/ / Bezszczotkowe silniki DC

Bezszczotkowe silniki DC

Definicja: Samokontrolujący się napęd o zmiennej częstotliwościzastosowanie sinusoidalnego silnika PMAC (prądu stałego z przemiennym magnesem) nazywane jest bezszczotkowym silnikiem prądu stałego. Bezszczotkowy napęd DC ma pewne zalety, takie jak praktycznie nie wymagają konserwacji i mają długą żywotność. Mają także niską częstotliwość, niską bezwładność i tarcie oraz niskie zakłócenia częstotliwości radiowej i hałas. Jedyną wadą napędu jest to, że mają wysokie koszty i niski moment rozruchowy.

Bezszczotkowy napęd DC jest używany w nagrywaniuodtwarzacze, napęd taśm do rejestratorów, napęd wrzecion w dyskach twardych do komputerów i napędy o małej mocy w komputerowych urządzeniach peryferyjnych i systemach sterowania. Mają również zastosowanie w przemyśle lotniczym, biomedycznym i napędzaniu wentylatorów chłodzących itp.

Przekrój trójfazowego dwubiegunowegotrapezowy silnik PMAC pokazano na poniższym rysunku. Ten napęd ma wirnik z magnesem trwałym z szerokim łukiem biegunowym. Stojan napędu ma trzy uzwojenia biegunowe, które są przesunięte o 120º i każde uzwojenie fazowe rozciąga się na 60º z każdej strony.

przekrój-silnik pmac

Napięcie wzbudza się w trzech fazachrysunek poniżej. Powodem uzyskania trapezowego kształtu fali jest to, że wirnik obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, a następnie do 120º obrotu od położenia, w którym cały górny przewód fazy A będzie łączył biegun południowy, a całe dno fazy A będzie łączone Biegun Północny.

przebiegi napięciowe

Napięcie wzbudza się w fazie A będzie takie samopodczas obrotów 120º i powyżej 120º niektóre przewody w górnym biegunie północnym i inne biegun południowy. Podobnie napięcie indukuje w dolnych przewodnikach. Napięcie fali indukuje w fazie A liniowo do tyłu przy następnym obrocie o 60º. Podobnie napięcie indukuje fazy B i C.

Bezszczotkowy napęd DC wykorzystuje źródło napięciasilnik inwerterowy i trapezowy PMAC pokazany na poniższym rysunku. Uzwojenia stojana są połączone w gwiazdę. Przebieg napięcia fazowego dla trapezowego silnika PMAC pokazano na poniższym rysunku.

bezszczotkowy silnik-napęd-diagram-1

Uzwojenie stojana jest zasilane impulsem prądowym,a każdy z impulsów miał czas trwania 120º i znajdował się w obszarze, w którym indukowane napięcie jest stałe i maksymalne. Biegunowość impulsu prądowego jest taka sama jak w przypadku napięcia indukowanego. Strumień szczeliny powietrznej jest stały, a indukowane napięcie jest proporcjonalne do prędkości wirnika.

bezszczotkowy silnik-napęd-równanie-1

Podczas każdego wewnętrznego 60º prąd wchodzi w jedną fazę i wychodzi z innej fazy, dlatego moc dostarczana do silnika w każdym takim przedziale jest wyrażona jako

bezszczotkowy silnik-napęd-równanie-2

Moment obrotowy wytwarzany przez silnik

bezszczotkowy silnik-napęd-równanie-3

Kształt fali momentu jest podany na rysunkupokazane poniżej. Moment obrotowy jest proporcjonalny do prądu płynącego przez łącza prądu stałego. Regeneracyjne przerwanie napędu uzyskuje się przez odwrócenie prądu fazowego, a tym samym źródła prądu Ire również się odwróci. Moc przepływa z maszyny do falownika i z falownika do źródła prądu stałego.

przebieg momentu obrotowego

Gdy prędkość napędu odwróci biegunowośćindukuje napięcia odwrócone, a napęd generuje hamowanie z odzyskiem energii, a gdy kierunek prądu jest odwrócony, uzyskuje się działanie napędu. Przebiegi prądu są pokazane na poniższym rysunku.

kształt fali prądu

Typy bezszczotkowego napędu DC

Bezszczotkowy napęd na prąd stały dzieli się głównie na dwa rodzaje, tj. Tani napęd bezszczotkowy na silnik prądu stałego i jednofazowy bezszczotkowy silnik prądu stałego.

Niski koszt bezszczotkowego napędu DC

Ten napęd ma tylko trzy tranzystory i trzykonwerter diodowy, który może dostarczać tylko prąd dodatni lub napięcie do silnika trójfazowego. Indukowane napięcie i prąd dostarczane do silnika w celu uruchomienia silnika i hamowania. Gdy 120º dodatnie impulsy prądu są dostarczane do silnika, wówczas działanie motoryczne jest uzyskiwane w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Gdy impulsy te zostaną przesunięte do 180º, uzyskuje się działanie hamujące

bezszczotkowy silnik trójfazowy bezszczotkowy na prąd stały
Prąd fazy A jest kontrolowany przez tyrystor Tr1 i dioda D1. Kiedy Tr1 jest na źródle Vre jest połączony przez uzwojenie A i szybkość zmiany IZA jest pozytywny. Kiedy Tr1 jest wyłączony prąd iZA wolne biegi przez diodę D1 i szybkość zmian iZA jest ujemny. Tak więc, w okresie od 0 do 120º, Tr1 można na przemian włączać i wyłączać. Więc ten prąd IZA jest wykonany zgodnie z prostokątnym prądem odniesienia iZA w paśmie histerezy.

Jednofazowy bezszczotkowy silnik prądu stałego

Jednofazowy bezszczotkowy napęd DC jestpokazano na rysunku poniżej. Rozważmy, że silnik jest zasilany z jednofazowego przekształtnika półmostkowego z prostokątnym przebiegiem prądu, jak pokazano na rysunku.

jednofazowy bezszczotkowy silnik prądu stałego

Moment obrotowy wytwarzany przez silnik ma dużymarszczyć. Gdy silnik pracuje z dużą prędkością, moment obrotowy jest pomijany przez bezwładność układu obciążenia silnika, który zapewnia jednolitą prędkość.

Przeczytaj także: