Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Двигатель с фазным ротором как подключить


Асинхронный двигатель с фазным ротором: устройство, принцип работы (видео)

Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет очень обширную область обслуживания. АД (асинхронный двигатель) чаще применяется в управлении двигателями большой мощности. Обслуживание и управление приводов мельниц, станков, насосов, кранов, дымососа, дробилок. Асинхронный двигатель с массивным ротором даёт возможность подключения множества технических механизмов.

Характеристика асинхронного двигателя

Преимущества использования:

  • Запуск двигателя с нагрузкой, подключение к валу благодаря созданию большого момента вращения. Это обеспечивает обслуживание асинхронных двигателей с фазовым элементом любой мощности.
  • Возможность постоянной скорости вращения большой или маленькой нагрузки
  • Регулирование автоматического пуска.
  • Работа даже при перегрузке тока напряжения.
  • Простота использования.
  • Невысокая стоимость.
  • Надёжность применения.

Недостатки применения

  • Использование резисторов увеличивается стоимость, а работа двигателя усложняется,
  • Большие размеры,
  • Значение КПД меньше, чем короткозамкнутых роторов,
  • Трудное управление скоростью вращения,
  • Регулярный капитальный ремонт .

Схема подключения

При подключении к току начинают работать реле времени. Контакты размыкаются. При нажатии тумблера происходит пуск.

Чтобы подключить АД нужно правильно обозначить концы и начала обмоток фазы.

Устройство двигателя

Главными постоянными являются статор и ротор. Статор представляет собой цилиндр, состав –листы электротехнической стали, в цилиндр уложена трёхфазная обмотка. Она состоит из обмоточной проволоки. Которые соединены между собой в виде звезды или треугольника в зависимости от напряжения.

Ротор – основная вращающаяся часть двигателей. Он в зависимости от расположения может быть внешним, внутренним. Данный элемент состоит из стальных листов. Пазы сердечника наполнены алюминием, который имеет стержни, содержащие торцевые кольца. Они могут быть латунными или стальными, каждое из них изолировано слоем лака. Между трёхфазным статором и ротором образуется зазор. Регулирование размер зазора от 0,30 –0,34 мм в устройствах с небольшим напряжением, 1,0–1,6 мм в устройствах с большим постоянным электрическим напряжением. Конструкция имеет название беличья клетка. Для мощных двигателей используется медь в сердечнике. Контактор начинает действие, двигатель заводится.

Существует добавочный резистор в цепи обмотки вращающей части машины, крепится с помощью металлографитных щеток. Щетки обычно используются две, расположены на щеткодержателе. В приводах кранах и центрифугах для регулирования роботы применяется конический подвижный ротор. Асинхронные двигатели с фазным ротором незаменимы при технических требованиях мощного пускового момента. Это могут быть такие механизмы, как кран, мельница, лифт.

Схема переключения электрической цепи со звезды на треугольник

Принцип работы

В основе АД лежит вращение поля магнитов. В область обмотки трёхфазного статора поступает ток, а в фазах возникает поток магнитов, изменяемый в зависимости от скорости и частоты постоянной электрической мощности. При статорном вращении возникает электродвижущая сила.

В роторную обмотку подходит напряжение, которое совместно с постоянным магнитным потоком статора образует пуск. Он стремится направить ротор по магнитному вращению статора и при достижении превышения момента торможения, приводит к скольжению. Оно выражает отношение между частотами статорного силового поля магнитов и скоростью роторного вращения.

Чертеж режима кз

При балансе между моментами электромагнита и торможения, перемена значений остановится. Особенность эксплуатации АД – сольватация кругового движения силового поля статора и им наводящих токов в роторе. Момент вращения возникает лишь при разнице частот круговых движений магнитных полей.

Машины различают синхронные, асинхронные. Разница механизмов в их обмотке. Она образует магнитное поле.

Неподвижность ротора и замыкание обмотки приводит к короткому замыканию (кз).

Расчёт числа повторений

Возьмём m1 – процесс повторения постоянного поля магнитов и ротора. Система фазы переменного тока образуют вращение поля магнитов.

Данные расчета считаются по формуле:

m1=60f1/p

f1– частота электричества$

p – количество полюсных пар каждой обмотки статора.

m2 – процесс повторения вращения ротора. Имея различное количество одновременных повторений, данная скорость частоты будет асинхронной. Определение расчёта частоты проводится по соотношению между данными:

(m2≠m1)

Асинхронный электродвигатель работает только при асинхронной частоте.

