silnik dc bezszczotkowy

Artykuł pozwala dowiedzieć się wszystkiego o bezszczotkowych silnikach prądu stałego

● Co to jest bezszczotkowy silnik prądu stałego? ↑Powrót do góry

Bezszczotkowy silnik prądu stałego (BLDC Motor: Brushless Direct Current Motor) to silnik trójfazowy, którego obrót napędzany jest siłami przyciągania i odpychania pomiędzy magnesami trwałymi i elektromagnesami. Jest to silnik synchroniczny wykorzystujący moc prądu stałego (DC). Ten typ silnika jest często nazywany „bezszczotkowym silnikiem prądu stałego”, ponieważ w wielu zastosowaniach wykorzystuje szczotki zamiast silnika prądu stałego (szczotkowy silnik prądu stałego lub silnik komutatorowy). Bezszczotkowy silnik prądu stałego jest zasadniczo silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi, który wykorzystuje pobór mocy prądu stałego i wykorzystuje falownik do przekształcenia go w trójfazowy zasilacz prądu przemiennego ze sprzężeniem zwrotnym położenia.

Bezszczotkowy silnik prądu stałego to silnik oparty na efekcie Halla. Składa się z wirnika, stojana, magnesu trwałego i sterownika silnika napędowego. Wirnik bezszczotkowego silnika prądu stałego składa się z wielu stalowych rdzeni i wielu uzwojeń, które są przymocowane do wału wirnika. Kiedy wirnik się obraca, sterownik wykrywa położenie wirnika za pomocą czujnika prądu, a następnie kontroluje kierunek i siłę prądu w uzwojeniu stojana, uzyskując w ten sposób dobry moment obrotowy.

Wraz z elektronicznym sterownikiem napędu, który steruje pracą szczotek i przetwarza dostarczony prąd stały na prąd przemienny, wydajność silnika BLDC jest porównywalna z wydajnością szczotkowego silnika prądu stałego bez konieczności stosowania szczotek, które mają ograniczoną żywotność Dlatego też silniki BLDC nazywane są także silnikami EC (komutowanymi elektronicznie), aby odróżnić je od silników komutowanych mechanicznie ze szczotkami.

● Typowy typ silnika ↑Powrót do góry

Silniki dzielą się na następujące typy w zależności od rodzaju zasilania (AC lub DC) oraz metody stosowanej do wytwarzania obrotów. Poniżej krótko opisujemy charakterystykę i zastosowania każdego typu.

Typowy typ silnika
Silnik prądu stałego	Szczotkowy silnik prądu stałego
	Bezszczotkowy silnik prądu stałego
	Silnik krokowy
Silnik prądu przemiennego	Silnik indukcyjny
	Silnik synchroniczny

Szczotkowy silnik prądu stałego to obracająca się maszyna elektryczna, która zawiera urządzenie szczotkowe i przekształca energię elektryczną prądu stałego w energię mechaniczną (silnik prądu stałego) lub energię mechaniczną w energię elektryczną prądu stałego (generator prądu stałego). W odróżnieniu od bezszczotkowych silników prądu stałego urządzenia szczotkowe są służy do wprowadzania lub odprowadzania napięcia stałego i prądu stałego. Podstawą wszystkich silników jest silnik szczotkowy prądu stałego. Charakteryzuje się szybkim rozruchem, terminowym hamowaniem, płynną regulacją prędkości w szerokim zakresie oraz stosunkowo prostym obwodem sterującym. Ma jednak jedną wadę , jest to, że szczotki i komutator zużywają się stosunkowo szybko w wyniku ciągłego kontaktu, co wymaga częstej wymiany i okresowej konserwacji.

Silnik krokowy to urządzenie elektromechaniczne, które bezpośrednio przekształca impulsy elektryczne w ruch mechaniczny. Kontrolując kolejność, częstotliwość i ilość impulsów elektrycznych doprowadzanych do cewki silnika, można kontrolować sterowanie, prędkość i kąt obrotu silnika krokowego Bez stosowania systemu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym w pętli zamkniętej z wykrywaniem położenia, precyzyjną kontrolę położenia i prędkości można osiągnąć za pomocą systemu sterowania w pętli otwartej z prostym sterowaniem i niskim kosztem, składającego się z silnika krokowego i pasującego sterownika.

