Demoni motor kolektor rrymë e vazhdueshme ka një dredhje 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 trefazor i tensionit aplikohet në dredha-dredha të statorit, i cili mund të ketë një formë të ndryshme dhe formohet menyra te ndryshme... Formimi i tensioneve të furnizimit (kalimi i dredha -dredha) për motor pa furça rryma e drejtpërdrejtë prodhohet nga njësi elektronike të specializuara - kontrolluesi i motorit.

Porositni një motor pa furçanë katalogun tonë

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

Variante të mundshme dhe raste të veçanta

Motorët pa furça të disponueshëm sot vijnë në një larmi modelesh.

Me ekzekutim dredha -dredha e statorit Itshtë e mundur të dallohen motorët me një plagë dredha -dredha klasike në një bërthamë çeliku dhe motorët me një dredhje cilindrike të uritur pa një bërthamë çeliku. Një dredha -dredha klasike ka një induktancë shumë më të lartë se një dredha -dredha cilindrike, dhe, në përputhje me rrethanat, një konstante më të gjatë kohore. Për shkak të kësaj, nga njëra anë, dredha-dredha cilindrike lejon një ndryshim më dinamik të rrymës (dhe, prandaj, çift rrotullues), nga ana tjetër, kur veproni nga një kontrollues motorik duke përdorur modulim PWM me frekuencë të ulët për të zbutur valëzimin aktual , kërkohen mbytje filtrash të një vlerësimi më të madh (dhe, në përputhje me rrethanat, më të mëdha). Për më tepër, një dredha -dredha klasike, si rregull, ka një çift rrotullues magnetik të kapjes dukshëm më të lartë, si dhe një efikasitet më të ulët se një dredha -dredha cilindrike e uritur.

Një tjetër ndryshim me të cilin ndahen modele te ndryshme motorët - ky është pozicioni relativ i rotorit dhe statorit - ka motorë me një rotor të brendshëm dhe motorë me një rotor të jashtëm. Motorët e brendshëm të rotorit në përgjithësi kanë shpejtësi më të madhe dhe moment më të ulët të inercisë të rotorit sesa modelet e rotorit të jashtëm. Si rezultat, motorët e brendshëm të rotorit kanë dinamikë më të lartë. Motorët e jashtëm të rotorit shpesh kanë një çift rrotullues pak më të lartë për të njëjtin motor me diametër të jashtëm.

Dallimet nga llojet e tjera të motorëve

Dallimet nga DCT -të e kolektorëve. Vendosja e dredha -dredha në rotor bëri të mundur braktisjen e furçave dhe kolektorit dhe në këtë mënyrë të heqin qafe të lëvizshmet kontakt elektrik, e cila zvogëlon ndjeshëm besueshmërinë e DPT 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 magnetë të përhershëm. Nga njëra anë, kjo ju lejon të rriteni fuqi specifike motor pa furça, nga ana tjetër, jo për të gjitha aplikimet një shpejtësi kaq e lartë është vërtet e nevojshme

Dallimet nga motorët sinkronë me magnete të përhershëm. Motorët sinkron me magnet të përhershëm në rotor janë shumë të ngjashëm me motorët DC pa furça në dizajn, por ka një numër dallimesh. Së pari, termi motor sinkron kombinon shumë tipe te ndryshme motorë, disa prej të cilëve janë krijuar për funksionim të drejtpërdrejtë nga një rrjet standard rrymë alternative, pjesa tjetër (p.sh. servomotorët sinkron) mund të operohen vetëm nga konvertuesit e frekuencave (kontrolluesit motorikë). Motorët pa furça, megjithëse kanë një dredhje trefazore në stator, nuk lejojnë punë e drejtpërdrejtë nga tensioni i rrjetit, dhe kërkojnë domosdoshmërisht praninë e një kontrolluesi të përshtatshëm. Për më tepër, motorët sinkron supozojnë një furnizim me tension sinusoidal, ndërsa motorët pa furça lejojnë një furnizim me tension AC në formë hapi (ndërrim bllok) dhe madje supozojnë përdorimin e tij në kushtet nominale të funksionimit.

Kur nevojitet një motor pa furça?

Përgjigja për këtë pyetje është mjaft e thjeshtë - në rastet kur ka një avantazh ndaj llojeve të tjera të motorëve. Për shembull, është pothuajse e pamundur të bëhet pa një motor pa furça në aplikimet ku kërkohen shpejtësi të larta rrotullimi: mbi 10,000 rpm. Përdorimi i motorëve pa furça është gjithashtu i justifikuar në ato raste kur kërkohet një jetë e gjatë shërbimi e motorit. Në rastet kur kërkohet të përdorni 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 ingranazhesh, dhe për këtë arsye nuk do të jetë e mundur të përdoret fuqia e tyre plotësisht. Për aplikimet ku kërkohet kontrolli më i thjeshtë i motorit (pa përdorur një kontrollues motorik), një motor DC kolektor është zgjedhja natyrale.

Nga ana tjetër, në kushtet temperaturë e ngritur ose manifestohet rrezatimi i shtuar dobësi motorë pa furça - Sensorë salle. Modelet standarde të shndërruesve të efektit Hall kanë rezistencë të kufizuar ndaj rrezatimit dhe diapazonin e temperaturës së funksionimit. Nëse në një aplikim të tillë është gjithsesi 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.