(m2<,m1)

При одновременном вращении статора и ротора, расчет скольжения будет равняться нулю.

Двухроторный АД используется для привода разных механизмов. Различие двухроторного двигателя заключается присутствием в конструкции двух роторов. Второй ротор выполняет функцию вспомогательную, может вращаться с другой скоростью. Вспомогательный ротор представляет собой внутренний хомут для замыкания постоянного потока магнитов, охлаждения электродвигателя. Недостаток двухмоторного асинхронного двигателя в низком КПД от использования ферромагнитного вспомогательного ротора.

В ходе исследования двухроторных машин достигаются близкие данные скоростик желаемым, когда вспомогательный ротор имеет максимальные вентиляционные зазоры. Полый ротор установлен на ступице, его вал расположен внутри цилиндра. При вращении вспомогательного ротора вентиляция работает по принципу центробежного вентилятора. Для увеличения пускового момента и большей электрической нагрузки полый ротор должен регулироваться, перемещаясь вдоль вала, с установленным штифтом, конец чего входит в паз ступицы ротора.

Данные для расчета:

Реостатный пуск

Часто для включения двигателя безмощных пусковых моментов оказывают нужное действие реостаты. Схема реостатного способа:

Главной характеристикой метода является присоединение двигателя при пуске к реостатам. Реостаты разрываются (на чертеже К1), на них идет частично электрический ток. Что дает возможность уменьшить пусковые токи. Пусковой момент тоже снижается. Преимущество реостатного способа заключается в снижении нагрузки на механическую часть и нехватку напряжения.

Ремонт и характеристики неисправностей

Причиной ремонта могут служить внешние и внутренние причины.

Внешние причины ремонта:

  • обрыв провода или нарушение соединений с электрическим током,
  • сгорание предохранителей,
  • понижение или повышения напряжения,
  • перегруженность АД,
  • неравномерная вентиляция в зазоре.

Внутренняя поломка может возникнуть по механическим и электрическим причинам.

Механические причины ремонта:

  • неправильное регулирование зазора подшипников,
  • повреждение вала ротора,
  • расшатывание щеткодержателей,
  • возникновение глубоких выработок,
  • истощение креплений и трещины.

Электрические причины ремонта:

  • замыкания витков,
  • поломка провода в обмотках,
  • пробивание изоляции,
  • пробой пайки проводов.

Данные причины – это далеко не полный список поломок.

Асинхронный двигатель – незаменимый и важный механизм, применяемый для обслуживания быта и различных отраслей промышленности. Для практического действия АД с фазным ротором необходимо знать техническую характеристику управления, использовать его по назначению и регулярно проводить ремонт при технических осмотрах. Тогда асинхронный двигатель станет практически вечной эксплуатации.

Двигатель с намотанным ротором - Википедия

Условное обозначение двигателя с контактным кольцом

Двигатель с рабочим ротором , также известный как двигатель с контактным кольцевым ротором , представляет собой тип асинхронного двигателя, в котором обмотки ротора соединены через контактные кольца с внешним сопротивлением. Регулировка сопротивления позволяет управлять характеристиками скорости / крутящего момента двигателя. Двигатели с намотанным ротором можно запускать с низким пусковым током, вставляя высокое сопротивление в цепь ротора; По мере ускорения двигателя сопротивление может уменьшаться. [1]

По сравнению с короткозамкнутым ротором ротор двигателя с контактными кольцами имеет большее число витков обмотки; Тогда индуцированное напряжение выше, а ток ниже, чем для короткозамкнутого ротора. Во время запуска типичный ротор имеет 3 полюса, соединенных с контактным кольцом. Каждый полюс соединен последовательно с переменным силовым резистором. Когда двигатель достигает полной скорости, полюса ротора переключаются на короткое замыкание. Во время запуска резисторы снижают напряженность поля на статоре.В результате пусковой ток уменьшается. Другое важное преимущество по сравнению с короткозамкнутыми двигателями - более высокий пусковой момент.

Конструкция асинхронного двигателя с контактным кольцом существенно отличается от других асинхронных двигателей. Скользящие кольца Асинхронный двигатель обеспечивает некоторые преимущества, такие как обеспечивает высокий пусковой момент, низкий пусковой ток и улучшает коэффициент мощности. Мы можем добавить внешнее переменное сопротивление к ротору этого типа двигателя. Таким образом, мы можем легко контролировать скорость этого типа двигателя [2] .

