Wanneer ingenieurs voor die uitdaging staan ​​om elektriese toerusting te ontwerp om meganiese take uit te voer, kan hulle dink oor hoe elektriese seine na energie omgeskakel word. Aandrywers en motors is dus van die toestelle wat elektriese seine in beweging omskakel. Motors ruil elektriese energie uit na meganiese energie.

Die eenvoudigste tipe motor is die geborselde GS-motor. In hierdie tipe motor word elektriese stroom deur spoele gevoer wat binne 'n vaste magneetveld gerangskik is. Die stroom genereer magnetiese velde in die spoele; dit veroorsaak dat die spoelsamestelling roteer, aangesien elke spoel van die soortgelyke paal weggestoot word en na die ander paal van die vaste veld getrek word. Om rotasie te handhaaf, is dit nodig om die stroom voortdurend om te keer - sodat spoelpolariteite voortdurend sal omdraai, wat veroorsaak dat die spoele voortgaan om die anders as vaste pole te "jaag". Krag aan die spoele word verskaf deur vaste geleidende borsels wat kontak maak met 'n roterende kommutator; dit is die rotasie van die kommutator wat die omkeer van die stroom deur die spoele veroorsaak. Die kommutator en borsels is die sleutelkomponente wat die geborselde GS-motor van ander motortipes onderskei. Figuur 1 illustreer die algemene beginsel van die geborselde motor.

Figuur 1: Werking van die geborselde GS-motor.

Vaste borsels verskaf elektriese energie aan die roterende kommutator. Soos die kommutator roteer, draai dit voortdurend die rigting van die stroom in die spoele om, en keer die spoelpolariteite om sodat die spoele regsrotasie handhaaf. Die kommutator draai omdat dit aan die rotor geheg is waarop die spoele gemonteer is.

Soos hul naam aandui, gebruik borsellose GS-motors nie borsels nie. Met geborselde motors lewer die borsels stroom deur die kommutator in die spoele op die rotor. So hoe laat 'n borsellose motor stroom na die rotorspoele deur? Dit doen nie, want die spoele is nie op die rotor geleë nie. In plaas daarvan is die rotor 'n permanente magneet; die spoele draai nie, maar word in plaas daarvan op die stator vasgemaak. Omdat die spoele nie beweeg nie, is daar nie borsels en 'n kommutator nodig nie. (Sien figuur. 3.)

Met die geborselde motor word rotasie verkry deur die magnetiese velde wat deur die spoele op die rotor gegenereer word te beheer, terwyl die magnetiese veld wat deur die stilstaande magnete gegenereer word, vas bly. Om die rotasiespoed te verander, verander jy die spanning vir die spoele. Met 'n BLDC-motor is dit die permanente magneet wat draai; rotasie word verkry deur die rigting van die magnetiese velde wat deur die omliggende stilstaande spoele gegenereer word, te verander. Om die rotasie te beheer, pas jy die grootte en rigting van die stroom in hierdie spoele aan.

Aangesien die rotor 'n permanente magneet is, het dit geen stroom nodig nie, wat die behoefte aan borsels en kommutator uitskakel. Stroom na die vaste spoele word van buite beheer.

’n BLDC-motor met drie spoele op die stator sal ses elektriese drade hê (twee na elke spoel) wat van hierdie spoele af strek. In die meeste implementerings sal drie van hierdie drade intern verbind word, met die drie oorblywende drade wat vanaf die motorliggaam strek (in teenstelling met die twee drade wat vanaf die borselmotor wat vroeër beskryf is) strek. Bedrading in die BLDC-motorkas is meer ingewikkeld as om bloot die kragsel se positiewe en negatiewe terminale te verbind; ons sal in die tweede sessie van hierdie reeks van nader kyk na hoe hierdie motors werk. Hieronder sluit ons af deur te kyk na die voordele van BLDC-motors.

Een groot voordeel is doeltreffendheid, aangesien hierdie motors deurlopend teen maksimum rotasiekrag (wringkrag) kan beheer. Geborselde motors, daarenteen, bereik maksimum wringkrag op slegs sekere punte in die rotasie. Vir 'n geborselde motor om dieselfde wringkrag as 'n borsellose model te lewer, sal dit groter magnete moet gebruik. Dit is hoekom selfs klein BLDC-motors aansienlike krag kan lewer.

Die tweede groot voordeel—verwant aan die eerste—is beheerbaarheid. BLDC-motors kan met behulp van terugvoermeganismes beheer word om presies die verlangde wringkrag en rotasiespoed te lewer. Presisiebeheer verminder op sy beurt energieverbruik en hitte-opwekking, en—in gevalle waar motors battery aangedryf word—verleng die batterylewe.

BLDC-motors bied ook hoë duursaamheid en lae elektriese geraasgenerering, danksy die gebrek aan borsels. Met geborselde motors slyt die borsels en kommutator as gevolg van voortdurend bewegende kontak, en produseer ook vonke waar kontak gemaak word. Elektriese geraas, veral, is die gevolg van die sterk vonke wat geneig is om te voorkom by die areas waar die borsels oor die gapings in die kommutator beweeg. Dit is hoekom BLDC-motors dikwels as verkieslik beskou word in toepassings waar dit belangrik is om elektriese geraas te vermy.

Ons het gesien dat BLDC-motors hoë doeltreffendheid en beheerbaarheid bied, en dat hulle 'n lang lewensduur het. So waarvoor is hulle goed? As gevolg van hul doeltreffendheid en lang lewe, word hulle wyd gebruik in toestelle wat voortdurend werk. Hulle word lankal in wasmasjiene, lugversorgers en ander verbruikerselektronika gebruik; en meer onlangs verskyn hulle in aanhangers, waar hul hoë doeltreffendheid bygedra het tot 'n aansienlike vermindering in kragverbruik.

Hulle word ook gebruik om vakuummasjiene aan te dryf. In een geval het 'n verandering in die beheerprogram 'n groot sprong in rotasiespoed tot gevolg gehad - 'n voorbeeld van die uitstekende beheerbaarheid wat deur hierdie motors gebied word.

BLDC-motors word ook gebruik om hardeskyf-aandrywers te spin, waar hul duursaamheid die aandrywers oor die lang termyn betroubaar laat funksioneer, terwyl hul kragdoeltreffendheid bydra tot energievermindering in 'n gebied waar dit al hoe belangriker word.

Ons kan verwag om BLDC-motors in die toekoms in 'n groter reeks toepassings te sien gebruik. Byvoorbeeld, hulle sal waarskynlik wyd gebruik word om diensrobotte aan te dryf—klein robotte wat dienste lewer in ander velde as vervaardiging. Mens kan dink dat stapmotors meer geskik sal wees in hierdie tipe toepassing, waar pulse gebruik kan word om posisionering presies te beheer. Maar BLDC-motors is beter geskik om die krag te beheer. En met 'n stapmotor sal die posisie van 'n struktuur soos 'n robotarm 'n relatief groot en aaneenlopende stroom vereis. Met 'n BLDC-motor is al wat nodig is 'n stroom wat eweredig is aan die eksterne krag - wat meer kragdoeltreffende beheer moontlik maak. BLDC-motors kan ook eenvoudige geborselde GS-motors in gholfkarretjies en mobiliteitskarretjies vervang. Benewens hul beter doeltreffendheid, kan BLDC-motors ook meer presiese beheer lewer—wat op sy beurt die batterylewe verder kan verleng.

BLDC-motors is ook ideaal vir hommeltuie. Hul vermoë om presisiebeheer te lewer maak hulle veral geskik vir multirotor hommeltuie, waar die hommeltuig se houding beheer word deur presies die rotasiespoed van elke rotor te beheer.

In hierdie sessie het ons gesien hoe BLDC-motors uitstekende doeltreffendheid, beheerbaarheid en lang lewe bied. Maar versigtige en behoorlike beheer is noodsaaklik om hierdie motors se potensiaal ten volle te benut. In ons volgende sessie sal ons kyk hoe hierdie motors werk.