Общее устройство (Inrunner, Outrunner)
Схему Inrunner обычно применяют для высокооборотистых двигателей с небольшим количеством полюсов. Outrunner при необходимости получить высокомоментный двигатель со сравнительно небольшими оборотами. Конструктивно Inrunners проще из за того, что неподвижный статор может служить корпусом. К нему могут быть смонтированы крепежные приспособления. В случае Outrunners вращается вся внешняя часть. Крепеж двигателя осуществляется за неподвижную ось либо детали статора. В случае мотор-колеса крепление осуществляется за неподвижную ось статора, провода заводятся к статору через полую ось.
Конструкция и принцип действия
Безколлекторный инструмент занял в наборе необходимых инструментов свое место. Покупая оборудование в дом, хозяин должен ознакомиться с принципами его работы.
Можно рассмотреть особенности того, как работает безщеточный двигатель в шуруповерте:
- Ток здесь переключается в обмотках статора. На якоре нет катушки, и магнитное поле создается с помощью установленных внутри корпуса магнитов.
- Время, когда нужно подключить электричество регулируется при помощи встроенных датчиков. Используется эффект Холла. Короткие электрические импульсы и сигналы скорости, регулирующие работу, переходят во встроенный процессор. Это действие принято называть ШИМ сигналом.
- Поочередно образуемые импульсы направляются на усилители, которые усиливают ток. Инверторы (усилители), соединены с обмоткой на статоре. Данные элементы накапливают ток, вырабатываемый катушками, и при помощи импульсов передают его из внутреннего процессора.
В результате возникает магнитное поле, которое заставляет вращаться якорь и инструмент начинает работать.
Инструмент безщеточный
Недостатки современного оборудования
- Стоимость. Все современные беспроводные аналоги стандартных устройств стоят гораздо дороже. Также, из-за усовершенствованного механизма, цена бесщеточного шуруповерта увеличена. Однако высокая стоимость окупает эффективность работы, высокий КПД и удобство.
- Размеры. Не смотря на небольшие габариты, есть модели, для использования которых необходимо приложить достаточно усилий. Тяжело работать на вытянутой руке, хотя такое требуется часто.
- Сложная конструкция. Бесщеточный двигатель — это современная технология, которая пока что используется не всеми строителями. Многие пользователи не знают всех особенностей механизма, из-за чего может быть неправильная эксплуатация. Исправить поломку самостоятельно будет сложно. Коллекторные модели более знакомы строителям, многие привыкли работать только с ними.
- Износ деталей. Не смотря на увеличенный срок службы, бесщеточный шуруповерт все равно подвержен поломкам. Самыми хрупкими деталями являются подшипники и редуктор. Как правило, их поломка становится причиной выхода из строя всего оборудования. Необходимо регулярно проводить обслуживание, чтобы избежать дополнительного ремонта.
- Аккумулятор. Даже при большой емкости, аккумулятор рано или поздно разрядится. Рабочий должен постоянно контролировать уровень заряда, чтобы устройство было готово к длительному строительному процессу. Периодически придется заряжать устройство, если оно используется регулярно.
Недостатки бесколлекторных двигателей постоянного тока
Очень высокая сложность управления
Бесколлекторные двигатели постоянного тока для правильной работы требуют специализированных контроллеров и сложных алгоритмов управления.
Высокая цена
Стоимость самих двигателей не слишком высока, но когда добавляется стоимость контроллера, общая стоимость использования бесколлекторного двигателя постоянного тока в проекте становится относительно высокой.
Необходимость специализированных передач
В таких приложениях, как вакуумные пылесосы Dyson, бесколлекторные двигатели постоянного тока должны быть снабжены передачей для преобразования высоких скоростей до нужной скорости.
Как выбрать и на что обратить внимание?
Спецы советуют учесть последующие характеристики при выборе бесщеточного шуруповерта:
- Предназначение. В более сложных моделях смешиваются функции дрели. Инструмент «2 в 1» подходит для выполнения проф ремонта. Для ежедневных домашних работ подходят более обыкновенные модели.
