Senbrosaj motoroj estas diversaj elektraj motoroj, kiuj, male al konvenciaj brosaj aŭ karbaj motoroj, La forigo de karbo en senbrosaj motoroj pliigas la efikecon kaj longvivecon de ĉi tiuj motoroj kompare kun konvenciaj karbaj motoroj.
Pro la multnombraj avantaĝoj de senbrosaj motoroj, Niaj multaj iloj uzas senbrosajn motorojn por akompani vin per sia unika potenco en ajna situacio. Pli longa vivdaŭro, malpeza pezo kaj malpli da brua produktado estas inter la trajtoj, kiuj distingas ĉi tiujn motorojn de karbaj motoroj.
Motoroj estas Potencaj Liveraj Maŝinoj
Kiam inĝenieroj alfrontas la defion desegni elektrajn ekipaĵojn por plenumi mekanikajn taskojn, ili povus pensi pri kiel elektraj signaloj konvertiĝas al energio. Do aktuarioj kaj motoroj estas inter la aparatoj, kiuj konvertas elektrajn signalojn en moviĝon. Motoroj interŝanĝas elektran energion al mekanika energio.
La plej simpla tipo de motoro estas la brosis DC-motoro. En ĉi tiu speco de motoro, elektra kurento estas trapasita tra bobenoj kiuj estas aranĝitaj ene de fiksa kampo. La kurento generas magnetajn kampojn en la bobenoj; tio igas la bobenasembleon rotacii, ĉar ĉiu bobeno estas puŝita for de la simila polo kaj tirita direkte al la malema polo de la fiksa kampo. Por konservi rotacion, estas necese kontinue inversigi la fluon - tiel ke bobenaj polusoj kontinue renversiĝos, igante la bobenojn daŭri "ĉasi" la male al fiksaj poloj. Potenco al la bobenoj estas liverita per fiksaj konduktaj brosoj kiuj faras kontakton kun rotacianta komutilo; ĝi estas la rotacio de la komutilo kiu kaŭzas la inversigon de la kurento tra la bobenoj. La komutilo kaj brosoj estas la ŝlosilaj komponentoj distingantaj la brositan DC-motoron de aliaj motorspecoj. Figuro 1 ilustras la ĝeneralan principon de la brosis motoro.
Figuro 1: Funkciado de la Brosis DC Motoro.
Fiksaj brosoj provizas elektran energion al la rotacianta komutilo. Ĉar la komutilo rotacias, ĝi kontinue renversas la direkton de la fluo en la bobenojn, inversigante la bobenajn polusojn tiel ke la bobenoj konservas dekstren rotacion. La komutilo rotacias ĉar ĝi estas alkroĉita al la rotoro sur kiu la bobenoj estas muntitaj.
Motoroj malsamas laŭ sia potenca tipo (AK aŭ DC) kaj ilia metodo por generi rotacion (Figuro 2). Malsupre, ni mallonge rigardas la funkciojn kaj uzojn de ĉiu tipo.
Malsamaj Tipoj de Motoroj
Brositaj DC-motoroj, kun simpla dezajno kaj facila kontrolo, estas vaste uzataj por malfermi kaj fermi diskopletojn. En aŭtoj, ili ofte estas uzitaj por retirado, etendado, kaj poziciigado de elektre-elektraj flankaj fenestroj. La malalta kosto de ĉi tiuj motoroj igas ilin taŭgaj por multaj uzoj. Unu malavantaĝo, aliflanke, estas ke brosoj kaj komutiloj tendencas uzi relative rapide kiel rezulto de sia daŭra kontakto, postulante oftan anstataŭaĵon kaj periodan prizorgadon.
Paŝomotoro estas movita per pulsoj; ĝi rotacias tra specifa angulo (paŝo) kun ĉiu pulso. Ĉar la rotacio estas precize kontrolita per la nombro da pulsoj ricevitaj, tiuj motoroj estas vaste uzitaj por efektivigi poziciajn alĝustigojn. Ili ofte estas uzataj, ekzemple, por kontroli paperon en fakmaŝinoj kaj presiloj - ĉar ĉi tiuj aparatoj nutras paperon en fiksaj paŝoj, kiuj estas facile korelaciitaj kun pulskalkulo. Paŭzo ankaŭ povas esti facile kontrolita, ĉar motorrotacio ĉesas tuj kiam la pulssignalo estas interrompita.
