Бесщеточный двигатель постоянного тока — это двигатель постоянного тока, для которого не требуются щетки, используемые в традиционных щеточных двигателях постоянного тока.
По сравнению с щеточными двигателями постоянного тока бесщеточные двигатели постоянного тока имеют следующие два преимущества.
Долгий срок службы и, следовательно, низкая частота технического обслуживания.
нет шума
Щетки, используемые в коллекторных двигателях постоянного тока, находятся в постоянном контакте с коллектором. Требуется регулярная замена, так как вращение двигателя приводит к износу щеток и коллекторов. Связанный с этим короткий срок службы и требования к техническому обслуживанию являются недостатками таких двигателей. Напротив, поскольку в двигателях BLDC не используются эти расходные коллекторы и щетки, они имеют более длительный срок службы и гораздо реже обслуживаются. Поэтому частота использования бесщеточных двигателей постоянного тока становится все выше и выше.
Тот факт, что в бесщеточных двигателях постоянного тока не используются коммутаторы и щетки, также означает, что электрические и акустические шумы, вызванные контактом между этими компонентами, устранены. Поэтому бесщеточные двигатели постоянного тока работают очень тихо.
Где используются бесщеточные двигатели постоянного тока?
Бесщеточные двигатели постоянного тока обеспечивают бесшумную работу, долгий срок службы и низкие эксплуатационные расходы и могут использоваться в различных областях. Общие примеры включают бытовую технику, такую как кондиционеры, очистители воздуха и холодильники.
Эти двигатели также используются в различном коммерческом оборудовании, включая промышленные принтеры, торговые автоматы, водонагреватели и проекторы. Наряду с другими приложениями, такими как автомобильное и крупное промышленное оборудование, бесщеточные двигатели постоянного тока стали неотъемлемой частью нашей жизни.
Нужна ли бесщеточному двигателю постоянного тока схема драйвера?
Как упоминалось выше, для привода двигателя BLDC требуется электронное управление, а не механическое управление. Причину этого можно объяснить отличием генерации вращающихся магнитных полей в бесколлекторных двигателях постоянного тока от других двигателей.
Для того, чтобы заставить двигатель вращаться, нужно изменить направление тока, протекающего по обмоткам двигателя, и создать вращающееся магнитное поле. В то время как асинхронные двигатели и другие двигатели, приводимые в действие от сети переменного тока, могут использовать напряжение переменного тока для достижения этой цели, для двигателей с приводом от постоянного тока требуется некоторая форма переключателя для изменения направления тока в двигателе, тем самым создавая вращающееся магнитное поле.
В случае щеточных двигателей постоянного тока это достигается за счет использования щеток и коллекторов. Однако в бесщеточных двигателях постоянного тока вместо использования короткоживущих щеток чередование тока и, как следствие, вращающееся магнитное поле достигается с помощью полупроводниковых переключателей, таких как биполярные транзисторы или полевые транзисторы. Жизнь не большая проблема.
Конфигурация катушки и переключение для бесщеточных двигателей постоянного тока
Бесщеточные двигатели постоянного тока обычно имеют три катушки. Один конец трех катушек соединен вместе, поэтому, подключив другой конец одной катушки к положительному, а другой конец другой к отрицательному, ток протекает через обе катушки. К каждой катушке подключены два полупроводниковых ключа, один к плюсу, а другой к минусу. Это дает в общей сложности шесть переключателей, которые при открытии и закрытии в правильном порядке заставляют двигатель вращаться. Время этого переключения определяется ориентацией ротора, определяемой датчиками Холла.
Другими словами, включение и выключение полупроводниковых переключателей в правильной последовательности создает вращающееся магнитное поле, которое вращает бесщеточный двигатель постоянного тока. Следовательно, для выполнения этой последовательности шагов требуется схема драйвера.
Состав схемы привода бесщеточного двигателя постоянного тока
Схема привода состоит из следующих основных компонентов.
Датчик поворотного положения
Датчики Холла для обнаружения полюсов N и S магнитов ротора.
схема определения положения
Схема, преобразующая сигнал датчика Холла в цифровой логический сигнал.
логическая схема
На основе сигнала датчика определения положения ротора схема выдает последовательность, управляющую направлением тока, протекающего через каждую катушку.
схема предварительного драйвера
Схема, которая преобразует последовательный сигнал в сигнал, используемый для включения и выключения полупроводниковых переключателей.
полупроводниковый переключатель
Обычно используются шесть полупроводниковых переключателей. Они включаются и выключаются на основе сигналов последовательности, чтобы позволить току течь через катушки, необходимые для вращения двигателя.
Мощность моторного привода
Источник питания необходим для обеспечения тока через катушки двигателя и для питания логических цепей и цепей датчиков.
Таким образом, хотя и требуется управляющая схема, бесщеточные двигатели постоянного тока имеют высокую производительность, поскольку они не страдают от проблем с шумом и коротким сроком службы, присущих щеточным двигателям постоянного тока.
Узнайте больше о том, как управляются бесщеточные двигатели постоянного тока
Поскольку в них не используются коммутаторы и щетки, для управления бесщеточными двигателями постоянного тока требуется электронное управление, а не использование механического механизма, который выполняется с помощью схемы привода. Цепь привода состоит из датчика поворотного положения, схемы определения положения, логической схемы, схемы предварительного привода, полупроводникового переключателя и источника питания привода двигателя. Любой, кто работает над созданием электроники, включающей бесщеточные двигатели постоянного тока, должен иметь глубокое понимание того, что делает каждый элемент. Мы надеемся, что представленная здесь информация окажется для вас полезной.