Silnik indukcyjny lub silnik asynchroniczny to silnik prądu przemiennego, w którym prąd wytwarzający moment obrotowy w wirniku uzyskiwany jest poprzez indukcję elektromagnetyczną pola magnetycznego uzwojeń stojana. Dlatego silniki indukcyjne nie wymagają połączenia elektrycznego z wirnikiem .

W przypadku silnika synchronicznego obrót jest zsynchronizowany z częstotliwością prądu zasilającego. Silniki te są często wykorzystywane do napędzania tac obrotowych w kuchenkach mikrofalowych; w celu uzyskania odpowiedniej prędkości obrotowej do nagrzania można zastosować przekładnie redukcyjne w zespole silnikowym żywność. W przypadku silników indukcyjnych prędkość obrotowa również zmienia się wraz z częstotliwością. Jednak ruchy nie są zsynchronizowane. W przeszłości silniki te były często stosowane w wentylatorach elektrycznych i pralkach.

● Bezszczotkowy mechanizm silnika prądu stałego ↑Powrót do góry

Działanie silników bezszczotkowych opiera się na dwóch kluczowych elementach: wirniku z magnesami trwałymi i stojanie z miedzianymi cewkami, które pod wpływem przepływu prądu zamieniają się w elektromagnesy.

Silniki bezszczotkowe dzielą się na silniki typu inrunner (silniki z wirnikiem wewnętrznym) i typu Outrunner (silniki z wirnikiem wewnętrznym). Stojan silnika typu Inrunner znajduje się na zewnątrz, a wirnik obraca się wewnętrznie, podczas gdy wirnik silnika typu Outrunner obraca się na zewnątrz stojana. Kiedy przepływa prąd do cewek stojana zamienia się w elektromagnes i tworzy bieguny północny i południowy. Kiedy polaryzacja elektromagnesu odpowiada polaryzacji magnesu trwałego, zwrócony w jego stronę, ich podobne bieguny odpychają się, a wirnik wiruje. Jeśli prąd jest utrzymywany w w tej konfiguracji wirnik będzie się obracał przez chwilę, a następnie zatrzyma się po zrównaniu się przeciwległych elektromagnesów i magnesów trwałych. Dlatego prąd przepływa w postaci sygnału trójfazowego, stale zmieniając polaryzację elektromagnesu, utrzymując wirnik w ruchu.

Prędkość, z jaką obraca się silnik, jest równa częstotliwości sygnału trójfazowego, więc jeśli chcesz, aby silnik obracał się szybciej, możesz zwiększyć częstotliwość sygnału. W przypadku pojazdu zdalnie sterowanego zwiększenie prędkości zwiększenie przepustnicy jest równoznaczne z poleceniem kontrolerowi zwiększenia częstotliwości przełączania.

● Jak działa bezszczotkowy silnik prądu stałego? ↑Powrót do góry

Bezszczotkowy silnik prądu stałego, znany również jako silnik synchroniczny z magnesami trwałymi, to rodzaj silnika elektrycznego charakteryzującego się wysoką wydajnością, niewielkimi rozmiarami, niskim poziomem hałasu i długą żywotnością. Jest szeroko stosowany w produkcji przemysłowej i produktach konsumenckich.

Zasada działania bezszczotkowego silnika prądu stałego opiera się na interakcji prądu i magnetyzmu. Składa się z magnesów trwałych, stojana wirnika, elektronicznego regulatora prędkości itp. Magnesy trwałe są głównym źródłem pola magnetycznego bezszczotkowych silników prądu stałego i zwykle stosuje się magnesy trwałe ziem rzadkich. Po zasileniu magnesy trwałe wytwarzają stałe pole magnetyczne, które oddziałuje z prądem wewnątrz silnika, tworząc pole magnetyczne wirnika.

Wirnik to obracająca się część bezszczotkowego silnika prądu stałego i składa się z wielu magnesów trwałych. Pole magnetyczne stojana wpływa na pole magnetyczne wirnika, powodując jego obrót. Stojan to nieruchoma część bezszczotkowego silnika prądu stałego, który składa się z cewek miedzianych, rdzeni żelaznych itp. Kiedy prąd przepływa przez cewki stojana, powstaje zmienne pole magnetyczne.Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya pole magnetyczne stojana będzie oddziaływać na wirnik, wytwarzając moment obrotowy.

Elektroniczny regulator prędkości steruje stanem pracy silnika i steruje prędkością silnika, kontrolując prąd elektronicznego regulatora prędkości. Elektroniczny regulator prędkości może sterować silnikiem, dostosowując parametry takie jak szerokość impulsu, napięcie i prąd.

Kiedy silnik pracuje, prąd przepływa przez stojan i wirnik, tworząc siłę elektromagnetyczną, która oddziałuje z siłą magnetyczną magnesów trwałych. Silnik będzie się obracał zgodnie z instrukcjami elektronicznego regulatora prędkości i wyjściową pracą mechaniczną, realizując w ten sposób działanie napędzanego sprzętu lub maszyn.

W skrócie, zasada działania bezszczotkowego silnika prądu stałego polega na wykorzystaniu interakcji elektrycznych i magnetycznych do wygenerowania momentu obrotowego pomiędzy obracającym się magnesem trwałym a cewką stojana, w ten sposób wprawiając silnik w ruch obrotowy i przekształcając energię elektryczną w energię mechaniczną, aby osiągnąć cel pracy.

● Sterowanie bezszczotkowym silnikiem prądu stałego ↑Powrót do góry

Aby silnik BLDC się obracał, należy kontrolować kierunek i synchronizację prądu w cewkach. Rysunek poniżej przedstawia stojan (cewki) i wirnik (magnesy trwałe) silnika BLDC. Trzy cewki U, V, W z odstępem 120° Napędzany poprzez sterowanie fazami i prądami cewki. Prąd przepływa przez fazę U, fazę V, a następnie fazę W. Obrót jest utrzymywany poprzez ciągłe przełączanie strumienia magnetycznego, co powoduje, że magnes trwały stale goni wirujące pole magnetyczne indukowane przez cewkę. W innych przypadkach Inaczej mówiąc, zasilanie U, V i W musi być stale przełączane, tak aby wynikowy strumień ciągle się poruszał, tworząc wirujące pole magnetyczne, które w sposób ciągły przyciąga magnesy wirnika.

Obecnie istnieją trzy główne metody sterowania silnikami bezszczotkowymi:

1. Sterowanie falą trapezową

Sterowanie falą trapezową, znane również jako sterowanie 120°, 6-stopniowe sterowanie komutacją, to jedna z najprostszych metod sterowania bezszczotkowymi silnikami prądu stałego (BLDC), polegająca na zastosowaniu prądów o fali prostokątnej do faz silnika, wyrównanych z trapezoidalnym tyłem Krzywa EMF silnika BLDC zapewniająca optymalne generowanie momentu obrotowego. Sterowanie drabinkowe BLDC idealnie nadaje się do wdrażania projektów systemów sterowania silnikiem dla szerokiego zakresu zastosowań, w tym sprzętu AGD, sprężarek chłodniczych, dmuchaw HVAC, skraplaczy, napędów przemysłowych, pomp i robotyki.

Zaletami metody sterowania falą prostokątną jest prosty algorytm sterowania i niski koszt sprzętu, a wyższą prędkość silnika można uzyskać, stosując sterownik o zwykłej wydajności.

Wadą są duże wahania momentu obrotowego, pewna ilość szumów prądu i sprawność nie może osiągnąć wartości maksymalnej. Sterowanie falą trapezową jest odpowiednie w sytuacjach, gdy wydajność obrotowa silnika nie jest wysoka. Sterowanie falą trapezową wykorzystuje czujnik Halla lub nieindukcyjny algorytm estymacji w celu uzyskania położenia wirnika silnika, a następnie wykonuje 6 komutacji (jedna komutacja co 60°) w cyklu elektrycznym 360° w oparciu o położenie wirnika.

Silnik wytwarza siłę w określonym kierunku w każdym położeniu komutacji, dlatego można powiedzieć, że dokładność położenia w przypadku sterowania falą trapezową wynosi elektryczna 60°.

Ponieważ w przypadku tej metody sterowania przebieg prądu fazowego silnika jest zbliżony do fali trapezowej, nazywa się to sterowaniem falą trapezową.

2. Sterowanie falą sinusoidalną

Metoda sterowania falą sinusoidalną wykorzystuje falę SVPWM, która generuje 3-fazowe napięcie sinusoidalne, a odpowiadający mu prąd jest również prądem sinusoidalnym.

W tej metodzie nie ma koncepcji komutacji sterującej falą prostokątną lub uważa się, że w cyklu elektrycznym wykonywana jest nieskończona liczba komutacji.

Oczywiście w porównaniu ze sterowaniem falą prostokątną, sterowanie falą sinusoidalną charakteryzuje się mniejszymi wahaniami momentu obrotowego i mniejszą liczbą harmonicznych prądu, a sterowanie wydaje się bardziej „delikatne”. Jednakże wymagania dotyczące wydajności sterownika są nieco wyższe niż w przypadku sterowania falą prostokątną, i wydajność silnika nie może zostać osiągnięta.wartość maksymalna.

3. Sterowanie zorientowane na pole (FOC)

FOC (sterowanie zorientowane na pole), znane również jako sterowanie wektorowe (VC, sterowanie wektorowe), to obecnie jedna z najlepszych metod wydajnego sterowania bezszczotkowymi silnikami prądu stałego (BLDC) i silnikami synchronicznymi z magnesami trwałymi (PMSM).

Sterowanie falą sinusoidalną realizuje kontrolę wektora napięcia i pośrednio realizuje kontrolę wielkości prądu, ale nie może kontrolować kierunku prądu.

Metodę sterowania FOC można uznać za ulepszoną wersję sterowania falą sinusoidalną, która realizuje kontrolę wektora prądu, czyli wektorowego sterowania polem magnetycznym stojana silnika.

Ponieważ kierunek pola magnetycznego stojana silnika jest kontrolowany, pole magnetyczne stojana silnika i pole magnetyczne wirnika mogą być utrzymywane przez cały czas na poziomie 90°, osiągając maksymalny wyjściowy moment obrotowy przy określonym prądzie.

4. Sterowanie bezczujnikowe

W przeciwieństwie do tradycyjnego sterowania silnikiem za pomocą czujników, sterowanie bezczujnikowe umożliwia sterowanie silnikiem bez czujnika (tj. czujników Halla, enkoderów). Ta metoda pochodna wykorzystuje informacje o prądzie i napięciu silnika do określenia położenia wirnika. Następnie obliczana jest prędkość silnika od zmiany położenia wirnika, a informacja ta służy do kontrolowania prędkości silnika.

Zaletą sterowania bezczujnikowego jest to, że nie wymaga czujników, może niezawodnie działać w trudnych warunkach pracy, jest tani, wymaga tylko 3 pinów i ma niewielkie rozmiary. Jednocześnie żywotność i niezawodność są dłuższe ponieważ nie ma Hallów do uszkodzenia.Ale wada jest również oczywista, to znaczy nie uruchamia się płynnie.Ponieważ przy małych prędkościach lub gdy wirnik jest nieruchomy, tylna siła elektromotoryczna jest zbyt mała i nie można przejść przez zero wykryto.

● Silniki szczotkowe DC a silniki bezszczotkowe ↑Powrót do góry

● Podobieństwa między silnikami szczotkowymi i bezszczotkowymi prądu stałego

Bezszczotkowe silniki prądu stałego i szczotkowe silniki prądu stałego mają pewne wspólne cechy i zasady działania:

1.Bezszczotkowe silniki prądu stałego i szczotkowane silniki prądu stałego mają podobną konstrukcję i oba zawierają stojan i wirnik. Stojan wytwarza pole magnetyczne, a wirnik wytwarza moment obrotowy wchodząc w interakcję z polem magnetycznym stojana, przekształcając w ten sposób energię elektryczną w energia mechaniczna.

2.Obydwa typy silników wymagają zasilania prądem stałym, aby zapewnić energię elektryczną. Niezależnie od tego, czy jest to bezszczotkowy silnik prądu stałego, czy szczotkowany silnik prądu stałego, ich zasada działania opiera się na prądzie stałym.

3.Zarówno bezszczotkowe silniki prądu stałego, jak i szczotkowane silniki prądu stałego mogą kontrolować prędkość i moment obrotowy poprzez zmianę napięcia wejściowego lub prądu. Dzięki temu można je regulować i sterować w zależności od różnych scenariuszy zastosowań.

● zasilanie między silnikami szczotkowymi i bezszczotkowymi źródłami prądu

Chociaż bezszczotkowe i szczotkowane silniki prądu stałego mają pewne wspólne cechy, mają pewne wyraźne różnice w wydajności i zaletach.

Jak sama nazwa wskazuje, szczotkowane silniki prądu stałego mają szczotki, które zmieniają kierunek silnika w taki sposób, że się on obraca. Silniki bezszczotkowe zastępują mechaniczną funkcję komutacji sterowaniem elektronicznym.

Ten artykuł pomoże Ci zrozumieć Różnice między silnikami szczotkowymi DC i silniki bezszczotkowe.

● Typ bezszczotkowego silnika prądu stałego ↑Powrót do góry

● Typ silnika BLDC STEPPERONLINE

Istnieje wiele typów bezszczotkowych silników prądu stałego sprzedawanych przez STEPPERONLINE, a zrozumienie cech i zastosowań różnych typów silników krokowych pomoże Ci zdecydować, który typ jest dla Ciebie najlepszy.

1. Standardowy silnik BLDC (wirnik wewnętrzny)

STEPPERONLONE dostarcza standardowy silnik bezszczotkowy z ramą NEMA 17 23 i rozmiarem metrycznym 36–80mm. Silniki (wirnik wewnętrzny) obejmują 3-fazowe silniki elektryczne niskiego napięcia 12V/24V/36V i wysokonapięciowe 310V o zakresie mocy 13–1100W i zakres prędkości 2000-6000obr./min. Zintegrowane czujniki Halla można stosować w zastosowaniach wymagających precyzyjnego sprzężenia zwrotnego położenia i prędkości. Chociaż standardowe opcje zapewniają doskonałą niezawodność i wysoką wydajność, większość naszych silników można również dostosować do pracy z różnymi napięciami, moce, prędkości itp. Niestandardowy typ/długość wału i kołnierze montażowe są dostępne na życzenie.

2. Przekładniowy silnik BLDC

Bezszczotkowy motoreduktor prądu stałego to silnik z wbudowaną przekładnią (np. przekładnią planetarną). Koła zębate są połączone z wałem napędowym silnika. Na tym zdjęciu pokazano, jak przekładnia jest umieszczona w obudowie silnika.

Przekładnie pomagają zmniejszyć prędkość bezszczotkowego silnika prądu stałego, jednocześnie zwiększając wyjściowy moment obrotowy (moment obrotowy). Bezszczotkowe silniki prądu stałego pracują zwykle przy prędkościach obrotowych od 2000 do 3000 obr/min, gdzie osiągają doskonałą wydajność.W przypadku połączenia silnika ze skrzynią biegów o przełożeniu np. 20:1 prędkość tę można zmniejszyć do 100 do 150 obr./min, zwiększając moment obrotowy 20-krotnie.

Poza tym połączenie silnika i przekładni w jednej obudowie zmniejsza wymiary zewnętrzne motoreduktorów bezszczotkowych prądu stałego, co pozwala efektywnie wykorzystać przestrzeń maszyny, w której są one zainstalowane.

3. Silnik z Wirnikiem Zewnętrzny

Nowa technologia pozwala na produkcję wydajniejszych bezprzewodowych urządzeń i narzędzi do zasilania zewnętrznego. Nowy typ silnika zintegrowany z elektronarzędziami to konstrukcja bezszczotkowego silnika z zewnętrznym wirnikiem.

Silnik BLDC z wirnikiem zewnętrznym lub silniki bezszczotkowe zasilane z wirnika zewnętrznego mają konstrukcję z wirnikiem zewnętrznym, która zapewnia płynny i płynny obrót. Silniki te są w stanie osiągnąć wyższy moment obrotowy niż konstrukcje z wirnikiem wewnętrznym o porównywalnej wielkości. Wyższa bezwładność wytwarzana przez silniki z wirnikiem zewnętrznym sprawia, że ​​są one idealny do zastosowań wymagających niższego poziomu hałasu i niezawodnej wydajności przy niższych prędkościach.

W silniku z wirnikiem zewnętrznym wirnik znajduje się na zewnątrz (na zewnątrz silnika), a stojan znajduje się wewnątrz silnika.

Silniki BLDC z wirnikiem zewnętrznym są krótsze niż silniki z wirnikiem wewnętrznym, co stanowi ekonomiczne rozwiązanie. W tych silnikach magnesy trwałe są zamontowane na obudowie wirnika, który obraca się wokół stojana wewnętrznego poprzez uzwojenia. Silniki z wirnikiem zewnętrznym mają niższą tętnienia momentu obrotowego w porównaniu z silnikami z wirnikiem wewnętrznym ze względu na większą bezwładność wirnika.