Двигатель с винтовым ротором может использоваться в нескольких видах привода с регулируемой скоростью. Некоторые типы приводов с регулируемой скоростью восстанавливают энергию скольжения из цепи ротора и подают ее обратно в источник питания, обеспечивая широкий диапазон скоростей с высокой энергоэффективностью. Электрические машины с двойным питанием используют контактные кольца для подачи внешнего питания в цепь ротора, что позволяет регулировать скорость в широком диапазоне. Сегодня регулирование скорости с помощью двигателя с контактным кольцом в основном заменяется асинхронными двигателями с частотно-регулируемыми приводами.

Список литературы [править]

,

Multirotor Motor Guide - RotorDrone

С чего начать? Определите размер двигателя в первую очередь

Сначала ответьте на эти два вопроса:

  • Какой вес у вашего квадрокоптера?
  • Какой размер рамки?

Совокупный вес вашего квадрокоптера может быть вашим лучшим предположением, поскольку вы еще не построили его. Он должен включать в себя все: раму, контроллер полета, PDB, провода, двигатели, аккумулятор, полезную нагрузку (например, HD-камеру и карданные подвески) и так далее.

Если вы знаете размер рамы, вы можете определить правильный размер пропеллера.

Используя вес и размер гребного винта, вы можете рассчитать, в общем, сколько тяги требуется двигателям для подъема и полета квадрокоптера на скорости.

Соотношение тяги к весу

Общее правило заключается в том, что двигатели должны обеспечивать в два раза большую тягу, чем общий вес квадроцикла. Если тяга, обеспечиваемая двигателями, слишком мала, квадроцикл не будет хорошо реагировать на ваше управление и может даже испытывать проблемы при взлете.

Например, по случайности у нас был квадрокоптер, который весит 1 кг, суммарная тяга, создаваемая двигателями при 100% -ной дроссельной заслонке, должна составлять не менее 2 кг или 500 г для каждого двигателя (который умножается на 4 для квадрокоптера).

Это даст вам лучший контроль, а также пространство для включения дополнительной полезной нагрузки в будущем (например, более тяжелых камер или, возможно, дополнительных батарей для увеличения времени полета).

Размер двигателя и КВ

Бесщеточные двигатели обычно классифицируются по четырехзначному номеру, например ** ##.где цифры «**» - это ширина статора, а «##» - высота статора. По сути, чем шире и выше двигатель, тем больше цифры и тем больший крутящий момент он может произвести.

кВ - еще один важный параметр. Это теоретическое увеличение числа оборотов двигателя (оборотов в минуту), когда напряжение увеличивается на 1 В без нагрузки. Например, во время работы двигателей мощностью 2300 кВ с батареей 3S LiPo (12,6 В) двигатель вращался со скоростью около 28980 об / мин. (2300 x 12,6 В = 28980) Это только оценка.

В любом случае, после того, как вы установили пропеллер на двигатель, частота вращения не будет такой высокой из-за сопротивления опор. Двигатели с более высоким KV будут вращать пропеллер быстрее с меньшим крутящим моментом, а двигатели с более низким KV создают более высокий крутящий момент с меньшим вращением. Большие опоры соответствуют двигателям с низким KV, а меньшие - с двигателями с высоким KV.

Важно найти баланс между оборотами в минуту и ​​крутящим моментом при подборе двигателя и винта.

Подбирая двигатели с высоким KV и чрезмерно большими винтами, двигатели будут пытаться быстро их вращать, как это было бы с меньшими опорами, и это потребляет большой ток и вырабатывает чрезмерное количество тепла.

N и P

Вы можете редко наблюдать что-то вроде «12N14P». Число перед буквой N относится к количеству электромагнитов в статоре, а число перед буквой P относится к количеству вечных магнитов в двигателе.

Большинство двигателей имеют одинаковую компоновку 12N14P, однако некоторые двигатели с низким KV имеют больше электромагнитов и долговечных магнитов для увеличения крутящего момента и повышения производительности (и это будет более дорогостоящим).

Размер рамы = Размер опоры = Размер двигателя и КВ

В подавляющем большинстве случаев знание размера рамы позволяет нам оценить, какой тип двигателя нам следует использовать.Это связано с тем, что размер рамы ограничивает размер опор, а измерение опоры - размер двигателя и КВ.

В следующей таблице приведены некоторые соображения, основанные на использовании батареи 4S LiPo. Размер рамы относится к колесной базе (также известной как расстояние от двигателя до двигателя).

Размер рамы Размер опоры Размер двигателя кВ
150 мм или меньше 3 ″ или меньше 1306 или меньше 3000 кВ или выше
180мм 4 ″ 1806 2600 кВ
210 мм 5 ″ 2204-2206 2300кВ-2600кВ
250 мм 6 ″ 2204-2208 2000KV-2300KV
350 мм 7 ″ 2208 1600 кВ
450 мм 8 ″, 9 ″, 10 ″ 2212 или больше 1000 кВ или ниже

Напряжение и ток Потребляемая мощность

Также важно понимать, что напряжение в значительной степени повлияет на выбор двигателя и гребного винта.Ваш двигатель будет пытаться вращаться быстрее при подключении более высокого напряжения, а также будет потреблять более высокий ток.

Понимание щеткой двигателей постоянного тока

Технические характеристики:

  • Размер: 8 мм (диаметр) х 23 мм (длина)
  • Напряжение: 3,2 В
  • кВ: 13000+
  • Сопротивление терминала: 0,63 Ом
  • оборотов в минуту без нагрузки: 37850
  • Ток холостого хода: 130мА
  • постоянный крутящий момент: 0,79 мНм / A
  • Вес мотора: 6.2g

Сравнение между двигателями

После того, как вы определились с размером и КВ двигателей, прежде чем выбрать лучший двигатель для своего применения, вы должны рассмотреть сопутствующие компоненты:

  • Тяга
  • Текущий розыгрыш
  • Эффективность
  • Вес - Импульс Инерции

Выбор здесь действительно зависит от ваших предпочтений, от того, как вам нужен ваш самолет.

Более высокая тяга дает вам максимальную скорость, кроме того, вам нужно следить за эффективностью, гарантируя, что она не потребляет огромное количество энергии, которое будет превышать то, что ваше вспомогательное оборудование (батарея, управление скоростью).

Точно так же ваш выбор двигателя и винта также повлияет на выбор батарей. Если ваш квадроцикл потребляет большой ток на максимальных оборотах, максимальная скорость разряда вашей батареи должна быть достаточной, чтобы она могла обеспечить потребности в энергии, и чтобы они не перегревались и не надували (это то, где C рейтинг приходит).

Дополнительные советы по эффективности двигателя

  1. Мультиротор более продуктивен и эффективен, когда он настолько легок, насколько этого можно ожидать в данных обстоятельствах.Вы можете найти правильный баланс при выборе батарей LiPo для вашего мультикоптера.
  2. Батарея и вес являются ключевыми факторами, которые мы должны учитывать в отношении общей энергоэффективности. В момент выбора двигателей, помимо напряжения двигателя и тяги, мы также должны взглянуть на производительность двигателя.
  3. То же самое относится и к бесщеточному мотору: чем выше мастерство, тем лучше. 70% опытный двигатель производит 70% мощности и 30% тепла. Эффективный двигатель 90% вырабатывает 90% мощности и 10% тепла.

Особенности моторов для рассмотрения

  • Сплошной / Полый вал
  • Тип магнитов (N52, N54)
  • Arc Magnets
  • Меньшие воздушные зазоры
  • Паяльные лапки на двигателе
  • Интеграция управления скоростью
  • Дизайн охлаждения

Разница между щеточными двигателями постоянного тока и бесщеточными двигателями

«Матовый» двигатель постоянного тока имеет вращающийся якорь (набор катушек с намотанной проволокой), который действует как электромагнит с двумя полюсами.Поворотный переключатель, называемый коммутатором, меняет направление электрического тока дважды за каждый цикл, чтобы протекать через якорь, так что полюса электромагнита толкают и притягивают постоянные магниты на внешней стороне двигателя.

«Бесщеточный» двигатель постоянного тока не использует щеток. Он использует постоянный магнит и осуществляет переключение путем электронного переключения полярности. Для достижения этого контролируемым образом требуются механизм обратной связи по скорости и электронный контроллер.Контроллер может быть установлен на двигателе или может быть отдельным элементом.

  1. Применение
    Бесщеточный двигатель: широко используется в машине, требующей высокой скорости вращения и управляемой мощности.
    Щеточный мотор: он широко используется в таких вещах, как вентилятор, электроинструмент и т. Д.
  2. Срок службы
    Бесщеточный двигатель: срок службы составляет более одной тысячи часов
    Щеточный двигатель: срок службы составляет менее одной тысячи часов.
  3. Энергосбережение:
    Бесщеточный двигатель намного эффективнее и экономичнее, чем щеточные моторы.При работе с щеточным двигателем требуется своевременное обслуживание, чтобы своевременно заменить угольные щетки, в противном случае двигатель может быть поврежден.