- Сила воздействия. Определяется вращающим моментом. Чем он выше, тем меньше времени пригодится для выполнения огромного объема работа. Для обычных задач довольно вращающего момента 8-15 Нм, для более сложных — 27-40 Нм.
- Конструкция. От продуманности конструкции зависит удобство использования инструмента. Для насыщенных и нередких работ лучше избрать малогабаритную модель с прорезиненным покрытием.
- Тип патрона. Большая часть современных моделей укомплектованы быстрозажимными патронами, за счет чего на замену насадки уходит всего несколько секунд.
- Тип питания. Есть модели, работающие от электросети. Они оптимальны для длительных работ, но при всем этом принципиально, чтоб инструмент был укомплектован длинноватым кабелем. Аккумуляторные инструменты позволяют работать без подключения к сети, но необходимо успевать впору заряжать АКБ.
- Дополнительные функции. Не оказывают влияние на производительность самого шуруповерта, но делают работу с ним более комфортабельной. Модели оснащаются подсветкой, системой для защиты мотора от перегрева и другими опциями.
Датчики положения
Имеется в виду «электрических» градусов. Т.е. для многополюсного двигателя физическое расположение датчиков может быть таким:
Иногда датчики располагают снаружи двигателя. Вот один из примеров расположения датчиков. На самом деле это был двигатель без датчиков. Таким простым способом его оснастили датчиками холла.
На некоторых двигателях датчики устанавливают на специальном устройстве, которое позволяет перемещать датчики в определенных пределах. С помощью такого устройства устанавливается угол опережения (timing). Однако, если двигатель требует реверса (вращения в обратную сторону) потребуется второй комплект датчиков, настроенных на обратный ход. Поскольку timing не имеет решающего значения при старте и низких оборотах, можно установить датчики в нулевую точку, а угол опережения корректировать программно, когда двигатель начнет вращаться.
Лучшие бесщеточные шуруповерты
Makita DDF083Z
Дрель-шуруповерт безударного типа, предназначенная для эффективной работы с крепежными деталями и сверления отверстия в разных материалах.
Крутящий момент составляет до 40 Н*м в зависимости от выбранной ступени.
Предусмотрено подсвечивание рабочей зоной яркой светодиодной лампочкой, что позволяет выполнять работы при недостаточном освещении.
Инструмент работает в двух скоростных режимах с максимальными оборотами 1700 за минуту. Модель снабжена патроном-шестигранником для подключения бит. Работает от аккумулятора с 18-вольным напряжением и высоким ресурсом.
Характеристики:
- крутящий момент — 40 Н·м;
- обороты — 1700 об/мин;
- емкость аккумулятора — 2 Ач;
- напряжение аккумулятора — 18 В.
Достоинства:
- легкий вес;
- высокая мощность;
- сверление в труднодоступных местах;
- быстрая смена насадки.
Недостатки:
- высокая цена;
- нет реверса.
Makita DF032DWAX1
Универсальный инструмент, подходящий для работы с крепежными деталями и сверления отверстий в материалах разной плотности.
Конструкция максимально продумана: инструмент легкий, а ручка покрыта прорезиненным материалом. Модель работает в двух скоростных режимах.
За счет высокой мощности и крутящего момента можно за несколько секунд просверлить отверстие до 28 мм в деревянной поверхности и до 10 мм в металлической.
Максимальная частота вращения оснастки составляет 1500 оборотов за минуту. Модель отличается высокой производительностью при работе на любой из двух скоростей.
Реверс позволяет быстро извлечь застрявшее сверло. На зарядку аккумулятора уходит всего один час.
Характеристики:
- крутящий момент — 35 Н·м;
- обороты — 1500 об/мин;
- емкость аккумулятора — 2 Ач;
- напряжение аккумулятора — 10.8 В;
- размер — 124x217x66 мм;
- вес — 0.87 кг.
Достоинства:
- мощность;
- легкий вес;
- индикатор заряда аккумулятора;
- удобный крюк для закрепления на поясе.
Недостатки:
- сложное крепление биты;
- не подходит стандартная оснастка, как для других шуруповертов.