Detyrë motor elektrik për të krijuar një rrotullim që drejton modele të kontrolluara me radio. Shpesh të njëjtat modele të kontrolluara me radio - modele makinash, modele avionësh, modele anije - ndryshojnë shumë nga njëri -tjetri në çmim - pothuajse 2 herë. Këto modele mund të pajisen me motorë të krehur dhe pa furça dhe guvernatorë përkatës. Ju duhet të kuptoni se cilin motor të zgjidhni.

Ekzistojnë 2 lloje kryesore të motorëve elektrikë të përdorur në modelet RC: të krehura dhe pa furça.

(krehur, krehur) janë më të lira, por modelet me motorë të tillë zhvillojnë më pak shpejtësi dhe motorë të tillë janë më pak të besueshëm.

Karakteristika përcaktuese e motorëve të kolektorit është prania e montimit të koleksionit të furçave, i cili siguron lëvizjen e modelit të kontrolluar nga radio. Dallimi kryesor i jashtëm midis një motori të krehur dhe një motori pa furça është se ai ka dy tela në vend të tre. Motori i kolektorit përbëhet nga një pjesë lëvizëse - një rotor dhe një pjesë fikse - një stator (trup). Kolektori është një grup kontaktesh të vendosura në rotor dhe furçat janë kontakte rrëshqitëse të vendosura jashtë rotorit dhe të shtypura kundër kolektorit. Rotori me mbështjellje rrotullohet brenda statorit. Furçat përdoren për të transferuar energjinë elektrike në mbështjelljet e mbështjelljeve të rotorit rrotullues. Motorët e zakonshëm të krehur kanë vetëm dy tela (pozitivë dhe negativë) që lidhin motorin me kontrolluesin e shpejtësisë.

Motorët e krehur të përdorur në modelet RC janë me energji DC. Për shembull, duke aplikuar tensionin e duhur në dy telat e motorit nga një burim i rrymës direkte, për shembull, një bateri ose akumulator konvencional, ne e vendosim boshtin e motorit në lëvizje. Qarku rregullator për motorin e kolektorit është i thjeshtë, gjë që gjithashtu zvogëlon koston e një konfigurimi të tillë. Rotori i motorit përshpejton fushën magnetike të krijuar në mbështjellje. Madhësia e kësaj fushe varet nga tensioni i aplikuar në mbështjellje, sa më e madhe të krijohet fusha magnetike, aq më shpejt rotori do të rrotullohet. Motori zakonisht tregon numrin e rrotullimeve të mbështjelljes së motorit, sa më i ulët të jetë numri, aq më e lartë është shpejtësia rrotulluese e boshtit të motorit.
Ndër avantazhet e motorëve të krehur modele të kontrolluara nga radio mund të dallohen: madhësia e vogël, pesha, si dhe relativisht çmim i ulët... Prandaj, ky lloj motori përdoret më shpesh në nivelet e shkurtimit të buxhetit modele ose në modele niveli i hyrjes... Nëse flasim për besueshmërinë e një motori kolektori, atëherë është shumë inferior ndaj atij pa furça. Me gjithë thjeshtësinë e tyre, ata kanë një pengesë të madhe - një burim të kufizuar. Prania e një njësie mbledhëse furçash nënkupton sistemi mekanik kontakte të lëvizshme, domethënë punë mekanike furçat dhe kolektori mund të çojnë në ndezje kur mbinxehen dhe veshin shpejt kur kushte të pafavorshme funksionimi (lagështia, papastërtia, pluhuri). Në procesin e funksionimit të motorëve kolektorë, ndodh konsumimi gradual furça grafit dhe metali i kolektorit, mbi të cilin rrëshqasin furçat dhe herët a vonë ato dështojnë. Para fillimit të funksionimit të modelit, këshillohet që të punoni në motor me një ngarkesë të zvogëluar në mënyrë që furçat të fërkohen siç duhet kundër kolektorit. Me funksionimin agresiv (ndoshta 2 gara) ose funksionimin afatgjatë të modelit, zëvendësimi i motorit të kolektorit është një dukuri e shpeshtë dhe e zakonshme.

Motorë pa furça(pa furça, pa furça) - më e shtrenjtë, por e aftë të zhvillohet shpejtësi e madhe si dhe më rezistente ndaj konsumit. I pajisur me një sistem të përparuar pa furça, modeli funksionon më shpejt dhe më gjatë.

Efikasitet i lartë (koeficienti veprim i dobishem) dhe rezistenca ndaj konsumit arrihet për shkak të mungesës së një montimi të koleksionit të furçave. Motorët pa furça janë më të fuqishëm se motorët e krehur me të njëjtën madhësi. Dallimi kryesor i jashtëm motor pa furça nga kolektori është prania e tre telave në vend të dy. Në një motor pa furça, pjesa lëvizëse është vetëm statori (strehimi) me magnet të përhershëm, dhe pjesa e palëvizshme është rotori me një dredhje trefazore. Ndërrimi i dredha -dredha ndodh për shkak të relativisht kompleksit qark elektronik- një rregullator.

