BLDC-moduler
(1)Elektriske motorer, herunder de stadig mere populære BLDC-motorer, også kendt som børsteløse motorer eller synkrone jævnstrømsmotorer, er enheder, der bruges til at konvertere energi elektricitet til mekanisk energi, oftest i form af rotationsbevægelse. BLDC-motorer bruges takket være deres utvivlsomme fordele i et stigende antal enheder, lige fra computerkomponenter som optiske drev og køleventilatorer over håndholdt elværktøj, legetøj og fjernstyrede køretøjer, f.eks. droner, husholdningsapparater, til maskiner og enheder til transport og bevægelse, herunder scootere, cykler og elbiler.
BLDC-motorens struktur
Børsteløse motorer har en anden struktur end kommutatormotorer. Den største forskel mellem de to typer motorer er, at BLDC-motorer ikke har en kommutator, en drejekontakt, der leverer strøm til rotorviklingerne. I stedet er de elektronisk kommuterede - en særlig controller, der er tilpasset til brug med BLDC-motorer, skifter strøm gennem statorviklingerne og producerer magnetfelter, som roterer jævnt i rummet, og som rotoren med permanent magnet (normalt en kraftig neodymmagnet) følger. Skiftet af strøm gennem successive viklinger udføres ved hjælp af halvlederelementer som f.eks. transistorer. Hvis de elektromagnetiske felter, der produceres af statorviklingerne og rotormagneterne, er forkert justeret, opstår der et drejningsmoment, som sætter rotoren i bevægelse.
Trefasede motorer kan forbindes i en trekantskonfiguration, hvor enden af hver vikling er forbundet med begyndelsen af den næste, og der tilføres strøm til hvert af de tre punkter, der skabes på denne måde. Viklingerne kan også være stjerneforbundne, hvor deres ender er forbundet i et centralt punkt, mens der leveres strøm til den resterende ende af hver vikling. Deltakoblingssystemet giver mindre drejningsmoment ved lave hastigheder, men opnår en højere maksimal hastighed end stjernekobling. I praksis er stjerneforbindelse det mest almindelige for BLDC-motorer, da det er mere effektivt i typiske anvendelser.
Børsteløse DC-elektromotorer findes i tre varianter: Statoren er omgivet af rotoren (udløbere), rotoren er omgivet af statoren (indløbere), eller rotoren og statoren er flade og parallelle (aksiale). Under alle omstændigheder er det den permanente magnetrotor, der bevæger sig i forhold til den stationære viklingsdel. Typisk har BLDC-motorer, hvor statoren er omgivet af rotoren (outrunners), højere drejningsmomentværdier ved lave hastigheder. Da statoren er stationær og integreret i huset, kan køling primært ske ved hjælp af ledning, og der er ikke behov for yderligere tvungen luftcirkulation for at køle motoren. Den maksimale effekt af en børsteløs motor er i praksis kun begrænset af varme, som kan beskadige viklingernes isolering og i sidste ende ødelægge den.
Børsteløse DC-elektromotorer kontrol
BLDC-motorer bruger ofte et feedback-styringssystem. En elektronisk sensor, normalt en Hall-sensor, kontrollerer rotorens position, hvilket giver controlleren oplysninger om, hvordan viklingerne skal skiftes for at opnå den jævneste og mest stabile rotation af akslen. Ved at justere fasen (skift af statorviklinger) og amplituden af DC-pulserne kan controlleren styre rotationshastigheden og akslens drejningsmoment. Der findes også løsninger uden sensorer til rotorens vinkelposition. Derefter bruges signalet "Back EMF" (Back Electromotive Force), som genereres af roterende magneter (magnetfelt), der er fastgjort til rotoren. Den spænding, der induceres på hver spole, sammenlignes med midterspændingen, som opstår i det punkt, hvor alle tre viklinger er forbundet (når de er stjerneforbundne). Disse signaler forstærkes og sendes til rotorpositionsdetekteringssystemet, og deres bølgeformer forskydes i forhold til hinanden med 120°. Problemet, når man bruger en sådan løsning, er starten, dvs. motorens opstart, da disse signaler endnu ikke er genereret, og rotorpositionen ikke er kendt.
Det er værd at vide, at BLDC-motorer findes i forskellige fasekonfigurationer. Der findes enkelt-fase, 2-fase og. 3-fasede BLDC-motorer. Jo højere antallet af faser er, jo højere er motorens effekt og effektivitet, og jo mere støjsvag er den, fordi viklingerne skifter mere jævnt, hvilket giver færre vibrationer i konstruktionen.
Fordele ved BLDC-motorer
Elektronisk kommutering i BLDC-motorer, den såkaldte ECM (Electronically Commutative Motors), og dermed manglen på en kommutator og kulbørster, giver mange fordele. Det er først og fremmest fraværet af gnister, som er et almindeligt problem med kommutatormotorer, hvilket gør dem velegnede til brug i eksplosive atmosfærer. Der er heller ikke noget energitab, da der ikke er nogen friktion mellem børsterne og kommutatoren, hvilket desuden kan føre til forkert drift af nærliggende mikroelektronik på grund af den deraf følgende elektroniske støj. Levetiden for en BLDC-motor er kun begrænset af lejernes levetid. Fraværet af børster og kommutator betyder også, at BLDC-motorer er lettere, mere effektive (sammenlignet med traditionelle elektriske jævnstrømsmotorer) og mere støjsvage. De kan også opnå høje hastigheder, men det er nemt at sætte grænser for denne parameter og styre dem ved lave hastigheder.
Når du vælger en BLDC-motor, skal du være opmærksom på forsyningsspændingen. Den vil normalt være baseret på parametrene for den strømforsyning, der skal bruges sammen med controlleren til at drive den pågældende motor. Akseldiameteren og rotorkonfigurationen kan også tages i betragtning.
Lagerbygning:
