Struktura i osnovni principi DC motora bez četkica

Pregled jednosmjernog motora bez četkica (BLDC)

Glavne prednosti DC motora su dobra regulacija brzine i startne karakteristike, veliki obrtni moment zaključanog rotora, te se široko koriste u raznim pogonskim uređajima i servo sistemima. Međutim, svi DC motori imaju četke i komutatore, a klizni mehanički kontakt koji se formira između njih ozbiljno utječe na točnost, performanse i pouzdanost motora. Nastale varnice mogu uzrokovati radio smetnje. Skraćujući životni vijek elektromotora, uređaj s komutatorskom četkicom čini strukturu DC motora složenom, bučnom i teškom za održavanje. Već duže vrijeme ljudi traže DC motore koji ne zahtijevaju četke i komutatore.

Brzim razvojem elektronske tehnologije i širokim usvajanjem raznih elektronskih uređaja velike snage, ova želja se postepeno ostvarivala. DC motor bez četkica koji će biti predstavljen u ovom poglavlju koristi elektronska sklopna kola i senzore položaja za zamjenu četkica i komutatora, čineći da ovaj motor posjeduje karakteristike DC motora. Također ima prednosti jednostavne strukture, pouzdanog rada i praktičnog održavanja AC motora; Njegova brzina više nije ograničena mehaničkom komutacijom, a ako se koriste ležajevi velike brzine, može raditi i pri brzinama od nekoliko stotina hiljada okretaja u minuti.

DC motori bez četkica (BLDC) imaju širok raspon primjena, uključujući opće DC motore, servo motore i motore s momentom. Posebno su pogodni za naprednu elektronsku opremu, robote, vazduhoplovnu tehnologiju, CNC uređaje, medicinsku i hemijsku industriju i druga visokotehnološka polja. DC motori bez četkica integriraju elektronička kola s motorima i primjenjuju naprednu elektronsku tehnologiju u području motora, što će promovirati ažuriranje i brži razvoj tehnologije motora.

2. BLDC struktura i osnovni princip rada

BLDC je tip samokontroliranog sinkronog motora s permanentnim magnetom s promjenjivom frekvencijom, što znači da su magnetsko polje koje stvaraju njegov stator i rotor iste frekvencije, tako da BLDC ne proizvodi fenomen frekventne razlike običnih asinhronih motora. Postoje razlike u BLDC između jednofaznih, 2-faznih i 3-faznih motora, a različite vrste faza određuju broj namotaja namotaja statora. Ovdje ćemo se fokusirati na najčešće korištenu 3-fazu BLDC.

2.1 STATOR

BLDC stator je napravljen od mnogih limova od silikonskog čelika koji su laminirani i aksijalno utisnuti, sa određenim brojem zavojnica u svakom prorezu koji formiraju namotaj, kao što je prikazano na slici 2.1.1. Tradicionalno, stator BLDC-a je donekle sličan onom indukcionog motora, ali postoje određene razlike u raspodjeli namotaja statora. Većina BLDC statora ima tri namota raspoređena u obliku zvijezde, od kojih je svaki sastavljen od mnogo interno povezanih čeličnih limova na određeni način. Parno numerisani namotaji su raspoređeni oko statora da formiraju parno numerisane magnetne polove. Još jedna stvar koju treba primetiti o zadnjoj elektromotornoj sili je da fazne struje različitih namotaja takođe pokazuju trapezoidne i sinusne talasne oblike. Može se zamisliti da sinusoidni namotaji rade relativno glatko u poređenju sa trapezoidnim namotajima zbog njihovih glatkih talasnih oblika. Međutim, zbog prisustva većeg broja namotaja, sinusoidni namoti se češće koriste u bakrenoj žici u odnosu na trapezoidne namote. Zbog različitih napona primjene, po potrebi možemo odabrati motore bez četkica s različitim rasponima napona. Motori sa naponom aplikacije od 48V i manjim mogu se koristiti u automobilima, robotima, malim robotskim rukama i drugim poljima. Motori sa opsegom napona od 100V i više mogu se koristiti u specijalizovanim uređajima, automatskom upravljanju i poljima industrijske proizvodnje.