Kun sinkronaj motoroj, rotacio estas sinkrona kun la ofteco de la provizofluo. Ĉi tiuj motoroj estas ofte uzataj por movi la rotaciajn pletojn en mikroondaj fornoj; reduktaj dentaĵoj en la motorunuo povas esti uzataj por akiri la taŭgajn rotaciajn rapidojn por varmigi manĝaĵon. Ankaŭ ĉe induktaj motoroj la rotacia rapideco varias laŭ frekvenco; sed la movado ne estas sinkrona. En la pasinteco, tiuj motoroj ofte estis uzitaj en elektraj ventoliloj kaj lavmaŝinoj.
Estas diversaj specoj de motoro en ofta uzo. En ĉi tiu sesio, ni rigardas la avantaĝojn kaj aplikojn de senbrosaj DC-motoroj.
Kial BLDC-Motoroj Turniĝas?
Kiel ilia nomo implicas, senbrosaj DC-motoroj ne uzas brosojn. Kun brositaj motoroj, la brosoj liveras kurenton tra la komutilo en la bobenojn sur la rotoro. Do kiel senbrosa motoro pasas fluon al la rotoraj bobenoj? Ĝi ne faras—ĉar la bobenoj ne situas sur la rotoro. Anstataŭe, la rotoro estas permanenta magneto; la bobenoj ne rotacias, sed estas anstataŭe fiksitaj modloko sur la statoro. Ĉar la bobenoj ne moviĝas, ne necesas brosoj kaj komutilo. (Vidu Figuron. 3.)
Kun la brosita motoro, rotacio estas atingita kontrolante la magnetajn kampojn generitajn de la bobenoj sur la rotoro, dum la magneta kampo generita de la senmovaj magnetoj restas fiksa. Por ŝanĝi la rotacian rapidon, vi ŝanĝas la tension por la bobenoj. Kun BLDC-motoro, ĝi estas la permanenta magneto, kiu rotacias; rotacio estas atingita ŝanĝante la direkton de la kampoj generitaj de la ĉirkaŭaj senmovaj bobenoj. Por kontroli la rotacion, vi ĝustigas la grandecon kaj direkton de la fluo en ĉi tiujn bobenojn.
Ĉar la rotoro estas permanenta magneto, ĝi bezonas neniun kurenton, forigante la bezonon de brosoj kaj komutilo. Kurento al la fiksaj bobenoj estas regata de ekstere.
Avantaĝoj de BLDC-motoroj
BLDC-motoro kun tri bobenoj sur la statoro havos ses elektrajn dratojn (du al ĉiu bobeno) etendiĝantajn de tiuj bobenoj. En la plej multaj efektivigoj tri el tiuj dratoj estos ligitaj interne, kie la tri ceteraj dratoj etendiĝas de la motorkorpo (kontraste al la du dratoj etendiĝantaj de la brosita motoro priskribita pli frue). Dratado en la BLDC-motorkazo estas pli komplika ol simple ligado de la pozitivaj kaj negativaj terminaloj de la potencoĉelo; ni rigardos pli detale kiel ĉi tiuj motoroj funkcias en la dua sesio de ĉi tiu serio. Malsupre, ni konkludas rigardante la avantaĝojn de BLDC-motoroj.
Unu granda avantaĝo estas efikeco, ĉar tiuj motoroj povas kontroli ade ĉe maksimuma rotacia forto (tordmomanto). Brositaj motoroj, kontraste, atingas maksimuman tordmomanton ĉe nur certaj punktoj en la rotacio. Por ke brosa motoro liveru la saman tordmomanton kiel senbrosa modelo, ĝi bezonus uzi pli grandajn magnetojn. Tial eĉ malgrandaj BLDC-motoroj povas liveri konsiderindan potencon.
