Bagaimana kerja motor BLDC: penjelasan terperinci mengenai prinsip -prinsip motor DC tanpa berus

Sepanjang dua hingga tiga dekad yang lalu, disebabkan kemajuan teknologi elektronik dan bahan magnet yang berterusan,BLDC Motorstelah berubah dari motor khusus ke penyelesaian kuasa arus perdana untuk pelbagai industri.BLDC Motorstelah digunakan secara meluas dalam aplikasi, termasuk peralatan isi rumah, alat kuasa, kenderaan elektrik, dan peralatan automasi industri kerana kecekapan tinggi, kebolehpercayaan yang tinggi, dan jangka hayat yang panjang. Namun, prinsip -prinsip operasi motor BLDC masih belum diketahui banyak individu. Artikel ini akan menerangkan apa sahaja yang anda perlukan untuk menyedari tentang prinsip kerja motor BLDC supaya anda dapat melihat pandangan yang lebih terperinci tentang inovasi yang luar biasa ini dalam kejuruteraan elektrik sekarang.

Struktur asas motor bldc

Sekarang, sebelum masuk ke dalam prinsip kerja, kita harus membiasakan diri dengan struktur asasnya:

Stator: Tetap di dalam perumahan motor, ia biasanya terdiri daripada lembaran keluli silikon berlamina, dan gegelung luka di sekelilingnya untuk membuat beberapa tiang elektromagnet.

Rotor: Rotor biasanya dipasang pada aci dan mengandungi magnet kekal. BLDC Motors boleh diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis berdasarkan pelbagai konfigurasi magnet kekal.

Sensor Dewan: Untuk menentukan kedudukan pemutar dan maklum balas kepada sistem kawalan elektronik.

Pengawal: Sistem kawalan elektronik yang menentukan masa arus yang mengalir melalui gelombang stator berdasarkan maklum balas dari sensor dewan atau mekanisme maklum balas lain.

Perlu diingat bahawa struktur motor BLDC Outner adalah unik dari struktur pemutar dalaman. Rotor di luar, dan stator berada di dalamnya. Reka bentuk jenis ini terutamanya lazim dalam aplikasi yang memerlukan tork yang tinggi, seperti dalam pemacu kipas drone.

Prinsip Elektromagnetisme: Asas Operasi Motor BLDC

Dua prinsip asas elektromagnetisme menentukan operasi motor BLDC:

Undang-undang Ampere: Apabila konduktor yang sedang dibawa berada dalam medan magnet, konduktor akan dikenakan daya. Stator motor BLDC dibina daripada lilitan tembaga yang digulung, dan selepas lilitan ini bertenaga, mereka membuat medan magnet yang berinteraksi antara magnet kekal pemutar untuk menghasilkan daya yang menyediakan pergerakan mekanikal untuk pemutar.

Undang -undang Induksi Elektromagnetik Faraday: Daya elektromotif akan diinduksi dalam konduktor apabila ia memotong garis medan magnet atau berada dalam medan magnet yang berubah. Ia digunakan secara meluas dalam kawalan tanpa sensor, di mana kedudukan pemutar dikesan dengan merasakan daya elektromotif belakang.

Prinsip -prinsip ini digunakan dalam reka bentuk motor tanpa berus industri. Mereka mencapai ini dengan mengawal selia arus yang mengalir melalui penggulungan stator, memastikan interaksi elektromagnetik yang menggalakkan dengan magnet kekal pemutar untuk mencapai kecekapan dan kestabilan yang tinggi.

Proses komutasi motor BLDC

Mekanisme kerja yang paling penting dalam motor BLDC dipanggil komutasi elektronik. Ia adalah faktor perbezaan yang paling penting dan utama antara motor tanpa berus dan motor yang disikat tradisional.

Prinsip Commutation: Commutation adalah proses mengubah arah aliran semasa berkaitan dengan gegelung motor supaya terdapat interaksi elektromagnet yang berterusan antara pemutar dan stator, yang menghasilkan tork berterusan.

Commutation enam langkah: Kaedah kawalan tradisional motor BLDC membahagikan kitaran elektrik menjadi enam langkah. Dalam setiap langkah, dua daripada tiga fasa-fasa dikuasakan, manakala satu fasa dimatikan.

Maklum Balas Sensor Hall: Sensor Hall mengesan kedudukan magnet kekal pemutar, supaya pengawal dapat menentukan penggulungan yang harus bertenaga dan arah semasa.

Kawalan tanpa sensor: Kaedah yang lebih maju adalah untuk menentukan kedudukan pemutar dengan memantau daya elektromotif belakang dalam fasa yang tidak bertenaga, tiada sensor dewan diperlukan untuk melaksanakan strategi kompleks ini, menghasilkan kebolehpercayaan yang lebih besar dari pemacu.

Big BLDC Motors biasanya mengamalkan strategi kawalan yang lebih kompleks, seperti pemacu gelombang sinus atau kawalan vektor, untuk mencapai output tork yang licin dan kecekapan yang lebih tinggi.

Peranan pengawal dalam sistem motor bldc

BLDC Motor tidak boleh berfungsi sendiri dan perlu digabungkan dengan pengawal elektronik khusus:

Pemandu Motor: Biasanya penyongsang jambatan tiga fasa berdasarkan kuasa MOSFET atau IGBT yang menukar laluan semasa mengikut isyarat kawalan

Mikrokontroler: Menerima isyarat dari sensor kedudukan, melakukan algoritma kawalan, dan menghasilkan isyarat PWM untuk memacu peranti kuasa.

Kawalan gelung tertutup: Menyediakan kawalan kelajuan atau kawalan kedudukan yang tepat berdasarkan keperluan aplikasi.

Fungsi Perlindungan Selamat: Perlindungan semasa, perlindungan suhu yang lebih tinggi, perlindungan bawah voltan, dll.

Aplikasi untuk sistem motor BLDC 48V meluas dalam basikal elektrik, kenderaan elektrik kecil, dan beberapa aplikasi perindustrian lain. Pengawal dan litar pengendaliannya perlu menangani voltan dan arus yang lebih tinggi dan biasanya mempunyai set prestasi dan fungsi perlindungan yang lebih kompleks.

Ciri -ciri prestasi dan senario aplikasi BLDC Motors

Sekarang mari kita lihat kelebihan prestasi mereka setelah mempelajari prinsip operasi motor BLDC:

Kecekapan Tinggi: Oleh kerana ketiadaan kehilangan geseran dari berus dan komutator, kecekapan mereka biasanya melebihi 85%, bahkan melebihi 95% dalam beberapa kes.

Ciri-ciri kelajuan yang baik: Menyediakan pelbagai output tork.

Greater LifeSpan: Tanpa unsur memakai mekanikal, jangka hayat hanya akhirnya dikekang oleh galas.

Kecekapan pelesapan haba yang lebih baik: Hubungan langsung antara penggulungan stator dan perumahan motor untuk pelesapan haba yang lebih berkesan.

Bunyi rendah dan gangguan elektromagnet: Tidak ada percikan api dan bunyi yang dihasilkan oleh komutasi berus.

Kerana struktur khasnya, motor Outrunner BLDC lebih mampu menyediakan tork yang lebih tinggi pada kelajuan yang rendah, menjadikannya sangat sesuai untuk sistem pemacu langsung, seperti kipas dan peminat drone, dan lain -lain dengan kelebihan kestabilan dan ketahanan, motor tanpa berus menjadikannya pilihan bekalan kuasa dalam peralatan automasi dan alat ketepatan.

Algoritma Kawalan BLDC Motors

Teknologi kawalan BLDC moden yang lebih maju telah melampaui kaedah komutasi enam langkah mudah ini:

Kawalan Gelombang Trapezoid: Kaedah kawalan yang paling asas ialah bentuk gelombang semasa trapezoid. Adalah mudah untuk dipraktikkan tetapi menghasilkan riak tork amplitud yang besar.

Kawalan sinusoidal: Memandu motor oleh arus sinusoidal, yang dapat mengurangkan riak tork motor dan membuat lancar berjalan.

Kawalan berorientasikan medan (FOC): Dengan menggunakan transformasi matematik, arus 3 fasa diterjemahkan ke sistem koordinat berputar untuk kawalan, yang membawa kepada kawalan tork optimum dan kecekapan tenaga.

Teknologi Fusion Sensor: Mengintegrasikan pelbagai isyarat maklum balas (mis., Sensor dewan, pengekod, dan pensampelan semasa) untuk ketepatan kawalan dan keteguhan yang lebih baik.

Oleh kerana cabaran dalam aplikasi kuasa tinggi, seperti pengurusan terma, pengoptimuman kecekapan dan tindak balas dinamik, algoritma kawalan yang lebih canggih biasanya digunakan untuk motor BLDC yang besar.

Kesimpulan: Prinsip kerja dan kelebihan motor BLDC

BLDC MotorsTepat mengawal arus dalam penggulungan stator melalui sistem kawalan elektronik dan berinteraksi dengan magnet kekal pemutar untuk mencapai penukaran tenaga elektrik yang cekap ke dalam tenaga mekanikal. Dari peranti elektronik pengguna kecil ke peralatan perindustrian yang besar, dari aplikasi voltan rendah ke sistem motor BLDC 48V, motor DC yang berus, dengan kecekapan tinggi, kebolehpercayaan yang tinggi, dan prestasi kawalan yang sangat baik, memacu kemajuan teknologi dan peningkatan kecekapan tenaga dalam pelbagai industri. Dengan perkembangan teknologi kawalan elektronik yang berterusan dan bahan magnet kekal, kita dapat meramalkan bahawa BLDC Motors akan mempunyai prospek aplikasi yang lebih luas dan prestasi yang lebih cemerlang.

Sekiranya anda berminat dengan produk kami atau mempunyai sebarang pertanyaan, jangan raguHubungi kamiDan kami akan membalas anda dalam masa 24 jam.