Motorer og motorstyringer spiller en vigtig rolle på mange områder, især medicinske og robotapplikationer. Derudover har det nyligt populære nye energikøretøjsfelt en stadig mere åbenlys efterspørgsel efter små, højeffektive motorer med højt og lavt drejningsmoment og højeffekts- og laveffektmotorer.
Disse slutenheder kan vælge mellem børstede DC-motorer, børsteløse DC-motorer (BLDC) eller en kombination af de to. De fleste motorer fungerer efter Faradays induktionslov. Alligevel er der vigtige forskelle mellem børstede og børsteløse motorer og rækkevidden af deres anvendelser.
Lad os introducere forskellen mellem børstede motorer og børsteløse motorer. Først vil vi introducere børstede DC-motorer.
Børstet jævnstrømsmotor
Siden omkring slutningen af 1900-tallet har børstede DC-motorer været en af de enkleste typer drivmotorer, og i dag består en typisk børstet DC-motor af et anker (også kaldet en rotor), kommutator, børster, aksel og feltmagneter. Naturligvis skal den børstede motor levere den jævnstrøm eller batteristrøm, der kræves til drift på samme tid, og opnå det roterende drejningsmoment gennem det roterende magnetfelt og derved udsende kinetisk energi.
1. Enkel struktur, generel DC børstemotor inkluderer anker eller rotor, kommutator, børste, aksel og feltmagnet. Der kræves selvfølgelig batteri eller strømforsyning. En motors egenskaber afhænger af det materiale, den er lavet af, antallet af spoler, der er viklet omkring den, og spolernes tæthed. Armaturet eller rotoren er en elektromagnet, og feltmagneten er en permanent magnet. Kommutatoren er en delt ringanordning omkring akslen, der får fysisk kontakt med børsterne, som er forbundet til strømforsyningens positive og negative poler.
2. En kommutator rundt om akslen, kommutatoren er i kontakt med børsterne, som er forbundet til modsatte poler af strømforsyningen for at levere positive og negative ladninger til kommutatoren. Børsterne driver rotoren til at rotere med det magnetiske felt, der genereres ved at indtaste den modsatte polaritet gennem kommutatoren. Rotationsretningen er med uret og/eller mod uret, og motorens fremad- og baglæns rotation kan realiseres ved at ændre børsternes polaritet.
Børsteløs motor (BLDC)
Børsteløs motor
Arbejdsprincippet for den børsteløse jævnstrømsmotor er det samme som det magnetiske tiltræknings- og frastødningsprincip for den børstede motor, men deres struktur er lidt anderledes. Den børsteløse motor, som navnet antyder, har ingen børster, vedtager elektronisk kommutering, spolen bevæger sig ikke, og rotoren roterer. Arbejdet med kommutering overdrages til styrekredsløbet i controlleren. Høj effektivitet er det vigtigste salgsargument for BLDC-motorer. Fordi rotoren er en NdFeB magnet (NdFeB magnet), det vil sige ingen forbindelse, kræves der ingen kommutator og børste, så rotoren fungerer meget effektivt.
Børsteløse motorer kan have enten rotoren på indersiden eller rotoren på ydersiden af viklingerne (nogle gange kaldet en "ydre rotor" motor). Antallet af viklinger, der bruges i en børsteløs motor, kaldes antallet af faser. Selvom børsteløse motorer kan konstrueres med forskellige antal faser, er trefasede børsteløse motorer de mest almindelige. De tre viklinger af en børsteløs motor er forbundet i en "stjerne" eller "trekant" konfiguration. I begge tilfælde er der tre ledninger forbundet til motoren (almindeligvis omtalt som U, V, W), og drivteknikken og bølgeformen er den samme. For samtidig at kunne detektere rotorens position på et bestemt tidspunkt i den børsteløse motor, vil nogle børsteløse motorer blive drevet sammen med Hall-sensorer, og der er mere præcise teknologier, der anvender magnetiske encodere. Når den magnetiske rotor drejer, opfanger Hall-sensorer rotorens magnetfelt. Efter at driver-IC'en har modtaget signalet, beregner og sender den strømmen gennem statorviklingerne i rækkefølge og driver derved rotoren til at rotere.
Ovenstående er en kort introduktion til forskellen mellem børstede motorer og børsteløse motorer.
