Principio y uso de funcionamiento del motor de BLDC
El motor más básico es “motor de DC (motor cepillado)”. Coloque una bobina en un campo magnético. A través de la corriente que fluye, la bobina será rechazada por el polo magnético en un lado y atraída por el polo magnético en el otro lado al mismo tiempo, y continuará girando bajo este efecto. Durante la rotación, la corriente a los flujos de la bobina en la dirección opuesta, de modo que continúe girando. Hay una pieza del motor llamado el “conmutador” que es accionado por el “cepillo”. La posición del “cepillo” es sobre el “desviador” y se mueve continuamente con la rotación. Cambiando la posición del cepillo, la dirección de la corriente puede ser cambiada. El conmutador y los cepillos son estructuras imprescindibles para la rotación de los motores de DC (cuadro 1).
Cuadro 1: Funcionamiento del motor de DC (motor cepillado)
El conmutador cambia el flujo de corriente en la bobina e invierte la dirección de los polos magnéticos de modo que gire siempre a la derecha. Los cepillos suministran electricidad al conmutador que gira el eje.
Motores en diversa industria
El motor se puede clasificar según el tipo de fuente de energía y el principio de rotación. Hechemos una ojeada breve las características y el uso de diversos motores.
El motor de DC (motor del cepillo), que tiene una estructura simple y es fácil de actuar, se utiliza generalmente para “abrirse y cerrarse de las bandejas del disco” en los aparatos electrodomésticos. O puede ser utilizado en la “apertura y el control cerrado y de la dirección de espejos retrovisores eléctricos” de automóviles. Aunque sea barato y pueda ser utilizado en muchos campos, también tiene desventajas. Puesto que el conmutador estará en contacto con el cepillo, su vida es muy corta, el cepillo se debe substituir regularmente.
El motor de pasos girará con el número de pulsos eléctricos enviados a él. Su movimiento depende del número de pulsos eléctricos enviados a él, así que es conveniente para el ajuste de posición. Se utiliza generalmente para la “alimentación de papel de las máquinas y de las impresoras de fax” en la familia. Puesto que el procedimiento de alimentación de papel de la máquina de fax depende de las especificaciones (grabado, fineza), el motor de escalonamiento que gira con el número de pulsos eléctricos es muy fácil de utilizar. Es fácil solucionar el problema que la máquina parará la señal para temporalmente una vez.
Los motores síncronos cuyo número de revoluciones varía con la frecuencia de la fuente de alimentación se utilizan para los usos tales como “tablas giratorias para los hornos de microondas”. Hay un reductor del engranaje en la unidad de motor para conseguir el número de revoluciones conveniente para la comida de calefacción. Los motores de inducción también son afectados por la frecuencia del poder, pero la frecuencia y el número de rotaciones no es constantes. Previamente, este tipo de motor de CA fue utilizado en fans o lavadoras.
Puede ser visto que los diversos motores son activos en muchos campos. ¿Entre ellos, cuáles son las características de los motores de BLDC (motores sin cepillo) que les hacen tan versátiles?
¿Cómo hace el motor de BLDC giran?
El “BL” en motor de BLDC significa “sin cepillo”, es decir, el “cepillo” en el motor de DC (motor del cepillo) se va. El papel de cepillos en los motores de DC (motores del cepillo) es activar las bobinas en el rotor a través del conmutador. ¿Tan cómo hace un motor de BLDC sin los cepillos activan las bobinas en el rotor? El motor original de BLDC utiliza los imanes permanentes como el rotor, y no hay bobina en el rotor. Puesto que no hay bobinas en el rotor, no hay conmutador y cepillos para el avivamiento necesarios. En lugar, la bobina se utiliza como el estator (cuadro 3).
El campo magnético creado por el imán permanente fijo en el motor de DC (motor del cepillo) es inmóvil, y él gira controlando el campo magnético generado dentro de la bobina (rotor). Para cambiar el número de rotaciones cambiando el voltaje. El rotor del motor de BLDC es un imán permanente, y el rotor es girado cambiando la dirección del campo magnético generado por las bobinas circundantes. La rotación del rotor es controlada controlando la dirección y la magnitud de la corriente a la bobina.
Cuadro 3: Funcionamiento del motor de BLDC
Los motores de BLDC utilizan los imanes permanentes como el rotor. Puesto que no hay necesidad de activar el rotor, no hay necesidad de cepillos y de conmutadores. La electricidad a la bobina se controla del exterior.
