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Princípio e aplicação de funcionamento do motor de BLDC

2020-12-31
Latest company news about Princípio e aplicação de funcionamento do motor de BLDC

O motor o mais básico é da “motor C.C. (motor escovado)”. Coloque uma bobina em um campo magnético. Através da corrente de fluxo, a bobina será repelida pelo polo magnético em um lado e atraída pelo polo magnético no outro lado ao mesmo tempo, e continuará a girar sob este efeito. Durante a rotação, a corrente aos fluxos da bobina no sentido oposto, de modo que continue a girar. Há uma peça do motor chamado o “comutador” que é posto pela “escova”. A posição da “escova” está acima do “desviador” e move-se continuamente com a rotação. Mudando a posição da escova, o sentido da corrente pode ser mudado. O comutador e as escovas são estruturas indispensáveis para a rotação dos motores da C.C. (figura 1).

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Figura 1: Corredor do motor da C.C. (motor escovado)

 

O comutador comuta o fluxo da corrente na bobina e inverte o sentido dos polos magnéticos de modo que gire sempre à direita. As escovas fornecem a eletricidade ao comutador que gerencie com o eixo.

 

Motores na indústria diferente

 

O motor pode ser classificado de acordo com o tipo de fonte de energia e o princípio de rotação. Deixe-nos olhar breve as características e a aplicação dos vários motores.

O motor da C.C. (motor da escova), que tem uma estrutura simples e é fácil de operar, é usado geralmente “abrindo e fechando-se de bandejas do disco” em aparelhos eletrodomésticos. Ou pode ser usado na “abertura e controle do fechamento e do sentido de espelhos de rearview elétricos” dos automóveis. Embora seja barato e possa ser usado em muitos campos, igualmente tem inconvenientes. Desde que o comutador será em contato com a escova, sua vida é muito curto, a escova deve ser substituída regularmente.

 

O motor deslizante girará com o número de pulsos elétricos enviados a ele. Seu movimento depende do número de pulsos elétricos enviados a ele, assim que é apropriado para o ajuste de posição. É usado geralmente para de “a alimentação papel dos fax e das impressoras” na família. Desde que o procedimento de alimentação de papel do fax depende das especificações (gravura, finura), o motor de piso que gerencie com o número de pulsos elétricos é muito fácil de usar. É fácil resolver o problema que a máquina parará temporariamente uma vez o sinal para.

 

Os motores síncronos cujo o número de revoluções varia com a frequência da fonte de alimentação são usados para aplicações tais como “tabelas de gerencio para fornos micro-ondas”. Há um redutor da engrenagem na unidade de motor para obter o número de revoluções apropriado para o alimento de aquecimento. Os motores de indução são afetados igualmente pela frequência do poder, mas a frequência e o número de rotações não são consistentes. Previamente, este tipo de motor de C.A. foi usado nos fãs ou nas máquinas de lavar.

 

Pode-se ver que os vários motores são ativos em muitos campos. Entre eles, que são as características dos motores de BLDC (motores sem escova) que lhes fazem tão versáteis?

 

Como faz o motor de BLDC gerenciem?

O “BL” no motor de BLDC significa “sem escova”, isto é, a “escova” no motor da C.C. (motor da escova) é ida. O papel das escovas nos motores da C.C. (motores da escova) é energizar as bobinas no rotor através do comutador. Tão como faz um motor de BLDC sem escovas energizam as bobinas no rotor? O motor original de BLDC usa ímãs permanentes como o rotor, e não há nenhuma bobina no rotor. Desde que não há nenhuma bobina no rotor, nenhuns comutador e escova para a excitação são necessários. Em lugar de, a bobina é usada como o estator (figura 3).

 

O campo magnético criado pelo ímã permanente fixo no motor da C.C. (motor da escova) é imóvel, e ele gerencie controlando o campo magnético gerado dentro da bobina (rotor). Para mudar o número de rotações mudando a tensão. O rotor do motor de BLDC é um ímã permanente, e o rotor é girado mudando o sentido do campo magnético gerado pelas bobinas circunvizinhas. A rotação do rotor é controlada controlando o sentido e a magnitude da corrente à bobina.

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Figura 3: Corredor do motor de BLDC

 

Os motores de BLDC usam ímãs permanentes como o rotor. Desde que não há nenhuma necessidade de energizar o rotor, não há nenhuma necessidade para escovas e comutadores. A eletricidade à bobina é controlada da parte externa.

 

Vantagens do motor de BLDC

Há três bobinas no estator do motor de BLDC, cada bobina tem dois fios, e há seis fios de ligação no motor. De fato, devido à fiação interna, geralmente somente três fios são necessários, mas há um mais do que o motor previamente mencionado da C.C. (motor da escova). Puramente conectando os polos positivos e negativos da bateria não se moverá. Quanto para que como corra o motor de BLDC, será explicado na segunda parte desta série. Esta vez nós estamos indo centrar-se sobre as vantagens dos motores de BLDC.

 

A primeira característica dos motores de BLDC é “eficiência elevada”. Pode controlar sua força de gerencio (torque) para manter sempre o valor máximo. No caso de um motor da C.C. (motor da escova), o torque máximo pode somente ser mantido por um momento durante a rotação, e não pode sempre ser mantido no valor máximo. Se um motor da C.C. (motor da escova) quer obter o mesmo torque que um motor de BLDC, pode somente aumentar seu ímã. Eis porque um motor pequeno de BLDC pode igualmente gerar a grande potência.

 

A segunda característica é o “bom controle”, que é relacionado ao primeira. O motor de BLDC pode obter o torque e a velocidade de rotação previstos precisamente. O motor de BLDC pode dar o feedback do número da rotação do alvo, do torque, etc. Com o controle preciso, a geração de calor e o consumo de potência do motor podem ser suprimidos. Se é bateria conduzida, o tempo da movimentação pode ser prolongado com o controle cuidadoso.

 

Além, é durável e tem o baixo ruído elétrico. Os dois pontos acima são as vantagens trazidas por sem escova. O motor da C.C. (motor escovado) será por muito tempo vestido devido ao contato entre a escova e o comutador. As faíscas serão geradas igualmente na divisória contactada. Especialmente quando a diferença do comutador toca na escova, haverá faíscas enormes e ruído. Se você não quer gerar o ruído durante o uso, você pode considerar para usar um motor de BLDC.

 

Aplicação do motor de BLDC

Que é a aplicação dos motores de BLDC com eficiência elevada, controle diversificado e vida útil longa? Frequentemente é aplicado nos produtos que podem dar o jogo a suas eficiência elevada e longa vida e está trabalhando continuamente. Por exemplo: aparelhos eletrodomésticos. Os povos têm usado máquinas de lavar e condicionadores de ar por muito tempo. Recentemente, os motores de BLDC foram adotados igualmente em fãs elétricos, e reduziram com sucesso o consumo de potência. O exatamente reduzido de consumo de potência devido à eficiência elevada.

 

Os motores de BLDC são usados igualmente nos aspiradores de p30. Em um caso, a velocidade de gerencio aumentou significativamente mudando o sistema de controlo. Este exemplo reflete o bom controllability do motor de BLDC.

 

Como um suporte de memória importante, o disco rígido igualmente usa um motor de BLDC em sua divisória de gerencio. Desde que é um motor que precise de correr por muito tempo, a durabilidade é importância vital. Naturalmente, igualmente tem a finalidade de suprimir o consumo de potência. A eficiência elevada aqui é relacionada igualmente ao consumo da baixa potência.

 

Há muitos outros pedidos para os motores de BLDC

Os motores de BLDC são esperados ser usados em uma escala mais larga dos campos. Os motores de BLDC serão amplamente utilizados em robôs pequenos, especialmente do “os robôs serviço” que proporcionam serviços nas áreas diferentes da fabricação. “Posicionar é muito importante para robôs. Se você usa um motor deslizante que corra com o número de pulsos elétricos?” Alguém pôde pensar assim. Mas em termos do controle de poder, os motores de BLDC são mais apropriados. Além, se um motor deslizante é usado, uma estrutura tal como um pulso do robô precisa de fornecer uma quantidade considerável de corrente a ser fixada em uma determinada posição. Se é um motor de BLDC, pode cooperar com as forças externos para fornecer o poder exigido e para reduzir o consumo de potência.

 

Pode igualmente ser usado para o transporte. Por muito tempo, os motores simples da C.C. foram usados na maior parte nos veículos elétricos ou nos carrinhos de golfe para as pessoas idosas, mas têm começado recentemente a usar os motores de grande eficacia de BLDC com bom controllability. A duração da bateria pode ser estendida pelo controle fino. Os motores de BLDC são igualmente apropriados para zangões. Especialmente para UAVs com cremalheiras da multi-linha central, desde que controla o voo mudando o número de rotações das hélices, o motor de BLDC que pode precisamente controlar a rotação.

 

O motor de BLDC é um motor de alta qualidade com eficiência elevada, bom controllability e longa vida. Contudo, a fim maximizar o poder do motor de BLDC, o controle apropriado é exigido. Como o fazer?

 

O tipo interno motor do rotor de BLDC é um tipo do motor típico de BLDC, e sua estrutura do aparência e a interna é como segue (figura 1). Os motores escovados da C.C. (referiu daqui por diante como os motores da C.C.) têm bobinas no rotor e nos ímãs permanentes na parte externa. O rotor do motor de BLDC tem ímãs permanentes, e a parte externa tem a bobina. O rotor do motor de BLCD não tem nenhuma bobina e é um ímã permanente, tão lá é nenhuma necessidade de energizar o rotor. Um “sem escovas” sem uma escova para a excitação é realizado.

 

Por outro lado, o controle transforma-se mais difícil comparado com os motores da C.C. É fazer não somente o cabo no motor conectado à fonte de alimentação. Mesmo o número de cabos é diferente. É diferente do método de “conectar o positivo (+) e negativo (-) à fonte de alimentação”.

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Aparência e estrutura do motor de Figure1 BLDC

 

Mude o sentido do fluxo magnético

 

A fim girar o motor de BLDC, o sentido atual e o sincronismo da bobina devem ser controlados. A figura 2-A é o resultado de modelar o estator (bobina) e o rotor (ímã permanente) do motor de BLDC. Pense sobre o funcionamento do rotor com referência à seguinte imagem. Considere o exemplo de usar 3 bobinas. Embora haja encaixote realmente onde 6 ou mais bobinas são usadas, com base no princípio, uma bobina são colocadas cada 120 graus e três bobinas são usadas. A eletricidade dos conversos do motor (tensão, atuais) na rotação mecânica. Como faz o motor de BLDC na figura 2-A gerenciem? Deixe-nos olhar o que acontece no motor primeiramente.

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Figura 2-A: O motor de BLDC gerencie o princípio

Uma bobina é colocada cada 120 graus no motor de BLDC, e um total de três bobinas é colocado para controlar a corrente da fase ou da bobina energizada.

Segundo as indicações da figura 2-A, o motor de BLDC usa 3 bobinas. Estas três bobinas são usadas para gerar o fluxo magnético após a excitação, e são nomeadas U, V, e W. Doação que tenta energizar a bobina. O trajeto atual na bobina U (referido em seguida como a “bobina”) é marcado como a fase de U, V é gravado como a fase de V, e W é gravado como a fase de W. Em seguida, olhe a fase de U. Depois que a fase de U é energizada, o fluxo magnético na direção da seta mostrada na figura 2-B estará gerado.

 

Mas de fato, o U, V, e os cabos todos de W são conectados entre si, assim que são impossíveis energizar a fase de U somente. Aqui, energizar da fase de U à fase de W gerará o fluxo magnético em U e em W segundo as indicações da figura 2-C. Combinar os dois fluxos magnéticos de U e de W transforma-se o fluxo magnético maior segundo as indicações da figura 2-D. O ímã permanente girará de modo que o fluxo magnético resultante esteja no mesmo sentido que o polo de N do ímã permanente (rotor) no centro.

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Energize da fase de U à fase de W. Em primeiro lugar, atenção do pagamento à bobina U, você encontrará o fluxo magnético gerado como a seta.

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Figura 2-C: O motor de BLDC gerencie o princípio

Energize da fase de U à fase de W, 2 que o fluxo magnético com sentido diferente será gerado.

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Figura 2-D: O motor de BLDC gerencie o princípio

Energize da fase de U à fase de W, dois que o fluxo magnético será gerado.

 

Se o sentido do fluxo magnético sintético é mudado, o ímã permanente igualmente mudará em conformidade. De acordo com a posição do ímã permanente, comute a fase energizada entre a U-fase, a V-fase, e a W-fase para mudar o sentido do fluxo magnético combinado. Continuamente executando esta operação, o fluxo magnético resultante girará, desse modo gerando um campo magnético, e o rotor girará.

 

Figura 3 mostra o relacionamento entre a fase energizada e o fluxo magnético resultante. Neste exemplo, se o modo da excitação é mudado de 1-6 em ordem, o fluxo magnético resultante girará no sentido horário. Mudando o sentido do fluxo magnético sintetizado e controlando a velocidade, a velocidade de rotação do rotor pode ser controlada. O método de controle para comutar estes 6 modos da excitação e controlar o motor é chamado “controle da excitação 120-degree”.