Щеточные двигатели постоянного тока

представляют собой двигатели с механической коммутацией, которые подходят для высокоскоростных применений. Щеточные двигатели постоянного тока просты в изготовлении и экономичны, когда не требуется длительный срок службы.

Почему щеточный двигатель постоянного тока?

Brushed DC Motor - классический мотор, который используется в таких приложениях, как игрушки, электроприборы и компьютерная периферия.Этот тип двигателя недорог, эффективен и полезен для обеспечения высокой скорости и мощности в относительно небольшой упаковке.

Как работает матовый DC?

Этот тип двигателя постоянного тока имеет устройство с разрезным кольцом, называемое коммутатором вокруг середины. При подаче постоянного тока электромагнитная энергия отталкивает якорь, вызывая вращение.

Матовый Мотор Плюсы

  • Двухпроводное управление
  • Сменные щетки для увеличения срока службы
  • Низкая стоимость строительства
  • Простое и недорогое управление
  • Для фиксированных скоростей контроллер не требуется.
  • Работает в экстремальных условиях из-за отсутствия электроники

Матовый мотор Минусы

  • Требуется периодическое обслуживание
  • Скорость / крутящий момент умеренно плоский.На более высоких скоростях увеличивается трение щетки, что снижает полезный крутящий момент.
  • Плохое рассеивание тепла из-за внутренней конструкции ротора
  • Более высокая инерция ротора, которая ограничивает динамические характеристики
  • Нижний диапазон скоростей из-за механических ограничений щеток
  • Brush Arcing будет генерировать шум, вызывающий EMI

Как найти подходящий двигатель постоянного тока с щеткой для вас?

Существует много различных типов щеточных моторов, которые плоские или прямоугольные для подачи и загрузки, и круглые в основном используются для шпинделей.Вы также можете выбрать двигатель щетки в соответствии с номинальной нагрузкой / скоростью вращения, в соответствии с требуемыми характеристиками крутящего момента / скорости.

Выбор по номинальной нагрузке / скорости вращения

Типичные характеристики крутящего момента / скорости для каждого размера двигателя приведены ниже для справки при выборе двигателя.

Номинальное напряжение (В) Диапазон напряжения (В) Номинальная нагрузка (мНм) Пусковой момент (мНм) номинальная скорость нагрузки (об / мин)
PYN13 3.0 0 ~ 4,0 0,1 (1 гф.см) 0,4 17 900
PNN3 1,5 0 ~ 3,0 0,03 (0,3 гф.см) 0,09 8 200
PNN7 1,5 0 ~ 3,0 0,1 (1 гф.см) 0,23 5600
PNN13 3,0 1,0 ~ 4,0 0,15 (1,5 гф.см) 0,5 ~ 0,6 8900 ~ 12000
PKN7 2.0 0 ~ 4,5 0,2 (2 гф.см) 0,4 ~ 0,6 3790 ~ 7050
PKN12 3,0 0 ~ 4,5 0,2 (2 гф.см) 0,63 ~ 0,9 7250 ~ 10540
M1N6 3 ~ 5 1,0 ~ 6,0 0,2 ~ 0,3 (2 ~ 3 гф.см) 0,67 ~ 2,07 5980 ~ 15600
M1N10 2 ~ 5 0,5 ~ 8,0 0,2 ~ 0,3 (2 ~ 3 гф.см) 0.78 ~ 1,90 3010 ~ 11220
PPN7 2,5 ~ 6,0 1,0 ~ 7,5 0,1 ~ 0,5 (1 ~ 5 гф.см) 0,68 ~ 2,88 2600 ~ 11600
ППН13 2,0 ~ 9,6 1,0 ~ 11,0 0,2 ~ 1,47 (2 ~ 15 гф.см) 1,37 ~ 4,08 2700 ~ 9700
PWN10 6,0 ~ 12,0 5,0 ~ 12,0 1,96 (20 гф.см) 5,2 ~ 9,5 4870 ~ 8400
PAN14 12.0 9,0 ~ 14,5 10,0 (102 гф.см) 35,40 9,730
MXN13 6,0 ~ 12,0 3,0 ~ 14,0 2,9 ~ 4,9 (30 ~ 50 гс.см) 8,83 ~ 13,73 1900 ~ 4520
MDN1 2,0 0,7 ~ 6,0 0,29 (3 г.см) 0,8 ~ 1,1 1360 ~ 2250
MDN2 2.0 ~ 5.0 0,7 ~ 6,0 0,39 ~ 1.47 (4 ~ 15 г / см) 1,2 ~ 2,8 2750 ~ 2900
MDN3 2 ~ 3 0,7 ~ 6,0 0,39 (4 гф.см) 1,2 ~ 2,8 1480 ~ 2590

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Традиционно многие потребности двигателей удовлетворялись с помощью щеточных двигателей постоянного тока. Эти двигатели используют щетки для перемещения коммутатора, который создает вращающий момент, необходимый для его работы. В бесщеточном двигателе коммутация осуществляется электронным способом.Щетки не нужны, так как крутящий момент является функцией электронного действия бесщеточного двигателя на коммутатор.

Зачем использовать бесщеточный мотор?

При использовании бесщеточного двигателя постоянного тока, также называемого двигателем BLDC, нет необходимости беспокоиться о состоянии щеток, что может потребовать вывода двигателя из эксплуатации и его восстановления. Бесщеточные двигатели могут быть такими же эффективными для высокоскоростной работы, как и щеточные двигатели, если не больше, и, поскольку нет заменяющих щеток, безщеточный может иметь ожидаемый срок службы, превышающий 10000 часов.

Для проекта, в котором двигатель будет использоваться только в течение короткого времени, щеточный двигатель постоянного тока может быть достаточным и экономически эффективным. Но если он будет работать непрерывно, особенно если он потребует большой мощности, бесщеточный двигатель будет гораздо лучшим выбором.

Бесщеточные двигатели

могут использоваться в самых разных областях. Бесщеточные двигатели малой мощности могут использоваться для питания радиоуправляемых моделей самолетов, а бесщеточные двигатели высокой мощности - для электромобилей и промышленного оборудования

BLDC Теория конструкции и эксплуатации двигателя

Чтобы понять, почему двигатель BLDC так эффективен, важно хорошо понимать, как он работает. На самом деле есть два разных типа, с разными преимуществами и недостатками. Хотя один из них, вероятно, будет эффективен для большинства рабочих мест, вы можете ознакомиться с обоими типами, на случай, если один из них будет более подходящим для вашего проекта или приложения, чем другой.

Любой двигатель BLDC состоит из двух основных частей; ротор, вращающаяся часть и статор, неподвижная часть.Другими важными частями двигателя являются обмотки статора и магниты ротора.

Существует две основные конструкции двигателя BLDC: конструкция с внутренним и внешним ротором.

В конструкции с внешним ротором обмотки расположены в сердечнике двигателя. Магниты ротора окружают обмотки статора, как показано здесь. Магниты ротора действуют как изолятор, тем самым снижая скорость отвода тепла от двигателя. Из-за расположения обмоток статора конструкции с внешним ротором обычно работают при более низких рабочих циклах или при более низком номинальном токе.Основным преимуществом двигателя BLDC с внешним ротором является относительно низкий зубчатый момент.

Мотор для опережения

В конструкции с внутренним ротором обмотки статора окружают ротор и прикреплены к корпусу двигателя, как показано здесь. Основным преимуществом конструкции внутреннего ротора является его способность рассеивать тепло. Способность двигателя рассеивать тепло напрямую влияет на его способность создавать крутящий момент. По этой причине подавляющее большинство двигателей BLDC используют конструкцию с внутренним ротором.Другим преимуществом конструкции внутреннего ротора является более низкая инерция ротора.

Inrunner Motor

Преимущества двигателя

BLDC:

Если вы все еще не уверены, подходит ли вам этот двигатель, ниже приведено краткое описание некоторых основных преимуществ двигателя BLDC.

    Высокоскоростная работа
  • - двигатель BLDC может работать на скоростях выше 10000 об / мин в нагруженных и ненагруженных условиях.
  • Отзывчивость и быстрое ускорение - Внутренний ротор Бесщеточные двигатели постоянного тока имеют низкую инерцию ротора, что позволяет им быстро ускоряться, замедляться и изменять направление.
  • High Power Density - двигатели BLDC имеют самый высокий рабочий крутящий момент на кубический дюйм среди двигателей постоянного тока.
  • Высокая надежность
  • - двигатели BLDC не имеют щеток, что означает, что они более надежны и имеют срок службы более 10 000 часов. Это приводит к меньшему количеству случаев замены или ремонта и сокращает общее время простоя вашего проекта.

