Definisi

Motor DC tanpa berus terdiri daripada pemutar dalam bentuk magnet kekal dan stator dalam bentuk belitan angker polifasa. Ia berbeza dengan motor dc konvensional sehingga tidak mengandungi berus dan pergantian dilakukan menggunakan elektrik, menggunakan pemacu elektronik untuk memberi makan belitan stator.

Pada dasarnya motor BLDC dapat dibina dengan dua cara - dengan meletakkan rotor di luar teras dan belitan di inti dan yang lain dengan meletakkan belitan di luar teras. Dalam susunan sebelumnya, magnet rotor bertindak sebagai penebat dan mengurangkan kadar pelesapan haba dari motor dan beroperasi pada arus rendah. Ia biasanya digunakan untuk peminat. Dalam susunan terakhir, motor menghilangkan lebih banyak haba, sehingga menyebabkan peningkatan torknya. Ia digunakan dalam pemacu cakera keras.

BLDC

4 Tiang 2 Fasa Operasi Motor

Motor DC tanpa berus didorong oleh pemacu elektronik yang menukar voltan bekalan antara belitan stator ketika pemutar berpusing. Kedudukan pemutar dipantau oleh transduser (optik atau magnetik) yang memberikan maklumat kepada pengawal elektronik dan berdasarkan kedudukan ini, penggulungan stator yang akan diberi tenaga ditentukan. Pemacu elektronik ini terdiri daripada transistor (2 untuk setiap fasa) yang dikendalikan melalui mikropemproses.

BLDC-DC

Medan magnet yang dihasilkan oleh magnet kekal berinteraksi dengan medan yang disebabkan oleh arus dalam belitan stator, mewujudkan daya kilas mekanikal. Litar pensuisan elektronik atau pemacu menukar arus bekalan ke stator sehingga dapat mengekalkan sudut tetap 0 hingga 90 darjah antara medan yang berinteraksi. Sensor Hall kebanyakannya dipasang pada stator atau rotor. Apabila pemutar melewati sensor ruang, berdasarkan Kutub Utara atau Selatan, ia menghasilkan isyarat tinggi atau rendah. Berdasarkan gabungan isyarat ini, penggulungan yang akan diberi tenaga ditentukan. Untuk memastikan motor berjalan, medan magnet yang dihasilkan oleh belitan harus beralih posisi, ketika rotor bergerak mengejar medan stator.

Litar

Dalam motor dc tanpa sikat 4 tiang, sensor dewan tunggal digunakan, yang tertanam di stator. Semasa pemutar berputar, sensor ruang merasakan kedudukan dan mengembangkan isyarat tinggi atau rendah, bergantung pada kutub magnet (Utara atau Selatan). Sensor ruang dihubungkan melalui perintang ke transistor. Apabila isyarat voltan tinggi berlaku pada output sensor, transistor yang disambungkan ke gegelung A mula melakukan, menyediakan jalan untuk arus mengalir dan dengan itu memberi tenaga pada gegelung A. Kapasitor mula mengecas ke voltan bekalan penuh. Apabila sensor ruang mengesan perubahan polaritas rotor, ia menghasilkan isyarat voltan rendah pada outputnya dan kerana transistor 1 tidak mendapat bekalan, ia berada dalam keadaan pemotongan. Voltan yang dikembangkan di sekitar kapasitor adalah Vcc, yang merupakan voltan bekalan ke 2^ndtransistor, dan gegelung B kini bertenaga, semasa arus melaluinya.

Motor BLDC mempunyai magnet tetap tetap, yang berputar dan angker tetap, menghilangkan masalah menyambungkan arus ke angker bergerak. Dan mungkin lebih banyak tiang pada rotor daripada motor stator atau keengganan. Yang terakhir mungkin tanpa magnet kekal, hanya tiang yang diinduksi pada rotor kemudian ditarik ke dalam susunan oleh belitan stator berjangka. Pengawal elektronik menggantikan pemasangan berus / komutator motor DC yang disikat, yang secara berterusan menukar fasa ke belitan untuk memastikan motor berpusing. Pengawal melakukan pembahagian kuasa masa perbandingan dengan menggunakan litar keadaan pepejal dan bukannya sistem sikat / komutator.

Motor BLDC

7 Kelebihan Motor Brushless DC

Kelajuan lebih baik berbanding ciri tork
Tindak balas dinamik tinggi
Kecekapan tinggi
Hayat operasi yang panjang kerana kekurangan elektrik dan geseran
Operasi tanpa suara
Julat kelajuan yang lebih tinggi

Permohonan:

Kos Motor DC Brushless telah menurun sejak pembentangannya, kerana kemajuan dalam bahan dan reka bentuk. Penurunan kos ini, ditambah dengan banyak titik fokus yang dimiliki oleh Brush DC Motor, menjadikan Motor DC Brushless sebagai komponen popular dalam banyak aplikasi khas. Aplikasi yang menggunakan BLDC Motor termasuk, namun tidak dibatasi untuk:

Elektronik pengguna
Pengangkutan
Pemanasan dan pengudaraan
Kejuruteraan Perindustrian
Kejuruteraan model

Prinsip Kerja

Prinsip kerja motor BLDC sama seperti motor DC yang disikat, iaitu maklum balas kedudukan poros dalaman. Bagi motor DC yang disikat, maklum balas dilaksanakan menggunakan komutator mekanikal dan sikat. Di dalam motor BLDC, ia dicapai dengan menggunakan pelbagai sensor maklum balas. Pada motor BLDC, kita kebanyakannya menggunakan sensor kesan Hall, setiap kali kutub magnet rotor melewati sensor ruang, mereka menghasilkan isyarat tahap TINGGI atau RENDAH, yang dapat digunakan untuk menentukan kedudukan poros. Sekiranya arah medan magnet dibalikkan, voltan yang dikembangkan akan terbalik juga.