 

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Figura 3: O ímã permanente do rotor girará como se puxado pelo fluxo magnético sintético, e pelo eixo do motor igualmente girará em conformidade

 

Controle da onda de seno do uso para a rotação lisa

Em seguida, embora o sentido do fluxo magnético combinado gire sob o controle de uma excitação de 120 graus, há somente seis sentidos. Por exemplo, se da “o modo 1" excitação em figura 3 é mudado da “ao modo 2 excitação,” o sentido do fluxo magnético combinado mudará por 60 graus. Então o rotor girará como se atraído. Em seguida, a mudança da “do modo 2" excitação da “o modo 3" excitação, o sentido do fluxo magnético resultante mudará 60 graus outra vez. O rotor será atraído por esta mudança outra vez. Este fenômeno repetir-se-á. Esta ação tornar-se-á sem corte. Às vezes esta ação fará o ruído.

 

É de “o controle da onda seno” que pode eliminar os defeitos do controle de uma excitação de 120 graus e conseguir a rotação lisa. No controle de uma excitação de 120 graus, o fluxo magnético combinado é fixado em 6 sentidos. No exemplo da figura 2-C, U e W geram o mesmo fluxo magnético. Contudo, se a U-fase, a V-fase, e a W-fase podem ser controladas bem, as bobinas podem gerar fluxos magnéticos de tamanhos diferentes, e o sentido do fluxo magnético combinado pode precisamente ser controlado. As correntes da U-fase, da V-fase, e da W-fase são ajustadas para gerar um fluxo magnético composto. Controlando a geração contínua deste fluxo magnético, o motor pode girar lisamente.

 

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Figura 4: controle da onda de seno

 

O controle da onda de seno pode controlar a corrente nas 3 fases, para gerar o fluxo magnético sintético, e realiza a rotação lisa. Pode gerar o fluxo magnético sintético em um sentido que não possa ser gerado pelo controle de uma excitação de 120 graus.

 

 

Motor do controle do inversor

Que sobre as correntes nas fases de U, de V, e de W? Para a facilidade da compreensão, deixe-nos recordar o exemplo do controle de uma excitação de 120 graus. Veja por favor figura 3 outra vez. Poder-no modo 1, fluxos atuais U a W; poder-no modo 2, fluxos atuais U a V. Pode-se ver que sempre que a combinação das bobinas com as mudanças de fluxo atuais, o sentido das mudanças sintéticas da seta do fluxo magnético também.

 

Em seguida, olhar poder-no modo 4. Neste modo, os fluxos atuais W a U, oposto ao sentido do modo 1. da excitação. Em um motor da C.C., a conversão do sentido atual como esta é executada por uma combinação de um comutador e de uma escova. Contudo, os motores de BLDC não usam tal tipo métodos do contato. Use um circuito de inversor para mudar o sentido da corrente. Ao controlar um motor de BLDC, um circuito de inversor é usado geralmente.

 

Além, o circuito de inversor pode mudar a tensão aplicada em cada fase e ajustar o valor atual. No ajuste da tensão, PWM (modulação da largura de Modulation=Pulse da largura de pulso) é de uso geral. PWM é um método de mudar a tensão ajustando o comprimento de tempo DE LIGAR/DESLIGAR do pulso. O que é importante é a mudança na relação (ciclo de dever) do no tempo e FORA do tempo. Se na relação é alto, o mesmo efeito que aumentando a tensão pode ser obtido. Se em diminuições da relação, o mesmo efeito que a diminuição da tensão pode ser obtido (figura 5).

 

 

A fim realizar PWM, há agora microcomputadores equipados com o hardware dedicado. Ao executar o controle da onda de seno, é necessário controlar a tensão de três fases, assim que o software é levemente mais complicado do que o controle de uma excitação de 120 graus com as somente duas fases energizadas. O inversor é um circuito necessário para conduzir o motor de BLDC. Os inversores são usados igualmente nos motores de C.A., mas pode-se considerar que do “o tipo inversor” referido em aparelhos eletrodomésticos usa quase os motores de BLDC.

 

Mude no tempo dentro de um determinado período de hora de mudar o valor eficaz da tensão. Mais longo no tempo, mais próximo o valor eficaz é à tensão quando a tensão 100% é aplicado (quando está LIGADA).

 

Motor de BLDC usando o sensor de posição

O acima é uma vista geral do controle do motor de BLDC. O motor de BLDC muda o sentido do fluxo magnético sintético gerado pela bobina para mudar o ímã permanente do rotor.

 

De fato, há um mais ponto não mencionado na descrição acima. Isto é, a presença de sensores nos motores de BLDC. O controle do motor de BLDC é coordenado com a posição (ângulo) do rotor (ímã permanente). Consequentemente, um sensor para obter a posição do rotor é necessário. Se nenhum sensor conhece o sentido do ímã permanente, o rotor pode girar para um sentido inesperado. Se há sensores para fornecer a informação, este não acontecerá.