BLDC Motor Pros

  • Электронная коммутация на основе датчиков положения Холла
  • Меньше необходимого обслуживания из-за отсутствия щеток
  • Speed ​​/ Torque - flat, позволяет работать на всех скоростях с номинальной нагрузкой
  • Высокая эффективность, отсутствие падения напряжения на щетках
  • Высокая выходная мощность / размер кадра.Уменьшенный размер из-за превосходных тепловых характеристик. Поскольку BLDC имеет обмотки на статоре, который соединен с корпусом, тепловыделение лучше
  • Более высокий диапазон скоростей - нет механических ограничений, накладываемых щетками / коммутатором
  • Низкий уровень электрического шума

BLDC Motor Cons

  • Более высокая стоимость строительства
  • Управление сложное и дорогое
  • Электрический контроллер необходим для поддержания работы двигателя.Он предлагает удвоить цену двигателя.
Преимущества между двигателями с внешним ротором и внутренним ротором?

Преимущество двигателя с внешним ротором заключается в крутящем моменте. Эти меньшие пакеты могут производить больший крутящий момент, чем двигатели с аналогичным размером внутреннего ротора Это достигается большим моментом плеча вращающегося внешнего магнита ротора. Одним из недостатков является скорость. Если требуются высокие скорости, превышающие 6000 об / мин, рекомендуется использовать двигатель с внутренним ротором.

,

Как работают бесщеточный двигатель и ESC

В этом уроке мы узнаем, как работают бесщеточный двигатель и ESC. Эта статья является первой частью следующего видео, где мы изучим принцип работы бесщеточного двигателя постоянного тока и ESC (Electronic Speed ​​Controller), а во второй части мы узнаем, как управлять двигателем BLDC с помощью Arduino.

Принцип работы


Двигатель BLDC состоит из двух основных частей: статора и ротора.Для этой иллюстрации ротор представляет собой постоянный магнит с двумя полюсами, а статор состоит из катушек, расположенных, как показано на рисунке ниже.

Мы все знаем, что если мы подадим ток через катушку, он создаст магнитное поле, а линии магнитного поля или полюса зависят от направления тока.

Таким образом, если мы подадим соответствующий ток, катушка создаст магнитное поле, которое привлечет постоянный магнит ротора.Теперь, если мы активируем каждую катушку одну за другой, ротор будет продолжать вращаться из-за силового взаимодействия между перманентом и электромагнитом.

Чтобы повысить эффективность двигателя, мы можем намотать две противоположные катушки как одну катушку таким образом, чтобы генерировать противоположные полюса к полюсам роторов, таким образом, мы получим двойную силу притяжения.

С помощью этой конфигурации мы можем генерировать шесть полюсов на статоре всего с тремя катушками или фазой.Мы можем еще больше повысить эффективность, запитав две катушки одновременно. Таким образом, одна катушка будет притягивать, а другая катушка будет отталкивать ротор.

Чтобы ротор совершил полный 360-градусный цикл, ему необходимо шесть шагов или интервалов.

Если мы посмотрим на форму волны тока, мы можем заметить, что в каждом интервале есть одна фаза с положительным током, одна фаза с отрицательным током и третья фаза выключена. Это дает представление о том, что мы можем соединить свободные конечные точки каждой из трех фаз вместе, и поэтому мы можем разделить ток между ними или использовать один ток для одновременного возбуждения двух фаз.

Вот пример. Если мы поднимаем фазу A High или подключаем его к положительному напряжению постоянного тока, с помощью какого-то переключателя, например, MOSFET, а с другой стороны, подключаем фазу B к земле, то ток будет течь от VCC через фаза А, нейтральная точка и фаза В, на землю. Таким образом, с помощью всего лишь одного потока тока мы создали четыре разных полюса, которые приводят ротор в движение.

В этой конфигурации мы фактически имеем соединение звездой фаз двигателя, где нейтральная точка соединена внутри, а остальные три конца фаз выходят из двигателя, и поэтому у бесщеточного двигателя есть три провода, выходящие из Это.

Итак, чтобы ротор совершил полный цикл, нам просто нужно активировать два правильных МОП-транзистора в каждом из 6 интервалов, и это то, чем на самом деле являются ESC.

