Pengenalan kepada Produk BLDC dan Analisis Senario Aplikasi

Pengenalan kepada Produk BLDC dan Analisis Senario Aplikasi

I. Pengenalan kepada BLDC

Motor DC Tanpa Berus (BLDC) ialah sejenis motor DC yang tidak menggunakan kontak pemutar mekanikal (berus karbon). Sebagai gantinya, ia menggunakan pengawal elektronik untuk mencapai pemutaran, menggantikan motor DC tradisional yang menggunakan berus.

Rakan sepadan kepada ini ialah motor DC asas (motor berus). Satu gegelung diletakkan di dalam medan magnet. Apabila arus mengalir, gegelung tersebut ditolak oleh satu kutub magnet dan ditarik oleh kutub magnet yang lain, menyebabkan putaran berterusan di bawah kesan ini. Semasa berputar, arah arus yang mengalir melalui gegelung dipulangkan, membolehkannya terus berputar.

Dalam motor DC (motor berus), medan magnet yang dihasilkan oleh magnet kekal tetap adalah pegun. Putaran dicapai dengan mengawal medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung (rotor) di dalamnya. Kelajuan putaran diubah dengan memvariasikan voltan. Dalam motor BLDC, rotor terdiri daripada magnet kekal. Putaran dicapai dengan mengubah arah medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung di sekelilingnya. Putaran rotor dikawal dengan mengatur arah dan magnitud arus yang mengalir melalui gegelung.

Motor DC tanpa berus mempunyai tiga konfigurasi: fasa tunggal, dua fasa, dan tiga fasa. Antara ketiganya, motor BLDC tiga fasa adalah yang paling biasa digunakan. Secara umumnya, motor tanpa berus fasa tunggal dan tiga fasa kerap digunakan dalam peralatan elektrik harian. Prinsip asas kedua-dua konfigurasi ini adalah sama, tetapi kaedah kawalannya sedikit berbeza.

Dalam motor tanpa berus fasa tunggal, semua lilitan dalaman diselesaikan menggunakan satu dawai sahaja. Arah arus berbeza antara lilitan. Dengan mengubah arah arus pada kedudukan dan masa yang sesuai, kawalan putaran motor boleh dicapai. Kaedah kawalan untuk konfigurasi ini adalah relatif mudah, menjadikannya banyak digunakan dalam aplikasi seperti kipas radiator.

Berbeza dengan struktur fasa tunggal, lilitan dalaman motor tanpa berus fasa tiga dibahagikan kepada tiga kumpulan. Secara sepintas luar, ketiga-tiga kumpulan ini kelihatan seperti tiga set lilitan yang bebas, tetapi secara dalaman ia saling bersambung. Berbanding struktur fasa tunggal, konfigurasi motor ini menawarkan kelebihan dari segi kawalan kelajuan dan pengurangan keseluruhan bunyi, menghasilkan julat aplikasi yang lebih luas.

II. Ciri-ciri Motor Tanpa Berus

1. Boleh menggantikan pengaturan kelajuan motor arus terus (DC), pengaturan kelajuan motor inverter + frekuensi berubah, serta pengaturan kelajuan motor tak sefasa + pengecil kelajuan ;

2. Mengekalkan kelebihan motor DC tradisional sambil menghilangkan struktur berus karbon dan cincin gelincir ;

3. Mampu beroperasi pada kelajuan rendah dengan kuasa tinggi, boleh memacu beban besar secara langsung tanpa pengurang ;

4saiz kecil, ringan, kuasa output tinggi;

5ciri tork yang sangat baik, prestasi tork pada kelajuan sederhana/rendah yang baik, tork permulaan tinggi, arus permulaan rendah;

6. Pengaturan kelajuan tanpa langkah, julat kelajuan yang luas, kapasiti lebih beban yang kuat ;

7. Permulaan/hentian lembut, ciri pemberhentian yang baik, boleh menghilangkan keperluan peranti pemberhentian mekanikal atau elektromagnetik asal ;

8. Kecerkapan tinggi: Motor itu sendiri tidak mempunyai kehilangan pengaruh atau kehilangan berus karbon, menghilangkan penggunaan tenaga dalam pengurangan berperingkat banyak, mencapai penjimatan tenaga menyeluruh sebanyak 20% hingga 60% ;

9. Kebolehpercayaan tinggi, kestabilan baik, kemampuan penyesuaian yang kuat, penyelenggaraan dan pembaikan yang mudah;

10. Tahan terhadap getaran dan hentaman, bunyi bising rendah, getaran rendah, operasi lancar, jangka hayat panjang ;

11. Tiada penjanaan percikan, terutamanya sesuai untuk persekitaran letupan; model anti-letupan tersedia ;

12. Motor gelombang medan trapezoid dan motor gelombang medan sinusoidal boleh dipilih berdasarkan keperluan .

III. Senario Aplikasi untuk Motor Tanpa Berus

Aplikasi Beban Malar

Jenis aplikasi ini terutamanya digunakan dalam bidang yang memerlukan kelajuan putaran tertentu tetapi dengan kehendak ketepatan rendah terhadap kelajuan tersebut, seperti kipas, pam air, dan pengering rambut. Aplikasi sedemikian biasanya mempunyai kos yang relatif rendah dan sering menggunakan kawalan gelung terbuka.

Aplikasi Beban Berubah

Ini terutamanya merujuk kepada aplikasi di mana kelajuan motor perlu berubah dalam julat tertentu. Aplikasi-aplikasi ini mempunyai keperluan yang lebih tinggi terhadap ciri-ciri kelajuan tinggi motor dan tindak balas dinamiknya. Perkakasan rumah seperti mesin basuh, pengering putar, dan pemampat merupakan contoh-contoh yang baik. Dalam industri automotif, kawalan pam minyak, pengawal elektronik, kawalan enjin, dan alat-alat elektronik juga merupakan contoh-contoh yang sangat baik. Terdapat juga banyak aplikasi dalam bidang penerbangan angkasa lepas, seperti sentrifug, pam, lengan robot, dan giroskop. Dalam bidang ini, peranti suapan balik motor sering digunakan untuk melaksanakan kawalan separa gelung-buka dan gelung-tutup. Ini menuntut algoritma kawalan yang kompleks, menyebabkan peningkatan kerumitan pengawal dan kos sistem.

Aplikasi Penentuan Kedudukan

Kebanyakan aplikasi kawalan dan automasi industri jatuh dalam kategori ini. Aplikasi-aplikasi ini kerap melibatkan penghantaran tenaga, seperti gear atau tali sawat. Oleh itu, sistem mempunyai keperluan khusus berkenaan respons dinamik kelajuan dan daya kilas motor. Selain itu, aplikasi-aplikasi ini mungkin memerlukan perubahan arah motor secara kerap. Motor boleh beroperasi dalam fasa pecutan, kelajuan malar, atau nyahpecutan, dan beban juga boleh berubah semasa fasa-fasa tersebut. Ini menimbulkan tuntutan yang lebih tinggi terhadap pengawal.