? Përgjigja për këtë pyetje është e thjeshtë: nga pjesa më e vështirë, d.m.th. me një pjesë që është më e lehtë për t'u gjetur, dhe gjithçka tjetër mund të personalizohet për t'u përshtatur. Unë bëra vetëm atë. Pas shumë përpjekjet e pasuksesshme bëni një stator nga një fletë çelik i butë, u bë e qartë për mua se ishte më mirë ta gjeja atë. E gjeta në kokën e vjetër të videos nga videoregjistruesi.

2) Dredha-dredha e një motori trefazor pa furça bëhet me një tel bakri të izoluar, seksioni kryq i të cilit përcakton vlerën e rrymës, dhe rrjedhimisht fuqinë e motorit. E paharrueshme që sa më i trashë të jetë teli, aq më shumë revolucione por çift rrotullues më i dobët. Zgjedhja e seksionit:

1A - 0,05 mm; 15A - 0.33mm; 40A - 0.7mm

3A - 0,11 mm; 20A - 0.4mm; 50A - 0.8mm

10A - 0.25mm; 30A - 0.55mm; 60A - 0,95 mm

3) Fillojmë të mbështjellim telin në shtylla. Sa më shumë rrotullime (13) të mbështillen rreth dhëmbit, aq më e madhe është fusha magnetike. Sa më e fortë të jetë fusha, aq më shumë çift rrotullues dhe më pak rrotullime. Për të marrë rrotullime të larta, është e nevojshme të rrotullohen më pak kthesa. Por së bashku me këtë, çift rrotullimi gjithashtu bie. Për të kompensuar çift rrotullues, zakonisht aplikohet një tension më i lartë në motor.

4) Tjetra, ne zgjedhim metodën e lidhjes së dredha-dredha: me një yll ose një trekëndësh. Lidhja e yllit jep më shumë çift rrotullues, por më pak rrotullime sesa lidhja delta 1,73 herë. (më vonë u zgjodh lidhja delta)

5) Zgjedhja e magneteve. Numri i poleve në rotor duhet të jetë çift (14). Forma e magnetëve të përdorur është zakonisht drejtkëndëshe. Madhësia e magneteve varet nga gjeometria e motorit dhe karakteristikat e motorit. Sa më të fortë të jenë magnetët e përdorur, aq më i lartë është çift rrotullimi i gjeneruar nga motori në bosht. Gjithashtu, sa më shumë numri i poleve, aq më shumë çift rrotullues, por më pak rrotullime. Magnetet në rotor fiksohen me ngjitës të veçantë të shkrirjes së nxehtë.

Duke testuar ky motor Kam kryer një instalim vitnomotor që kam krijuar, i cili ju lejon të matni shtytjen, fuqinë dhe shpejtësinë e motorit.

Për të parë ndryshimet midis lidhjeve "yll" dhe "delta", i lidha mbështjelljet në mënyra të ndryshme:

Si rezultat, morëm një motor që korrespondon me karakteristikat e avionit, masa e të cilit është 1400 gram.

Me siguri çdo fillestar që e lidhi për herë të parë jetën e tij me modelet elektrike të kontrolluara me radio, pas një studimi të kujdesshëm të mbushjes, ka një pyetje. Çfarë është një koleksionist dhe? Cilin është më mirë të vendosni në modelin tuaj elektrik të kontrolluar me radio?

Motorët e komutatorit, të cilët përdoren kaq shpesh për të shtyrë modelet elektrike të kontrolluara me radio, kanë vetëm dy tela furnizimi dalës. Njëra prej tyre është "+", tjetra është "-". Nga ana tjetër, ato janë të lidhura me kontrolluesin e shpejtësisë. Pasi të keni çmontuar motorin e kolektorit, do të gjeni gjithmonë 2 magnet të lakuar, një bosht së bashku me një spirancë mbi të cilën është mbështjellë një fije (tel) bakri, ku ka një ingranazh në njërën anë të boshtit, dhe në anën tjetër atje është një kolektor i mbledhur nga pllaka, të cilat përfshijnë një bakër të pastër.

Parimi i funksionimit të motorit të kolektorit

Rryma elektrike (DC ose rrymë e drejtpërdrejtë), duke hyrë në mbështjelljet e armaturës (në varësi të numrit të tyre për secilën nga ana tjetër) krijon një fushë elektromagnetike në to, e cila ka një poli jugor në njërën anë dhe një poli verior nga ana tjetër.