DeWALT DCF620D2K
Надежный и безопасный в использовании инструмент, с помощью которого можно быстро закрутить и выкрутить крепежи.
Рукоятка выполнена из прорезиненного материала, за счет чего инструмент не выскальзывает из руки. Вес модели составляет 1,88 кг, за счет чего можно долго держать ее без отдыха.
Шуруповерт оснащен двумя скоростями для разных работ. Максимальный диаметр сверления по дереву составляет 28 мм, по металлу — 10 мм.
Мощный двигатель обеспечивает частоту вращения до 4400 оборотов за минуту. В комплекте идет кейс для хранения и транспортировки шуруповерта.
Характеристики:
- крутящий момент — 30 Н·м;
- обороты — 4400 об/мин;
- емкость аккумулятора — 2 Ач;
- напряжение аккумулятора — 18 В;
- размер — 380×233 мм;
- вес — 1.88 кг.
Достоинства:
- удобный;
- надежный;
- безопасный в использовании;
- не люфтит.
Недостатки:
- низкий ресурс аккумуляторов;
- иногда не срабатывает ограничитель глубины при закручивании саморезов.
BOSCH GSR 18 V-EC TE
Шуруповерт безударного типа, выпущенный одним из лидеров среди компаний по производству электроинструментов. Рассчитан на работу с различными крепежами.
Пользователю доступен один скоростной режим и 25 позиций регулирования крутящего момента с максимальной в 25 Нм.
Инструмент отличается высокой частотой вращения до 4200 оборотов за минуту.
Для удобства на корпусе размещена лампочка для подсвечивания рабочей зоны.
Шуруповерт питается от литий-ионной АКБ с емкостью 4 Ач. В комплекте идет 2 аккумулятора, зарядное устройство, инструкция, ограничитель глубины, насадка Ма55 и бита.
Характеристики:
- крутящий момент — 25 Н·м;
- обороты — 4200 об/мин;
- емкость аккумулятора — 2 Ач;
- напряжение аккумулятора — 18 В;
- размер — 251×239 мм;
- вес — 1.6 кг.
Достоинства:
- небольшой вес;
- удобная ручка;
- высокая мощность;
- функция реверса;
- быстрое сверление.
Недостатки:
- подходит не вся оснастка от прошлых инструментов;
- сложное крепление биты.
Makita DF032DZ
Дрель-шуруповерт компактного размера, работать с которой максимально комфортно. Подходит для работы с крепежными элементами любого типа.
За счет небольшого размера можно использовать инструмент в небольшом помещении.
Для крепления насадки предусмотрен надежный патрон с максимальным зажимов в 10 мм.
Несмотря на компактность инструмент отличается высоким крутящим моментом до 35 Нм, что позвоялет сверлить отверстия по дереву до 28 мм, а также собирать различные конструкции.
Характеристики:
- крутящий момент — 35 Н·м;
- обороты — 1500 об/мин;
- емкость аккумулятора — 2 Ач;
- напряжение аккумулятора — 10.8 В;
- размер — 124x217x66 мм;
- вес — 0.87 кг.
Достоинства:
- надежный;
- удобный;
- компактный;
- высокий момент;
- две скорости.
Недостатки:
- небольшая емкость аккумуляторов;
- иногда люфтит при закручивании саморезов.
Терминология бесколлекторного привода
Драйвера всегда неподвижно зафиксированы на статоре. В тоже время сетевой коммутатор или сетевой переключатель оснащен полупроводниковыми триодами, которых всего шесть.
Именно они направляют напряжение тока на те или другие витки провода электро-двигателя.
В узкопрофильных публикациях для электромехаников бесколлекторный тип двигателя имеет название вентильный, потому что транзисторы иначе называют именно вентилями.
Кроме того, устройства разделяют не несколько типов в зависимости от конструкции и электродвижущей силы.
В американских источниках один из типов электро-двигателя маркируется буквами BLDC, которые являются аббревиатурой термина, который в дословном значении переводится как «двигатель бесщеточный постоянного тока».
