Kahulugan

Ang isang brushless DC motor ay binubuo ng isang rotor sa anyo ng isang permanenteng magnet at stator sa anyo ng polyphase armature winding. Ito ay naiiba mula sa maginoo dc motor sa tulad na hindi ito naglalaman ng mga brush at ang pag-uusap ay ginagawa gamit ang electrically, gamit ang isang elektronikong drive upang pakainin ang stator windings.

Karaniwan ang isang BLDC motor ay maaaring maitayo sa dalawang paraan- sa pamamagitan ng paglalagay ng rotor sa labas ng core at ang mga paikot-ikot sa core at isa pa sa pamamagitan ng paglalagay ng mga windings sa labas ng core. Sa dating pag-aayos, ang mga rotor magnet ay kumikilos bilang isang insulator at binawasan ang rate ng pagwawaldas ng init mula sa motor at gumana sa mababang kasalukuyang. Karaniwan itong ginagamit sa mga tagahanga. Sa huling pag-aayos, ang motor ay nagwawala ng mas maraming init, sa gayon ay nagdudulot ng pagtaas ng metalikang kuwintas nito. Ginagamit ito sa mga hard disk drive.

BLDC

4 Pagpapatakbo ng Motor ng 2 Pole 2 Phase

Ang brushless DC motor ay hinihimok ng isang elektronikong drive na lumilipat ng boltahe ng suplay sa pagitan ng paikot-ikot na stator habang lumiliko ang rotor. Ang posisyon ng rotor ay sinusubaybayan ng transducer (optikal o magnetik) na nagbibigay ng impormasyon sa elektronikong tagakontrol at batay sa posisyon na ito, natutukoy ang pag-ikot ng stator upang bigyan ng lakas. Ang electronic drive na ito ay binubuo ng mga transistors (2 para sa bawat yugto) na pinapatakbo sa pamamagitan ng isang microprocessor.

BLDC-DC

Ang magnetic field na nabuo ng mga permanenteng magnet ay nakikipag-ugnay sa patlang na sapilitan ng kasalukuyang sa windings ng stator, na lumilikha ng isang mekanikal na metalikang kuwintas. Ang electronic switching circuit o ang drive ay lilipat ng kasalukuyang supply sa stator upang mapanatili ang isang pare-pareho na anggulo ng 0 hanggang 90 degree sa pagitan ng mga umaakmang larangan. Ang mga Hall Sensor ay kadalasang naka-mount sa stator o sa rotor. Kapag ang rotor ay dumaan sa sensor ng hall, batay sa North o South Pole, bumubuo ito ng isang mataas o mababang signal. Batay sa kombinasyon ng mga signal na ito, tinukoy ang paikot-ikot na pinalakas. Upang mapanatili ang pagpapatakbo ng motor, ang magnetic field na ginawa ng mga windings ay dapat na ilipat ang posisyon, habang gumagalaw ang rotor upang abutin ang stator field.

Circuit

Sa isang 4 na poste, 2 phase brushless dc motor, isang solong sensor ng hall ang ginagamit, na naka-embed sa stator. Habang umiikot ang rotor, nadarama ng sensor ng hall ang posisyon at bumuo ng isang mataas o mababang signal, depende sa poste ng pang-akit (Hilaga o Timog). Ang sensor ng hall ay konektado sa pamamagitan ng isang risistor sa mga transistor. Kapag ang isang senyas ng mataas na boltahe ay nangyayari sa output ng sensor, ang transistor na konektado sa coil A ay nagsisimulang magsagawa, na nagbibigay ng landas para sa kasalukuyang daloy at sa gayon ay nagpapalakas ng coil A. Ang capacitor ay nagsisimulang singilin sa buong boltahe ng suplay. Kapag nakita ng sensor ng hall ang isang pagbabago sa polarity ng rotor, bubuo ito ng isang mababang signal ng boltahe sa output nito at dahil ang transistor 1 ay hindi nakakakuha ng anumang supply, nasa kondisyon ito ng cutoff. Ang boltahe na binuo sa paligid ng capacitor ay Vcc, na kung saan ay ang supply boltahe sa 2^ndang transistor, at coil B ay pinalakas ngayon, habang dumadaan dito ang kasalukuyang.