Shumë njerëz e dinë se nëse merrni dy magnet dhe i lidhni polet me emër njëri-tjetrin, atëherë ata nuk do të konvergojnë për asgjë, dhe nëse vendosni emra të kundërt, ata do të ngjiten në mënyrë që të mos jetë gjithmonë e mundur t'i ndani.

Pra, kjo fushë elektromagnetike, e cila lind në cilindo nga mbështjelljet e armaturës, duke ndërvepruar me secilin nga polet e magneteve të statorit, aktivizon (rrotullimin) vetë armaturën. Më tej, rryma, përmes kolektorit dhe furçave, shkon në mbështjelljen tjetër dhe kështu në mënyrë sekuenciale, duke kaluar nga një mbështjellje e armaturës në tjetrën, boshti i motorit rrotullohet së bashku me armaturën, por vetëm për aq kohë sa në të aplikohet tension.

Në një motor kolektor standard, armatura ka tre pole (tre mbështjellje) - kjo bëhet në mënyrë që motori të mos "ngjitet" në një pozicion.

Disavantazhet e motorëve të krehur

Në vetvete, motorët e kolektorëve bëjnë një punë të mirë me punën e tyre, por kjo është vetëm deri në momentin që duhet të merret shpejtësia më e lartë e mundshme prej tyre në dalje. Gjithçka ka të bëjë me furçat e përmendura më lart. Meqenëse ata janë gjithmonë në kontakt të ngushtë me kolektorin, si rezultat i rrotullimeve të larta, në vendin e kontaktit të tyre lind fërkimi, i cili më tej do të shkaktojë konsumim të shpejtë të të dyve dhe më pas do të çojë në humbjen e fuqisë efektive të el. motorri. Ky është disavantazhi më domethënës i motorëve të tillë, i cili mohon të gjitha cilësitë e tij pozitive.

Si funksionon një motor pa furça

Këtu, e kundërta është e vërtetë, motorëve të këtij lloji u mungojnë si furçat, ashtu edhe kolektori. Magnetët në to janë të vendosur rreptësisht rreth boshtit dhe veprojnë si një rotor. Rreth tij vendosen mbështjelljet, të cilat tashmë kanë disa pole magnetike. Një i ashtuquajtur sensor (sensori) është instaluar në rotorin e motorëve pa furça, i cili do të monitorojë pozicionin e tij dhe do t'ia transmetojë këtë informacion procesorit, i cili punon së bashku me një kontrollues shpejtësie (pozicioni i rotorit ndërrohet më shumë se 100 herë në sekondë. ). Në dalje, ne marrim më shumë funksionimin e qetë vetë motori me efikasitet maksimal.

Motorët pa furça mund të jenë me ose pa sensor. Mungesa e një sensori zvogëlon pak efikasitetin e motorit, kështu që mungesa e tyre nuk ka gjasa të shqetësojë një fillestar, por nga ana tjetër, çmimi do të befasojë këndshëm. Është e lehtë t'i dallosh ato nga njëri-tjetri. Për motorët me një sensor, përveç 3 telave të trashë të energjisë, ekziston edhe një lak shtesë i atyre të hollë që shkojnë te rregullatori i shpejtësisë. Ju nuk duhet të ndiqni motorët me një sensor si për një fillestar ashtu edhe për një amator, sepse vetëm profesionistët do të vlerësojnë potencialin e tyre, dhe pjesa tjetër thjesht do të paguajë shumë, dhe në mënyrë të konsiderueshme.

Përparësitë e motorëve pa furça

Nuk ka pothuajse asnjë pjesë të veshjes. Pse "pothuajse", sepse boshti i rotorit është i instaluar në kushineta, të cilat nga ana tjetër kanë tendencë të konsumohen, por burimi i tyre është jashtëzakonisht i gjatë, dhe këmbyeshmëria e tyre është shumë e thjeshtë. Këta motorë janë shumë të besueshëm dhe efikas. Është instaluar një sensor i kontrollit të pozicionit të rotorit. Në motorët e kolektorëve, funksionimi i furçave shoqërohet gjithmonë me hark, i cili më pas shkakton ndërhyrje në funksionimin e pajisjeve radio. Pra, në rastin e atyre pa koleksionist, siç e keni kuptuar tashmë, këto probleme janë të përjashtuara. Nuk ka fërkime, nuk ka mbinxehje, gjë që është gjithashtu një avantazh i rëndësishëm. Krahasuar me motorët kolektorë nuk kërkojnë shërbim shtesë gjatë operimit.

