Jak funguje bezkomutátorový motor?

Aby byl provoz zařízení spolehlivější, efektivnější a méně hlučný, je v poslední době trendem používat bezkomutátorové stejnosměrné motory. Při stejném výkonu jsou také lehčí ve srovnání s kartáčovanými motory.
U běžných stejnosměrných motorů se kartáče časem opotřebovávají a mohou způsobit jiskření. Proto by se kartáčovaný motor neměl používat tam, kde je vyžadována spolehlivost a dlouhá životnost. Podívejme se, jak funguje bezkomutátorový stejnosměrný motor. Rotor takového elektromotoru je vybaven permanentními magnety. Stator má uspořádání cívek, jak je znázorněno na obrázku. Přivedením konstantního proudu do cívky se cívka stane elektromagnetem. Činnost motoru je založena na interakci magnetických polí mezi permanentním magnetem a elektromagnetem. V tomto stavu, když je cívka A pod napětím, se opačné póly rotoru a statoru vzájemně přitahují. Jakmile se cívka A přiblíží k rotoru, je na cívku B přivedeno napětí. Cívka B se přiblíží k rotoru a na cívku C se přivede napětí. Poté se na cívku A přivede napětí s obrácenou polaritou. Tento proces se opakuje a rotor se dále otáčí. Vtipnou analogií k pochopení činnosti motoru je vzpomenout si na příběh osla a mrkve. Osel se snaží dohnat mrkev, ale jídlo se pohybuje současně s ním a zůstává mimo dosah.
I když tento motor funguje, má jednu nevýhodu. Jak si můžete všimnout, v každém daném okamžiku je napájena pouze jedna cívka. Dvě nefunkční cívky výrazně sníží výkon motoru. Existuje však trik, který může tento problém překonat. Když je rotor v této poloze spolu s první cívkou, která rotor táhne, je možné cívku za ním vybudit tak, že bude tlačit i na rotor. V tomto okamžiku prochází druhou cívkou proud stejné polarity. Kombinovaný efekt produkuje více točivého momentu a výkonu z motoru.
Kombinace sil také zajišťuje, že motor má hladkou a konstantní křivku točivého momentu. U této konfigurace musí být obě cívky spínány samostatně, ale provedením malé úpravy vinutí statoru lze tento proces zjednodušit. Jednoduše spojte volné konce cívky dohromady. Když je na cívky A a B přivedeno napájení, bude jimi protékat proud. Totéž, jako kdybychom přiváděli napětí samostatně. Funguje to takto, ale možná máte pochybnosti: „Jak poznám, na kterou cívku statoru přivést napětí?“ „Jak přivést napětí, aby se rotor neustále otáčel?“ K tomu používáme elektronický ovladač. Snímač A detekuje polohu rotoru a na základě těchto informací se regulátor rozhodne, na které cívky přivede napětí. Nejčastěji se k tomuto účelu využívá Hallův senzorový efekt.
Dosud jsme diskutovali o designu známém jako „externí přetaktování“. Na trhu je k dispozici také provedení „vnitřního přetaktování“. Doufáme, že jste našli nějaké užitečné informace. Děkuju.
_

• triak
• Jak vyměnit snímač polohy rotoru (Hallův snímač) na pračce LG
• Jak vyměnit kabel a cívku na vysavači Numatic Henry nebo Hetty
• Jak funguje asynchronní elektromotor?
• Výměna relé topného článku u myčky Bosch

kategorie: Jak to funguje

Nejnovější video

Populární video

• Jak zkontrolovat činnost zámku poklopu pračky.
• Jak vyměnit ložiska v pračce
• Demontáž myček Bosch
• Jak vyměnit těsnění dvířek na pračce LG
• Jak otevřít zaseknutý zámek dveří pračky
• Oprava kávovarů Saeco
• Jak vyměnit ložisko v pračce (část 1)
• Jak vyměnit topné těleso na pračce Bosch
• Mraznička funguje, chladicí oddíl nefunguje.
• Kontrola izolačního odporu motoru pomocí meggeru

informace

Být si vědom

Materiály zveřejněné na webu patří vlastníkovi elremont.ru.
Kopírování nebo šíření materiálů stránek je možné pouze se souhlasem autora a odkazem na zdroj.
Stránka je chráněna autorským zákonem

Zavolejte si k vám domů specialistu

Uveďte prosím, o jakou službu máte zájem:

• Oprava pračky
• Oprava myčky nádobí
• Oprava lednice
• Oprava mikrovlnné trouby
• Oprava elektrického sporáku
• Oprava vysavače
• Oprava ohřívače vody (bojleru).
• Opravy šicích strojů
• Oprava kuchyňské digestoře

Otázky týkající se vyhledávání a objednávání náhradních dílů naleznete v části Náhradní díly

Získané osobní údaje budou použity výhradně k tomu, abychom vás kontaktovali ohledně opravy zařízení.

Rychlý úvod do rozdílů mezi kartáčovanými a bezkomutátorovými motory

Elektrické motory – Jedná se o zařízení, která přeměňují elektrickou energii na mechanickou energii. Účinnost tohoto procesu závisí na jeho konstrukci a typu proudu (AC nebo DC).

