Бесщеточный мотор постоянного тока

Принципы операции
Различия между двигателем постоянного тока, имеющего механическую систему коммутации и двигатель BLDC, в основном находятся в:
- Концепция продукта
- Коммутация фазовых токов.
С точки зрения пользователя, бесщеточные двигатели постоянного тока следуют тем же уравнениям, что и с кистями: крутящий момент пропорционален току, скорость зависит от напряжения и крутящего момента нагрузки.
Коммутация бесстрашных двигателей
В обычной коммутации двигателя постоянного тока происходит механически через систему коммутатора и кирэлью. В двигателе BLDC коммутация осуществляется электронными средствами. В этом случае мгновенное положение ротора должно быть известно, чтобы определить фазы, которые должны быть включены.
Положение углового ротора может быть известно:
- Использование датчика положения (Hall Sensor, Optical Encoder, Resolver)
-В электронном виде анализ обратной обмотки невидимой обмотки. Это называется без датчика коммутации.
Использование датчиков зала
В целом, мотор BLDC имеет три фазовые обмотки. Самый простой способ - питание двух из них за раз, используя датчики зала, чтобы узнать положение ротора. Простая логика позволяет оптимально энергию фаз в зависимости от положения ротора, как и коммутатор и кисти в обычном двигателе DC.
Использование энкодера или резолюра
Положение ротора также может быть известно путем использования энкодера или разрешения. Коммутация может быть сделана очень просто, аналогично процедуре с датчиками зала, или она может быть более сложной путем модуляции синусоидальных токов в трех этапах. Это называется векторным управлением, и его преимущество заключается в том, чтобы обеспечить волновую волну теоретически нуля, а также высокое разрешение для точного позиционирования.
Использование анализа Back-EMF
Третий вариант, не требующий датчика положения, - это использование конкретной электронной схемы. Двигатель имеет только три провода подключения, трехфазные обмотки соединены либо в треугольнике, либо в звезде. В последнем случае резисторы должны использоваться для генерации нулевого эталонного напряжения. С помощью этого решения двигатель не включает датчики или электронные компоненты, и поэтому он очень нечувствителен к враждебным средам. Для таких приложений, как ручные инструменты, где кабель постоянно перемещается, факт всего лишь три провода является еще одним преимуществом.
Функционирование без датчика мотор легко понять. Во всех двигателях соотношение положения заднего момента и крутящего момента и ротора одинакова. Нулевое пересечение напряжения, индуцированное в неразрывающейся обмотке, соответствует положению максимального крутящего момента, генерируемого двумя энергичными фазами. Таким образом, эта точка пересечения нуля позволяет определить момент, когда должна произойти следующая коммутация в зависимости от скорости двигателя. Этот интервал времени на самом деле эквивалентен времени, которое двигатель берет, чтобы перейти от положения предыдущей коммутации в позицию пересечения с обратной стороной. Электронные схемы, разработанные для этой функции коммутации, позволяют легко работать без датчиков.
Маленький бесщеточный двигатель постоянного тока
Поскольку информация об обратном EMF необходима для знания положения ротора, без датчиков коммутация не работает с двигателем в стойле. Единственный способ начать - пилотировать его на низкой скорости, как шаг в открытой петле.
Запомнить:
- Для коммутации датчики положения необходимы при работе в постепенном режиме
- Без сенсора коммутация рекомендуется только для приложений, работающих с постоянной скоростью и нагрузкой.
Операционный принцип BLDC Motors:

Он следует тем же уравнениям, что и двигатель постоянного тока, использующий механическую коммутацию, за исключением того, что такие параметры, как потери железа и потери в схеме привода, больше не незначительны в приложениях, где эффективность имеет первостепенное значение.
Железные потери
Они зависят от скорости и в формуле крутящего момента могут быть введены в виде вязкого трения. Уравнение для полезного моторного крутящего момента становится:

Потери в электронике
Ток и голосование, требуемые двигателем и схемой привода для работы на желаемой скорости и крутящем моменте, также зависят от схемы привода.
Например, мост водителя в биполярной технике уменьшит напряжение, доступное на клеммах двигателя примерно на 1,7 В, и общий ток должен включать потребление схемы.