Bezpyłowy silnik prądu stałego: zasada działania

Pojawienie się turbulentnych silników ze względu na potrzebę stworzenia maszyny elektrycznej o wielu zaletach. Silnik turbo-jet to urządzenie bez kolektora, którego funkcję przejmuje elektronika.

BCEPT - pełnoetatowe silniki elektryczne prądu stałego, mogą być mocą, na przykład 12, 30 woltów.

Wybór odpowiedniego silnika

Aby podnieść jednostkę, należy porównać zasadę działania i cechy silników kolektora i silnika kolektora.

Od lewej do prawej: silnik kolektora, silnik immobilizera FC 28-12

Kolektory są mniejsze, ale rozwijają prędkość obrotową o niskim momencie obrotowym. Pracują z prądu stałego, mają niewielką wagę i rozmiar, dostępne naprawy w celu wymiany części. Przejaw negatywnej jakości objawia się, gdy otrzymujemy ogromną liczbę rewolucji. Szczotki stykają się z kolektorem, powodując tarcie, które może uszkodzić mechanizm. Skuteczność urządzenia jest zmniejszona.

Szczotki wymagają nie tylko naprawy z powodu szybkiego zużycia, ale także mogą prowadzić do przegrzania mechanizmu.

Główną zaletą silnika DC bez kolektora jest brak styków momentu obrotowego i przełączanie. Oznacza to brak źródeł strat, jak w silnikach z magnesami trwałymi. Ich funkcje są wykonywane przez tranzystory MOP. Wcześniej ich wartość była wysoka, więc nie były dostępne. Dzisiaj cena stała się akceptowalna, a stawki znacznie się poprawiły. W przypadku braku systemu grzejnikowego moc jest ograniczona do 2,5 do 4 watów, a prąd wynosi 10 do 30 amperów. Wydajność bezstopniowych silników elektrycznych jest bardzo wysoka.

Drugą zaletą jest ustawienie mechaniki. Oś jest zamontowana na łożyskach. W strukturze nie ma złamanych ani wymazanych elementów.

Jedynym minusem jest droga elektroniczna jednostka sterująca.

Kabel porterowy wrzeciona CNC 690

Rozważmy przykład mechaniki CNC z wrzecionem.

Wymiana silnika kolektora na przegrodzie chroni przed pęknięciem wrzeciona dla CNC. Pod wrzecionem znajduje się dmuchawa z prawym i lewym obrotem momentu obrotowego. Wrzeciono do CNC ma wielką moc. Prędkość momentu obrotowego jest kontrolowana przez serwowzmacniacz, a prędkość jest kontrolowana przez automatyczny regulator. Koszt CNC z wrzecionem około 4 tys. Rubli.

Zasada pracy

Główną cechą mechanizmu jest brak kolekcjonera. A stałe magnesy są zainstalowane w wrzecionie i jest wirnik. Wokół są uzwojenia przewodowe o różnych polach magnetycznych. Różnica między silnikami kolektorowymi 12 V to czujnik sterowania wirnikiem, znajdujący się nado niego.Sygnały są podawane do regulatora prędkości.

Urządzenie BCEPT

Rozmieszczenie magnesów wewnątrz stojana jest powszechnie stosowane w silnikach dwufazowych z małą liczbą biegunów.Zasada momentu obrotowego wokół stojana jest używana, jeśli to konieczne, do uzyskania silnika dwufazowego z małymi obrotami.

Na wirniku znajdują się cztery bieguny.Ustawiane są magnesy w postaci prostokąta, na przemian bieguny.Jednak nie zawsze liczba jest równa liczbie biegunów magnesów, która może wynosić 12, 14. Ale liczba biegunów powinna być równa, a kilka magnesów może być jednym biegunem.

Zdjęcie pokazuje 8 magnesów tworzących 4 bieguny.Moment siły zależy od mocy magnesów.

Czujniki i ich brak

Kontrolery przebiegu są podzielone na dwie grupy: z czujnikiem położenia wirnika i bez.

Siły siły są przykładane do uzwojeń silnika w specjalnej pozycji wirnika, co określa układ elektroniczny wykorzystujący czujnik położenia.Występują w wielu typach.Popularny kontroler skoku to dyskretny czujnik efektu Halla.W silniku trzy czujniki będą używane w trzech fazach 30 woltów.Jednostka elektroniczna stale ma dane o stanie wirnika i przesyła napięcie w czasie do wymaganego uzwojenia.

Czujnik Halla

Najczęściej przystosowane urządzenia, które zmieniają swoje wyniki podczas przełączania uzwojeń.

Urządzenie z otwartą pętlą mierzy prąd, częstotliwość obrotów.Kanały PWM są podłączone do dolnej części systemu sterowania.

Trzy wejściałączenie czujnika Halla. W przypadku zmiany czujnika Halla rozpoczyna się proces przetwarzania przerwań. Aby zapewnić szybką reakcję na przetwarzanie przerwań, czujnik Halla jest podłączony do portu junior portu.

Sygnały czujnika Halla przy obrocie

Korzystanie z czujnika położenia z mikrokontrolerem

Mikrokontrolery AVR firmy Atmel

Sterownik mocy kaskady znajduje się w rdzeniu rdzenia AVR, który zapewnia kompetentną kontrolę silnika kolektora DC. AVR to układ do wykonywania określonych zadań.

Zasadą działania regulatora może być czujnik i bez. Program zarządu AVR wykonuje:

  • uruchomić silnik tak szybko, jak to możliwe, bez użycia zewnętrznych urządzeń pomocniczych;
  • do sterowania prędkością jednego zewnętrznego potencjometru.

Elektroniczna jednostka sterująca do CMA LG 6871ER1007C

Oddzielny rodzaj automatycznego sterowania sm, stosowany w pralkach.

Brak czujnika

Aby określić położenie wirnika, konieczne jest zmierzenie napięcia na nieużywanym uzwojeniu. Ta metoda służy do obracania silnika, w przeciwnym razie nie będzie działać.

Identyczne regulatory prędkości są łatwiejsze, co wyjaśnia ich szerokie zastosowanie.

Kontrolerzy mają następujące właściwości:

  • wartość maksymalnego prądu stałego;
  • wartość maksymalnego napięcia roboczego;
  • liczba maksymalnych obrotów;
  • rezystancja klawiszy zasilania;
  • częstotliwość impulsów.

AtPodłączenie kontrolera jest ważne, aby przewody były jak najkrótsze.Ze względu na występowanie rzutów na początku prądu.Jeśli przewód jest długi, mogą wystąpić błędy w określaniu położenia wirnika.Dlatego sterowniki są sprzedawane z przewodem 12 - 16 cm.

Kontrolery mają wiele ustawień programowych:

  • kontrola wyłączenia silnika;
  • płynne lub twarde wyłączenie;
  • hamowanie i płynne wyłączanie;
  • wyprzedzają władzę i wydajność;
  • miękki, twardy, szybki start;
  • ograniczenie prądu;
  • tryb gazowy;
  • zmień kierunek.

Sterownik LB11880

Sterownik LB11880, pokazany na rysunku, zawiera sterownik silnika zbiorczego o dużym obciążeniu, to znaczy można uruchomić silnik bezpośrednio do układu bez dodatkowych sterowników.

Pojęcie częstotliwości PWM

Gdy klawisze są włączone, pełne obciążenie jest przykładane do silnika.Jednostka osiąga maksymalną prędkość.Aby obsługiwać silnik, musisz zapewnić regulator mocy.Dokładnie odbywa się to za pomocą modulacji szerokości impulsu (PWM).

Niezbędne przyciski otwierania i zamykania są ustawione.Napięcie zmienia się od zera do pracy.Aby kontrolować obrót, konieczne jest zastosowanie sygnału PWM do sygnałów kluczowych.

Schemat regulatora silnika prądu stałego dla napięcia 12 woltów

Sygnał PWM może być utworzony przez kilka wniosków.Lub utwórz PIM dla oddzielnego programu kluczowego.Schemat staje się łatwiejszy.Sygnał PWM ma 4-80 kiloherców.

Zwiększ częstotliwośćprowadzi do większej liczby procesów przejściowych, co skutkuje alokacją ciepła.Wysokość częstotliwości PWM zwiększa liczbę procesów przejściowych, powodując utratę kluczy.Mała częstotliwość nie zapewnia wymaganej płynności sterowania.

Aby zmniejszyć utratę kluczy w procesach przejściowych, sygnały PWM są podawane oddzielnie do górnych lub dolnych klawiszy.Straty bezpośrednie oblicza się ze wzoru P = R * I2, gdzie P oznacza pojemność strat, R oznacza opór klucza, I jest bieżącą siłą.

Mniejszy opór minimalizuje straty, zwiększa wydajność.

arduino system

Często sprzętowa platforma obliczeniowa arduino jest często używana do sterowania silnikami bezzałogowymi.Podstawą jest środowisko zarządu i rozwoju w języku Okablowanie.

Płyta arduino zawiera mikrokontroler AVR Atmel i elementarne wiązanie interfejsów programistycznych i obwodów.Płyta posiada regulator napięcia.Serial Arduino Card to prosty schemat odwracania do konwersji sygnałów z jednego poziomu na drugi.Programy są instalowane przez USB.Niektóre modele, takie jak Arduino Mini, wymagają dodatkowej opłaty programistycznej.

Język programowania Arduino używa standardowego przetwarzania.Niektóre modele arduino umożliwiają zarządzanie wieloma serwerami jednocześnie.Oprogramowanie przetwarza procesor i kompiluje AVR.

Problemy z kontrolerem mogą wystąpić z powodu awarii napięcia i przeciążenia.

Mocowanie silnika

Silniki 45/50/58

Silnik do montażu silnika.Dotyczy ustawień silnika.Silnik jest połączony ze sobąpręty i elementy ramy. Silniki są płaskimi, przestrzennymi elementami. Jeden silnik to 30 woltów lub kilka urządzeń. Silniki obwodu mocy składają się z zestawu prętów. Silnik jest instalowany w kombinacji elementów gospodarstwa i ramy.

Nieruchomy silnik prądu stałego jest niezbędną jednostką, która jest używana zarówno w domu, jak iw przemyśle. Na przykład obrabiarka CNC, sprzęt medyczny, mechanizmy samochodowe.

BCEPT wyróżniają się niezawodnością, precyzyjną zasadą działania, inteligentną automatyczną kontrolą i regulacją.