4. Zintegrowany silnik BLDC

Zintegrowane silniki bezszczotkowe to produkty mechatroniczne opracowane do współpracy w dziedzinie automatyki przemysłowej. Silnik ten jest wyposażony w dedykowany układ sterownika bezszczotkowego silnika prądu stałego o wysokiej wydajności, który ma szereg zalet, takich jak wysoka integracja, mały rozmiar, pełna ochrona, proste i przejrzyste okablowanie oraz wysoka niezawodność.Ta seria obejmuje różnorodne zintegrowane silniki o mocy od 100 do 400 W. Ponadto wbudowany sterownik jest wyposażony w nową technologię PWM, która umożliwia pracę silnika bezszczotkowego z dużą prędkością prędkość, małe wibracje, niski poziom hałasu, dobra stabilność i wysoka niezawodność. Zintegrowane silniki zapewniają oszczędność miejsca, co ogranicza okablowanie i oszczędza koszty w porównaniu z oddzielnymi komponentami silnika i napędu.

● Jak wybrać bezszczotkowy sterownik silnika prądu stałego ↑Powrót do góry

1. Najpierw musisz wybrać odpowiedni silnik bezszczotkowy.

Wybierz silnik bezszczotkowy na podstawie parametrów elektrycznych. Przede wszystkim należy określić parametry elektryczne, takie jak wymagany zakres prędkości silnika, moment obrotowy, napięcie znamionowe i moment znamionowy, a następnie wybrać odpowiedni silnik bezszczotkowy na podstawie tych parametrów Parametry. Ogólnie rzecz biorąc, prędkość znamionowa silnika bezszczotkowego wynosi 3000 obr./min, a zaleca się, aby prędkość robocza przekraczała 200 obr./min. Jeśli chcesz pracować z niższą prędkością przez dłuższy czas, możesz rozważyć użycie skrzyni biegów w celu zmniejszenia prędkości i zwiększenia moment obrotowy.

Wybierz silnik bezszczotkowy zgodnie z rozmiarem mechanicznym. Wybierz odpowiedni silnik zgodnie z wymiarami montażowymi silnika, wymiarami wału wyjściowego, wymiarami całkowitymi itp., które są odpowiednie dla sprzętu. Wspieramy dostosowywanie silników bezszczotkowych w różnych rozmiarach zgodnie z wymagania klienta.

2. Wybierz odpowiedni sterownik bezszczotkowy.

Wybierz odpowiedni sterownik zgodnie z parametrami elektrycznymi silnika bezszczotkowego. Wybierając sterownik, upewnij się, że moc znamionowa i napięcie silnika bezszczotkowego mieszczą się w dopuszczalnym zakresie sterownika, aby zapewnić kompatybilność między silnikiem a sterownikiem Nasze istniejące sterowniki bezszczotkowe można podzielić na sterowniki niskonapięciowe (12-60VDC) i sterowniki wysokonapięciowe (110/220VAC), które nadają się odpowiednio do silników bezszczotkowych niskiego napięcia i silników bezszczotkowych wysokiego napięcia. że nie można ich mieszać.

Przy wyborze sterownika bezszczotkowego należy wziąć pod uwagę rozmiar instalacji i warunki rozpraszania ciepła sterownika, aby mieć pewność, że sterownik będzie działał w odpowiednim środowisku.

● Zalety i wady bezszczotkowego silnika prądu stałego ↑Powrót do góry

● Zalety

W porównaniu z innymi typami silników, bezszczotkowe silniki prądu stałego mają zalety małych rozmiarów, dużej mocy wyjściowej, niskich wibracji, niskiego poziomu hałasu i długiej żywotności. Przyjrzyjmy się bliżej zaletom silników BLDC.

Jedną z głównych zalet jest wydajność, ponieważ silniki te mogą w sposób ciągły kontrolować maksymalną siłę obrotową (moment obrotowy). W przeciwieństwie do silników szczotkowych osiągają maksymalny moment obrotowy tylko w określonych momentach obrotu. Aby silnik szczotkowy zapewniał ten sam moment obrotowy jako silnik bezszczotkowy należy zastosować większe magnesy. Z tego powodu nawet małe silniki BLDC mogą dostarczyć znaczną moc.

Druga główna zaleta, która jest powiązana z pierwszą, to sterowalność. Silnikiem BLDC można sterować za pomocą mechanizmu sprzężenia zwrotnego, aby zapewnić dokładnie żądany moment obrotowy i prędkość. Precyzyjne sterowanie z kolei zmniejsza zużycie energii i wytwarzanie ciepła oraz wydłuża żywotność baterii, jeśli silnik jest zasilany z baterii.

Ponieważ silniki BLDC nie zawierają szczotek, zapewniają również długą żywotność i niski poziom hałasu elektrycznego. W przypadku silników szczotkowych szczotki i komutator zużywają się w wyniku ciągłego ruchomego kontaktu, a także mogą wytwarzać iskry na styku. Hałas elektryczny jest szczególnie szkodliwy wynikiem silnych iskier w obszarze, w którym szczotki przechodzą przez szczelinę komutatora. Z tego powodu silniki BLDC są często uważane za preferowane w zastosowaniach, w których należy unikać zakłóceń elektrycznych.

Ponadto bezszczotkowe silniki prądu stałego mają również następujące zalety:

1. Wyższa sprawność i gęstość mocy w porównaniu do silników indukcyjnych (przy tej samej mocy, objętości i wadze zmniejszonej o około 35%)

2. Zastosowanie precyzyjnych łożysk kulkowych, długa żywotność i cicha praca

3. Szeroki zakres prędkości i pełna moc silnika dzięki liniowej krzywej momentu obrotowego

4. Zmniejsz emisję zakłóceń elektrycznych

5. Mechanicznie wymienny z silnikami krokowymi, co zmniejsza koszty budowy i zwiększa różnorodność części

● Wady

Ponieważ silniki bezszczotkowe wymagają bardziej wyrafinowanej elektroniki, całkowity koszt napędu bezszczotkowego jest wyższy niż silnika szczotkowego.

W sekcji dotyczącej trybu sterowania silnikiem wprowadziliśmy, że FOC może dokładnie kontrolować wielkość i kierunek pola magnetycznego, dzięki czemu moment obrotowy silnika jest stabilny, niski poziom hałasu, wysoka wydajność i szybka reakcja dynamiczna. Obecnie jest to najlepszy wybór do wydajnego sterowania bezszczotkowymi silnikami prądu stałego (BLDC).Jednak jego wadami są wysoki koszt sprzętu, wysokie wymagania dotyczące wydajności sterownika i konieczność dopasowania parametrów silnika.

Ma to również tę wadę, że ze względu na reaktancję indukcyjną BLDC będzie towarzyszył jitter podczas uruchamiania, który nie jest tak płynny jak rozruch silników szczotkowych.

Dodatkowo bezszczotkowe silniki prądu stałego wymagają specjalistycznej wiedzy i sprzętu do naprawy i konserwacji, przez co są mniej dostępne dla przeciętnego użytkownika.

● Zastosowania i zastosowania bezszczotkowego silnika prądu stałego ↑Powrót do góry

Bezszczotkowe silniki prądu stałego (BLDC) są szeroko stosowane w automatyce przemysłowej, samochodach, sprzęcie medycznym, sztucznej inteligencji i innych gałęziach przemysłu ze względu na ich długą żywotność, niski poziom hałasu i wysoki moment obrotowy. Poniżej przedstawimy szczegółowo zastosowanie BLDC w różne branże.

1. Automatyka przemysłowa

Bezszczotkowe silniki prądu stałego odgrywają ważną rolę w dziedzinie automatyki przemysłowej, takie jak serwomotory, obrabiarki CNC, roboty itp. Wykorzystuje się je również jako siłowniki do sterowania ruchem robotów przemysłowych do wykonywania zadań takich jak malowanie, montaż produktu, a nawet spawanie. Urządzenia te wymagają do napędu bardzo precyzyjnych i wydajnych silników, a bezszczotkowe silniki prądu stałego mogą dokładnie spełnić te wymagania.

2. Pojazdy elektryczne

Silnik napędowy w pojazdach elektrycznych to kolejny ważny obszar zastosowań bezszczotkowych silników prądu stałego. W szczególności bezszczotkowe silniki prądu stałego odgrywają wiodącą rolę w funkcjonalnych zamiennikach, które wymagają sterowalności oraz w miejscach, gdzie komponenty są często używane i dlatego wymagają komponentów o długiej żywotności .Głównym obszarem zastosowań po układach wspomagania kierownicy są silniki sprężarek klimatyzacji.Ponadto silniki trakcyjne pojazdów elektrycznych (EV) są również obiecującym obszarem dla bezszczotkowych silników prądu stałego.Ponieważ układ działa przy ograniczonej mocy akumulatora, silniki muszą być wydajne i kompaktowe dzięki czemu zmieszczą się w ciasnych przestrzeniach.

Ponieważ pojazdy elektryczne wymagają wydajnych, niezawodnych i lekkich silników do zapewnienia mocy, bezszczotkowe silniki prądu stałego mają te zalety i dlatego są szeroko stosowane w układach napędowych pojazdów elektrycznych.

3. Lotnictwo i drony

W przemyśle lotniczym bezszczotkowe silniki prądu stałego są jednymi z najczęściej stosowanych silników elektrycznych, ponieważ ich doskonała wydajność jest w nich bardzo ważna. We współczesnej technologii lotniczej różne układy pomocnicze samolotów opierają się na mocnych i wydajnych bezszczotkowych silnikach prądu stałego. W technologii lotniczej bezszczotkowe silniki prądu stałego stosowane są do sterowania powierzchnią lotu oraz do napędzania układów zasilania w kabinie (np. pomp paliwowych, pomp ciśnieniowych, układów zasilania, generatorów i urządzeń rozdziału mocy).Doskonałe osiągi i wysoka sprawność silników bezszczotkowe silniki prądu stałego w tych zastosowaniach mogą zapewnić elastyczną kontrolę powierzchni latającej oraz zapewnić stabilność i bezpieczeństwo samolotu.

W technologii dronów bezszczotkowe silniki prądu stałego mogą być używane do sterowania sprzętem, takim jak systemy interferencyjne, systemy komunikacyjne i kamery dronów. Bezszczotkowe silniki prądu stałego mogą rozwiązać problemy związane z dużym obciążeniem i szybką reakcją w tych zastosowaniach dzięki dużej mocy wyjściowej i wysokiej szybkość reakcji, zapewniająca niezawodność i wydajność dronów.

4. Sprzęt medyczny

W sprzęcie medycznym szeroko stosowane są również bezszczotkowe silniki prądu stałego, takie jak sztuczne serca, pompy krwi itp. Urządzenia te wymagają do zasilania precyzyjnych, niezawodnych i lekkich silników, a bezszczotkowe silniki prądu stałego mogą spełnić te wymagania.

/p>

Jako rodzaj silnika o wysokiej wydajności, niskim poziomie hałasu i długiej żywotności, bezszczotkowy silnik prądu stałego jest szeroko stosowany w sprzęcie medycznym. Jego zastosowanie w aspiratorach medycznych, pompach infuzyjnych, łóżkach operacyjnych itp. sprawiło, że działanie sprzęt jest bardziej stabilny, dokładny i niezawodny oraz wniósł istotny wkład w rozwój sprzętu medycznego.

5. Inteligentny dom

W systemach inteligentnego domu wentylatory obiegowe, nawilżacze, osuszacze, odświeżacze powietrza, wentylatory grzewcze i chłodzące, suszarki do rąk, inteligentne zamki do drzwi, elektryczne drzwi i okna itp. również wykorzystują bezszczotkowe silniki prądu stałego. Przejście silników urządzeń gospodarstwa domowego z silniki indukcyjne po bezszczotkowe silniki prądu stałego i ich sterowniki mogą lepiej spełniać wymagania dotyczące oszczędzania energii, ochrony środowiska, inteligencji, niskiego poziomu hałasu i komfortu.

Bezszczotkowe silniki prądu stałego od dawna stosowane są także w pralkach, układach klimatyzacji, odkurzaczach i innych urządzeniach elektroniki użytkowej, a od niedawna znalazły także zastosowanie w wentylatorach, gdzie ich wysoka wydajność przyczyniła się do znacznego zmniejszenia zużycia energii elektrycznej zużycie.

Podsumowując, praktyczne zastosowania silników bezszczotkowych są wszędzie w życiu. Bezszczotkowe silniki prądu stałego (BLDC) to wydajne, trwałe i wszechstronne urządzenia o różnych zastosowaniach w różnych gałęziach przemysłu. Ich konstrukcja, typy i zastosowania sprawiają, że są kluczowym elementem w nowoczesnych technologiach i automatyce.