Jaký je tedy ve stručnosti rozdíl mezi kartáčovanými a bezkomutátorovými motory?

1. Bezkomutátorové motory nemají kartáčové sestavy a jsou kompaktnější. Místo toho musí být vybaveny přídavnými spínacími zařízeními (regulátory, snímače otáčení, pohony).
2. Kartáčové motory jsou levnější a jednodušší. Mohou být připojeny přímo ke zdroji stejnosměrného proudu a mají jednoduché základní ovládání (jako je spínač).
3. U bezkomutátorových verzí se jejich rotor otáčí na druhou stranu; Kotva s kartáčem se mechanicky otáčí (proud prochází kartáči).
4. Bezkartáčové mají tři vodiče pro připojení a kartáčované dva.
5. Bezkomutátorové motory mají vyšší účinnost (85-90 %) než kartáčové motory (75-80 %). To znamená, že při stejném výkonu první z nich přemění více rotační síly, protože nevytvářejí tření a neztrácejí během provozu mnoho tepla.

Můžeme tedy učinit první krátký závěr. Bezkomutátorové motory nabízejí vyšší výkon, účinnost a zvýšenou stabilitu. Na druhou stranu kartáčované motory mají nižší cenu a snadněji se udržují.

Abychom to odlišili, pojďme se na ně podívat blíže.

Co je to bezkomutátorový motor? Jak to funguje?

Princip činnosti obou typů motorů je obecně podobný. Je založen na interakci permanentní magnet v rotoru a elektromagnet ve statoru.

Bezkomutátorový DC motor (také nazývané BLDC nebo jednoduše BL) je synchronní zařízení a funguje jako PMSM (synchronní motor s permanentním magnetem). Proto je princip jeho činnosti založen na samosynchronizované frekvenční regulaci, kdy se jejich rotor a stator dotýkají stejné frekvence.

BLDC motory se dodávají ve dvou typech:

V prvním případě je rotor umístěn nad statorem a ve druhém pod ním. Podívejme se na příkladu, jak to funguje na verzi Out-Runner.

V takovém provedení má rotor permanentní magnety a stator má uspořádání cívek, které tvoří elektrický magnet. Základní princip fungování je založen přesně na jejich interakci.

Energie ze zdroje dodává cívkám energii a vytvářejí magnetické pole podle Faradayova zákona. Když se to stane, tyto nabuzené cívky jsou přitahovány k opačným pólům umístěným na rotoru. Tyto cívky jsou instalovány v rotoru, takže se s nimi začne otáčet.

Když se přiblíží k opačnému pólu, napájení se vypne a komutátor začne napájet další pár. Další dvojice cívek je také přitahována, čímž se rotor posouvá dále. Pak se taková akce neustále opakuje.

BLDC mají speciální design, který umožňuje uživateli napájet jakoukoli cívku, takže může rychle měnit točivý moment a rychlost otáčení. Bezkomutátorové motory mají kompaktní velikost s vysokou rychlostí a zároveň přesným polohováním.

BL motory nevytvářejí žádné tření; proto produkují více rotační síly místo tepla. Toho je dosaženo kvůli nedostatku kartáčů. Namísto nich integrovaná komutační zařízení monitorují a regulují polohu rotoru, rychlost otáčení a rovnoměrné rozložení proudu mezi cívkami.

Konstrukce bezkomutátorového motoru a hlavní části

Běžný motor tohoto typu má třífázové vinutí na statoru a permanentní magnet na rotoru. Vyrábí se také v jednofázovém, dvoufázovém nebo třífázovém provedení. Jak bylo uvedeno výše, vinutí statoru vytváří rotující magnetické pole, které uvede magnetický rotor do pohybu. K vytvoření takového magnetického pole je na vinutí přivedeno třífázové napětí.

Jak tedy systém pozná, která cívka je napájena a která by měla být napájena? K tomuto účelu se používá speciální elektronický ovladač. Takové integrované komutační zařízení zapíná proud do ortogonálních (kolmých) vinutí. Obsahuje také senzory, které určují polohu rotoru. Nejčastěji se používají Hallovy senzory, ale někdy takové úkoly provádějí fotoelektrické, indukční senzory a resolvery.

Pro změnu směru otáčení regulátor změní zapojení dvou fází. Může také fungovat jako krokový nebo servomotor.

Výhody a nevýhody bezkomutátorového stejnosměrného motoru

Hlavní výhody bezkomutátorového motoru

• dlouhá životnost;
• nízká hladina hluku;
• ukazatele vysoké účinnosti – asi 90 %;
• maximální rychlost otáčení je dosažena rychle;
• během provozu nevznikají jiskry;
• nejsou zapotřebí další zdroje chlazení;
• neexistují žádné mechanismy, které vyžadují pravidelnou údržbu.