Ang mga motor ng BLDC ay naayos ang mga permanenteng magnet, na paikutin at isang nakapirming armature, inaalis ang mga problema sa pagkonekta ng kasalukuyang sa gumagalaw na armature. At posibleng mas maraming mga poste sa rotor kaysa sa stator o motor ng pag-aatubili. Ang huli ay maaaring walang permanenteng mga magnet, mga poste lamang na sapilitan sa rotor pagkatapos ay hinila sa isang pag-aayos ng mga nag-time na pag-ikot ng stator. Pinalitan ng isang elektronikong kontrol ang pagpupulong ng brush / commutator ng brushing DC motor, na patuloy na lumilipat ng yugto sa paikot-ikot na panatilihin ang motor. Gumagawa ang Controller ng paghahambing ng paghahambing ng nag-time na kapangyarihan sa pamamagitan ng paggamit ng isang solid-state circuit sa halip na ang brush / commutator system.

BLDC Motor

7 Mga kalamangan ng Brushless DC Motors

Mas mahusay na bilis kumpara sa mga katangian ng metalikang kuwintas
Mataas na pabago-bagong tugon
Mataas na kahusayan
Mahabang buhay sa pagpapatakbo dahil sa kakulangan ng mga pagkawala ng kuryente at alitan
Walang ingay na operasyon
Mas mataas na mga saklaw ng bilis

Mga Aplikasyon:

Ang halaga ng Brushless DC Motor ay tinanggihan mula nang maipakita ito, dahil sa mga pag-unlad sa mga materyales at disenyo. Ang pagbawas na ito ng gastos, kaakibat ng maraming mga puntong ito ay nasa Brush DC Motor, ginagawa ang Brushless DC Motor na isang tanyag na sangkap sa maraming mga natatanging aplikasyon. Ang mga application na gumagamit ng BLDC Motor ay kasama, ngunit hindi napipigilan sa:

Mga electronics ng consumer
Transportasyon
Pag-init at bentilasyon
Industrial Engineering
Model engineering

Prinsipyo ng Pagtatrabaho

Ang mga prinsipyo para sa pagtatrabaho ng mga motor na BLDC ay kapareho ng para sa isang brushing DC motor, ibig sabihin, ang feedback ng panloob na posisyon ng baras. Sa kaso ng isang brushing DC motor, ipinatupad ang puna gamit ang isang mechanical commutator at brushes. Sa loob ng BLDC motor, nakakamit ito gamit ang maraming mga sensor ng feedback. Sa mga motor ng BLDC karamihan ay gumagamit kami ng sensor na Hall-effect, tuwing dumadaan ang mga rotor magnetic poles malapit sa sensor ng hall, bumubuo ang mga ito ng isang HINDI o mababang antas na signal, na maaaring magamit upang matukoy ang posisyon ng baras. Kung ang direksyon ng magnetic field ay baligtad, ang boltahe na nabuo ay babaliktad din.

Pagkontrol sa isang BLDC Motor

Ang Control unit ay ipinatupad ng microelectronic ay may maraming mga pagpipilian sa high-tech. Maaari itong ipatupad gamit ang isang micro-controller, isang nakatuong micro-controller, isang hard-wired microelectronic unit, isang PLC, o katulad ng isa pang yunit.

Gumagamit pa rin ang Analog controller, ngunit hindi maaaring maproseso ang mga mensahe ng feedback at kontrolin nang naaayon. Sa ganitong uri ng mga circuit ng kontrol, posible na ipatupad ang mga algorithm ng kontrol na may mahusay na pagganap, tulad ng control ng vector, control na nakatuon sa patlang, kontrol ng mabilis na bilis na ang lahat ay nauugnay sa estado ng electromagnetic ng motor. Bukod dito ang panlabas na kontrol sa loop para sa iba't ibang mga kinakailangan sa dinamika tulad ng pag-slide ng mga kontrol sa motor, adaptive control, prediksyon control ... atbp ay ipinatupad din ayon sa kaugalian.

Bukod sa lahat ng ito, nakakahanap kami ng mataas na pagganap na PIC (Power Integrated Circuit), ASIC (Tukoy na Mga Integrated Circuits na Tinukoy ng Application) atbp. na maaaring lubos na gawing simple ang pagtatayo ng control at ang lakas na yunit ng elektronikong pareho. Halimbawa, ngayon mayroon kaming kumpletong regulator ng PWM (Pulse Width Modulation) sa isang solong IC na maaaring palitan ang buong control unit sa ilang mga system. Maaaring magbigay ng compound driver IC ang kumpletong solusyon ng pagmamaneho ng lahat ng anim na switch ng kuryente sa isang three-phase converter. Mayroong maraming mga katulad na integrated circuit na may higit pa at pagdaragdag araw-araw. Sa pagtatapos ng araw, ang pagpupulong ng system ay maaaring may kasamang isang piraso lamang ng control software sa lahat ng hardware na dumarating sa tamang hugis at form.