Ventajas del motor de BLDC
Hay tres bobinas en el estator del motor de BLDC, cada bobina tiene dos alambres, y hay seis alambres de ventaja en el motor. De hecho, debido al cableado interno, generalmente solamente tres alambres son necesarios, pero hay uno más que el motor previamente mencionado de DC (motor del cepillo). Puramente conectando los polos positivos y negativos de la batería no se moverá. En cuanto para que cómo funcione con el motor de BLDC, será explicado en la segunda parte de esta serie. Esta vez vamos a centrarnos en las ventajas de los motores de BLDC.
La primera característica de los motores de BLDC es “eficacia alta”. Puede controlar su fuerza de torneado (esfuerzo de torsión) para mantener siempre el valor máximo. En el caso de un motor de DC (motor del cepillo), el esfuerzo de torsión máximo se puede mantener solamente por un momento durante la rotación, y no se puede mantener siempre en el valor máximo. Si un motor de DC (motor del cepillo) quiere conseguir el mismo esfuerzo de torsión que un motor de BLDC, puede aumentar solamente su imán. Esta es la razón por la cual un pequeño motor de BLDC puede también generar gran potencia.
La segunda característica es el “buen control”, que se relaciona con la primera. El motor de BLDC puede conseguir el esfuerzo de torsión y la velocidad de rotación previstos exacto. El motor de BLDC puede dar la reacción del número de la rotación de la blanco, del esfuerzo de torsión, del etc. Con control exacto, la generación de calor y el consumo de energía del motor pueden ser suprimidos. Si es batería conducida, el tiempo de la impulsión puede ser extendido con control cuidadoso.
Además, es durable y tiene ruido eléctrico bajo. Los dos puntos antedichos son las ventajas traídas por sin cepillo. El motor de DC (motor cepillado) será durante mucho tiempo llevado debido al contacto entre el cepillo y el conmutador. Las chispas también serán generadas en la partición entrada en contacto con. Especialmente cuando el hueco del conmutador toca el cepillo, habrá chispas enormes y ruido. Si usted no quiere generar ruido durante uso, usted puede considerar para utilizar un motor de BLDC.
Uso del motor de BLDC
¿Cuál es el uso de los motores de BLDC con eficacia alta, control diversificado y vida de servicio larga? Se aplica en los productos que pueden dar el juego a su eficacia alta y larga vida y está trabajando a menudo continuamente. Por ejemplo: aparatos electrodomésticos. La gente ha utilizado las lavadoras y los aires acondicionados durante mucho tiempo. Recientemente, los motores de BLDC también se han adoptado en fans eléctricas, y han reducido con éxito el consumo de energía. El del consumo de energía exactamente reducido debido a la eficacia alta.
Los motores de BLDC también se utilizan en aspiradores. En un caso, la velocidad giratoria aumentó perceptiblemente cambiando el sistema de control. Este ejemplo refleja la buena controlabilidad del motor de BLDC.
Como medio de almacenamiento importante, el disco duro también utiliza un motor de BLDC en su partición giratoria. Puesto que es un motor que necesita correr durante mucho tiempo, la durabilidad es importancia vital. Por supuesto, también tiene el propósito de suprimir el consumo de energía. La eficacia alta aquí también se relaciona con el bajo consumo de energía.
Hay muchos otros usos para los motores de BLDC
Se espera que los motores de BLDC sean utilizados en una gama más amplia de campos. Los motores de BLDC serán ampliamente utilizados en pequeños robots, especialmente los “robots del servicio” que proporcionan servicios en áreas con excepción de la fabricación. La “colocación es muy importante para los robots. Si usted utilizó un motor de pasos que corre con el número de pulsos eléctricos?” Alguien pudo pensar tan. Pero en términos de control de poder, los motores de BLDC son más convenientes. Además, si se utiliza un motor de pasos, una estructura tal como una muñeca del robot necesita proporcionar una considerable cantidad de corriente que se fijará en cierta posición. Si es un motor de BLDC, puede cooperar con las fuerzas externas para proporcionar el poder requerido y para reducir el consumo de energía.
Puede también ser utilizado para el transporte. Durante mucho tiempo, los motores simples de DC se han utilizado sobre todo en vehículos eléctricos o carros de golf para los ancianos, pero han comenzado recientemente a utilizar los motores de gran eficacia de BLDC con buena controlabilidad. La duración de la batería se puede prolongar por control fino. Los motores de BLDC son también convenientes para los abejones. Especialmente para los UAVs con los estantes multiaxiales, puesto que controla el vuelo cambiando el número de rotaciones de los propulsores, el motor de BLDC que puede controlar exacto la rotación.