Motori pa furça drejtohet nga rryma alternative trefazore, prandaj, për funksionimin e tyre, kërkohet një kontrollues i veçantë i shpejtësisë (rregullator), i cili konverton rrymën direkte nga bateria në rrymë alternative. Si motori pa furça ashtu edhe rregullatori për motorin pa furça kanë një dizajn më kompleks, ku kostoja rritet.

Motorët e përdorur në modele kanë një strehë të mbyllur, gjë që i bën ata rezistent ndaj lagështirës, ​​pluhurit, papastërtisë. Mund të themi se motorët pa furça praktikisht nuk lodhen. Vetëm kushinetat mund të lodhen. Mënyra e vetme për të thyer një motor është në një përplasje. Ju gjithashtu mund të digjni kontrolluesin - si çdo rregullator, por nëse ka mbrojtje aktuale në kontrollues, ai gjithashtu do të zgjasë një kohë të gjatë.

Vlerat e Performancës Motorike për Modelet RC

Përveç ndarjes në kolektor dhe pa furça, motorët ndahen sipas karakteristikave të mëposhtme të rëndësishme: fuqia, KV, tensioni, rryma maksimale.

Sipas madhësisë... Për një motor kolektor - kjo karakteristikë quhet një klasë, ku një numër, për shembull, 280, 300,400, 480, 500, 600, 650, 700, 720, 820, 900, tregon gjatësinë e strehimit të motorit. Ekziston një grup klasash.
Shembull: klasa e një motori përcaktohet nga gjatësia e tij - nëse po flasim për një motor të klasës 400, atëherë po flasim për një motor me një gjatësi të trupit 400 mm. Një karakteristikë e rëndësishme e motorëve pa furça është madhësia e tij - gjatësia dhe gjerësia. Dallimi në madhësi jep një ide për fuqinë e motorit pa furça. Sa më e madhe të jetë madhësia, aq më e lartë është fuqia.
Shembull: Motori 4274 do të thotë:
diametri - 42 mm,
gjatësia - 74 mm.
Për shembull, një motor i kësaj madhësie është një nga më të fuqishmit dhe do të përshtatet me një makinë të shkallës 1: 8.

Fuqia motor (fuqi, vat) - përcakton punën që motori mund të kryejë në një njësi të kohës. Më së shumti karakteristikë e rëndësishme motorike. Duke ditur fuqinë, mund të përcaktoni ngarkesa maksimale të cilat motori mund t’i përballojë sipas formulës.
Fuqia (Watt) = Tensioni i furnizimit (Volt) * Rryma (Amper).
Duke ditur fuqinë, ju mund të zgjidhni baterinë dhe rregullatorin sipas rrymës maksimale të marrë nga formula.

Qarkullimet, rev / V (KV, RPM) - revolucionet për volt.
Një parametër i rëndësishëm tregon shpejtësinë e rrotullimit të boshtit të motorit. RPM përcaktohet nga numri i rrotullimeve në minutë, me fjalë të tjera, sa shpejt rrotullohet motori. Shpejtësia e rotorit, e matur në KV. Pra, është zakon të tregohet raporti i raportit të shpejtësisë së rrotullimit të motorit (rpm) me tensionin e furnizimit të motorit (V). Përafërsisht, kV tregon se sa shpejt do të rrotullohen motorë të ndryshëm në të njëjtin tension.
Shpejtësia maksimale = KV * Tensioni i furnizimit me energji motorike.
Për shembull: një motor 980KV i mundësuar nga 11.1V nga një bateri do të rrotullohet në 980 x 11.1 = 10878 rpm pa ngarkesë.
Leximi aktual mund të përfaqësojë rrymën maksimale të vazhdueshme dhe vlerat kufi rryma që mund të furnizohet me motor. Kur zgjidhni një bateri dhe një rregullator, zgjidhni ato që tregojnë vlerat e rrymës maksimale të vazhdueshme të barabartë ose më të madhe se vlerat e rrymës në motor.
Për modele te ndryshme, ingranazhet dhe helikat e ndryshme të përdorura, kV e kërkuar e motorit zgjidhet dhe llogaritet individualisht. Ky parametër mund të përdoret për të zgjedhur aplikimin e motorit, baterisë dhe helikës. Pra, motorët me një KV më të madhe se 2000, si rregull, përdoren në helikopterë ose në modele me shpejtësi të lartë. Një motor i lartë KV mund të përdoret me më pak bateri dhe është më efikas me një helikë më të vogël. Motorët e kësaj klase përdoren më shpesh në krahët fluturues. Motorët me një KV më të ulët ju lejojnë të vendosni bateri me një numër të madh qelizash, duke fituar kështu pak peshë, por duke rritur kohëzgjatjen e fluturimit - jo në kurriz të kapacitetit, por duke zvogëluar rrymat maksimale gjatë së njëjtës punë të kryer nga motori. Sa më i lartë KV i motorëve, aq më kompakt duhet të jenë helikat. Vidhat nuk janë madhësi e madhe siguroni më shumë shpejtësi e lartë por zvogëlojnë efikasitetin. Një konfigurim me helikë të mëdhenj dhe, në përputhje me rrethanat, motorë me një KV më të ulët është më e lehtë për të bërë fluturim të qëndrueshëm, ai përdor më pak energji dhe ju lejon të ngrini më shumë masë.
KV është një karakteristikë domethënëse për motorët pa furça. Me motorët kolektorë, KV zakonisht nuk shikohet. Nëse modeluesi ka vendosur të zëvendësojë motorin e kolektorit, ai zakonisht ndryshon në të njëjtin.

Tensioni furnizimi me energji elektrike, V (numërimi i qelizave, volt)
Tensioni në të cilin është përshtatur motori. Përcakton numrin e qelizave të baterisë që mund të përdoren me motor. Kur tejkalohet, jeta e motorit zvogëlohet ndjeshëm.
Për shembull, ka motorë me tensione funksionimi prej 4.8 volt, 6 volt dhe 7.2 volt. Këta numra tregojnë se me sa qeliza të baterisë është krijuar ky motor për të punuar. Tensioni në një qelizë të një baterie NiMH (nikel hidride) është 1.2 volt - një motor me një tension pune prej 4.8 volt është krijuar për të funksionuar nga një bateri me 4 qeliza. Këto shifra janë të përafërta, motorët janë të aftë të punojnë në tensione të rritura.
Tensioni dhe KV janë të lidhur.

Efikasitet maksimal,% (efikasiteti maksimal)
Efikasiteti është sasia e energjisë në të cilën motori përkthehet drejtpërdrejt punë e dobishme... Sa më i lartë aq më mirë.

Sipas modelit, motorët pa furça ndahen në dy grupe: inrunner dhe outrunner. Kjo karakteristikë flet për tiparet e projektimit motorike.
Motorët Përthyes kanë mbështjellje të vendosura në sipërfaqen e brendshme të strehimit dhe një rotor magnetik që rrotullohet brenda. Shumica e modeleve të makinave dhe varkave RC kërkojnë një motor Inrunner pa furça.
Motorët Mbizotërues kanë dredha -dredha të palëvizshme, brenda motorit, rreth të cilave trupi rrotullohet me magnet të përhershëm të vendosur në murin e tij të brendshëm, domethënë, pjesa e jashtme e motorit rrotullohet në dalje. Përparësitë zgjidhen për modelet e avionëve, pasi, për shkak të modelit të tyre, ato ftohen më mirë dhe kanë më shumë ndryshime në mënyrën e bashkimit. Motorët dalës kanë Kilovolt më të ulët, që do të thotë se ata punojnë me një shpejtësi më të ulët, por me më shumë çift rrotullues. Zakonisht fuqia e Outrunners nuk përcaktohet nga dimensionet e jashtme... Mbizotëruesit, për shkak të modelit të tyre, lejojnë përdorimin e një numri më të madh të shtyllave magnetike.

Numri i poleve të magneteve të përdorura në motorët pa furça mund të jenë të ndryshme.
Nga numri i shtyllave, mund të gjykoni çift rrotullues dhe shpejtësinë e motorit. Motorët me rotorë me dy pole kanë shpejtësia më e lartë rrotullimi në çift rrotullues më të ulët. Motorët me më shumë shtylla kanë shpejtësi më të ulët rrotulluese, por çift rrotullues më të lartë.

Gjithashtu motorët pa furça janë ndijor dhe pa sensorë.
Shqisore më mirë pasi sensori jep më shumë funksionim i qetë motor, fillim i shpejtë dhe i qetë, përdorim më racional i energjisë.

Motorë pa furça

Motorët elektrikë pa furça (pa furça) erdhën në modelim relativisht kohët e fundit, në 5-7 vitet e fundit. Ndryshe nga motorët kolektorë, ato mundësohen nga rryma alternative trefazore. Motorët pa furça funksionojnë me efikasitet në një gamë më të gjerë të rpm dhe kanë më shumë efikasitet të lartë... Në të njëjtën kohë, dizajni i motorit është më i thjeshtë, nuk ka një montim furçash dhe nuk ka nevojë për mirëmbajtja... Mund të themi se motorët pa furça praktikisht nuk lodhen. Kostoja e motorëve pa furça është pak më e lartë se ato të krehura. Kjo është për shkak të faktit se të gjithë motorët pa furça janë të pajisur me kushineta dhe, si rregull, janë me cilësi më të mirë. Edhe pse, hendeku i çmimeve midis të mirës motor kolektor dhe një motor pa furça i së njëjtës klasë nuk është aq i madh.

