Motoare electrice fără perii: principiul de funcționare, controlul motoarelor electrice fără perii. Un motor fără perii cu mâinile proprii

Motoarele electrice fără perii sunt utilizate în echipamente medicale, modelare aeronave, operatori de conducte de conducte de petrol, precum și în multe alte industrii. Dar au propriile neajunsuri, trăsături, precum și avantaje, care uneori joacă un rol-cheie în proiectarea diverselor dispozitive. Cu toate acestea, astfel de motoare electrice ocupă o nișă relativ mică în comparație cu mașinile asincrone de curent alternativ.

Caracteristicile motoarelor electrice

Unul dintre motivele pentru care designerii sunt interesați de motoare electrice fără perii este nevoia de motoare de mare viteză cu dimensiuni reduse. Aceste motoare au o poziționare foarte precisă. În proiectare există un rotor mobil și un stator staționar. Pe rotor există un magnet permanent sau mai multe, aranjate într-o anumită ordine. Statorul conține de asemenea bobine care creează un câmp magnetic.

Trebuie remarcat încă o caracteristică - motoarele electrice fără perii pot avea o ancoră amplasată atât în ​​interior cât și în exterior. În consecință, două tipuri de construcții pot avea o anumită aplicare în diferite sfere. Atunci când armătura este poziționată intern, este posibilă realizarea unei viteze foarte mari de rotație, astfel încât motoarele funcționează foarte bine în proiectarea sistemelor de răcire. În cazul în care este instalată o unitate cu un aranjament rotor exterior, se poate obține o poziționare foarte precisă, precum și o rezistență ridicată la supraîncărcare. Foarte des, astfel de motoare sunt utilizate în robotică, echipament medical, în mașini cu control programatic de frecvență.

Cum funcționează motoarele

Pentru a conduce rotorul motorului DC fără perii, trebuie folosit un microcontroler special. Nu poate fi pornit în același mod ca o mașină sincronă sau asincronă. Cu ajutorul microcontrolerului se dovedește a include înfășurările motorului astfel încât direcția vectorilor câmpurilor magnetice de pe stator și armătură să fie ortogonale.

Cu alte cuvinte, cu ajutorul șoferului este posibilă reglarea cuplului, care acționează asupra rotorului motorului fără perii. Pentru a deplasa ancora, este necesar să efectuați comutarea corectă a înfășurărilor statorului. Din păcate, nu este posibil să se asigure controlul neted al rotației. Dar puteți crește foarte repede viteza rotorului motorului.

Diferențe în motoarele cu colector și fără perii

Diferența principală este că pe rotoare nu există nici o înfășurare pe motoarele electrice fără perii pentru modele. În cazul electromotoarelor cu colectori, pe rotoare sunt înfășurări. Dar magneții permanenți sunt montați pe partea fixă ​​a motorului. În plus, pe rotor este instalat un colector, la care sunt conectate periile de grafit. Cu ajutorul lor se aplică tensiunea la înfășurarea rotorului. Principiul motorului electric fără perii este, de asemenea, foarte diferit.

Cum funcționează o mașină de colectare

Pentru a porni motorul colectorului, va fi necesară aplicarea tensiunii în bobina de câmp, care se află direct pe armătură. În acest caz, se formează un câmp magnetic permanent care interacționează cu magneții de pe stator, în urma căruia ancora și colectorul fixat pe el sunt rotite. Aceasta activează următoarea înfășurare, repetând ciclul.

Viteza rotorului depinde direct de intensitatea câmpului magnetic, iar ultima caracteristică depinde direct de valoarea tensiunii. Prin urmare, pentru a crește sau a reduce viteza de rotație, este necesară schimbarea tensiunii de alimentare.

Pentru a implementa inversa, trebuie doar să modificați polaritatea conexiunii motorului. Pentru un astfel de control nu este necesar să se utilizeze microcontrolere speciale, este posibilă modificarea vitezei de rotație folosind un rezistor variabil convențional.

Caracteristicile mașinilor fără perii

Dar controlul motorului electric fără perii este imposibil fără utilizarea unor controlere speciale. În urma acestui fapt, se poate concluziona că motoarele de acest tip nu pot fi utilizate ca generatoare. Pentru eficiența controlului, puteți monitoriza poziția rotorului cu mai mulți senzori Hall. Cu ajutorul unor astfel de dispozitive simple este posibilă îmbunătățirea semnificativă a caracteristicilor, însă costul motorului electric va crește de mai multe ori.

