Estructura i principis bàsics dels motors sense escombretes de corrent continu

Visió general del motor de CC sense escombretes (BLDC)

Els principals avantatges dels motors de corrent continu són una bona regulació de velocitat i característiques d'arrencada, un gran parell de rotor bloquejat i s'utilitzen àmpliament en diversos dispositius de conducció i servosistemes. Tanmateix, tots els motors de corrent continu tenen raspalls i commutadors, i el contacte mecànic lliscant format entre ells afecta seriosament la precisió, el rendiment i la fiabilitat del motor. Les espurnes generades poden provocar interferències de ràdio. Escurçant la vida útil dels motors elèctrics, el dispositiu de raspall de commutador fa que l'estructura dels motors de corrent continu sigui complexa, sorollosa i difícil de mantenir. Durant molt de temps, la gent ha estat buscant motors de corrent continu que no requereixin raspalls ni dispositius de commutador.

Amb el ràpid desenvolupament de la tecnologia electrònica i l'adopció generalitzada de diversos dispositius electrònics d'alta potència, aquest desig s'ha realitzat gradualment. El motor de corrent continu sense escombretes que es presentarà en aquest capítol utilitza circuits d'interruptor electrònic i sensors de posició per substituir escombretes i commutadors, de manera que aquest motor posseeix les característiques d'un motor de corrent continu. També té els avantatges d'una estructura senzilla, un funcionament fiable i un manteniment convenient dels motors de CA; La seva velocitat ja no està limitada per la commutació mecànica, i si s'utilitzen coixinets d'alta velocitat, també pot funcionar a velocitats de diversos centenars de milers de revolucions per minut.

Els motors de corrent continu sense escombretes (BLDC) tenen una àmplia gamma d'aplicacions, inclosos els motors de corrent continu generals, els servomotors i els motors de parell. Són especialment adequats per a equips electrònics avançats, robots, tecnologia aeroespacial, dispositius CNC, indústries mèdiques i químiques i altres camps d'alta tecnologia. Els motors de CC sense escombretes integren circuits electrònics amb motors i apliquen tecnologia electrònica avançada al camp dels motors, que promourà l'actualització i el desenvolupament més ràpid de la tecnologia del motor.

2. Estructura BLDC i principi de funcionament bàsic

BLDC és un tipus de motor síncron d'imant permanent de freqüència variable d'autocontrol, el que significa que el camp magnètic generat pel seu estator i rotor són de la mateixa freqüència, de manera que BLDC no produeix el fenomen de diferència de freqüència dels motors d'inducció ordinaris. Hi ha diferències en BLDC entre motors monofàsics, 2-fàsics i 3-fàsics, i els diferents tipus de fases determinen el nombre de bobinats de la bobina de l'estator. Aquí, ens centrarem en el 3-BLDC de fase més utilitzat.

2.1 ESTATOR

L'estator BLDC està fet de moltes làmines d'acer al silici que s'han laminat i estampat axialment, amb un cert nombre de bobines a cada ranura que formen el bobinatge, tal com es mostra a la figura 2.1.1. Tradicionalment, l'estator d'un BLDC és una mica similar al d'un motor d'inducció, però hi ha certes diferències en la distribució dels bobinats de l'estator. La majoria dels estators BLDC tenen tres bobinatges disposats en un patró d'estrella, cadascun compost per moltes làmines d'acer unides internament d'una determinada manera. Els bobinats parells numerats es distribueixen al voltant de l'estator per formar pols magnètics parells. Un altre punt a tenir en compte sobre la força electromotriu posterior és que els corrents de fase de diferents bobinatges també presenten formes d'ona trapezoïdals i sinusoïdals. Es pot imaginar que els bobinatges sinusoïdals funcionen amb relativa suavitat en comparació amb els bobinatges trapezoïdals a causa de les seves formes d'ona suaus. Tanmateix, a causa de la presència de més bobinatges, els bobinatges sinusoïdals s'utilitzen més habitualment en filferro de coure en comparació amb bobinatges trapezoïdals. A causa de les diferents tensions d'aplicació, podem triar motors sense escombretes amb diferents rangs de tensió segons sigui necessari. Els motors amb tensions d'aplicació de 48 V o inferiors es poden utilitzar en automòbils, robots, petits braços robòtics i altres camps. Els motors amb un rang de tensió de 100 V o superior es poden utilitzar en aparells especialitzats, control automàtic i camps de producció industrial.