Sipas modelit, motorët pa furça ndahen në dy grupe: inrunner (shqiptohet "inrunner") dhe outrunner (shqiptohet "outrunner"). Motorët e grupit të parë kanë dredha -dredha të vendosura përgjatë sipërfaqes së brendshme të strehimit dhe një rotor magnetik që rrotullohet brenda. Motorët e grupit të dytë - "outrunners", kanë dredha -dredha fikse brenda motorit, rreth të cilit një trup rrotullohet me magnet të përhershëm të vendosur në murin e tij të brendshëm. Numri i poleve të magnetëve të përdorur në motorët pa furça mund të ndryshojë. Nga numri i shtyllave, mund të gjykoni çift rrotullues dhe shpejtësinë e motorit. Motorët me rotorë me dy pole kanë shpejtësinë më të madhe të rrotullimit me çift rrotullues më të ulët. Sipas modelit, këta motorë mund të jenë vetëm "internues". Këta motorë shpesh shiten tashmë të montuar mbi to. kuti ingranazhesh planetare, meqenëse revolucionet e tyre janë shumë të larta për rrotullimin e drejtpërdrejtë të helikës. Ndonjëherë motorë të tillë përdoren pa një kuti ingranazhi - për shembull, ato vendosen në modelet e avionëve të garave. Motorët me më shumë shtylla kanë shpejtësi më të ulët rrotulluese, por çift rrotullues më të lartë. Këta motorë lejojnë përdorimin e helinave me diametër të madh pa pasur nevojë për kuti ingranazhesh. Në përgjithësi, helikë me diametër të madh, zhurmë të vogël, në rpm relativisht të ulët, japin shumë shtytje, por tregoni modelit shpejtësi të ulët, ndërsa helikat me diametër të vogël me një hap të madh të ndezur rrotullime të larta sigurojnë shpejtësi të lartë me shtytje relativisht të ulët. Kështu, motorët me shumë pole janë ideale për modelet që kanë nevojë për një raport të lartë shtytje ndaj peshës, dhe dy pole pa kuti ingranazhi janë ideale për modelet me shpejtësi të lartë. Për një përzgjedhje më të saktë të motorit dhe helikës në një model të caktuar, ju mund të përdorni program special MotoCalc.

Meqenëse motorët pa furça mundësohen nga rryma alternative, për funksionimin ata kanë nevojë për një kontrollues të veçantë (rregullator) që konverton rrymën direkte nga bateritë në rrymë alternative. Rregullatorët për motorët pa furça janë pajisje të programueshme që ju lejojnë të kontrolloni gjithçka në jetën tuaj. parametra të rëndësishëm motorri. Ato lejojnë jo vetëm të ndryshojnë shpejtësinë dhe drejtimin e motorit, por edhe të sigurojnë, në varësi të nevojës, të lëmuar ose fillim i papritur, kufizimi maksimal i rrymës, funksioni i "frenimit" dhe një sërë akordimesh të tjera të shkëlqyera të motorit për nevojat e modeluesit. Për të programuar rregullatorin, pajisjet përdoren për ta lidhur atë me një kompjuter, ose në kushtet e terrenit kjo mund të bëhet duke përdorur një transmetues dhe një kërcyes të veçantë.

Ka shumë prodhues të motorëve pa furça dhe rregullatorë për ta. Motorët pa furça gjithashtu ndryshojnë shumë në dizajn dhe madhësi. Per me teper, prodhim vetjak Motorët pa furça të bazuar në pjesë nga disqet CD dhe motorët e tjerë industrialë pa furça janë bërë mjaft të zakonshëm vitet e fundit. Ndoshta për këtë arsye, motorët pa furça sot nuk kanë as një përafërsi të tillë klasifikimi i përgjithshëm si vëllezërit koleksionistë. Le të përmbledhim shkurtimisht. Sot, motorët e krehur përdoren kryesisht në modele të lira hobi, ose modele sportive niveli i hyrjes. Këta motorë janë të lirë, të lehtë për t'u përdorur dhe ende përbëjnë llojin më të zakonshëm të motorëve elektrikë në model. Ata po zëvendësohen me motorë pa furça. Faktori i vetëm kufizues është çmimi i tyre. Së bashku me guvernatorin, një motor pa furça kushton 30-70% më shumë. Sidoqoftë, çmimet për elektronikën dhe motorët po bien, dhe është vetëm çështje kohe para zhvendosjes graduale të motorëve kolektorë nga industria e modelimit.

AVR492: Kontrolli i motorit DC pa furça me AT90PWM3

Karakteristikat dalluese:

• Informacion i përgjithshëm në lidhje me motorin BLDC
• Përdor një kontrollues të fazës së fuqisë
• Zbatimi i harduerit
• Shembull i kodit të programit

Prezantimi

Ky shënim i aplikacionit përshkruan se si të zbatoni një kontrollues të motorit DC pa furça (motori BLDC) duke përdorur sensorë pozicioni të bazuar në mikrokontrolluesin AT90PWM3 AVR.

Bërthama AVR e mikrokontrolluesit me performancë të lartë, e cila përmban kontrolluesin e fazës së fuqisë, lejon zbatimin e një pajisjeje të kontrollit të motorit DC pa furça me shpejtësi të lartë.

Ky dokument jep një përshkrim të shkurtër se si funksionon. motor pa furça rryma direkte, dhe në detaje merret parasysh kontrolli i motorit BLDC në modalitetin e prekjes, si dhe një përshkrim të diagram skematik modeli referues i ATAVRMC100 mbi të cilin bazohet ky shënim aplikimi.

Diskutohet gjithashtu një zbatim softuerësh me një lak kontrolli të zbatuar nga softueri i bazuar në një kontrollues PID. Për të kontrolluar procesin e ndërrimit, supozohet se përdoren vetëm sensorë të pozicionit të bazuar në efektin Hall.