Рейтинг лучших бесщеточных дрелей-шуруповертов
Аккумуляторные шуруповерты с функцией дрели особенно востребованы в хозяйстве. Такие модели одинаково хорошо справляются с монтажом крепежей и проделыванием отверстий в деревянных и металлических поверхностях.
Milwaukee M18 FDD-502X
Агрегат с 24-ступенчатой регулировкой крутящего момента работает от двух мощных батарей. На корпусе есть индикация оставшегося заряда. Максимальная сила закручивания составляет 135 Нм, а скорость вращения — 2000 оборотов. Аккумуляторный агрегат справляется с обработкой металла и дерева.
Цена Milwaukee M18 начинается от 45000 рублей Плюсы
- антискользящее покрытие рукояти;
- патрон для насадок с диаметром до 13 мм;
- удобный контроль уровня заряда.
Минусы
- высокая цена;
- нет ударного режима.
Мне нравитсяНе нравится
Metabo BS 18 LTX BL I 5.2 Ah x2
Шуруповерт-дрель профессионального класса развивает до 1850 оборотов и обладает силой затяжки 120 Нм. Долго сохраняет заряд благодаря двум мощным АКБ, поддерживает переключение в двух скоростях. Оснастку агрегата можно заменить быстро без применения ключа.
Цена агрегата Metabo BS 18 LTX начинается от 33000 рублей Плюсы
- хороший крутящий момент;
- длительная работа без подзарядки;
- работает с битами и сверлами 1,5-13 мм.
Минусы
- дорого стоит;
- аккумуляторы быстро садятся на холодном воздухе.
Мне нравитсяНе нравится
Makita DHP481RTE 115
Бесщеточный инструмент с режимом дрели выдает вращение до 2100 оборотов. Поддерживает сверление с ударом, настройка силы кручения выполняется в 21 положении. При высокой мощности инструмент остается компактным и удобным в применении.
Цена Makita DHP481 начинается от 29000 рублей Плюсы
- ударный режим и сверление;
- широкая настройка силы закручивания;
- есть кейс в комплекте.
Минусы
- масса 2,7 кг;
- высокая стоимость.
Мне нравитсяНе нравится
DeWalt DCD996P2
Дорогой, но надежный аккумуляторный шуруповерт-дрель выдает свыше 38000 ударов за минуту и до 2250 оборотов. Сила затягивания составляет 95 Нм, показатель можно регулировать. Бесщеточный мотор работает в трех скоростях.
Купить шуруповерт DCD996P2 можно от 30000 рублей Плюсы
- хорошие показатели мощности;
- прорезиненная рукоять;
- блокировка пуска.
Минусы
- неточная подсветка;
- плохая фиксация батареи.
Мне нравитсяНе нравится
AEG BSB 18CBL LI-402C
Аккумуляторный инструмент с двумя батареями 18 В и силой кручения 75 Нм поддерживает сверление и ударный режим. Патрон у модели быстрозажимной, бесщеточный мотор оборудован защитой от перегрузок. Агрегат обладает коротким корпусом и подходит для применения в узких нишах.
Цена шуруповерта AEG стартует от 27000 рублей Плюсы
- есть индикация заряда;
- на рукояти есть накладки от скольжения;
- мотор защищен от перегрузок.
Минусы
- патрон немного люфтит;
- цена довольно высокая.
Мне нравитсяНе нравится
Конструкция и принцип действия
«Brushless motor» в буквальном переводе означает бесщеточный двигатель, в конструкции которого отсутствует коллектор и щеточный узел. Также можно встретить сокращение BLDC, которым именуют бесщеточный электродвигатель постоянного тока.
Классический коллекторный двигатель
Щеточный узел — это механическая контактная часть якоря электродвигателя. С помощью него через пластины коллектора подается напряжение на обмотку якоря. Электрический ток, протекая по проводнику, вызывает электромагнитное поле. Магнитное поле обмотки якоря, взаимодействуя с постоянным магнитным полем статорных обмоток, приводит к возникновению крутящего момента на валу электродвигателя и его вращению. Чтобы вращение вала сохранялось постоянно, напряжение на отдельные проводники якорной обмотки нужно подавать в определенной последовательности. Электрический ток должен протекать по рамкам якорной обмотки в нужный момент, а электромагнитное поле, наводимое в проводниках, взаимодействовало с постоянным магнитным полем обмоток статора. В двигателе постоянного тока эту функцию выполняет коллекторный узел на якоре электродвигателя.