Disavantazhet e motorëve pa furça

Motorë të tillë kanë vetëm një minus, ky është çmimi. Por nëse e shikoni nga ana tjetër dhe merrni parasysh faktin që funksionimi e çliron menjëherë pronarin nga telashe të tilla si zëvendësimi i sustave, ankorimeve, furçave, kolektorëve, atëherë lehtë do t'i jepni përparësi në favor të këtyre të fundit.

Shfaqja e motorëve pa furça është për shkak të nevojës për të krijuar një makinë elektrike me shumë përparësi. Një motor pa furça është një pajisje pa kolektor, funksionin e të cilit e merr përsipër elektronika.

BKEPT - motorë DC pa furça, mund të jenë me fuqi, për shembull, 12, 30 volt.

• Zgjedhja e motorit të duhur
• Parimi i funksionimit
• Pajisja BLDC
• Sensorët dhe mungesa e tyre
• Mungesa e sensorit
• Koncepti i frekuencës PWM
• Sistemi Arduino
• Montimi i motorit

Zgjedhja e motorit të duhur

Për të zgjedhur një njësi, është e nevojshme të krahasohet parimi i funksionimit dhe tiparet e motorëve të krehur dhe pa furça.

Nga e majta në të djathtë: motor me furçë dhe motor pa furçë FC 28-12

Kolektorët kushtojnë më pak, por zhvillojnë një shpejtësi të ulët të rrotullimit të çift rrotullues. Ato janë me energji DC, të lehta dhe të lehta, riparim të përballueshëm për të zëvendësuar pjesët. Manifestimi i cilësisë negative zbulohet kur merret një numër i madh revolucionesh. Furçat vijnë në kontakt me kolektorin duke shkaktuar fërkime që mund të dëmtojnë mekanizmin. Performanca e njësisë është zvogëluar.

Furçat jo vetëm që kërkojnë riparim për shkak të konsumit të shpejtë, por gjithashtu mund të çojnë në mbinxehje të mekanizmit.

Avantazhi kryesor i një motori DC pa furça është mungesa e çift rrotullues dhe kontaktet e ndërrimit. Kjo do të thotë se nuk ka burime humbjesh, si në motorët me magnet të përhershëm. Funksionet e tyre kryhen nga transistorët MOS. Më parë, kostoja e tyre ishte e lartë, kështu që ata nuk ishin në dispozicion. Sot çmimi është bërë i pranueshëm dhe performanca është përmirësuar ndjeshëm. Në mungesë të një radiatori në sistem, fuqia është e kufizuar nga 2.5 në 4 vat, dhe rryma e funksionimit është nga 10 në 30 amper. Efikasiteti i motorëve pa furça është shumë i lartë.

Avantazhi i dytë janë cilësimet e mekanikës. Boshti është montuar në kushineta të gjera. Nuk ka elementë të thyer dhe të fshirë në strukturë.

E vetmja pengesë është e shtrenjta njësia elektronike menaxhimit.

Konsideroni një shembull të mekanikës së një vegle makine CNC me një gisht.

Zëvendësimi i motorit të komutatorit me një motor pa furça do të mbrojë boshtin CNC nga dëmtimi. Ekziston një viduval nën bosht, i cili ka rrotullime të rrotullimit djathtas dhe majtas. Boshti CNC ka fuqi të lartë... Shpejtësia e çift rrotullues kontrollohet nga rregullatori nga testi i servo, dhe kthesat kontrollohen nga kontrolluesi automatik. Kostoja e një CNC me një gisht është rreth 4 mijë rubla.

Parimi i funksionimit

Tipari kryesor i mekanizmit është mungesa e një kolektori. Dhe magnetët e përhershëm janë instaluar në bosht, ata janë rotori. Rreth tij ka mbështjellje teli që kanë fusha të ndryshme magnetike. Dallim motorë pa furça 12 volt është sensori i kontrollit të rotorit i vendosur në të. Sinjalet dërgohen në njësinë e kontrolluesit të shpejtësisë.

