De boarstele DC-motor: Noch altyd in heul libbensfetbere opsje

Brushless DC en stepper motors meie krije mear omtinken as de klassike boarstele DC motor, mar de lêste kin noch v're in bettere kar yn guon applikaasjes.

De measte ûntwerpers dy't sykje om in lytse DC-motor te kiezen - typysk in sub- as fraksjonele hynstekrêft-ienheid - sjogge gewoanlik yn earste ynstânsje nei mar twa opsjes: de borstelleaze DC (BLDC) motor of de steppermotor.Hokker te selektearjen is basearre op 'e applikaasje, om't de BDLC oer it algemien better is foar trochgeande beweging, wylst de steppermotor in bettere fit is foar posysjonearring, hinne-en-wer, en stop / startbeweging.Elk motortype kin de nedige prestaasjes leverje mei de juste controller, dy't in IC of module kin wêze ôfhinklik fan motorgrutte en spesifikaasjes.Dizze motors kinne wurde oandreaun mei de "smarts" ynbêde yn tawijde bewegingskontrôle IC's as in prosessor mei ynbêde firmware.

Mar sjoch in bytsje tichter by it oanbod fan 'e leveransiers fan dizze BLDC-motoren, en jo sille sjen dat se hast altyd ek boarstele DC (BDC)-motoren oanbiede, dy't "foar altyd" bestean.Dizze motorarranzjemint hat in lange en fêstige plak yn 'e skiednis fan elektrysk oandreaune motorkrêft, om't it it earste elektryske motorûntwerp fan hokker soart wie.Tsientallen miljoenen fan dizze boarstele motoren wurde elk jier brûkt foar serieuze, net-triviale tapassingen lykas auto's.

De earste rûge ferzjes fan boarstele motors waarden betocht yn 'e iere 1800s, mar it oandriuwen fan sels in lytse nuttige motor wie útdaagjend.De generators dy't nedich wiene om se te bemachtigjen wiene noch net ûntwikkele, en de beskikbere batterijen hienen beheinde kapasiteit, grutte grutte, en moasten noch op ien of oare manier "oanfolle" wurde.Uteinlik waarden dizze problemen oerwûn.Tsjin de lette 1800s waarden boarstele DC motors fariearjend yn de tsientallen en hûnderten hynstekrêft ynstallearre en yn algemien gebrûk;in protte wurde hjoed noch brûkt.

De basis boarstele DC-motor fereasket gjin "elektroanika" om te funksjonearjen, om't it in selskommutearjend apparaat is.It prinsipe fan operaasje is ienfâldich, dat is ien fan har deugden.De boarstele DC-motor brûkt meganyske kommutaasje om de polariteit fan it magnetyske fjild fan 'e rotor (ek wol it anker neamd) te wikseljen tsjin de stator.Yn tsjinstelling, it magnetyske fjild fan 'e stator wurdt ûntwikkele troch elektromagnetyske spoelen (histoarysk) of moderne, krêftige permaninte magneten (foar in protte hjoeddeistige ymplemintaasjes) (figuer 1).


Fig. 1: De tradisjonele boarstele DC-motor fertrout op meganyske kommutaasje fia boarstel om de polariteit fan it magnetyske fjild fan 'e rotor te wikseljen, sadat in trochgeande rotearjende beweging feroarsaket.(Byld:HPI Racing A/S)

De ynteraksje en werheljende omkearing fan it magnetyske fjild tusken rotorspolen op 'e anker en fêste fjild fan' e stator induce de trochgeande rotearjende beweging.De kommutaasjeaksje dy't it rotorfjild omkeart, wurdt berikt fia fysike kontakten (neamd borstels), dy't oanreitsje en macht bringe oan 'e armaturespolen.De rotaasje fan 'e motor leveret net allinich de winske meganyske beweging, mar ek it wikseljen fan' e rotorspulpolariteit dy't nedich is om de attraksje / ôfwizing te ferwêzentlikjen mei respekt foar it fêste statorfjild - wer, gjin elektroanika is nedich, om't de DC-oanfier direkt oan 'e stator coil windings (as ien) en de borstels.

Basis snelheidskontrôle wurdt berikt troch it oanpassen fan de tapaste spanning, mar dit wiist op ien fan 'e tekoarten fan' e boarstele motor: de legere spanning ferminderet de snelheid (dat wie de bedoeling) en ferminderet it koppel dramatysk, wat meast in net winske gefolch is.It brûken fan in boarstele motor oandreaun direkt út 'e DC rails is oer it algemien akseptabel allinnich yn beheinde of net-kritysk applikaasjes lykas operearje lytse boartersguod en animearre byldskermen, benammen as snelheid kontrôle is nedich.

Yn tsjinstelling, de Brushless motor hat in rige fan elektromagnetyske coils (peallen) fêstmakke yn plak om de húsfesting ynterieur, en hege-sterkte permaninte magneten wurde hechte oan de draaiende skacht (de rotor) (figuer 2).As de peallen yn sekwinsje bekrêftige wurde troch de kontrôleelektroanika (elektroanyske kommutaasje - EC), draait it magnetyske fjild om de rotor hinne en lûkt/stjit sa de rotor ôf mei syn fêste magneten, dy't twongen is om it fjild te folgjen.


Fig 2: De boarsteleaze DC-motor brûkt elektroanyske kommutaasje om de polariteit fan 'e peallen om de rotor te wikseljen.(Byld:HPI Racing A/S)

De stroom dy't de BLDC-motorpeallen oandriuwt kin in fjouwerkante welle wêze, mar dat is net effisjint en induceart vibraasje, sadat de measte ûntwerpen in rampende golffoarm brûke mei in foarm oanpast foar de winske kombinaasje fan elektryske effisjinsje en bewegingsprecision.Fierder kin de kontrôler de energisearjende golffoarm fine-tune foar rappe, mar soepele starts en stops sûnder overshoot en skerpe reaksje op meganyske ladingtransients.Ferskillende kontrôleprofilen en trajekten binne beskikber dy't de motorposysje en snelheid oerienkomme mei de behoeften fan 'e applikaasje.

 

Bewurke troch Lisa


Posttiid: Nov-12-2021