Mengendalikan Motor BLDC

Unit kawalan yang dilaksanakan oleh mikroelektronik mempunyai beberapa pilihan teknologi tinggi. Ini mungkin dilaksanakan dengan menggunakan pengawal mikro, pengawal mikro khusus, unit mikroelektronik kabel, PLC, atau unit lain yang serupa.

Pengawal Analog masih menggunakan, tetapi tidak dapat memproses mesej maklum balas dan mengawalnya dengan sewajarnya. Dengan jenis litar kawalan ini, adalah mungkin untuk menerapkan algoritma kawalan prestasi tinggi, seperti kawalan vektor, kawalan berorientasi medan, kawalan kelajuan tinggi yang semuanya berkaitan dengan keadaan elektromagnetik motor. Selanjutnya kawalan gelung luar untuk pelbagai keperluan dinamik seperti kawalan motor gelongsor, kawalan adaptif, kawalan ramalan ... dan lain-lain juga dilaksanakan secara konvensional.

Selain semua ini, kita dapati PIC berprestasi tinggi (Power Integrated Circuit), ASIC (Application Specific Circuit Integrated) ... dll. yang dapat memudahkan pembinaan kawalan dan unit elektronik kuasa kedua-duanya. Sebagai contoh, hari ini kita mempunyai pengatur PWM (Pulse Width Modulation) lengkap dalam satu IC yang dapat menggantikan keseluruhan unit kawalan dalam beberapa sistem. IC pemacu kompaun dapat memberikan penyelesaian lengkap untuk menggerakkan keenam-enam suis kuasa dalam penukar tiga fasa. Terdapat banyak litar bersepadu yang serupa dengan semakin banyak hari demi hari. Pada penghujung hari, pemasangan sistem mungkin hanya melibatkan sekeping perisian kawalan dengan semua perkakasan datang ke bentuk dan bentuk yang betul.

Gelombang PWM (Pulse Width Modulation) dapat digunakan untuk mengawal kelajuan motor. Di sini voltan purata diberikan atau arus rata-rata yang mengalir melalui motor akan berubah bergantung pada masa ON dan OFF denyutan yang mengawal kelajuan motor iaitu. Kitaran gelombang berfungsi mengawal kelajuannya. Apabila menukar kitaran tugas (waktu ON), kita dapat mengubah kelajuan. Dengan menukar port output, ia akan mengubah arah motor dengan berkesan.

Kawalan Kelajuan

Kawalan kelajuan motor BLDC sangat penting untuk membuat motor berfungsi pada kadar yang diinginkan. Kelajuan motor dc tanpa berus dapat dikawal dengan mengawal voltan dc input. Semakin tinggi voltan, semakin banyak kelajuannya. Apabila motor berfungsi dalam mod normal atau berjalan di bawah kelajuan pengenal, voltan input angker diubah melalui model PWM. Apabila motor dikendalikan di atas kelajuan yang dinilai, fluks akan dilemahkan dengan cara memajukan arus keluar.

Kawalan kelajuan boleh menjadi kawalan kelajuan gelung tertutup atau gelung terbuka.

Open Loop Speed Control - Ini melibatkan mengawal voltan dc yang dikenakan pada terminal motor dengan memotong voltan dc. Walau bagaimanapun, ini menghasilkan beberapa bentuk pembatasan semasa.

Kawalan Kelajuan Gelung Tertutup - Ini melibatkan mengawal voltan bekalan input melalui maklum balas kelajuan dari motor. Oleh itu voltan bekalan dikawal bergantung pada isyarat ralat.

“apakah kapasitor gandingan ”

Kawalan kelajuan gelung tertutup terdiri daripada tiga komponen asas.

Litar PWM untuk menghasilkan denyutan PWM yang diperlukan. Ia boleh menjadi mikrokontroler atau IC pemasa.
Alat pengesan untuk merasakan kelajuan motor sebenar. Ia boleh menjadi sensor kesan lorong, sensor inframerah, atau pengekod optik.
Pemacu motor untuk mengawal operasi motor.

Teknik mengubah voltan bekalan berdasarkan isyarat ralat ini boleh dilakukan melalui teknik pengendalian pid atau menggunakan logik kabur.

Aplikasi untuk Kawalan Kelajuan Motor DC Brushless

Kawalan Motor DC BLDC

Operasi motor dikendalikan menggunakan susunan optocoupler dan MOSFET, di mana input daya DC dikendalikan melalui teknik PWM dari mikrokontroler. Semasa motor berputar, lampu inframerah yang terdapat pada porosnya akan diterangi cahaya putih kerana adanya bintik putih pada porosnya dan memantulkan cahaya inframerah. Photodiode menerima cahaya inframerah ini dan mengalami perubahan dalam rintangannya, sehingga menyebabkan perubahan voltan bekalan ke transistor yang disambungkan dan denyutan diberikan kepada mikrokontroler untuk menghasilkan bilangan putaran per minit. Kelajuan ini dipaparkan di LCD.

Kelajuan yang diperlukan dimasukkan ke dalam pad kekunci yang dihubungkan ke Mikrokontroler. Perbezaan antara kecepatan yang dirasakan dan kecepatan yang diinginkan adalah isyarat kesalahan dan mikrokontroler menghasilkan isyarat PWM sesuai dengan isyarat ralat, berdasarkan logik kabur untuk memberikan input daya dc ke motor.

Oleh itu, dengan menggunakan kawalan gelung tertutup, kelajuan motor dc tanpa berus dapat dikawal dan dapat dibuat berputar pada kelajuan yang diinginkan.

Kredit Foto: