BLDC-tuotteiden esittely ja sovellustilanteiden analyysi

BLDC-tuotteiden esittely ja sovellustilanteiden analyysi

I. BLDC-tuotteiden esittely

Virtausvapaa tasavirtamoottori (BLDC) on tasavirtamoottorin tyyppi, joka ei käytä mekaanisia kommutaatioyhteyksiä (hiilikappaleita). Sen sijaan se käyttää elektronista ohjainta kommutaation saavuttamiseen, jolloin perinteinen hiilikappaleilla varustettu tasavirtamoottori korvataan.

Tämän vastakohta on perus"tasavirtamoottori (hiilikappaleella varustettu moottori)". Kela sijoitetaan magneettikenttään. Kun siihen kohdistuu virtaa, kela hylätään toisen magneetin navan toimesta ja vetäytyy toisen navan puoleen, mikä aiheuttaa jatkuvan pyörimisen tämän vaikutuksen alaisena. Pyörimisen aikana kelan läpi kulkevan virran suunta vaihdetaan, jolloin kela voi jatkaa pyörimistä.

DC-moottorissa (harjallinen moottori) kiinteiden pysyväismagneettien tuottama magneettikenttä on paikallaan. Pyöriminen saavutetaan säätämällä sen sisällä olevan käämin (rotorin) tuottamaa magneettikenttää. Pyörimisnopeutta muutetaan vaihtelemalla jännitettä. BLDC-moottorissa rotorissa on pysyväismagneetteja. Pyöriminen saavutetaan muuttamalla ympäröivien käämien tuottaman magneettikentän suuntaa. Rotorin pyörimistä ohjataan säätämällä käämien läpi kulkevan virran suuntaa ja suuruutta.

Harjattomilla tasavirtamoottoreilla on kolme konfiguraatiota: yksivaiheinen, kaksivaiheinen ja kolmivaiheinen. Näistä kolmivaiheinen BLDC-moottori on yleisin. Yleensä yksivaiheisia ja kolmivaiheisia harjattomia moottoreita käytetään usein arkipäivän sähkölaitteissa. Nämä kaksi konfiguraatiota perustuvat samaan periaatteeseen, mutta niiden ohjausmenetelmät eroavat hieman toisistaan.

Yksivaiheisessa tyhjäkäyntimoottorissa kaikki sisäiset käämit tehdään yhdellä langalla. Virran suunta vaihtelee käämien välillä. Muuttamalla virran suuntaa sopivissa paikoissa ja ajassa voidaan saavuttaa moottorin pyörimisen ohjaus. Tämän rakenteen ohjausmenetelmä on suhteellisen yksinkertainen, mikä tekee siitä laajalti käytetyn esimerkiksi säteittäisten jäähdytinvirtauspuhaltimien sovelluksissa.

Toisin kuin yksivaiheisessa rakenteessa, kolmivaiheisen tyhjäkäyntimoottorin sisäiset käämit jaetaan kolmeen ryhmään. Pintapuolisesti nämä näyttävät kolmelta erilliseltä käämijoukolta, mutta sisäisesti ne ovat toisiinsa kytkettyjä. Vertailussa yksivaiheiseen rakenteeseen tämä moottorirakenne tarjoaa etuja nopeuden säädössä ja kokonaisäänitason alentamisessa, mikä johtaa laajempaan sovellusalueeseen.

II. Tyhjäkäyntimoottoreiden ominaisuudet

1. Voivat korvata tasavirtamoottorin nopeuden säädön, invertterin + muuttuvataajuusmoottorin nopeuden säädön sekä epäsynkronimoottorin + vähentäjän nopeuden säädön ;

2. Säilyttää perinteisten tasavirtamoottoreiden edut samalla kun hiiliharja- ja liukurengasrakenne poistetaan ;

3. Kykenee alhaisen nopeuden ja korkean tehon toimintaan ja voi ohjata suuria kuormia suoraan ilman vaihteistoa ;

4pieni koko, kevyt, korkea tehotulos;

5erinomaiset vääntömomenttiominaisuudet, hyvä keski-/alhaisen nopeuden vääntömomenttisuorituskyky, korkea käynnistysvääntömomentti, alhainen käynnistysvirta;

6. Portoton nopeudensäätö, laaja nopeusalue, voimakas ylikuormituskapasiteetti ;

7. Pehmeä käynnistys/ pysäytys, hyvät jarrutusominaisuudet, voi poistaa tarpeen alkuperäisistä mekaanisista tai elektromagneettisista jarrulaitteista ;

8. Korkea hyötysuhde: Moottorissa ei ole itsestään kenttämenetyksiä eikä hiiliharjamenoja, monitasoiset hidastusmenot poistuvat, mikä mahdollistaa kokonaisenergiansäästön 20–60 % ;

9. Korkea luotettavuus, hyvä vakaus, voimakas sopeutumiskyky, yksinkertainen huolto ja korjaus;

10. Värähtely- ja iskunkestävä, alhainen melutaso, alhainen värähtely, tasainen toiminta, pitkä käyttöikä ;

11. Ei kipinöiden muodostumista, erityisen sopiva räjähtävien ympäristöjen käyttöön; räjähtämättömiä malleja saatavilla ;

12. Trapezoidaalisen aaltomuodon kenttämoottorit ja sinimuotoisen aaltomuodon kenttämoottorit voidaan valita vaatimusten mukaan .

III. Harjamattomien moottoreiden käyttökohteet

Vakion kuormituksen sovellukset

Tätä tyyppiä olevia sovelluksia käytetään pääasiassa aloilla, joissa vaaditaan tiettyä pyörimisnopeutta, mutta jossa nopeuden tarkkuusvaatimukset ovat alhaiset, kuten tuulettimissa, vesipumpuissa ja hiustenkuivaimissa. Tällaiset sovellukset ovat yleensä suhteellisen edullisia ja niissä käytetään usein avointa säätöpiiriä.

Muuttuvan kuormituksen sovellukset

Nämä viittaavat pääasiassa sovelluksiin, joissa moottorin nopeutta on säädettävä tietyn alueen sisällä. Tällaiset sovellukset asettavat korkeammat vaatimukset moottorin korkean nopeuden ominaisuuksille ja dynaamiselle vastaukselle. Kotitalouskoneet, kuten pesukoneet, pyörivät kuivaimet ja kompressorit, ovat hyviä esimerkkejä. Autoteollisuudessa öljypumpun ohjaus, elektroniset ohjaimet, moottorin ohjaus ja elektroniset työkalut ovat myös erinomaisia esimerkkejä. Myös ilmailu- ja avaruusteollisuudessa on monia sovelluksia, kuten sentrifugit, pumpit, robottikäsivarret ja gyroskoopit. Tässä alalla moottorin takaisinkytkentälaitteita käytetään usein puoliavoinen silmukka - ja suljetun silmukan ohjauksen toteuttamiseen. Tämä edellyttää monimutkaisia ohjausalgoritmeja, mikä lisää ohjaimen monimutkaisuutta ja järjestelmän kokonaiskustannuksia.

Sijoitussovellukset

Useimmat teollisuuden ohjaus- ja automaatiosovellukset kuuluvat tähän luokkaan. Nämä sovellukset liittyvät usein energian siirtoon, kuten vaihteisiin tai kuljetinhihnaihin. Tämän vuoksi järjestelmällä on erityisvaatimuksia moottorin nopeuden dynaamiseen vastaukseen ja vääntömomenttiin. Lisäksi näissä sovelluksissa saattaa vaadita moottorin suunnan useita vaihtoja. Moottori voi toimia kiihtyvyys-, vakionopeus- tai hidastumisvaiheessa, ja kuorma voi myös vaihdella näiden vaiheiden aikana. Tämä asettaa korkeammat vaatimukset ohjaimelle.