Hlavní nevýhody bezkomutátorových motorů

• komplexní systém řízení;
• omezené zdroje elektrických součástí;
• vysoká cena kvůli drahým komponentům.
• pro práci potřebují další komutační zařízení (komutátory, kodéry, pohony)

Co je kartáčovaný motor? Jak to funguje?

Kartáčované motory jsou nejběžnějším stejnosměrným motorem. Jak bylo uvedeno výše, jeho princip spočívá také v přitahování dvou magnetů s opačnými póly.

Hlavní části takového motoru jsou:

1. Stator
2. Rotor (kotva)
3. Kartáče
4. Komutátor

Na stator jsou umístěny permanentní nebo elektrické magnety, které vytvářejí konstantní magnetické pole. Stejnosměrné motory s elektrickými magnety jsou napájeny stejným stejnosměrným zdrojem jako kotva.

Takové motory mohou být dvou hlavních typů:

• Boční motory (s paralelním připojením)
• Sériové motory (se sériovým připojením)

Sériové motory mají dobrý startovací moment, ale jeho otáčky didakticky klesají se zatížením. Naproti nim, paralelní motory mají horší rozběhový moment, ale dokážou vykonávat konstantní otáčky bez ohledu na působící zatížení.

Jedno rotor je připojen ke zdroji stejnosměrného proudu pomocí kartáčů. Kartáče jsou připojeny do komutátor. Různá vinutí jsou spojena s různými segmenty takových komutátorů. Když jsou pod napětím, vytvářejí magnetické pole. Když se rotor otáčí, mění se jejich magnetická pole. Toto přepínání polí se nazývá komutace.

Proud teče ze zdroje do vinutí, které v důsledku Lorentzova zákona vytvoří magnetické pole a začnou interagovat s magnety na statoru. Kartáče (vyrobené obecně z grafitu) přenášejí energii na kotvu. Aby se udrželo jejich stálé uložení ke komutátoru, tlak pružin na ně.

V nejjednodušším mechanismu s jednou smyčkou kotvy může nastat problém, když se kotva stane kolmou k magnetickému toku. V tomto případě je jeho točivý moment roven nule a pohyb je na krátkou dobu přerušen. Proto jsou pro hladší pohyb do designu přidány další smyčky. Čím více těchto smyček, tím plynulejší bude pohyb.

Během provozu takových motorů často vznikají vnitřní elektromotorické (EMF) a protielektrické (Back EMF) síly v souladu se zákony Faradaye a Lorenze. Z tohoto důvodu vzniká velké množství tepla. Proto je u velkých a výkonných motorů extrémně potřeba instalovat další chladicí zařízení, aby nedošlo k požáru.

Klady a zápory kartáčovaného stejnosměrného motoru

Hlavní výhody kartáčovaných motorů:

• nízké náklady;
• jednoduchý design a zapojení;
• snadná údržba;
• spolehlivý vůči mechanickým a vibracím.

Hlavní nevýhody kartáčovaných motorů:

• kartáče se rychle opotřebovávají;
• mají elektromagnetický šum;
• během provozu se tvoří jiskry;
• mechanismus přehřívání a kouře;
• nízká účinnost (asi 60-80%);
• díky velkému tření kartáčů se snižuje životnost.

Hlavní aplikace. co je lepší?

Střídavé motoryza prvé, nabízí vysoký výkon a dlouhou životnost. Takové modely jsou potřebné v oblastech, kde je současně vyžadována vysoká rychlost otáčení a odolnost proti přehřátí. Takové zařízení se používá jako součást chladicího systému, v robotice, lékařských zařízeních, CNC strojích a dalších drahých a klíčových průmyslových zařízeních. Bezkartáčová zařízení jsou výkonnější než kartáčovaná se stejnou velikostí. Používá se také v oblastech, kde jsou vyžadovány elektromotory s vysokou životností a bezúdržbovostí.

Běžný kartáčový stejnosměrný motor má menší výkon a stabilitu. Je to však levné a jednoduché. Tato zařízení tedy neplní složité a dlouhodobé úkoly. Takové zařízení se používá v domácí sféře: v automobilech, zvedacích mechanismech, v dětských rádiem řízených modelech a některých domácích nástrojích (jako je vrtačka). Potřebují pravidelnou údržbu kvůli tření kartáčů a rychlému opotřebení, ale jsou docela spolehlivé vůči odolnosti v průmyslových náročných prostředích.

Na našich webových stránkách Eltra-Trade.com naleznete nejoblíbenější modely motorů Siemens a ABB.

Sick je světově uznávaný výrobce senzorů. Společnost vyrábí senzory pro různé aplikace a úkoly.

ABB ACS880 je řada frekvenčních měničů, která nejen absorbuje vlastnosti svého osvědčeného předchůdce ACS800, ale také vytváří nové možnosti. Hlavní výhodou.

Shcneider Electic je jedním ze světově proslulých lídrů ve výrobě pohonné techniky. Frekvenční měniče Altivar 71 jsou série frekvenčních měničů, které pracují v náročných…

Vážení zákazníci, partneři a přátelé! Eltra Trade sro pozorně sleduje vývoj situace s celosvětovou pandemií koronaviru (COVID-19).