Pajisja BLDC

Rregullimi i magneteve brenda statorit zakonisht përdoret për motorët dyfazorë me sasi e vogël polet. Parimi i çift rrotullues rreth statorit përdoret kur është e nevojshme të merret një motor dyfazor me rpm të ulët.

Ka katër pole në rotor. Magnetët drejtkëndëshe janë instaluar me pole të alternuara. Megjithatë, numri i poleve nuk është gjithmonë i barabartë me numrin e magneteve, i cili mund të jetë 12, 14. Por numri i poleve duhet të jetë çift. Disa magnet mund të përbëjnë një pol.

Fotografia tregon 8 magnet që formojnë 4 pole. Momenti i forcës varet nga fuqia e magneteve.

Sensorët dhe mungesa e tyre

Kontrollorët e goditjes ndahen në dy grupe: me dhe pa sensor të pozicionit të rotorit.

Forcat e rrymës aplikohen në mbështjelljet e motorit kur situatë e veçantë rotorit.Përcaktohet nga sistemi elektronik duke përdorur një sensor pozicioni. Ato vijnë në lloje të ndryshme. Një kontrollues popullor udhëtimi është një sensor diskret i efektit Hall. Një motor 3-fazor 30 volt do të përdorë 3 sensorë. Njësia elektronike ka vazhdimisht të dhëna për pozicionin e rotorit dhe drejton tensionin në kohë në mbështjelljet e kërkuara.

Një pajisje e zakonshme që ndryshon përfundimet e saj kur ndërron mbështjelljet.

Një pajisje me qark të hapur mat rrymën, shpejtësinë. Kanalet PWM janë të lidhura në pjesën e poshtme të sistemit të kontrollit.

Tre hyrje janë të lidhura me sensorin Hall. Nëse sensori Hall ndryshohet, fillon procesi i riciklimit të ndërprerjes. Për të siguruar përgjigje të shpejtë të trajtimit të ndërprerjeve, një sensor Hall është i lidhur me kunjat e poshtme të portës.

Përdorimi i një sensori pozicioni me një mikrokontrollues

Për të kursyer në faturat e energjisë elektrike, lexuesit tanë rekomandojnë "Kutinë e kursimit të energjisë elektrike". Pagesat mujore do të jenë 30-50% më pak se para përdorimit të ekonomisë. Ai heq komponentin reaktiv nga rrjeti, si rezultat i të cilit ngarkesa dhe, si rezultat, konsumi aktual zvogëlohet. Pajisjet elektrike konsumojnë më pak energji elektrike dhe kostot e pagesës për të janë ulur.

Kontrolluesi i fazës së energjisë është në zemër të bërthamës AVR, i cili siguron kontroll inteligjent të motorit DC pa furça. AVR është një çip për kryerjen e detyrave specifike.

Parimi i funksionimit të rregullatorit mund të jetë me ose pa sensor. Programi i bordit AVR zbaton:

• ndezja e motorit sa më shpejt që të jetë e mundur pa përdorur pajisje shtesë të jashtme;
• kontrolli i shpejtësisë me një potenciometër të jashtëm.

Pamje e veçuar kontroll automatik sma, përdoret në lavatriçe.

Mungesa e sensorit

Për të përcaktuar pozicionin e rotorit, është e nevojshme të matni tensionin në mbështjelljen e papërdorur. Kjo metodë i aplikueshëm kur motori rrotullohet, përndryshe nuk do të funksionojë.

ESC-të pa sensorë janë më të lehtë për t'u prodhuar, gjë që shpjegon përdorimin e tyre të gjerë.

Kontrollorët kanë karakteristikat e mëposhtme:

• vlera maksimale e rrymës konstante;
• vlera e tensionit maksimal të funksionimit;
• numri shpejtesi maksimale;
• rezistenca e ndërprerësve të energjisë;
• frekuenca e pulsit.

Kur lidhni një kontrollues, është e rëndësishme t'i mbani telat sa më të shkurtër që të jetë e mundur. Për shkak të shfaqjes së rrymave hyrëse në fillim. Nëse teli është i gjatë, mund të ndodhin gabime në përcaktimin e pozicionit të rotorit. Prandaj, kontrollorët shiten me tel 12 - 16 cm.

Kontrollorët kanë shumë cilësime të softuerit:

• kontrolli i fikjes së motorit;
• mbyllje e qetë ose e vështirë;
• frenimi dhe mbyllja e qetë;
• tejkalim i fuqisë dhe efikasitetit;
• fillim i butë, i vështirë, i shpejtë;
• kufizimi aktual;
• mënyra e gazit;
• ndryshimi i drejtimit.

Kontrolluesi LB11880 i paraqitur në figurë përmban një drejtues motori të fuqishëm pa furça, domethënë mund ta drejtoni motorin direkt në mikroqark pa drejtues shtesë.

Koncepti i frekuencës PWM

Kur çelësat janë të ndezur, ngarkesa e plotë aplikohet në motor. Njësia arrin shpejtësinë maksimale. Për të kontrolluar motorin, duhet të sigurohet një rregullator i fuqisë. Kjo është pikërisht ajo që bën modulimi i gjerësisë së pulsit (PWM).

Është vendosur frekuenca e kërkuar e hapjes dhe mbylljes së çelësave. Tensioni ndryshon nga zero në punë. Për të kontrolluar rpm, është e nevojshme të mbivendosni një sinjal PWM mbi sinjalet kryesore.

Sinjali PWM mund të gjenerohet nga pajisja në disa kunja. Ose krijoni një PWM për një çelës të veçantë me një program. Qarku bëhet më i thjeshtë. Sinjali PWM ka 4-80 kHz.

Rritja e frekuencës çon në më shumë proceset e tranzicionit, të cilat shkaktojnë nxehtësi. Lartësia e frekuencës PWM rrit numrin e kalimtarëve, kjo çon në humbje në çelësat. Një frekuencë e ulët nuk jep butësinë e dëshiruar të kontrollit.

Për të reduktuar humbjet në çelësat gjatë proceseve kalimtare, sinjalet PWM futen veçmas në çelësat e sipërm ose të poshtëm. Humbjet direkte llogariten duke përdorur formulën P = R * I2, ku P është humbja e fuqisë, R është rezistenca kryesore, I është rryma.

Më pak rezistencë minimizon humbjet dhe rrit efikasitetin.

Sistemi Arduino

Shpesh platforma kompjuterike e harduerit arduino përdoret për të kontrolluar motorët pa furça. Ai bazohet në bordin dhe mjedisin e zhvillimit në gjuhën Wiring.

Pllaka arduino përfshin një mikrokontrollues Atmel AVR dhe një lidhje elementare për programimin dhe ndërveprimin me qarqet. Pllaka ka një rregullator të tensionit. Pllaka Serial Arduino është një qark i thjeshtë përmbysës për konvertimin e sinjaleve nga një nivel në tjetrin. Programet instalohen përmes USB. Disa modele, si Arduino Mini, kërkojnë tarifë shtesë për programim.

Gjuha e programimit Arduino përdor Përpunimin standard. Disa modele arduino ju lejojnë të kontrolloni shumë serverë në të njëjtën kohë. Programet përpunohen nga procesori dhe përpilohen nga AVR.

Problemet e kontrolluesit mund të shkaktohen nga uljet e tensionit dhe mbingarkesa.

Montimi i motorit

Montimi i motorit - mekanizmi i montimit të motorit. Përdoret në instalimet e motorit. Korniza e motorit është një shufër e ndërlidhur dhe elemente kornizë. Kornizat e motorit janë të sheshta, hapësinore për sa i përket elementeve. Montimi i motorit për një motor të vetëm 30 volt ose pajisje të shumta. Qarku i fuqisë montimi i motorit përbëhet nga një grup shufrash. Montimi i motorit është i instaluar në një kombinim të elementeve të dërrasës dhe kornizës.

Motori DC pa furça është një njësi e pazëvendësueshme e përdorur si në jetën e përditshme ashtu edhe në industri. Për shembull, veglat e makinerive CNC, pajisjet mjekësore, mekanizmat e automobilave.

Motorët BLDC dallohen nga besueshmëria e tyre, parimi i funksionimit me precizion të lartë, kontrolli dhe rregullimi inteligjent automatik.