El motor de BLDC es un motor de alta calidad con eficacia alta, buena controlabilidad y larga vida. Sin embargo, para maximizar el poder del motor de BLDC, el control apropiado se requiere. ¿Cómo hacerlo?
El motor de rotor interno de BLDC es una clase de motor típico de BLDC, y su estructura del aspecto e interna está como sigue (el cuadro 1). Los motores cepillados de DC (en lo sucesivo designados los motores de DC) tienen bobinas en el rotor y los imanes permanentes en el exterior. El rotor del motor de BLDC tiene imanes permanentes, y el exterior tiene bobina. El rotor del motor de BLCD no tiene ninguna bobina y es un imán permanente, tan allí no es ninguna necesidad de activar el rotor. Un “sin escoba” sin un cepillo para el avivamiento se observa.
Por otra parte, el control se convierte en más difícil comparado con los motores de DC. Es no sólo hacer el cable en el motor conectado con la fuente de alimentación. Incluso el número de cables es diferente. Es diferente del método de “conectar el positivo (+) y negativo (-) con la fuente de alimentación”.
Aspecto y estructura del motor de Figure1 BLDC
Cambie la dirección del flujo magnético
Para girar el motor de BLDC, la dirección actual y la sincronización de la bobina deben ser controladas. La figura 2-A es el resultado de modelar el estator (bobina) y el rotor (imán permanente) del motor de BLDC. Piense en el funcionamiento del rotor referente a la imagen siguiente. Considere el caso de usar 3 bobinas. Aunque haya encajone realmente dónde 6 o más bobinas se utilizan, sobre la base del principio, una bobina se colocan cada 120 grados y se utilizan tres bobinas. La electricidad de los convertidos del motor (voltaje, actuales) en la rotación mecánica. ¿Cómo hace el motor de BLDC en la figura 2-A giran? Hechemos una ojeada qué sucede en el motor primero.
Figura 2-A: El motor de BLDC gira principio
Una bobina se coloca cada 120 grados en el motor de BLDC, y un total de tres bobinas se colocan para controlar la corriente de la fase o de la bobina activada.
Tal y como se muestra en de la figura 2-A, el motor de BLDC utiliza 3 bobinas. Estas tres bobinas se utilizan para generar flujo magnético después del avivamiento, y se nombran U, V, y W. Give que intenta activar la bobina. La trayectoria actual en la bobina U (en adelante designado “bobina”) se marca como fase de U, V se registra como fase de V, y W se registra como fase de W. Después, heche una ojeada la fase de U. Después de que se active la fase de U, el flujo magnético en dirección de la flecha mostrada en la figura 2-B será generado.
Pero de hecho, el U, V, y los cables todos de W están conectados el uno al otro, así que es imposibles activar la fase de U solamente. Aquí, la activación a partir de la fase de U a la fase de W generará flujo magnético en U y W tal y como se muestra en de la figura 2-C. Combinar los dos flujos magnéticos de U y de W se convierte en el flujo magnético más grande tal y como se muestra en de la figura 2.a. El imán permanente girará de modo que el flujo magnético resultante esté en la misma dirección que el polo de N del imán permanente (rotor) en el centro.
Active a partir de fase de U a la fase de W. En primer lugar, atención de la paga a la bobina U, usted encontrará el flujo magnético generado como flecha.
Figura 2-C: El motor de BLDC gira principio
Active a partir de fase de U a la fase de W, 2 que el flujo magnético con diversa dirección será generado.
Figura 2.a: El motor de BLDC gira principio
Active a partir de fase de U a la fase de W, dos que el flujo magnético será generado.
Si la dirección del flujo magnético sintético se cambia, el imán permanente también cambiará por consiguiente. Según la posición del imán permanente, cambie la fase activada entre U-fase, V-fase, y W-fase para cambiar la dirección del flujo magnético combinado. Continuamente realizando esta operación, el flujo magnético resultante girará, de tal modo generando un campo magnético, y el rotor girará.
El cuadro 3 muestra la relación entre la fase activada y el flujo magnético resultante. En este ejemplo, si el modo del avivamiento se cambia a partir de la 1-6 en orden, el flujo magnético resultante girará a la derecha. Cambiando la dirección del flujo magnético sintetizado y controlando la velocidad, la velocidad de rotación del rotor puede ser controlada. El método de control para cambiar estos 6 modos del avivamiento y controlar el motor se llama “control del avivamiento 120-degree”.
Cuadro 3: El imán permanente del rotor girará como si sea tirado por el flujo magnético sintético, y el eje del motor también gire por consiguiente
Utilice el control de la onda sinusoidal para la rotación lisa
, Aunque la dirección del flujo magnético combinado gire bajo control del avivamiento de 120 grados, hay después solamente seis direcciones. Por ejemplo, si el “modo 1" del avivamiento en el cuadro 3 se cambia al “modo 2 del avivamiento,” la dirección del flujo magnético combinado cambiará por 60 grados. Entonces el rotor girará como si esté atraído. Después, el cambio del “modo 2" del avivamiento el “modo 3" del avivamiento, la dirección del flujo magnético resultante cambiará 60 grados otra vez. El rotor será atraído por este cambio otra vez. Este fenómeno se repetirá. Esta acción llegará a ser embotada. Esta acción hará a veces ruido.
Es el “control de la onda sinusoidal” que puede eliminar los defectos del control del avivamiento de 120 grados y alcanzar la rotación lisa. En el control del avivamiento de 120 grados, el flujo magnético combinado se fija en 6 direcciones. En el ejemplo de la figura 2-C, U y W generan el mismo flujo magnético. Sin embargo, si la U-fase, la V-fase, y la W-fase se pueden controlar bien, las bobinas pueden generar flujos magnéticos de diversos tamaños, y la dirección del flujo magnético combinado puede ser controlada exacto. Las corrientes de la U-fase, de la V-fase, y de la W-fase se ajustan para generar un flujo magnético compuesto. Controlando la generación continua de este flujo magnético, el motor puede girar suavemente.
Cuadro 4: control de la onda sinusoidal
El control de la onda sinusoidal puede controlar la corriente en las 3 fases, generar flujo magnético sintético, y realiza la rotación lisa. Puede generar flujo magnético sintético en una dirección que no se pueda generar por control del avivamiento de 120 grados.
Motor del control del inversor
¿Qué sobre las corrientes en las fases de U, de V, y de W? Para la facilidad de la comprensión, recordemos el caso del control del avivamiento de 120 grados. Véase por favor el cuadro 3 otra vez. En poder-en el modo 1, flujos actuales U a W; en poder-en el modo 2, flujos actuales U a V. Puede ser visto que siempre que la combinación de las bobinas con los cambios que fluyen actuales, la dirección de los cambios sintéticos de la flecha del flujo magnético también.
Después, mirada en poder-en el modo 4. En este modo, los flujos actuales W a U, frente a la dirección del modo 1. del avivamiento. En un motor de DC, la conversión de la dirección actual como esto se realiza por una combinación de un conmutador y de un cepillo. Sin embargo, los motores de BLDC no utilizan tal tipo métodos del contacto. Utilice un circuito de inversor para cambiar la dirección de la corriente. Al controlar un motor de BLDC, un circuito de inversor se utiliza generalmente.
Además, el circuito de inversor puede cambiar el voltaje aplicado en cada fase y ajustar el valor actual. En el ajuste del voltaje, PWM (modulación de la anchura de Modulation=Pulse de la anchura de pulso) es de uso general. PWM es un método de cambiar el voltaje ajustando la longitud de tiempo CON./DESC. del pulso. Cuál es importante es el cambio en el ratio (ciclo de trabajo) de a tiempo y de tiempo. Si EN ratio es alto, el mismo efecto que aumentando el voltaje puede ser obtenido. Si EN disminuciones del ratio, el mismo efecto como la disminución del voltaje puede ser obtenido (el cuadro 5).
Para realizar PWM, ahora hay microordenadores equipados de hardware dedicado. Al realizar control de la onda sinusoidal, es necesario controlar el voltaje de tres fases, así que el software es levemente más complicado que el control del avivamiento de 120 grados con solamente dos fases activadas. El inversor es un circuito necesario para conducir el motor de BLDC. Los inversores también se utilizan en motores de CA, pero puede ser considerado que el “tipo del inversor” mencionado en los aparatos electrodomésticos casi utiliza los motores de BLDC.
Cambie a tiempo dentro de cierto periodo de tiempo para cambiar el valor eficaz del voltaje. Más largo a tiempo, más cercano se aplica el valor eficaz está al voltaje cuando el voltaje 100% (cuando está PRENDIDO).
Motor de BLDC usando el sensor de posición
El antedicho es una descripción del control del motor de BLDC. El motor de BLDC cambia la dirección del flujo magnético sintético generado por la bobina para cambiar el imán permanente del rotor.
De hecho, hay un más punto no mencionado en la descripción antedicha. Es decir, la presencia de sensores en motores de BLDC. El control del motor de BLDC se coordina con la posición (ángulo) del rotor (imán permanente). Por lo tanto, un sensor para obtener la posición del rotor es necesario. Si ningún sensor conoce la dirección del imán permanente, el rotor puede dar vuelta a una dirección inesperada. Si hay sensores para proporcionar la información, éste no sucederá.
