มอเตอร์ไฟฟ้าไร้แปรงถ่านถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ การสร้างแบบจำลองเครื่องบิน ตัวขับการปิดท่อของท่อส่งน้ำมัน ตลอดจนในอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย แต่มีข้อเสีย คุณลักษณะ และข้อดี ซึ่งบางครั้งมีบทบาทสำคัญในการออกแบบอุปกรณ์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ไฟฟ้าดังกล่าวมีพื้นที่ค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับเครื่อง AC แบบอะซิงโครนัส
คุณสมบัติของมอเตอร์ไฟฟ้า
สาเหตุหนึ่งที่นักออกแบบสนใจมอเตอร์ไร้แปรงถ่านคือความต้องการมอเตอร์ความเร็วสูงที่มีขนาดเล็ก นอกจากนี้ เครื่องยนต์เหล่านี้ยังมีตำแหน่งที่แม่นยำมาก การออกแบบมีโรเตอร์แบบเคลื่อนย้ายได้และสเตเตอร์แบบตายตัว บนโรเตอร์มีแม่เหล็กถาวรหนึ่งอันหรือหลายอันเรียงตามลำดับ บนสเตเตอร์มีขดลวดที่สร้างสนามแม่เหล็ก
ควรสังเกตอีกคุณสมบัติหนึ่ง - มอเตอร์ไร้แปรงถ่านสามารถมีพุกได้ทั้งด้านในและด้านนอก ดังนั้นการก่อสร้างทั้งสองประเภทจึงอาจมีการใช้งานเฉพาะในด้านต่างๆ เมื่อติดตั้งเกราะภายใน ปรากฎว่าได้ความเร็วในการหมุนที่สูงมาก ดังนั้นมอเตอร์ดังกล่าวจึงทำงานได้ดีมากในการออกแบบระบบระบายความร้อน หากติดตั้งไดรฟ์โรเตอร์ภายนอก การวางตำแหน่งที่แม่นยำมากสามารถทำได้ รวมทั้งมีความต้านทานการโอเวอร์โหลดสูง บ่อยครั้ง มอเตอร์ดังกล่าวถูกใช้ในหุ่นยนต์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ ในเครื่องมือกลที่มีการควบคุมโปรแกรมความถี่
มอเตอร์ทำงานอย่างไร
ในการขับเคลื่อนโรเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่าน คุณต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์พิเศษ ไม่สามารถเริ่มทำงานในลักษณะเดียวกับเครื่องซิงโครนัสหรืออะซิงโครนัส ด้วยความช่วยเหลือของไมโครคอนโทรลเลอร์ การเปิดขดลวดมอเตอร์เพื่อให้ทิศทางของเวกเตอร์สนามแม่เหล็กบนสเตเตอร์และกระดองเป็นมุมฉาก
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ด้วยความช่วยเหลือของคนขับ สามารถควบคุมแรงบิดที่กระทำกับโรเตอร์ของมอเตอร์แบบไม่มีแปรงได้ ในการเคลื่อนย้ายเกราะจำเป็นต้องทำการสลับที่ถูกต้องในขดลวดสเตเตอร์ ขออภัย ไม่สามารถให้การควบคุมการหมุนที่ราบรื่นได้ อย่างไรก็ตาม สามารถเพิ่มได้เร็วมากความเร็วโรเตอร์ของมอเตอร์
ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์แบบมีแปรงและแบบไม่มีแปรง
ความแตกต่างที่สำคัญคือ มอเตอร์ไร้แปรงถ่านสำหรับรุ่นไม่มีขดลวดที่โรเตอร์ ในกรณีของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบสะสมจะมีขดลวดอยู่ที่โรเตอร์ แต่มีการติดตั้งแม่เหล็กถาวรไว้ที่ส่วนที่อยู่กับที่ของเครื่องยนต์ นอกจากนี้ยังมีการติดตั้งตัวสะสมของการออกแบบพิเศษบนโรเตอร์ซึ่งเชื่อมต่อกับแปรงกราไฟท์ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา แรงดันไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับขดลวดของโรเตอร์ หลักการทำงานของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านก็แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน
เครื่องสะสมทำงานอย่างไร
ในการสตาร์ทมอเตอร์คอลเลคเตอร์ คุณจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากับขดลวดของสนาม ซึ่งอยู่บนอาร์มาเจอร์โดยตรง ในกรณีนี้จะเกิดสนามแม่เหล็กคงที่ซึ่งโต้ตอบกับแม่เหล็กบนสเตเตอร์ซึ่งเป็นผลมาจากการที่กระดองและตัวสะสมจับจ้องอยู่ที่มันหมุน ในกรณีนี้ พลังงานจะถูกส่งไปยังขดลวดถัดไป วงจรจะทำซ้ำ
ความเร็วของการหมุนของโรเตอร์ขึ้นอยู่กับความเข้มของสนามแม่เหล็กโดยตรง และลักษณะสุดท้ายขึ้นอยู่กับขนาดของแรงดันไฟฟ้าโดยตรง ดังนั้นหากต้องการเพิ่มหรือลดความเร็ว จำเป็นต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า
ในการย้อนกลับ คุณต้องเปลี่ยนขั้วของการเชื่อมต่อมอเตอร์เท่านั้น สำหรับการควบคุมดังกล่าว ไม่จำเป็นต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์พิเศษคุณสามารถเปลี่ยนความเร็วในการหมุนได้โดยใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้ทั่วไป
คุณสมบัติของเครื่องไร้แปรงถ่าน
แต่การควบคุมมอเตอร์แบบไม่มีแปรงเป็นไปไม่ได้หากไม่มีตัวควบคุมพิเศษ จากข้อมูลนี้ เราสามารถสรุปได้ว่ามอเตอร์ประเภทนี้ไม่สามารถใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ เพื่อการควบคุมที่มีประสิทธิภาพ สามารถตรวจสอบตำแหน่งของโรเตอร์ได้โดยใช้เซ็นเซอร์ Hall หลายตัว ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ง่ายๆ ดังกล่าว จึงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก แต่ค่าใช้จ่ายของมอเตอร์ไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นหลายเท่า
สตาร์ทมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน
การสร้างไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยตัวเองไม่สมเหตุสมผลเลย ตัวเลือกที่ดีกว่ามากคือซื้อแบบสำเร็จรูป แม้ว่าจะเป็นภาษาจีน แต่คุณต้องปฏิบัติตามคำแนะนำต่อไปนี้เมื่อเลือก:
- จำกระแสสูงสุดที่อนุญาต พารามิเตอร์นี้จะเป็นประโยชน์สำหรับการทำงานของไดรฟ์ประเภทต่างๆ ผู้ผลิตมักระบุคุณลักษณะนี้โดยตรงในชื่อรุ่น ไม่ค่อยมีการระบุค่าซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับโหมดพีค ซึ่งไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่สามารถทำงานได้เป็นเวลานาน
- สำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่อง ต้องคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าสูงสุดด้วย
- อย่าลืมพิจารณาความต้านทานของวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์ภายในทั้งหมด
- อย่าลืมคำนึงถึงจำนวนรอบสูงสุดที่เป็นปกติสำหรับการทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์นี้ โปรดทราบว่าเขาไม่ได้จะสามารถเพิ่มความเร็วสูงสุดได้เนื่องจากมีการจำกัดอยู่ที่ระดับซอฟต์แวร์
- อุปกรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาถูกมีความถี่ของพัลส์ที่สร้างขึ้นในช่วง 7…8 kHz สำเนาราคาแพงสามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ และพารามิเตอร์นี้เพิ่มขึ้น 2-4 เท่า
พยายามเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์ทุกประการ เพราะมันส่งผลต่อกำลังที่มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถพัฒนาได้
จัดการอย่างไร
ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ช่วยให้เปลี่ยนขดลวดของไดรฟ์ได้ เพื่อกำหนดช่วงเวลาของการเปลี่ยนโดยใช้ไดรเวอร์ ตำแหน่งของโรเตอร์จะถูกตรวจสอบโดยเซ็นเซอร์ Hall ที่ติดตั้งบนไดรฟ์
ในกรณีที่ไม่มีอุปกรณ์ดังกล่าว จำเป็นต้องอ่านแรงดันย้อนกลับ มันถูกสร้างขึ้นในขดลวดสเตเตอร์ที่ไม่ได้เชื่อมต่อในขณะนี้ คอนโทรลเลอร์เป็นฮาร์ดแวร์-ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน ซึ่งช่วยให้คุณติดตามการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดและตั้งค่าลำดับการสลับได้อย่างแม่นยำที่สุด
มอเตอร์ไร้แปรงถ่านสามเฟส
มอเตอร์ไฟฟ้าไร้แปรงถ่านจำนวนมากสำหรับเครื่องบินจำลองใช้พลังงานจากกระแสตรง แต่ก็มีอินสแตนซ์สามเฟสที่ติดตั้งตัวแปลงด้วย ช่วยให้คุณสร้างพัลส์สามเฟสจากแรงดันคงที่
งานมีดังนี้:
- คอยล์ "A" รับพัลส์จากค่าบวก บนขดลวด "B" - มีค่าลบ ด้วยเหตุนี้สมอจะเริ่มเคลื่อนที่ เซ็นเซอร์แก้ไขการเคลื่อนที่และสัญญาณจะถูกส่งไปยังคอนโทรลเลอร์สำหรับการสลับครั้งต่อไป
- คอยล์ "A" ถูกปิด ขณะที่พัลส์บวกถูกส่งไปยังขดลวด "C" การสลับที่คดเคี้ยว "B" ไม่เปลี่ยนแปลง
- ชีพจรบวกถูกนำไปใช้กับคอยล์ "C" และพัลส์ลบถูกส่งไปยัง "A"
- จากนั้นให้จับคู่ "A" และ "B" เข้าด้วยกัน ค่าพัลส์บวกและลบจะถูกป้อนตามลำดับ
- จากนั้นชีพจรบวกไปที่คอยล์ "B" อีกครั้ง และพัลส์ลบไปที่ "C" อีกครั้ง
- ในขั้นตอนสุดท้าย เปิดคอยล์ "A" ซึ่งได้รับพัลส์บวก และอันลบไปที่ C
หลังจากนั้นก็วนซ้ำทั้งรอบ
ประโยชน์ของการใช้
มันยากที่จะทำมอเตอร์ไฟฟ้าแบบไม่มีแปรงด้วยมือของคุณเอง และแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะนำการควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์มาใช้ ดังนั้นจึงเป็นการดีที่สุดที่จะใช้การออกแบบทางอุตสาหกรรมสำเร็จรูป แต่อย่าลืมคำนึงถึงประโยชน์ที่ไดรฟ์จะได้รับเมื่อใช้มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน:
- ทรัพยากรยาวนานกว่าเครื่องสะสมอย่างมีนัยสำคัญ
- ประสิทธิภาพสูง
- ทรงพลังยิ่งกว่ามอเตอร์แบบมีแปรงถ่าน
- ความเร็วในการหมุนเร็วขึ้นมาก
- ไม่มีประกายไฟระหว่างการทำงาน จึงสามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอันตรายจากไฟไหม้ได้สูง
- ขับง่ายมากๆ
- ไม่จำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบทำความเย็นเพิ่มเติมระหว่างการทำงาน
ท่ามกลางข้อบกพร่อง อาจมีต้นทุนที่สูงมาก หากเราคำนึงถึงราคาของคอนโทรลเลอร์ด้วย แม้จะเป็นเวลาสั้น ๆ ที่จะเปิดมอเตอร์ไฟฟ้าดังกล่าวเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพจะไม่ทำงาน นอกจากนี้ การซ่อมมอเตอร์ดังกล่าวทำได้ยากกว่ามากเนื่องจากคุณสมบัติการออกแบบ
