Struktura i osnovni principi istosmjernih motora bez četkica

Pregled istosmjernog motora bez četkica (BLDC)

Glavne prednosti istosmjernih motora su dobra regulacija brzine i startne karakteristike, veliki zakretni moment blokiranog rotora, te se široko koriste u raznim pogonskim uređajima i servo sustavima. Međutim, svi istosmjerni motori imaju četke i komutatore, a klizni mehanički kontakt formiran između njih ozbiljno utječe na točnost, performanse i pouzdanost motora. Stvorene iskre mogu uzrokovati radio smetnje. Skraćujući životni vijek elektromotora, komutator četkica čini strukturu istosmjernih motora složenom, bučnom i teškom za održavanje. Ljudi već dugo traže istosmjerne motore koji ne zahtijevaju četke i komutatorske uređaje.

S brzim razvojem elektroničke tehnologije i širokim usvajanjem raznih elektroničkih uređaja velike snage, ta se želja postupno ostvarila. Istosmjerni motor bez četkica koji će biti predstavljen u ovom poglavlju koristi sklopove elektroničkih prekidača i senzore položaja za zamjenu četkica i komutatora, zbog čega ovaj motor ima karakteristike istosmjernog motora. Također ima prednosti jednostavne strukture, pouzdanog rada i praktičnog održavanja AC motora; Njegova brzina više nije ograničena mehaničkom komutacijom, a ako se koriste ležajevi velike brzine, može raditi i na brzinama od nekoliko stotina tisuća okretaja u minuti.

Istosmjerni motori bez četkica (BLDC) imaju širok raspon primjena, uključujući opće istosmjerne motore, servo motore i momentne motore. Posebno su prikladni za naprednu elektroničku opremu, robote, zrakoplovnu tehnologiju, CNC uređaje, medicinsku i kemijsku industriju i druga područja visoke tehnologije. Istosmjerni motori bez četkica integriraju elektroničke sklopove s motorima i primjenjuju naprednu elektroničku tehnologiju na području motora, što će promicati ažuriranje i brži razvoj tehnologije motora.

2. Struktura BLDC i osnovni princip rada

BLDC je vrsta samokontroliranog sinkronog motora s permanentnim magnetom promjenjive frekvencije, što znači da su magnetsko polje koje generiraju njegov stator i rotor iste frekvencije, tako da BLDC ne proizvodi fenomen frekvencijske razlike kao obični indukcijski motori. Postoje razlike u BLDC između jednofaznih, 2-faznih i 3-faznih motora, a različite vrste faza određuju broj namota namota statora. Ovdje ćemo se usredotočiti na najčešće korištenu 3-fazu BLDC.

2.1 STATOR

BLDC stator izrađen je od mnogo silikonskih čeličnih limova koji su laminirani i aksijalno utisnuti, s određenim brojem zavojnica u svakom utoru koji tvore namot, kao što je prikazano na slici 2.1.1. Tradicionalno, stator BLDC-a donekle je sličan statoru indukcijskog motora, ali postoje određene razlike u raspodjeli namota statora. Većina BLDC statora ima tri namota raspoređena u zvjezdasti uzorak, od kojih je svaki sastavljen od mnogo interno povezanih čeličnih limova na određeni način. Namoti s parnim brojevima raspoređeni su oko statora kako bi formirali magnetske polove s parnim brojevima. Još jedna stvar koju treba primijetiti u vezi s povratnom elektromotornom silom je da fazne struje različitih namota također pokazuju trapezoidne i sinusoidne valne oblike. Može se zamisliti da sinusoidalni namoti rade relativno glatko u usporedbi s trapeznim namotima zbog njihovih glatkih valnih oblika. Međutim, zbog prisutnosti više namota, sinusoidalni namoti se češće koriste u bakrenoj žici u usporedbi s trapeznim namotima. Zbog različitih napona primjene, prema potrebi možemo odabrati motore bez četkica s različitim rasponima napona. Motori s naponom primjene od 48 V i nižim mogu se koristiti u automobilima, robotima, malim robotskim rukama i drugim područjima. Motori s rasponom napona od 100 V i više mogu se koristiti u specijaliziranim uređajima, automatskom upravljanju i područjima industrijske proizvodnje.