В бесщеточном электродвигателе коллектор и щетки отсутствуют, но принцип взаимодействия постоянного магнитного поля якоря с электромагнитным полем обмоток статора остается неизменным. Только в BLDC моторе нужно подавать постоянное напряжение на обмотки статора в определенные интервалы времени, имитируя работу коллектора.
Как правило, в конструкции статора бесщеточного мотора используются три пары обмоток, и напряжение на них подается поочередно. При подаче напряжения на первую пару обмоток якорь с постоянными магнитами поворачивается, выравнивая свое положение в соответствии с направлением силовых линий возникшего магнитного поля. В этот момент напряжение с первой пары обмоток снимается и подается на вторую пару. Поскольку якорь электродвигателя обладает определенным моментом инерции, он не останавливается моментально, а продолжает свое вращение, и его магниты начинают взаимодействовать со следующим магнитным полем. Так продолжается до тех пор, пока на обмотки статора поочередно подается напряжение.
Это упрощенная схема работы Brushless мотора. На самом деле, для усиления крутящего момента и исключения «провалов» его полки, в работе постоянно находятся две пары обмоток. Одна из них притягивает постоянные магниты якоря в моменты, когда они находятся до средней линии полюса катушки, а вторая подталкивает, как только полюс катушки пройден центральной частью постоянного магнита якоря. На первую пару катушек подается напряжение прямой полярности, а на вторую — обратной.
Для определения, на какие пары катушек нужно подать напряжение и какой полярности, в системе установлен датчик положения ротора. Он состоит из трех датчиков Холла, дающих контроллеру сигнал о необходимости формирования напряжения на каждой из пар катушек статора.
На видео наглядно проиллюстрирована работа бесщеточного двигателя:
Бесщеточное возбудительное устройство
Бесщеточное возбудительное устройство представляет собой синхронный генератор переменного тока, в дальнейшем именуемый возбудитель ВС. Вращающаяся часть возбудителя ВС ( рис. 38) состоит из якоря с трехфазной обмоткой и соединенного с ней блока диодного выпрямителя-преобразователя переменного тока в постоянный ток. Якорь возбудителя ВС вместе с выпрямителем жестко насажен на консольный конец вала ротора синхронного двигателя СД и вращается вместе с ним. Соединение это происходит через специальное отверстие на валу ротора синхронного двигателя СД напрямую, без коммутирующих колец и щеточного устройства. Статор возбудителя ( неподвижная часть) установлен на плите двигателя СД.
Бесщеточное возбудительное устройство не имеет вращающихся частей и щеток, оно состоит из станции управления и синхронного возбудителя, ротор которого находится на одном валу с электродвигателем и имеет 3-фазную обмотку якоря.
Бесщеточные возбудительные устройства серии БВУ обеспечивают пуск, автоматическую синхронизацию СД в функции тока статора, автоматическое и ручное регулирование тока возбуждения.
В типовых проектах БКНС применено бесщеточное возбудительное устройство серии БВУ , которое поставляется заводом-изготовителем комплектно с электродвигателем.
СТД выполнены для глухого подключения бесщеточного возбудительного устройства , сопротивление обмоток которого в пусковом режиме равно нулю.
Возбуждение осуществляется одним из следующих устройств: тиристорным возбудительным устройством серии ТВУ-2; бесщеточным возбудительным устройством серии БВУ и электромашинным возбудителем серии ВТ.
На компрессорных станциях установлены турбокомпрессоры К-345-92-1 с электроприводом от синхронного электродвигателя мощностью 3200 кВт, напряжением 10 кВ, частотой вращения 3000 об / мин с бесщеточными возбудительными устройствами , состоящими из возбудителя iBC — 40 — ЗООО мощностью 40 мВт и станции управления им.