El cuadro 1 muestra los tipos principales de sensores para la detección de la posición de motores de BLDC. Dependiendo del método de control, los sensores requeridos son también diferentes. En el control del avivamiento de 120 grados, para determinar qué fase a activar, se equipa un sensor de effecto hall que puede entrar una señal cada 60 grados. Por otra parte, los sensores de alta precisión tales como sensores del ángulo o codificadores fotoeléctricos son eficaces para el “control de vector” (explicado en el siguiente elemento) que controla exacto el flujo magnético sintetizado.
La posición se puede detectar usando estos sensores, pero también trae algunas desventajas. El sensor es débil contra el polvo y el mantenimiento es imprescindible. La gama de temperaturas usable también será reducida. El uso de sensores o el aumento en el cableado para esto hará el coste subir, y los sensores de alta precisión ellos mismos son costosos. Así, el acercamiento del “sensor” fue introducido menos. No utiliza los sensores de la detección de la posición para controlar costes y no requiere mantenimiento sensor-relacionado. Pero con el fin de explicar el principio este vez, asumamos esa información se ha obtenido del sensor de posición.
Tipo del sensor
Uso principal
Característica
Sensor de Pasillo
control de la fuente de alimentación 120-degree
Adquiera la señal cada 60 grados. Una resistencia más barata, pobre del calor
Codificador óptico
Control de la onda sinusoidal, control de vector
Capacidad antipolvo de alta resolución, pobre.
Sensor del ángulo
Control de la onda sinusoidal, control de vector
Alta resolución.
Mantenga la eficacia alta siempre con control de vector
La onda sinusoidal se controla para ser activada en tres fases, que cambia suavemente la dirección del flujo magnético sintetizado, así que el rotor girará suavemente. El control del avivamiento de 120 grados cambia 2 fases entre U-fase, V-fase, y W-fase para hacer que el motor gira, mientras que el control de la onda sinusoidal requiere el control exacto de la corriente trifásica. Por otra parte, el valor controlado es un valor de la CA que cambia todo el tiempo, así que el control llega a ser más difícil.
Aquí está el control de vector. El control de vector puede utilizar la transformación coordinada para calcular el valor trifásico de la CA como el valor bifásico de DC, así que el control puede ser simplificado. Sin embargo, el cálculo del control de vector requiere la información de la posición del rotor en la alta resolución. Hay dos métodos para la detección de la posición, es decir, un método usando un sensor de posición tal como un codificador fotoeléctrico o un sensor del ángulo de la rotación, y un método inconsciente que las estimaciones basadas en el valor actual de cada fase. Con esta transformación coordinada, el valor actual relacionado con el esfuerzo de torsión (fuerza rotatoria) se puede controlar directamente, para alcanzar control eficiente sin exceso de corriente.
Sin embargo, el control de vector requiere la transformación coordinada usando funciones trigonométricas o el proceso complejo del cálculo. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, un microordenador con poder de computación fuerte se utiliza como microordenador del control, tal como un microordenador equipado de un FPU (unidad de aritmética de la coma flotante).
El antedicho está sobre el motor sin cepillo de DC y el método normal del uso compartidos por el redactor del AIP. Sin embargo, si usted quiere mejorar la calidad del motor sin cepillo de DC y reducir el índice defectuoso de producción del motor, usted también necesita utilizar la máquina de prueba del motor en el proceso de producción del motor. El producto lanzado por el redactor del AIP está hoy: Máquina de prueba del motor de BLDC.
Esta serie de productos se utiliza principalmente para la prueba rápida y exacta de la parametrización para la optimización del tratamiento eléctrica de motores sin cepillo en automóviles, fans, aires acondicionados, lavadoras y otros productos. El sistema se compone de útiles de la prueba, del ordenador industrial, del anfitrión de la prueba, del software de control de sistema y de diversos módulos funcionales. Puede realizar la prueba de funcionamiento de la seguridad y la prueba de carga del motor sin cepillo completo. Después de que se encienda el equipo, las pruebas programadas se hacen en orden según el proceso de la prueba. Después de que se termine la prueba, dará para pasar o para fallar instrucciones y alarmas sanas y ligeras.
Foco del AIP en el motor eléctrico que prueba y dedicado para proporcionar las soluciones de prueba del motor todo en uno para diversas industrias. Si usted quiere conocer más sobre prueba del motor eléctrico, entre en contacto con por favor por el email: teléfono de international@aipuo.com: +86-532-87973318
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