Rularea motoarelor fără perii

Pentru a produce microcontrolerele independent nu are sens, o opțiune mult mai bună este achiziționarea de gata, deși chineză. Dar este necesar să se respecte următoarele recomandări atunci când alegeți:

1. Respectați curentul maxim admis. Acest parametru este indispensabil pentru diferite tipuri de operațiuni. Caracteristica este adesea indicată de producători în mod direct în numele modelului. Este foarte rar să specificați valorile tipice pentru modurile de vârf în care microcontrolerul nu poate funcționa mult timp.
2. Pentru funcționarea continuă este necesar să se țină seama de valoarea maximă a tensiunii de alimentare.
3. Asigurați-vă că luați în considerare rezistența tuturor circuitelor interne ale microcontrolerului.
4. Este necesar să se țină seama de numărul maxim de rotații, caracteristic funcționării acestui microcontroler. Rețineți că nu va putea crește viteza maximă de la limitarea la nivelul software-ului.
5. Modelele ieftine ale dispozitivelor microcontrolerului au o frecvență de impulsuri generate în intervalul 7 ... 8 kHz. Copiile scumpe pot fi reprogramate, iar acest parametru este mărit de 2-4 ori.

Încercați să selectați microcontrolerele în toți parametrii, deoarece acestea afectează puterea pe care o poate dezvolta motorul.

Cum se desfasoara managementul

Unitatea de comandă electronică permite comutarea înfășurărilor de acționare. Pentru a determina timpul de comutare, șoferul urmărește poziția rotorului conform senzorului Hall instalat pe unitate.

În cazul în care nu există astfel de dispozitive, este necesară citirea tensiunii inverse. Acesta este generat în bobinele statorice care nu sunt conectate în acest moment. Controlerul este un complex hardware-software, vă permite să monitorizați toate modificările și să specificați ordinea de comutare cât mai exact posibil.

Motoare electrice fără perii trifazate

Multe motoare electrice fără perii pentru modelele de aeronave sunt alimentate cu curent continuu. Dar există și specimene trifazate în care sunt instalate traductoare. Acestea fac posibilă efectuarea de impulsuri trifazate de la o tensiune constantă.

Lucrarea este după cum urmează:

1. Bobina "A" primește impulsuri cu o valoare pozitivă. Pe bobina "B" - cu o valoare negativă. Ca rezultat, ancora va începe să se miște. Senzorii fixează decalajul și trimit un semnal la controler pentru următoarea comutare.
2. Bobina "A" este deconectată și un impuls de valoare pozitivă este aplicat la înfășurarea "C". Schimbarea înfășurării "B" nu se schimbă.
3. Pe bobina "C" vine un impuls pozitiv, iar un negativ duce la "A".
4. Apoi, perechea "A" și "B" intră în funcțiune. Pentru acestea, se aplică valori pozitive impuls negative.
5. Apoi impulsul pozitiv merge din nou la bobina "B", iar cel negativ la "C".
6. La ultima etapă, bobina "A" este pornită, care primește un impuls pozitiv, iar negativul trece la C.

Și după aceea, se repetă întregul ciclu.

Beneficiile utilizării

Este dificil să fabricați un motor electric fără perii cu propriile mâini, dar este aproape imposibil să implementați controlul microcontrolerului. Prin urmare, este mai bine să folosiți modele industriale gata. Dar asigurați-vă că luați în considerare avantajele pe care unitatea o primește atunci când utilizați motoare electrice fără perii:

1. O resursă mult mai mare decât mașinile de colectare.
2. Nivel ridicat de eficiență.
3. Puterea este mai mare decât cea a motoarelor colectoare.
4. Viteza de rotație este mult mai rapidă.
5. În timpul funcționării, scânteile nu se formează, prin urmare pot fi utilizate în condiții cu pericol ridicat de incendiu.
6. Operare foarte simplă a unității.
7. Când lucrați, nu este nevoie să utilizați componente suplimentare pentru răcire.

Printre deficiențele se poate identifica un cost foarte ridicat, dacă țineți cont de prețul controlorului. Chiar și pe termen scurt porniți pentru a testa performanța unui astfel de motor electric nu funcționează. În plus, reparația acestor motoare este mult mai dificilă datorită caracteristicilor lor de design.