Генераторы с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью
Наиболее простым по технической реализации является бесщёточный генератор с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью, подключенной к дополнительной обмотке. Такой генератор представляет собой явнополюсную синхронную машину с обмоткой возбуждения в роторе.
Обмотка возбуждения разбита на две секции, концы каждой из которых замкнуты через диод. Таким образом, индуцированный ток в обмотке возбуждения может протекать только в одном направлении, создавая постоянное магнитное поле.
Статор имеет две обмотки: основную и дополнительную. К основной обмотке подключается нагрузка. К дополнительной обмотке подключается компенсирующий конденсатор. Основная обмотка занимает 2/3 пазов статора, а дополнительная 1/3 пазов.
Работает генератор следующим образом. При начале вращения ротора тока в обмотках нет. Однако магнитопроводы статора и ротора имеют остаточную намагниченность. За счёт последней в обмотках начинает индуцироваться ток. Так как за счёт диодов ток в обмотке ротора может протекать только в одном направлении, магнитопровод ротора начинает намагничиваться. При этом вращающееся магнитное поле, создаваемое ротором, индуцирует в обмотках статора электродвижущую силу. Поскольку дополнительная обмотка статора нагружена на конденсатор, через неё начинает протекать переменный ток. Этот переменный ток создаёт переменное, но не вращающееся магнитное поле статора, которое индуцирует электродвижущую силу в обмотке ротора. Под действием этой электродвижущей силы в обмотке ротора возникает ток, который выпрямляется диодами и ещё сильнее намагничивает ротор. Это в свою очередь вызывает увеличение электродвижущей силы и тока в обмотках статора, что в свою очередь ещё сильнее намагничивает ротор. Процесс возбуждения развивается лавинообразно до входа магнитопроводов статора и ротора в режим насыщения. В основной обмотке статора возникает электродвижущая сила номинальной величины. Генератор готов к подключению нагрузки.
При подключении нагрузки к основной обмотке в ней появляется ток, который создает своё магнитное поле. Если бы возбуждение генератора осталось на прежнем уровне, то напряжение на его выходных зажимах снизилось бы по двум причинам: падение напряжения на внутреннем сопротивлении и смещение магнитного поля относительно оси обмотки статора. Однако обмотки статора расположены таким образом, что их магнитные оси повернуты на 90 градусов. За счёт этого происходит поворот магнитного поля ротора в направлении основной обмотки, что увеличивает ЭДС индукции в ней. Чем больше ток основной обмотки — тем больше поворот магнитного поля ротора. Таким образом происходит стабилизация выходного напряжения генератора. Такой способ регулирования называется компаундным.
Генератор с компаундным возбуждением прост по конструкции, обладает малым весом и стоимостью, что обусловило его широкое применение в переносных бензиноэлектрических агрегатах («бензиновые электростанции»). В то же время этому типу генераторов присущ ряд недостатков, а именно:
- генератор может быть только однофазным;
- в случае подключения к генератору нагрузки с нелинейным характером сопротивления (например, нагреватель, включенный через диод) процесс компаундирования нарушается — напряжение на выходе генератора может оказаться сильно завышенным.
- коэффициент полезного действия генератора относительно невысок, так как существенная часть энергии переменного магнитного поля теряется на перемагничивание магнитопроводов, работающих в режиме близком к насыщению.
Система arduino
Часто для управления бесколлекторными двигателями используется аппаратная вычислительная платформа arduino. В основе находится плата и среда разработки на языке Wiring.
В Плату arduino входит микроконтроллер Atmel AVR и элементная обвязка программирования и взаимодействия со схемами. На плате имеется стабилизатор напряжения. Плата Serial Arduino представляет собой несложную инвертирующую схему для конвертирования сигналов с одного уровня на другой. Программы устанавливаются через USB. В некоторых моделях, например, Arduino Mini, необходима дополнительная плата для программирования.
Язык программирования Arduino используется стандартный Processing. Некоторые модели arduino позволяют управлять несколькими серверами одновременно. Программы обрабатывает процессор, а компилирует AVR.
