Hvad er en børsteløs DC-motor?
En børsteløs jævnstrømsmotor er en jævnstrømsmotor, der ikke kræver de børster, der bruges i traditionelle børstede jævnstrømsmotorer.
Sammenlignet med børstede DC-motorer har børsteløse DC-motorer følgende to fordele.
Lang levetid og derfor lav vedligeholdelsesfrekvens.
ingen støj
Børsterne, der anvendes i børstede DC-motorer, er i konstant kontakt med kommutatoren. Regelmæssig udskiftning er påkrævet, da motorrotation får børster og kommutatorer til at slides over tid. De tilhørende korte levetid og vedligeholdelseskrav er ulemper ved sådanne motorer. I modsætning hertil, fordi BLDC-motorer ikke bruger disse forbrugskommutatorer og børster, har de en længere levetid og bliver meget sjældnere vedligeholdt. Derfor bliver hyppigheden af brug af børsteløse DC-motorer højere og højere.
At børsteløse jævnstrømsmotorer ikke anvender kommutatorer og børster betyder også, at elektrisk og akustisk støj forårsaget af kontakt mellem disse komponenter er elimineret. Derfor fungerer børsteløse jævnstrømsmotorer meget stille.
Hvor bruges børsteløse DC-motorer?
Børsteløse DC-motorer tilbyder støjsvag drift, lang levetid og lav vedligeholdelse og kan bruges i en række forskellige applikationer. Almindelige eksempler omfatter husholdningsapparater såsom klimaanlæg, luftrensere og køleskabe.
Disse motorer bruges også i en række kommercielt udstyr, herunder industriprintere, salgsautomater, vandvarmere og projektorer. Sammen med andre applikationer såsom biler og store industrimaskiner er børsteløse jævnstrømsmotorer blevet en væsentlig del af vores liv.
Har en børsteløs jævnstrømsmotor brug for et driverkredsløb?
Som nævnt ovenfor kræves elektronisk styring for at drive en BLDC-motor frem for mekanisk styring. Årsagen til dette kan forklares med forskellen i genereringen af roterende magnetiske felter i børsteløse DC-motorer fra andre motorer.
For at få motoren til at dreje, skal du ændre retningen af strømmen, der løber gennem motorviklingerne og skabe et roterende magnetfelt. Mens induktionsmotorer og andre motorer drevet af vekselstrøm kan bruge vekselstrømsspænding til at opnå dette, kræver jævnstrømsdrevne motorer en form for kontakt for at ændre retningen af strømmen i motoren og derved skabe et roterende magnetfelt.
Ved børstede DC-motorer opnås dette ved brug af børster og kommutatorer. Men med børsteløse jævnstrømsmotorer, i stedet for at bruge kortlivede børster, opnås vekslen af strøm og det deraf følgende roterende magnetfelt af halvlederkontakter såsom bipolære transistorer eller FET'er. Livet er ikke et stort problem.
Spolekonfiguration og switching til børsteløse DC-motorer
Børsteløse DC-motorer har generelt tre spoler. Den ene ende af de tre spoler er forbundet med hinanden, så ved at forbinde den anden ende af den ene spole til den positive og den anden ende af den anden til den negative, løber der strøm gennem begge spoler. To halvlederkontakter er forbundet til hver spole, en til den positive og den anden til den negative. Det giver i alt seks kontakter, der, når de åbnes og lukkes i den rigtige rækkefølge, får motoren til at snurre. Tidspunktet for denne omskiftning bestemmes af rotorretningen, der detekteres af Hall-sensorerne.
Med andre ord, at tænde og slukke for halvlederkontakter i den korrekte rækkefølge skaber et roterende magnetfelt, der roterer en børsteløs jævnstrømsmotor. Derfor kræves et driverkredsløb for at udføre disse trinsekvenser.
Sammensætningen af det børsteløse DC-motordrevkredsløb
Drivkredsløbet består af følgende hovedkomponenter.
Roterende positionssensor
Hall-sensorer til detektering af N- og S-polerne på rotormagneterne.
positionsdetekteringskredsløb
Et kredsløb, der konverterer signalet fra Hall-sensoren til et digitalt logisk signal.
logisk kredsløb
Baseret på signalet fra rotorpositionsdetektionssensoren udsender kredsløbet en sekvens, der styrer retningen af strømmen, der løber gennem hver spole.
pre-driver kredsløb
Et kredsløb, der konverterer et sekvenseret signal til et signal, der bruges til at tænde og slukke for halvlederkontakter.
halvlederafbryder
Typisk bruges seks halvlederkontakter. De tænder og slukker baseret på sekventeringssignaler for at tillade strøm at flyde gennem spolerne, der er nødvendige for at dreje motoren.
Motorkraft
En strømforsyning er påkrævet for at levere strøm gennem motorspolerne og for at forsyne logik- og sensorkredsløbene.
På denne måde, selvom der kræves et drivkredsløb, har børsteløse jævnstrømsmotorer høj ydeevne, fordi de ikke lider af de støj- og korte levetidsproblemer, der findes med børstede jævnstrømsmotorer.
Lær mere om, hvordan børsteløse DC-motorer styres
Fordi de ikke bruger kommutatorer og børster, kræver kørsel af børsteløse jævnstrømsmotorer elektronisk styring i stedet for at bruge en mekanisk mekanisme, som udføres ved hjælp af et drivkredsløb. Drivkredsløbet består af en roterende positionssensor, et positionsdetekteringskredsløb, et logisk kredsløb, et præ-drevkredsløb, en halvlederkontakt og en motordrevet strømforsyning. Enhver, der arbejder på at bygge elektronik, der inkorporerer børsteløse DC-motorer, skal have en dyb forståelse af, hvad hvert element gør. Vi håber, at oplysningerne her er nyttige for dig.