La dua granda avantaĝo—rilata al la unua—estas kontrolebleco. BLDC-motoroj povas esti kontrolitaj, uzante retromekanismojn, por liveri precize la deziratan tordmomanton kaj rotacian rapidon. Preciza kontrolo siavice reduktas energikonsumon kaj varmogeneradon, kaj—en kazoj kie motoroj estas bateri-funkciigitaj—plilongigas la baterian vivon.
BLDC-motoroj ankaŭ ofertas altan fortikecon kaj malaltan elektran bruon, danke al la manko de brosoj. Kun brositaj motoroj, la brosoj kaj komutilo eluziĝas kiel rezulto de kontinua moviĝanta kontakto, kaj ankaŭ produktas sparkojn kie kontakto estas farita. Elektra bruo, aparte, estas la rezulto de la fortaj sparkoj kiuj tendencas okazi ĉe la areoj kie la brosoj pasas super la interspacoj en la komutilo. Tial BLDC-motoroj ofte estas konsiderataj preferindaj en aplikoj kie gravas eviti elektran bruon.
Idealaj Aplikoj por BLDC-Motoroj
Ni vidis, ke BLDC-motoroj ofertas altan efikecon kaj kontroleblecon, kaj ke ili havas longan operacian vivon. Do por kio ili utilas? Pro sia efikeco kaj longviveco, ili estas vaste uzataj en aparatoj, kiuj funkcias senĉese. Ili delonge estas uzataj en lavmaŝinoj, klimatiziloj kaj aliaj konsumelektronikoj; kaj pli lastatempe, ili aperas en ventumiloj, kie ilia alta efikeco kontribuis al grava redukto de energikonsumo.
Ili ankaŭ estas uzataj por veturi vakuajn maŝinojn. En unu kazo, ŝanĝo en la kontrolprogramo rezultigis grandan salton en rotacia rapideco - ekzemplo de la superlativa kontrolebleco ofertita per tiuj motoroj.
BLDC-motoroj ankaŭ estas uzataj por turni malmolajn diskojn, kie ilia fortikeco igas la diskojn funkcii fidinde longtempe, dum ilia potenco-efikeco kontribuas al energiredukto en areo kie ĉi tio fariĝas ĉiam pli grava.
Al Pli Vasta Uzado en la Estonteco
Ni povas atendi vidi BLDC-motorojn uzatajn en pli larĝa gamo da aplikoj estonte. Ekzemple, ili verŝajne estos vaste uzataj por veturi servorobotojn—malgrandaj robotoj kiuj liveras servojn en kampoj krom fabrikado. Oni povus pensi, ke paŝomotoroj pli taŭgas en ĉi tiu tipo de apliko, kie pulsoj povus esti uzataj por precize kontroli poziciigon. Sed BLDC-motoroj pli taŭgas por kontroli la forton. Kaj kun paŝomotoro, teni la pozicion de strukturo kiel robota brako postulus relative grandan kaj kontinuan kurenton. Kun BLDC-motoro, ĉio kio estus postulata estas fluo proporcia al la ekstera forto - enkalkulante pli potencan kontrolon. BLDC-motoroj ankaŭ povas anstataŭigi simplajn brositajn dc-motorojn en golfĉaroj kaj moviĝebloĉaroj. Krom ilia pli bona efikeco, BLDC-motoroj ankaŭ povas liveri pli precizan kontrolon - kiu siavice povas plue plilongigi la baterian vivon.
BLDC-motoroj ankaŭ estas idealaj por virabeloj. Ilia kapablo liveri precizecan kontrolon igas ilin speciale taŭgaj por plurrotoraj virabeloj, kie la sinteno de la virabelo estas kontrolita precize kontrolante la rotacian rapidon de ĉiu rotoro.
En ĉi tiu sesio, ni vidis kiel BLDC-motoroj ofertas bonegan efikecon, kontroleblecon kaj longvivecon. Sed zorgema kaj taŭga kontrolo estas esenca por plene profiti la potencialon de ĉi tiuj motoroj. En nia venonta sesio, ni rigardos kiel ĉi tiuj motoroj funkcias.
Afiŝtempo: Aŭg-21-2023