Проблемы с контроллером могут возникать из-за провалов напряжения и чрезмерной нагрузке.
Как работает бесщёточный двигатель
Шуруповёрты на бесщёточных двигателях появились в 1970-х гг. Последние, как и щёточные аналоги, также снабжены ротором и статором. Щётки и коллекторы в них заменены контроллером и датчиком Холла. За счёт электромагнитной индукции (изменения полярности) электрическая энергия преобразуется в механическую. Датчик Холла вычисляет угол поворота ротора.
В бесщёточных двигателях отсутствуют скользящие контакты, как следствие, трение снижено и двигатель не изнашивается. Его внутренняя конструкция полностью закрыта, что исключает попадание внутрь воды и грязи. Напряжение напрямую влияет на скорость вращения.
Бесщеточный шуруповерт
Привычные всем аккумуляторные шуруповерты оснащены коллекторными электродвигателями с переключением тока в обмотках якоря при помощи щеток. Бесщеточные шуруповерты, в отличие от них, комплектуются бесколлекторными электродвигателями. Функции коллекторно-щеточного узла (КШУ) выполняются электронным узлом управления. Разница состоит в том, что он переключает ток в обмотках статора, а не ротора. Якорь же не имеет катушек. Для исключения из конструкции скользящих контактов его магнитное поле создается постоянными магнитами. Момент подачи тока в статорные обмотки определяется при помощи датчиков положения ротора (ДПР), которые работают на основе эффекта Холла.
Импульсы ДПР совместно с сигналом регулятора скорости вращения обрабатываются микропроцессором. Результатом обработки является формирование электрических импульсов, модулированных по ширине. Это так называемый сигнал ШИМ. Результирующая последовательность импульсов подается на усилители тока (инверторы). Их выходы связаны с обмотками статора. Инверторы, в соответствии с выходным сигналами микропроцессорного узла, коммутируют ток в катушках статора. Переменное магнитное поле, вызванное импульсами этого тока, взаимодействуя с постоянным магнитным полем ротора, приводит к вращению якоря.
Как они работают?
Бесколлекторные двигатели постоянного тока обычно используются в многомоторных летательных аппаратах из-за их высокой скорости и эффективности.
Оценка характеристик бесколлекторных двигателей
Как и коллекторные двигатели постоянного тока, бесколлекторные двигатели работают путем изменения полярности обмоток внутри двигателя. Магнитные поля, создаваемые при возбуждении обмоток, оказывают толкающее воздействие на постоянные магниты, расположенные вокруг внешнего корпуса.
На бесколлекторном двигателе постоянного тока вращается не вал двигателя, а внешний корпус. Поскольку центральный вал, к которому прикреплены обмотки, является неподвижным, питание может подаваться непосредственно на обмотки, что устраняет необходимость в щетках и коллекторе.
Без щеток бесколлекторные двигатели изнашиваются намного менее быстро, чем коллекторные двигатели постоянного тока. Они работают с гораздо меньшим звуковым и электрическим шумом и способны работать на гораздо более высоких скоростях.
Из чего состоит бесколлекторный двигатель постоянного тока
Бесколлекторные двигатели постоянного тока только недавно начали использоваться в потребительских товарах и любительских проектах, потому что их сложно контролировать.
В то время как коллекторные двигатели постоянного тока для изменения полярности обмоток используют просто вращение самого двигателя, бесколлекторные двигатели постоянного тока управляются активно и требуют сложной схемы управления обмоткой, которая также должна масштабироваться при увеличении скорости.
Только благодаря тому, что микроконтроллеры стали дешевле и доступнее, стало возможным, чтобы недорогие системы могли удерживать правильную частоту вращения, необходимую для работы двигателя.
Похожие записи:
Люстры и светильники в интерьере с красивым дизайном, модные тенденции 2021 года (идеи, фото)
Как сделать потолок в ванной из пластиковых панелей
380 вольт 3 фазы частный дом схема. подключение электричества к дому
Чем и как утеплить водопроводную трубу
Как подобрать размер и ширину межкомнатных дверей в доме?
Размеры листа а4 в сантиметрах и других измерениях