Parimi i funksionimit

Fushat e aplikimit të motorëve BLDC po rriten vazhdimisht, gjë që shoqërohet me një numër avantazhesh të tyre:

1. Mungesa e një asambleje të shumëfishtë, e cila thjeshton ose madje eliminon mirëmbajtjen.
2. Duke gjeneruar më shumë nivel i ulët zhurma akustike dhe elektrike në krahasim me motorët e furçës universale DC.
3. Aftësia për të punuar në mjedise të rrezikshme (me produkte të ndezshme).
4. Raporti i mirë i karakteristikave të peshës dhe madhësisë dhe fuqisë ...

Motorët e këtij lloji karakterizohen nga një inerci e vogël e rotorit, sepse mbështjelljet janë të vendosura në stator. Komutimi kontrollohet në mënyrë elektronike. Momentet e ndërrimit përcaktohen ose nga informacioni nga sensorët e pozicionit, ose duke matur emf -në e pasme të krijuar nga mbështjelljet.

Kur kontrollohet duke përdorur sensorë, motori BLDC zakonisht përbëhet nga tre pjesë kryesore: statori, rotori dhe sensorët Hall.

Statori i një motori klasik trefazor BLDC përmban tre mbështjellje. Në shumë motorë, mbështjelljet ndahen në disa seksione për të zvogëluar valëzimin e çift rrotullues.

Figura 1 tregon diagramin e qarkut ekuivalent të statorit. Përbëhet nga tre mbështjellje, secila prej të cilave përmban tre elementë të lidhur në seri: induktancë, rezistencë dhe emf të kundërt.

Rotori motorik BLDC përbëhet nga një numër çift magnetësh të përhershëm. Numri i shtyllave magnetike në rotor gjithashtu ndikon në madhësinë e hapit dhe valëzimin e çift rrotullues. Si sasi të madhe polet, the madhësi më të vogël hapi i rrotullimit dhe valëzimi më i vogël i çift rrotullues. Mund të përdoren magnet të përhershëm me 1..5 palë pole. Në disa raste, numri i çifteve të shtyllave rritet në 8 (Figura 2).

Dredha -dredha janë instaluar përgjithmonë dhe magneti rrotullohet. Rotori BLDC karakterizohet nga një peshë më e lehtë në krahasim me rotorin konvencional motor universal rrymë direkte, në të cilën mbështjelljet janë të vendosura në rotor.

Sensori i sallës

Tre sensorë Hall janë ndërtuar në strehimin e motorit për të vlerësuar pozicionin e rotorit. Sensorët janë instaluar në një kënd prej 120 ° me njëri -tjetrin. Me ndihmën e këtyre sensorëve është e mundur të kryhen 6 ndërrime të ndryshme.

Ndërrimi i fazës varet nga gjendja e sensorëve të Hall.

Furnizimi i tensioneve të furnizimit me mbështjelljet ndryshon pas ndryshimit të gjendjeve të daljeve të sensorëve të Hall. Në ekzekutimi i saktë ndërrim i sinkronizuar, çift rrotullimi mbetet afërsisht konstant dhe i lartë.

Ndërrimi i fazës

Për të thjeshtuar përshkrimin e funksionimit të një motori trefazor BLDC, ne do të shqyrtojmë vetëm versionin e tij me tre mbështjellje. Siç u tregua më herët, ndërrimi i fazës varet nga vlerat e daljes së sensorëve të Hall. Kur voltazhi zbatohet saktë në mbështjelljet e motorit, krijohet një fushë magnetike dhe fillon rrotullimi. Më e zakonshme dhe në mënyrë të thjeshtë Kontrolli i kalimit i përdorur për të kontrolluar motorin BLDC është një qark i fikur ku dredha-dredha ose është përcjellëse ose jo. Vetëm dy mbështjellje mund të aktivizohen në të njëjtën kohë, ndërsa e treta mbetet e shkëputur. Lidhja e mbështjelljeve me binarët e energjisë shkakton rrjedhje rryme elektrike. Kjo metodë quhet kalimi trapezoidal ose ndërrimi i bllokut.

Një kaskadë energjie e përbërë nga 3 gjysmë ura përdoret për të kontrolluar motorin BLDC. Diagrami i fazës së fuqisë është treguar në Figurën 4.

Sipas vlerave të lexuara të sensorëve Hall, përcaktohet se cilët çelësa duhet të mbyllen.

Publikuar më 03/19/2013

Me këtë artikull, unë filloj një seri botimesh mbi motorët DC pa furça. Unë do ta përshkruaj atë në një gjuhë të arritshme informacion i pergjithshem, pajisje, algoritme të kontrollit të motorit pa furça. Do të merret parasysh tipe te ndryshme motorët, jepen shembuj të përzgjedhjes së parametrave të rregullatorëve. Unë do të përshkruaj pajisjen dhe algoritmin e rregullatorit, metodën për zgjedhjen e çelsave të energjisë dhe parametrat kryesorë të rregullatorit. Përfundimi logjik i publikimeve do të jetë skema rregullatore.

Motorët pa furça janë bërë të përhapur për shkak të zhvillimit të elektronikës dhe, në veçanti, për shkak të shfaqjes së çelsave të lira të tranzistorit të energjisë. Shfaqja e magneteve të fuqishëm neodymium gjithashtu luajti një rol të rëndësishëm.

Sidoqoftë, motori pa furça nuk duhet të konsiderohet një risi. Ideja e një motori pa furça daton në agimin e energjisë elektrike. Por, për shkak të mos disponueshmërisë së teknologjisë, ajo priti deri në vitin 1962, kur u shfaq motori i parë komercial DC pa furça. Ato Për më shumë se gjysmë shekulli, ka pasur zbatime të ndryshme serike të këtij lloji të makinës elektrike!

Pak terminologji

Motorët DC pa furça quhen gjithashtu motorë pa furça, në literaturën e huaj BLDCM (BrushLes Direct Current Motor) ose PMSM (Motor sinkron me magnet të përhershëm).

Strukturisht, një motor pa furça përbëhet nga një rotor me magnet të përhershëm dhe një stator me mbështjellje. Unë tërheq vëmendjen tuaj për faktin se në një motor kolektori, përkundrazi, dredha -dredha janë në rotor. Prandaj, më tej në tekst, rotori është magneti, statori është dredha -dredha.

Një rregullator elektronik përdoret për të kontrolluar motorin. Në literaturën e huaj Speed ​​Controller ose ESC (Kontrolli elektronik i shpejtësisë).

Çfarë është një motor pa furça?

Zakonisht njerëzit, kur përballen me diçka të re, kërkojnë analogji. Ndonjëherë dikush dëgjon frazat "mirë, është si një sinkron", ose edhe më keq, "duket si një hap-hap". Meqenëse shumica e motorëve pa furça janë trefazorë, kjo është edhe më konfuze, duke çuar në keqkuptimin se rregullatori po ushqen motorin me rrymë AC 3-fazore. Të gjitha sa më sipër janë vetëm pjesërisht të vërteta. Fakti është se të gjithë motorët mund të quhen sinkronë përveç atyre asinkronë. Të gjithë motorët DC janë vetë-sinkronizues të motorëve sinkronë, por parimi i tyre i funksionimit është i ndryshëm nga motorët sinkron AC, të cilët nuk janë të vetë-sinkronizuar. Si një motor stepper pa furça, ndoshta do të jetë në gjendje të funksionojë gjithashtu. Por këtu është gjëja: një tullë, ajo gjithashtu mund të fluturojë ... edhe pse jo larg, sepse nuk është menduar për këtë. Si motor stepper motori i valvulave është më i përshtatshëm.

Le të përpiqemi të kuptojmë se çfarë është një motor aktual i furçave. Në këtë frazë, përgjigjja është mbuluar tashmë - ky është një motor DC pa një kolektor. Funksionet e kolektorit kryhen nga elektronika.

Avantazhet dhe disavantazhet

Një asamble mjaft komplekse, e rëndë dhe me gaz - kolektori - hiqet nga modeli i motorit. Dizajni i motorit është thjeshtuar shumë. Motori është më i lehtë dhe më kompakt. Humbjet e ndërrimit zvogëlohen ndjeshëm ndërsa kontaktet e kolektorit dhe furçës zëvendësohen çelësat elektronikë... Si rezultat, marrim një motor elektrik me performanca më e mirë Treguesi i efikasitetit dhe fuqisë për kilogram të peshës së vdekur, me më së shumti gamë të gjerë ndryshimet në shpejtësinë e rrotullimit. Në praktikë, motorët pa furça funksionojnë më të ftohtë se sa homologët e tyre të krehur. Vazhdoni ngarkesë e rëndë nga momenti Përdorimi i magneteve të fuqishëm neodymium i ka bërë motorët pa furça edhe më kompakt. Dizajni i motorit pa furça lejon që ai të operohet në ujë dhe mjedise gërryese (natyrisht, vetëm motori, rregullatori do të jetë shumë i shtrenjtë për tu lagur). Motorët pa furça nuk krijojnë praktikisht asnjë ndërhyrje në radio.

E vetmja pengesë konsiderohet komplekse dhe e shtrenjtë njësia elektronike kontroll (rregullator ose ESC). Sidoqoftë, nëse doni të kontrolloni shpejtësinë e motorit, nuk ka asnjë mënyrë për të bërë pa elektronikë. Nëse nuk keni nevojë të kontrolloni rpm të një motori pa furça, nuk mund të bëni pa një njësi kontrolli elektronik. Një motor pa furça pa pajisje elektronike është vetëm një pjesë e pajisjeve. Nuk ka asnjë mënyrë për të aplikuar tension në të dhe për të arritur rrotullimin normal si motorët e tjerë.

Çfarë ndodh në një guvernator të motorit pa furça?

Për të kuptuar se çfarë po ndodh në elektronikën e rregullatorit që kontrollon motorin pa furça, le të kthehemi pak mbrapa dhe së pari të kuptojmë se si funksionon motori komutator. Nga kursi i fizikës shkollore, ne kujtojmë se si vepron një fushë magnetike në një kornizë me një rrymë. Korniza me rrymën rrotullohet në një fushë magnetike. Për më tepër, nuk rrotullohet vazhdimisht, por rrotullohet në një pozicion të caktuar. Në mënyrë që të ndodhë rrotullimi i vazhdueshëm, është e nevojshme të ndryshoni drejtimin e rrymës në kornizë, në varësi të pozicionit të kornizës. Në rastin tonë, korniza me rrymën është dredha -dredha e motorit, dhe komutatori është i angazhuar në ndërrim - një pajisje me furça dhe kontakte. Pajisja e motorit më të thjeshtë, shihni figurën.

Elektronika që kontrollojnë motorin pa furça bëjnë të njëjtën gjë - në momentet e duhura lidh tensionin DC me mbështjelljet e nevojshme të statorit.

Sensorët e pozicionit, motorët pa sensorë

Nga sa më sipër, është e rëndësishme të kuptohet se tensioni duhet të aplikohet në mbështjelljet e motorit në varësi të pozicionit të rotorit. Prandaj, elektronika duhet të jetë në gjendje të përcaktojë pozicionin e rotorit të motorit. . Për këtë, përdoren sensorë të pozicionit. Ata mund të jenë tipe te ndryshme, optike, magnetike, etj. Aktualisht, sensorët diskrete të efektit Hall (p.sh. SS41) janë shumë të zakonshëm. Motori 3-fazor pa furça përdor 3 sensorë. Falë sensorëve të tillë, njësia e kontrollit elektronik e di gjithmonë se në çfarë pozicioni është rotori dhe në cilat mbështjellje të aplikojë tension në çdo kohë të caktuar. Më vonë, do të merret parasysh algoritmi i kontrollit për një motor trefazor pa furça.

Ka motorë pa furça që nuk kanë sensorë. Në motorë të tillë, pozicioni i rotorit përcaktohet duke matur tensionin në atë të papërdorur ky moment dredha -dredha e kohës. Këto metoda gjithashtu do të diskutohen më vonë. Ju duhet t'i kushtoni vëmendje një pike thelbësore: kjo metodë është e rëndësishme vetëm kur motori po rrotullohet. Kur motori nuk rrotullohet ose rrotullohet shumë ngadalë, kjo metodë nuk funksionon.

Në cilat raste përdoren motorë pa furça me sensorë, dhe në cilat raste pa sensorë? Cili është ndryshimi midis tyre?

Motorët e koduesit të pozicionit preferohen me pika teknike vizion. Algoritmi i kontrollit për motorë të tillë është shumë më i thjeshtë. Sidoqoftë, ka edhe disavantazhe: kërkohet të sigurohet energji për sensorët dhe instalime elektrike nga sensorët në motor tek elektronika e kontrollit; në rast të dështimit të njërit prej sensorëve, motori ndalon së punuari, dhe zëvendësimi i sensorëve, si rregull, kërkon çmontimin e motorit.

Në rastet kur është strukturisht e pamundur të vendosni sensorë në strehimin e motorit, përdoren motorë pa sensorë. Strukturisht, motorë të tillë praktikisht nuk ndryshojnë nga motorët me sensorë. Por njësia elektronike duhet të jetë në gjendje të kontrollojë motorin pa sensorë. Në këtë rast, njësia e kontrollit duhet të plotësojë karakteristikat model specifik motorri.

Nëse motori duhet të fillojë me një ngarkesë të konsiderueshme në boshtin e motorit (automjete elektrike, mekanizma ngritës, etj.), Përdoren motorë me sensorë.
Nëse motori fillon pa ngarkesë në bosht (ventilimi, helikë ajri, përdoret një tufë centrifugale, etj.), Mund të përdoren motorë pa sensorë. Mos harroni: motori pa sensorë pozicioni duhet të fillojë pa ngarkesë në bosht. Nëse ky kusht nuk plotësohet, duhet të përdoret një motor me sensorë. Për më tepër, në momentin e fillimit të motorit pa sensorë, luhatjet rrotulluese të boshtit të motorit janë të mundshme në anët e ndryshme... Nëse kjo është kritike për sistemin tuaj, përdorni një motor me sensorë.

Tre faza

Janë blerë motorë trefazorë pa furça më e përhapur... Por ato mund të jenë një, dy, tre ose më shumë faza. Sa më shumë faza, aq më e qetë është rrotullimi i fushës magnetike, por edhe më kompleks sistemi i kontrollit motorik. Sistemi 3-fazor është më optimali për sa i përket raportit efikasitet / kompleksitet, prandaj është bërë kaq i përhapur. Më tej, vetëm një skemë trefazore do të konsiderohet, si më e zakonshme. Në fakt, fazat janë mbështjelljet e motorit. Prandaj, nëse thoni "tre dredha-dredha", mendoj se do të jetë gjithashtu e saktë. Tre mbështjelljet janë të lidhura me yll ose delta. Një motor trefazor pa furça ka tre tela - drejtime dredha -dredha, shihni figurën.

Motorët me kodues kanë 5 tela shtesë (2-furnizim të sensorëve të pozicionit dhe 3 sinjale nga sensorë).

Në një sistem trefazor, tensioni aplikohet në dy nga tre mbështjelljet në çdo kohë të caktuar. Kështu, ekzistojnë 6 mundësi për aplikimin e tensionit DC në mbështjelljet e motorit, siç tregohet në figurën më poshtë.