Ang PWM (Pulse Width Modulation) na alon ay maaaring magamit upang makontrol ang bilis ng motor. Dito ibinibigay ang average na boltahe o ang average na kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng motor ay magbabago depende sa oras ng ON at OFF ng mga pulso na nagkokontrol sa bilis ng motor ibig sabihin Ang duty cycle ng alon ang kumokontrol sa bilis nito. Sa pagbabago ng cycle ng tungkulin (ON time), mababago natin ang bilis. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga output port, mabisang mababago nito ang direksyon ng motor.

Kontrol ng bilis

Ang kontrol sa bilis ng motor na BLDC ay mahalaga para mapagana ang motor sa nais na rate. Ang bilis ng isang brushless dc motor ay maaaring makontrol sa pamamagitan ng pagkontrol sa input dc boltahe. Ang mas mataas na boltahe, mas ang bilis. Kapag ang motor ay gumagana sa normal na mode o tumatakbo sa ibaba na-rate ang bilis, ang input boltahe ng armature ay nabago sa pamamagitan ng modelo ng PWM. Kapag ang isang motor ay pinatatakbo sa itaas ng bilis na nai-rate, ang pagkilos ng bagay ay humina sa pamamagitan ng pagsulong ng kasalukuyang paglabas.

Ang kontrol sa bilis ay maaaring maging closed-loop o kontrol sa bilis ng open-loop.

Buksan ang Pagkontrol ng Bilis ng Loop - Nagsasangkot ito ng simpleng pagkontrol sa boltahe ng dc na inilapat sa mga terminal ng motor sa pamamagitan ng pagpuputol ng boltahe ng dc. Gayunpaman, nagreresulta ito sa ilang anyo ng kasalukuyang paglilimita.

Sarado ang kontrol ng Bilis ng Loop - Nagsasangkot ito ng pagkontrol sa boltahe ng suplay ng pag-input sa pamamagitan ng bilis ng feedback mula sa motor. Sa gayon ang boltahe ng suplay ay kinokontrol depende sa signal ng error.

“pagkakaiba sa pagitan ng npn at pnp transistor ”

Ang kontrol ng bilis ng closed-loop ay binubuo ng tatlong pangunahing mga bahagi.

Ang isang PWM circuit upang makabuo ng kinakailangang mga pulso ng PWM. Maaari itong maging alinman sa isang microcontroller o isang timer IC.
Isang sensing aparato upang maunawaan ang tunay na bilis ng motor. Maaari itong maging isang sensor ng epekto ng hall, isang infrared sensor, o isang optical encoder.
Isang motor drive upang makontrol ang pagpapatakbo ng motor.

Ang diskarteng ito ng pagbabago ng supply boltahe batay sa signal ng error ay maaaring maging sa pamamagitan ng disk na pamamaraan sa pagkontrol ng pid o paggamit ng malabo na lohika.

Application sa Speed Control ng Brushless DC Motor

Pagkontrol sa BLDC DC Motor

Ang operasyon ng motor ay kinokontrol gamit ang isang optocoupler at pag-aayos ng MOSFET, kung saan ang lakas ng input DC ay kinokontrol sa pamamagitan ng diskarteng PWM mula sa microcontroller. Habang umiikot ang motor, ang infrared na pinangunahan na naroroon sa baras nito ay naiilawan ng puting ilaw dahil sa pagkakaroon ng isang puting lugar sa baras nito at sumasalamin ng infrared light. Natatanggap ng photodiode ang infrared light na ito at sumasailalim ng isang pagbabago sa paglaban nito, kaya't nagdulot ng pagbabago sa boltahe ng suplay sa konektadong transistor at isang pulso ang ibinibigay sa microcontroller upang makabuo ng bilang ng mga pag-ikot bawat minuto. Ang bilis na ito ay ipinapakita sa LCD.

Ang kinakailangang bilis ay ipinasok sa keypad na naka-interfaced sa Microcontroller. Ang pagkakaiba sa pagitan ng bilis ng sensed at ang nais na bilis ay ang signal ng error at ang microcontroller ay bumubuo ng signal ng PWM ayon sa signal ng error, batay sa malabo na lohika upang maibigay ang dc power input sa motor.

Sa gayon gumagamit ng kontrol ng closed-loop, ang bilis ng motor na walang brush na DC ay maaaring makontrol at maaari itong gawin upang paikutin sa anumang nais na bilis.

Pagkikilala sa kumuha ng larawan: