Fırçalı motor ve fırçasız motorun çalışma prensibi bilgisi

Fırçalı motorun çalışma prensibi

Ana yapısıfırçasız motorStator + rotor + fırçadan oluşur ve tork, dönen manyetik alanın kinetik enerjiye dönüştürülmesiyle elde edilir. Fırça, elektrik iletmek ve dönme sırasında faz değiştirmek için komütatörle sürekli temas halindedir.

Fırçalı motor mekanik komütasyon kullanır; manyetik kutup hareket etmez, bobin döner. Motor çalışırken, bobin ve komütatör dönerken, manyetik çelik ve karbon fırçalar dönmez. Bobin akımının yönünün dönüşümlü olarak değiştirilmesi, motorla birlikte dönen komütatör ve fırçalar sayesinde sağlanır.

Fırçalı bir motorda, bu işlem, güç giriş bobinlerinin iki ucunun sırayla bir halka şeklinde düzenlenmesi, aralarında yalıtım malzemelerinin bulunması ve silindire benzer bir yapı oluşturması, motor miliyle tekrar tekrar organik bir bütün haline gelmesidir. Güç kaynağı, karbon (karbon fırça) malzemeden yapılmış iki küçük sütun aracılığıyla, yay basıncının etkisi altında, iki belirli sabit konumdan güç girişine uygulanan basınçla, dairesel silindirik bobinlerin iki noktasından birbirine elektrik iletilir.

ÇünkümotorDönme hareketi sırasında, farklı bobinler veya aynı bobinin farklı kutupları farklı zamanlarda enerjilendirilir, böylece manyetik alan üreten bobinin nanosonu ile en yakın kalıcı mıknatıs statorunun nanosonu arasında uygun bir açı farkı oluşur. Manyetik alanlar birbirini çeker ve iter, bu da kuvvet oluşturarak motorun dönmesini sağlar. Karbon elektrot, tel başlığı üzerinde bir nesnenin yüzeyindeki fırça gibi kayar, bu nedenle "fırça" adı verilmiştir.

Birbirleriyle kaymaları sürtünmeye ve karbon fırçaların aşınmasına neden olur; bu fırçaların düzenli olarak değiştirilmesi gerekir. Karbon fırça ile bobinin tel başlığı arasında sürekli geçiş yapılması elektrik kıvılcımına, elektromanyetik kırılmaya ve elektronik ekipmanlarda parazite neden olabilir.

Fırçasız motorun çalışma prensibi

Fırçasız motorlarda komütasyon, kontrol ünitesindeki kontrol devresi tarafından gerçekleştirilir (genellikle hall sensörü + kontrol ünitesi, daha gelişmiş teknolojilerde ise manyetik enkoder).

Fırçasız motor, elektronik komütatör kullanır; bobin hareket etmez, manyetik kutup döner. Fırçasız motor, SS2712 hall elemanı aracılığıyla kalıcı mıknatısın manyetik kutbunun konumunu algılamak için bir dizi elektronik ekipman kullanır. Bu algılamaya göre, doğru zamanda bobindeki akımın yönünü değiştirmek için bir elektronik devre kullanılır ve böylece motoru çalıştırmak için doğru yönde manyetik kuvvet üretilir. Fırçalı motorun dezavantajlarını ortadan kaldırır.

Bu devrelere motor kontrol ünitesi denir. Fırçasız motorun kontrol ünitesi, fırçasız motorun gerçekleştiremediği bazı işlevleri de gerçekleştirebilir; örneğin güç anahtarlama açısını ayarlama, motoru frenleme, motoru ters yönde çalıştırma, motoru kilitleme ve fren sinyalini kullanarak motora giden gücü kesme. Günümüzde akülü araçlarda kullanılan elektronik alarm kilitleri, bu işlevlerin tamamını kullanmaktadır.

Fırçasız DC motor, motor gövdesi ve sürücüden oluşan tipik bir mekatronik ürünüdür. Fırçasız DC motor otomatik kontrol modunda çalıştığı için, değişken frekanslı hız regülasyonlu ve ağır yük altında çalışan senkron motorlar gibi rotora başlangıç ​​sargısı eklemez ve yük değiştiğinde salınım ve adımlama yapmaz.

Fırçalı motor ve fırçasız motor arasındaki hız düzenleme modu farkı.

Aslında, iki motor türünün kontrolü voltaj regülasyonuna dayanır, ancak fırçasız DC motorlar elektronik komütatör kullandığı için dijital kontrol ile kontrol edilebilirken, fırçasız DC motorlar karbon fırçalı komütatör kullandığı için silikon kontrollü geleneksel analog devre ile kontrol edilebilir, bu da nispeten daha basittir.

1. Fırçalı motorun hız düzenleme işlemi, motorun güç kaynağının voltajının ayarlanmasıyla gerçekleşir. Ayarlamadan sonra, voltaj ve akım, komütatör ve fırça tarafından dönüştürülerek elektrot tarafından üretilen manyetik alanın gücü değiştirilir ve böylece hız değiştirme amacı gerçekleştirilir. Bu işleme basınç düzenlemesi denir.

2. Fırçasız motorun hız düzenleme işlemi, motorun güç kaynağının voltajı değişmeden kalırken, elektriksel ayarlamanın kontrol sinyalinin değiştirilmesi ve mikroişlemci tarafından yüksek güçlü MOS transistörünün anahtarlama hızının değiştirilmesiyle gerçekleştirilir. Bu işleme frekans dönüştürme denir.