 

A tabela 1 mostra os tipos principais de sensores para a detecção da posição de motores de BLDC. Segundo o método de controle, os sensores exigidos são igualmente diferentes. No controle de uma excitação de 120 graus, a fim determinar que fase a energizar, um sensor de efeito hall que possa entrar um sinal cada 60 graus é equipado. Por outro lado, os sensores da elevada precisão tais como sensores do ângulo ou codificadores fotoelétricos são eficazes para de “o controle vetor” (explicado no artigo seguinte) que controla precisamente o fluxo magnético sintetizado.

 

A posição pode ser detectada usando estes sensores, mas igualmente traz algumas desvantagens. O sensor é fraco contra a poeira e a manutenção é indispensável. A variação da temperatura útil será reduzida igualmente. O uso dos sensores ou o aumento na fiação para este farão com que o custo aumente, e os sensores eles mesmos da elevada precisão são caros. Assim, do “a aproximação sensor” foi introduzida menos. Não usa sensores da detecção da posição para controlar custos e não exige manutenção sensor-relacionada. Mas com a finalidade de explicar o princípio esta vez, deixe-nos supor essa informação foi obtido do sensor de posição.

 

Tipo do sensor Aplicação principal Característica
Sensor de Salão controle da fonte de alimentação 120-degree Adquira o sinal cada 60 graus. Resistência mais barata, pobre do calor
Codificador ótico Controle da onda de seno, controle de vetor Capacidade de alta resolução, pobre da anti-poeira.
Sensor do ângulo Controle da onda de seno, controle de vetor Alta resolução.

 

Mantenha a eficiência elevada em todas as vezes com o controle de vetor

A onda de seno é controlada para ser energizada em três fases, que muda lisamente o sentido do fluxo magnético sintetizado, assim que o rotor girará lisamente. O controle de uma excitação de 120 graus comuta 2 fases entre a U-fase, a V-fase, e a W-fase para fazer o motor girar, quando o controle da onda de seno exigir o controle preciso da corrente de 3 fases. Além disso, o valor controlado é um valor da C.A. que mude todo o tempo, assim que o controle torna-se mais difícil.

 

Está aqui o controle de vetor. O controle de vetor pode usar a transformação coordenada para calcular o valor da C.A. de 3 fases como o valor da C.C. de 2 fases, assim que o controle pode ser simplificado. Contudo, o cálculo do controle de vetor exige a informação da posição do rotor na alta resolução. Há dois métodos para a detecção da posição, isto é, um método usando um sensor de posição tal como um codificador fotoelétrico ou um sensor do ângulo da rotação, e um método sem sentido que as avaliações baseadas no valor atual de cada fase. Com esta transformação coordenada, o valor atual relativo ao torque (força rotatória) pode diretamente ser controlado, para conseguir o controle eficiente sem corrente adicional.

 

Contudo, o controle de vetor exige a transformação coordenada usando funções trigonométricamente ou o processamento complexo do cálculo. Consequentemente, na maioria dos casos, um microcomputador com potência informática forte é usado como um microcomputador do controle, tal como um microcomputador equipado com um FPU (unidade de aritmética da vírgula flutuante).

 

O acima é sobre o motor sem escova da C.C. e o método normal do uso compartilhados pelo editor do AIP. Contudo, se você quer melhorar a qualidade do motor sem escova da C.C. e reduzir a taxa defeituosa de produção do motor, você igualmente precisa de usar a máquina de testes do motor no processo de produção do motor. O produto lançado pelo editor do AIP é hoje: Máquina de testes do motor de BLDC.

 

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Esta série de produtos é usada principalmente para testes rápidos e exatos dos parâmetros de desempenho elétricos dos motores sem escova nos automóveis, nos fãs, nos condicionadores de ar, nas máquinas de lavar e nos outros produtos. O sistema é composto do trabalho feito com ferramentas do teste, do computador industrial, do anfitrião do teste, do software de controle de sistema e dos vários módulos funcionais. Pode realizar o teste de desempenho da segurança e o teste de carga do motor sem escova completo. Depois que o equipamento é ligado, os testes programados estão feitos em ordem de acordo com o processo do teste. Depois que o teste é terminado, dará para passar ou falhar instruções e alarmes sadios e claros.

 

Foco do AIP no motor elétrico que testa e devotado para fornecer soluções de teste do motor de uma parada para indústrias diferentes. Se você quer conhecer mais sobre o teste do motor elétrico, contacte por favor pelo e-mail: telefone de international@aipuo.com: +86-532-87973318