Как работает шаговый двигатель

В этом руководстве вы узнаете, как работает шаговый двигатель. Мы рассмотрим основные принципы работы шаговых двигателей, их режимов движения и…

ESC или электронный регулятор скорости контролируют движение или скорость бесщеточного двигателя, активируя соответствующие полевые МОП-транзисторы для создания вращающегося магнитного поля, так что двигатель вращается.Чем выше частота или чем быстрее ESC пройдет через 6 интервалов, тем выше будет скорость двигателя.

Однако здесь возникает важный вопрос, и вот как мы узнаем, когда активировать какую фазу. Ответ заключается в том, что нам нужно знать положение ротора, и для определения положения ротора используются два распространенных метода.

Первый распространенный метод заключается в использовании встроенных в статор датчиков Холла, расположенных на 120 или 60 градусов друг от друга.

По мере вращения постоянных магнитов роторов датчики Холла обнаруживают магнитное поле и генерируют логическую «высокую» для одного магнитного полюса или логическую «низкую» для противоположного полюса. Согласно этой информации ESC знает, когда активировать следующую последовательность коммутации или интервал.

Второй общий метод, используемый для определения положения ротора, заключается в измерении обратной электродвижущей силы или обратной ЭДС. Обратная ЭДС возникает в результате совершенно противоположного процесса генерации магнитного поля или когда движущееся или изменяющееся магнитное поле проходит через катушку, оно индуцирует ток в катушке.

Таким образом, когда движущееся магнитное поле ротора проходит через свободную катушку или неактивное, оно будет вызывать протекание тока в катушке и, как следствие, падение напряжения в этой катушке. ESC фиксирует эти падения напряжения по мере их возникновения и на основании них предсказывает или рассчитывает, когда должен произойти следующий интервал.

Так что это основной принцип работы бесщеточных двигателей постоянного тока и ESC, и он одинаков, даже если мы увеличим количество полюсов как ротора, так и статора.У нас все еще будет трехфазный двигатель, только количество интервалов увеличится, чтобы завершить полный цикл.

Здесь мы также можем упомянуть, что двигатели BLDC могут быть как опережающими, так и опережающими. Бесщеточный двигатель внутреннего хода имеет постоянные магниты внутри электромагнитов, и наоборот, двигатель внешнего запуска имеет постоянные магниты вне электромагнитов. Опять же, они используют один и тот же принцип работы, и у каждого из них есть свои сильные и слабые стороны.

Хорошо, хватит теории, так что теперь давайте продемонстрируем и посмотрим в реальной жизни то, что мы объяснили выше.Для этого мы подключим три фазы бесщеточного двигателя к осциллографу. Я подключил 3 резистора в одну точку, чтобы создать виртуальную нейтральную точку, а с другой стороны я подключил их к трем фазам двигателя BLDC.

Первое, что мы можем здесь заметить, - это три синусоиды. Эти синусоидальные волны на самом деле являются обратной EFM, генерируемой в фазах, когда они не активны.

Мы можем видеть, что при изменении частоты вращения двигателя частота синусоидальных колебаний изменяется, а также их амплитуда.Чем выше число оборотов в минуту, тем выше частота и амплитуда синусоидальных волн обратной ЭДС. Тем не менее, двигателем являются именно эти пики, которые являются активными фазами, которые генерируют изменяющееся магнитное поле.

Мы можем заметить, что на каждом интервале присутствуют две активные и одна неактивная фаза. Например, здесь у нас активны фазы A и B, а фаза C неактивна. Тогда у нас активны фазы A и C, а фаза B неактивна и так далее.

Здесь я хотел бы дать привет Banggood.ком за предоставление мне этого осциллографа. Это Rigol DS1054Z, и это один из лучших осциллографов начального уровня по своей цене. Он имеет четыре входных канала, полосу пропускания 50 МГц, которая может быть взломана до 100 МГц, имеет частоту дискретизации 1 ГГц / с и относительно большую глубину памяти 24 Мбит / с.

Дисплей 7 дюймов, и он действительно красивый и яркий. Он имеет различные математические функции, фильтры низких и высоких частот, декодирование SPI и I2C и многое другое. Итак, еще раз, большое спасибо Banggood.com и убедитесь, что вы проверите этот осциллограф в их магазине.

Тем не менее, это основной принцип работы бесщеточного двигателя. Если вам нужны более реальные примеры из жизни и вы научитесь управлять моторами с помощью Arduino, вы должны проверить вторую часть этого урока.

Я надеюсь, вам понравился этот урок и вы узнали что-то новое. Не стесняйтесь задавать любые вопросы в разделе комментариев ниже и не забудьте проверить мою коллекцию проектов Arduino.


Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020