Performans farkı

1. Fırçalı motor basit yapıya, uzun geliştirme sürecine ve olgun teknolojiye sahiptir.

19. yüzyılda, motorun icadı sırasında, pratik motor fırçasız formdaydı, yani alternatif akımın icadından sonra yaygın olarak kullanılan AC sincap kafesli asenkron motordu. Ancak asenkron motorun birçok aşılmaz kusuru vardı, bu nedenle motor teknolojisinin gelişimi yavaş ilerledi. Özellikle fırçasız DC motor ticari olarak kullanıma sokulamadı. Elektronik teknolojisinin hızlı gelişmesiyle birlikte, son yıllara kadar yavaş yavaş ticari kullanıma sokuldu. Özünde, hala AC motor kategorisine aittir.

Fırçasız motor çok uzun zaman önce ortaya çıkmadı, insanlar fırçasız DC motoru icat etti. DC fırçalı motor mekanizması basit, üretimi ve işlenmesi kolay, bakımı kolay, kontrolü kolay olduğu için; DC motor ayrıca hızlı tepki süresine, yüksek başlangıç ​​torkuna sahiptir ve sıfır hızdan nominal hıza kadar nominal tork performansı sağlayabilir, bu nedenle ortaya çıktığı andan itibaren yaygın olarak kullanılmaktadır.

2. Fırçasız DC motor, hızlı tepki hızına ve yüksek başlangıç ​​torkuna sahiptir.

DC fırçasız motor, hızlı başlatma tepkisi, yüksek başlatma torku, istikrarlı hız değişimi, sıfırdan maksimum hıza kadar neredeyse hiç titreşim hissedilmemesi ve başlatıldığında daha büyük yükleri sürebilmesi gibi özelliklere sahiptir. Fırçasız motorun büyük bir başlatma direnci (endüktif reaktans) vardır, bu nedenle güç faktörü küçüktür, başlatma torku nispeten küçüktür, başlatma sesi vızıltılıdır, güçlü titreşim eşlik eder ve başlatıldığında sürülecek yük küçüktür.

3. Fırçasız DC motor sorunsuz çalışır ve iyi bir frenleme etkisine sahiptir.

Fırçasız motor, voltaj regülasyonu ile kontrol edildiği için kalkış ve frenleme stabildir ve sabit hızda çalışma da stabildir. Fırçasız motor genellikle dijital frekans dönüştürme ile kontrol edilir; önce alternatif akımı doğru akıma, sonra doğru akımı alternatif akıma dönüştürür ve frekans değişimi yoluyla hızı kontrol eder. Bu nedenle, fırçasız motor kalkış ve frenleme sırasında düzgün çalışmaz, büyük titreşimler gösterir ve sadece hız sabitken stabil olur.

4. DC fırçalı motor kontrol hassasiyeti yüksektir.

DC fırçasız motorlar genellikle redüktör kutusu ve dekoder ile birlikte kullanılarak motorun çıkış gücü artırılır ve kontrol hassasiyeti yükseltilir. Kontrol hassasiyeti 0,01 mm'ye ulaşabilir ve hareketli parçaların istenilen herhangi bir yerde durmasını sağlayabilir. Tüm hassas takım tezgahlarında DC motor kontrol hassasiyeti kullanılır. Fırçasız motor kalkış ve frenleme sırasında kararlı olmadığından, hareketli parçalar her seferinde farklı pozisyonlarda durur ve istenilen pozisyonda durdurma işlemi ancak konumlandırma pimi veya konum sınırlayıcı ile yapılabilir.

5. DC fırçalı motor kullanım maliyeti düşüktür, bakımı kolaydır.

Fırçasız DC motorların basit yapısı, düşük üretim maliyeti, çok sayıda üreticiye sahip olması ve olgun teknolojisi nedeniyle fabrikalar, işleme tezgahları, hassas aletler vb. gibi birçok yerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Motor arızalandığında sadece karbon fırçaların değiştirilmesi yeterlidir ve her bir karbon fırçanın maliyeti birkaç dolardır, bu da oldukça ucuzdur. Fırçasız motor teknolojisi henüz olgunlaşmamış olduğundan fiyatı daha yüksektir ve uygulama alanı sınırlıdır; esas olarak frekans dönüştürmeli klimalar, buzdolapları vb. gibi sabit hızlı ekipmanlarda kullanılmalıdır. Fırçasız motorlar arızalandığında sadece değiştirilebilir.

6, fırçasız, düşük parazitli

Fırçasız motorlarda fırça bulunmaz; en doğrudan değişiklik, fırçalı motorlarda çalışma sırasında oluşan kıvılcımın ortadan kalkmasıdır, bu da uzaktaki radyo ekipmanlarına yönelik elektrik kıvılcımı girişimini büyük ölçüde azaltır.

7. Düşük gürültü seviyesi ve sorunsuz çalışma

Fırçasız motorlar, fırçaların olmaması sayesinde çalışma sırasında çok daha az sürtünme, daha düzgün çalışma ve çok daha düşük gürültü seviyesi sunar; bu da modelin çalışma istikrarı için büyük bir destektir.

8. Uzun kullanım ömrü ve düşük bakım maliyeti

Fırçasız motorlarda aşınma esas olarak rulmanlarda meydana gelir; mekanik açıdan bakıldığında, fırçasız motor neredeyse bakım gerektirmeyen bir motordur, gerektiğinde sadece toz temizliği yapılır.

İlginizi Çekebilir: