Els motors elèctrics sense escombretes s'utilitzen en equipament mèdic, modelatge d'avions, accionaments de tancament de canonades d'oleoductes, així com en moltes altres indústries. Però tenen els seus inconvenients, característiques i avantatges, que de vegades tenen un paper clau en el disseny de diversos dispositius. Sigui com sigui, aquests motors elèctrics ocupen un nínxol relativament petit en comparació amb les màquines de CA asíncrones.
Característiques dels motors elèctrics
Una de les raons per les quals els dissenyadors estan interessats en els motors sense escombretes és la necessitat de motors d' alta velocitat amb dimensions reduïdes. A més, aquests motors tenen un posicionament molt precís. El disseny té un rotor mòbil i un estator fix. Al rotor hi ha un imant permanent o diversos, disposats en una seqüència determinada. A l'estator hi ha bobines que creencamp magnètic.
Cal tenir en compte una característica més: els motors sense escombretes poden tenir un ancoratge situat tant a l'interior com a l'exterior. Per tant, els dos tipus de construcció poden tenir aplicacions específiques en diferents àmbits. Quan l'induït es troba a l'interior, resulta que aconsegueix una velocitat de rotació molt alta, de manera que aquests motors funcionen molt bé en el disseny de sistemes de refrigeració. Si s'instal·la un accionament de rotor extern, es pot aconseguir un posicionament molt precís, així com una gran resistència a la sobrecàrrega. Molt sovint, aquests motors s'utilitzen en robòtica, equips mèdics i màquines-eina amb control de programa de freqüència.
Com funcionen els motors
Per accionar el rotor d'un motor de corrent continu sense escombretes, heu d'utilitzar un microcontrolador especial. No es pot iniciar de la mateixa manera que una màquina síncrona o asíncrona. Amb l'ajuda d'un microcontrolador, resulta que s'encenen els bobinatges del motor de manera que la direcció dels vectors de camp magnètic a l'estator i l'induït siguin ortogonals.
És a dir, amb l'ajuda d'un conductor, és possible regular el parell que actua sobre el rotor d'un motor sense escombretes. Per moure l'induït, cal realitzar la commutació correcta en els bobinatges de l'estator. Malauradament, no és possible proporcionar un control de rotació suau. No obstant això, es pot augmentar molt ràpidament.velocitat del rotor del motor.
Diferències entre els motors amb raspalls i els sense escombretes
La principal diferència és que els motors sense escombretes dels models no tenen bobinatge al rotor. En el cas dels motors elèctrics de col·lector, hi ha bobinatges als seus rotors. Però els imants permanents s'instal·len a la part estacionària del motor. A més, s'instal·la un col·lector d'un disseny especial al rotor, al qual es connecten els raspalls de grafit. Amb la seva ajuda, s'aplica tensió al bobinatge del rotor. El principi de funcionament d'un motor sense escombretes també és molt diferent.
Com funciona la màquina de recollida
Per engegar el motor del col·lector, haureu d'aplicar tensió al bobinatge de camp, que es troba directament a l'induït. En aquest cas, es forma un camp magnètic constant, que interacciona amb els imants de l'estator, com a conseqüència del qual giren l'induït i el col·lector fixat en ell. En aquest cas, es subministra energia al següent bobinatge, el cicle es repeteix.
La velocitat de gir del rotor depèn directament de la intensitat del camp magnètic, i l'última característica depèn directament de la magnitud de la tensió. Per tant, per augmentar o disminuir la velocitat, cal canviar la tensió d'alimentació.
Per implementar el contrari, només cal canviar la polaritat de la connexió del motor. Per a aquest control, no és necessari utilitzar microcontroladors especials,podeu canviar la velocitat de rotació mitjançant una resistència variable convencional.
Característiques de les màquines sense escombretes
Però el control d'un motor sense escombretes és impossible sense l'ús de controladors especials. A partir d'això, podem concloure que els motors d'aquest tipus no es poden utilitzar com a generador. Per a un control eficient, la posició del rotor es pot controlar mitjançant diversos sensors Hall. Amb l'ajuda d'aquests dispositius senzills, és possible millorar significativament el rendiment, però el cost del motor elèctric augmentarà diverses vegades.
Arrencada de motors sense escombretes
No té sentit fer microcontroladors pel vostre compte, una opció molt millor seria comprar ja fets, encara que xinesos. Però has de complir les recomanacions següents a l'hora de triar:
- Recordeu el corrent màxim permès. Aquest paràmetre serà útil per a diferents tipus d'operacions de la unitat. Els fabricants sovint indiquen la característica directament al nom del model. Molt poques vegades, s'indiquen valors típics dels modes de punta, en què el microcontrolador no pot funcionar durant molt de temps.
- Per al funcionament continu, també s'ha de tenir en compte la tensió d'alimentació màxima.
- Assegureu-vos de tenir en compte la resistència de tots els circuits interns del microcontrolador.
- Assegureu-vos de tenir en compte el nombre màxim de revolucions que és típic per al funcionament d'aquest microcontrolador. Tingueu en compte que no ho éspodrà augmentar la velocitat màxima, ja que la limitació es fa a nivell de programari.
- Els models barats de dispositius microcontroladors tenen una freqüència de polsos generats en el rang de 7…8 kHz. Les còpies cares es poden reprogramar i aquest paràmetre augmenta de 2 a 4 vegades.
Intenta seleccionar microcontroladors en tots els aspectes, ja que afecten la potència que pot desenvolupar el motor elèctric.
Com es gestiona
La unitat de control electrònic permet canviar els bobinatges d'accionament. Per determinar el moment de la commutació mitjançant el controlador, la posició del rotor està controlada pel sensor Hall instal·lat a l'accionament.
En el cas que no hi hagi aquests dispositius, cal llegir la tensió inversa. Es genera a les bobines de l'estator que actualment no estan connectades. El controlador és un complex de maquinari i programari, us permet fer un seguiment de tots els canvis i establir l'ordre de canvi amb la màxima precisió possible.
Motors trifàsics sense escombretes
Molts motors elèctrics sense escombretes per a models d'avions funcionen amb corrent continu. Però també hi ha casos trifàsics en què s'instal·len convertidors. Et permeten fer polsos trifàsics a partir d'una tensió constant.
El treball és el següent:
- La bobina "A" rep impulsos devalor positiu. A la bobina "B" - amb un valor negatiu. Com a resultat d'això, l'àncora començarà a moure's. Els sensors arreglen el desplaçament i s'envia un senyal al controlador per al següent canvi.
- La bobina "A" s'apaga, mentre que s'envia un pols positiu a la bobina "C". El bobinat de commutació "B" no canvia.
- El pols positiu s'aplica a la bobina "C" i el pols negatiu s'envia a la "A".
- Llavors entren en joc la parella "A" i "B". Els valors positius i negatius dels llegums s'alimenten, respectivament.
- A continuació, el pols positiu torna a anar a la bobina "B" i el negatiu a la "C".
- En l'última etapa, s'encén la bobina "A", que rep un pols positiu i un de negatiu va a C.
I després es repeteix tot el cicle.
Avantatges d'utilitzar
És difícil fer un motor elèctric sense escombretes amb les teves pròpies mans i és gairebé impossible implementar el control del microcontrolador. Per tant, el millor és utilitzar dissenys industrials ja fets. Però assegureu-vos de tenir en compte els avantatges que obté la unitat quan feu servir motors sense escombretes:
- Recurs significativament més llarg que les màquines col·leccionistes.
- Alt nivell d'eficiència.
- Més potent que els motors raspallats.
- La velocitat de rotació augmenta molt més ràpid.
- Sense espurnes durant el funcionament, de manera que es poden utilitzar en entorns amb un alt risc d'incendi.
- Funcionament amb la unitat molt fàcil.
- No cal utilitzar components de refrigeració addicionals durant el funcionament.
Entre les mancances, es pot destacar un cost molt elevat, si també tenim en compte el preu del controlador. Fins i tot durant un breu temps per encendre aquest motor elèctric per comprovar el rendiment no funcionarà. A més, reparar aquests motors és molt més difícil a causa de les seves característiques de disseny.
