Brushless elektromotori tiek izmantoti medicīnas iekārtās, lidmašīnu modelēšanā, naftas vadu cauruļu noslēgšanas piedziņās, kā arī daudzās citās nozarēs. Bet tiem ir savi trūkumi, īpašības un priekšrocības, kas dažkārt spēlē galveno lomu dažādu ierīču dizainā. Lai kā arī būtu, šādi elektromotori ieņem salīdzinoši nelielu nišu, salīdzinot ar asinhronajām maiņstrāvas iekārtām.
Elektromotoru īpašības
Viens no iemesliem, kāpēc dizaineri interesējas par bezsuku motoriem, ir nepieciešamība pēc ātrgaitas motoriem ar maziem izmēriem. Turklāt šiem dzinējiem ir ļoti precīza pozicionēšana. Konstrukcijai ir kustīgs rotors un fiksēts stators. Uz rotora ir viens pastāvīgais magnēts vai vairāki, kas sakārtoti noteiktā secībā. Uz statora ir spoles, kas radamagnētiskais lauks.
Jāatzīmē vēl viena iezīme – bezsuku motoriem var būt enkurs, kas atrodas gan iekšpusē, gan ārpusē. Tāpēc abiem būvniecības veidiem var būt īpašs pielietojums dažādās jomās. Kad armatūra atrodas iekšā, izrādās, ka tiek sasniegts ļoti liels griešanās ātrums, tāpēc šādi motori ļoti labi darbojas dzesēšanas sistēmu projektēšanā. Ja ir uzstādīta ārējā rotora piedziņa, var panākt ļoti precīzu pozicionēšanu, kā arī augstu pārslodzes pretestību. Ļoti bieži šādus motorus izmanto robotikā, medicīnas iekārtās, darbgaldos ar frekvences programmas vadību.
Kā darbojas motori
Lai darbinātu bezsuku līdzstrāvas motora rotoru, jāizmanto īpašs mikrokontrolleris. To nevar iedarbināt tāpat kā sinhrono vai asinhrono mašīnu. Ar mikrokontrollera palīdzību izrādās ieslēgt motora tinumus tā, lai magnētiskā lauka vektoru virziens uz statora un armatūras būtu ortogonāls.
Citiem vārdiem sakot, ar draivera palīdzību ir iespējams regulēt griezes momentu, kas iedarbojas uz bezsuku motora rotoru. Lai pārvietotu armatūru, statora tinumos ir jāveic pareiza pārslēgšana. Diemžēl nav iespējams nodrošināt vienmērīgu rotācijas vadību. Tomēr to var ļoti ātri palielināt.motora rotora ātrums.
Atšķirības starp suku un bezsuku motoriem
Galvenā atšķirība ir tā, ka modeļu bezsuku motoriem nav rotora tinuma. Kolektoru elektromotoru gadījumā uz to rotoriem ir tinumi. Bet pastāvīgie magnēti ir uzstādīti dzinēja stacionārajā daļā. Turklāt uz rotora ir uzstādīts īpašas konstrukcijas kolektors, kuram ir pievienotas grafīta birstes. Ar to palīdzību rotora tinumam tiek pielikts spriegums. Arī bezsuku motora darbības princips būtiski atšķiras.
Kā darbojas kolektora iekārta
Lai iedarbinātu kolektora motoru, jums būs jāpieslēdz spriegums lauka tinumam, kas atrodas tieši uz armatūras. Šajā gadījumā veidojas pastāvīgs magnētiskais lauks, kas mijiedarbojas ar magnētiem uz statora, kā rezultātā griežas armatūra un uz tā piestiprinātais kolektors. Šajā gadījumā jauda tiek piegādāta nākamajam tinumam, cikls tiek atkārtots.
Rotora griešanās ātrums ir tieši atkarīgs no magnētiskā lauka intensitātes, un pēdējais raksturlielums ir tieši atkarīgs no sprieguma lieluma. Tāpēc, lai palielinātu vai samazinātu ātrumu, ir jāmaina barošanas spriegums.
Lai īstenotu pretējo, ir jāmaina tikai motora savienojuma polaritāte. Šādai kontrolei nav nepieciešams izmantot īpašus mikrokontrollerus,Jūs varat mainīt rotācijas ātrumu, izmantojot parasto mainīgo rezistoru.
Bezsuku iekārtu funkcijas
Bet bezsuku motora vadība nav iespējama, neizmantojot īpašus kontrolierus. Pamatojoties uz to, mēs varam secināt, ka šāda veida motorus nevar izmantot kā ģeneratoru. Efektīvai vadībai rotora stāvokli var uzraudzīt, izmantojot vairākus Hall sensorus. Ar šādu vienkāršu ierīču palīdzību ir iespējams būtiski uzlabot veiktspēju, taču elektromotora izmaksas palielināsies vairākas reizes.
Bezsuku motoru palaišana
Nav jēgas pašiem taisīt mikrokontrollerus, daudz labāks variants būtu pirkt gatavus, kaut vai ķīniešu. Bet, izvēloties, jums jāievēro šādi ieteikumi:
- Atcerieties maksimālo pieļaujamo strāvu. Šis parametrs būs noderīgs dažādiem piedziņas darbības veidiem. Raksturlielumu ražotāji bieži norāda tieši modeļa nosaukumā. Ļoti reti tiek norādītas vērtības, kas raksturīgas maksimuma režīmiem, kuros mikrokontrolleris nevar darboties ilgu laiku.
- Nepārtrauktai darbībai jāņem vērā arī maksimālais barošanas spriegums.
- Noteikti ņemiet vērā visu iekšējo mikrokontrollera ķēžu pretestību.
- Noteikti ņemiet vērā maksimālo apgriezienu skaitu, kas raksturīgs šī mikrokontrollera darbībai. Lūdzu, ņemiet vērā, ka viņš navvarēs palielināt maksimālo ātrumu, jo ierobežojums tiek noteikts programmatūras līmenī.
- Lētajiem mikrokontrolleru ierīču modeļiem ģenerēto impulsu frekvence ir diapazonā no 7…8 kHz. Dārgās kopijas var pārprogrammēt, un šis parametrs palielinās 2–4 reizes.
Mēģiniet izvēlēties mikrokontrollerus visos aspektos, jo tie ietekmē jaudu, ko var attīstīt elektromotors.
Kā tas tiek pārvaldīts
Elektroniskais vadības bloks ļauj pārslēgt piedziņas tinumus. Lai noteiktu pārslēgšanas brīdi, izmantojot draiveri, rotora stāvokli uzrauga piedziņā uzstādītais Hola sensors.
Ja šādu ierīču nav, ir jānolasa reversais spriegums. Tas tiek ģenerēts statora spolēs, kas šobrīd nav savienotas. Kontrolieris ir aparatūras un programmatūras komplekss, kas ļauj izsekot visām izmaiņām un iestatīt pārslēgšanas secību pēc iespējas precīzāk.
Trīsfāžu bezsuku motori
Daudzi bezsuku elektromotori lidmašīnu modeļiem tiek darbināti ar līdzstrāvu. Bet ir arī trīsfāžu gadījumi, kuros ir instalēti pārveidotāji. Tie ļauj izveidot trīsfāzu impulsus no pastāvīga sprieguma.
Darbs ir šāds:
- Spole "A" saņem impulsus nopozitīva vērtība. Uz spoles "B" - ar negatīvu vērtību. Tā rezultātā enkurs sāks kustēties. Sensori nosaka pārvietojumu, un uz kontrolieri tiek nosūtīts signāls nākamajai pārslēgšanai.
- Spole "A" ir izslēgta, bet pozitīvs impulss tiek nosūtīts uz "C" tinumu. Pārslēgšanas tinums "B" nemainās.
- Pozitīvs impulss tiek ievadīts spolei "C", un negatīvs impulss tiek nosūtīts uz "A".
- Pēc tam tiek izmantots pāris "A" un "B". Tiem tiek ievadītas attiecīgi pozitīvās un negatīvās impulsu vērtības.
- Tad pozitīvais impulss atkal nonāk "B" spolē, bet negatīvais - uz "C".
- Pēdējā posmā tiek ieslēgta spole "A", kas saņem pozitīvu impulsu, bet negatīvs - uz C.
Un pēc tam viss cikls atkārtojas.
Lietošanas priekšrocības
Ar savām rokām ir grūti izgatavot bezsuku elektromotoru, un ir gandrīz neiespējami ieviest mikrokontrollera vadību. Tāpēc vislabāk ir izmantot gatavus rūpnieciskos dizainus. Taču noteikti ņemiet vērā priekšrocības, ko piedziņa sniedz, izmantojot bezsuku motorus:
- Ievērojami ilgāks resurss nekā savācēju iekārtām.
- Augsts efektivitātes līmenis.
- Jaudīgāks par suku motoriem.
- Rotācijas ātrums palielinās daudz ātrāk.
- Darbības laikā nerodas dzirksteles, tāpēc tās var izmantot vidēs ar augstu ugunsbīstamību.
- Ļoti vienkārša piedziņas darbība.
- Darbības laikā nav jāizmanto papildu dzesēšanas komponenti.
Pie trūkumiem var izcelt ļoti augstas izmaksas, ja ņem vērā arī kontroliera cenu. Pat īsu laiku ieslēgt šādu elektromotoru, lai pārbaudītu veiktspēju, nedarbosies. Turklāt šādu motoru remonts ir daudz grūtāks to konstrukcijas īpatnību dēļ.
