Kennis met betrekking tot borstelloze gelijkstroommotoren

Wat is een borstelloze gelijkstroommotor?

Borstelloze gelijkstroommotor (BLDC) is een type gelijkstroommotor die permanente magneten en elektronische besturingschips gebruikt om de rotorrotatie te regelen. In tegenstelling tot traditionele DC-motoren hebben borstelloze DC-motoren geen borstels nodig, waardoor problemen zoals een korte levensduur van de motor en een laag rendement door borstelbeschadiging en slijtage worden vermeden.

Borstelloze DC-motorbesturing wordt bereikt door de ingebouwde vermogensregelaar en motorbesturingschip van de motor om de werking van de motor te regelen en te beheren. De motorbesturingschip beheert en regelt de rotatiesnelheid en richting van de rotor door middel van motion control-algoritmen, en verkrijgt informatie zoals de rotorpositie en snelheid van de motor via sensoren.

De kenmerken van borstelloze DC-motoren zijn hoog rendement, hoge vermogensdichtheid, hoge snelheid, soepele en stille werking, lange levensduur en eenvoudig te bouwen regelmodules. Hierdoor worden borstelloze gelijkstroommotoren veel gebruikt in verschillende situaties die motorbewegingscontrole vereisen, waaronder robots, vliegtuigen, elektrisch gereedschap, drukmachines, textielmachines, medische apparaten en andere gebieden.

Wat is het werkingsprincipe?

Borstelloze gelijkstroommotor (BLDCM), ook bekend als synchrone motor met permanente magneet, is een nieuw type gelijkstroommotor die elektronische commutatietechnologie gebruikt om de rotatie van de motorrotor te regelen. In vergelijking met traditionele borstelloze DC-motoren hebben borstelloze DC-motoren voordelen zoals een lange levensduur, hoge energie-efficiëntie en een laag geluidsniveau. Het wordt veel gebruikt op gebieden zoals auto's, elektrisch gereedschap, huishoudelijke apparaten, industriële automatisering, enz.

Borstelloze gelijkstroommotoren hebben niet de commutator en borstel die worden gebruikt in traditionele borstelloze gelijkstroommotoren. Het commutatieproces wordt voltooid door het interne elektronische regelsysteem van de motor, dat elektronische commutatie gebruikt om motorbesturing en snelheidsregeling te bereiken. De permanente rotormagneet van een borstelloze gelijkstroommotor is meestal gemaakt van sterk magnetische materialen, die samenwerken met de permanente magneet in de motor om een ​​sterk magnetisch veld te genereren. Daarom heeft het de kenmerken van een hoog startkoppel, lage mechanische traagheid en uitstekende dynamische prestaties.

De elektronische commutator in een borstelloze gelijkstroommotor is samengesteld uit meerdere transistoren, die de stroomrichting van elke spoel in de motor op verschillende tijdsperioden regelen, waardoor driefasige alternerende elektromagnetische krachtopwekking wordt bereikt en de rotor wordt aangedreven om te roteren. De elektronische commutator berekent nauwkeurig de rotorpositie en -snelheid door de stroom- en positiesensorsignalen te meten, waardoor nauwkeurige regeling en aanpassing van koppel en snelheid mogelijk wordt, waardoor efficiënt en nauwkeurig rijden wordt bereikt.

Het werkingsprincipe van een borstelloze DC-motor kan eenvoudig worden samengevat als het gebruik van een elektronische commutator om de snelle omkering van de stroom in de motorspoel te regelen, waardoor de motorrotor dienovereenkomstig kan draaien, waardoor controle over de werking en richting van de motor wordt verkregen. De toepassing van deze borstelloze gelijkstroommotor in transmissie- en besturingssystemen heeft de prestaties van verschillende machines geoptimaliseerd, de efficiëntie en stabiliteit verbeterd en een belangrijke drijfveer gevormd voor de ontwikkeling van de moderne mechanische productie-industrie.

Wanneer de motorrotor draait, genereren de magneten op de rotor een magnetisch veld in de statorkern en verandert de stroom in de statorwikkeling voortdurend in overeenstemming met de richting van het magnetische veld, wat resulteert in een rotatiekoppel dat de motor naar draaien.

Wat zijn de classificaties van borstelloze motoren?

Borstelloze DC-motoren kunnen op basis van verschillende classificatiemethoden in verschillende typen worden ingedeeld. Hieronder volgen algemene classificatiemethoden en overeenkomstige typen borstelloze motoren:

1. Structurele classificatie:

(1) Borstelloze motor met binnenrotor: de rotor bevindt zich in de motor en de stator draait rond de rotor. Veel voorkomende typen zijn vlak, uitspringende pool, conisch, enz.

(2) Borstelloze motor met externe rotor: de rotor bevindt zich buiten de motor en het magnetische veld dat door de stator wordt gegenereerd, drijft de rotor aan om te draaien. Meestal gebruikt voor gebruik op hoge snelheid, met een sterke duurzaamheid, zoals aandrijving van elektrische voertuigen, ventilatormotor, enz.

2. Classificatie van magnetische circuits:

(1) Borstelloze motor met permanente magneet: de rotorpool is een permanente magneet en de rotor is uitgerust met een permanente magneet, die een magnetisch veld genereert door veranderingen in de statorveldlijn.

(2) Borstelloze motor met inductierotor: de magnetische rotorpool is een inductiemagneet en de gelijkstroomvoeding van de stator drijft de wikkeling aan om een ​​magnetisch veld te genereren, waardoor de rotor magnetische veldrotatie induceert.

3. Controleclassificatie:

(1) Hall-sensorgestuurde borstelloze motor: de motor is uitgerust met een Hall-sensor, die real-time feedback kan geven over het motortoerental en positie-informatie, waardoor een nauwkeurige regeling wordt bereikt.

(2) Traditionele Hall-sensorloze besturing van borstelloze motoren: berekent het motortoerental en de motorpositie via interne parameters zoals stroom- en spanningsveranderingen, en regelt het motortoerental en de motorrichting.

Wat zijn de structuur en hoofdcomponenten van een borstelloze motor?

1. rotor

De rotor van een borstelloze motor is samengesteld uit meerdere permanente magneten, die evenwijdig aan de centrale as van de rotor zijn geplaatst. Voor kleinere motoren hechten permanente magneten direct aan het oppervlak van de rotor. Grotere motormodellen gebruiken meerdere segmenten van permanente magneten, die gelijkmatig langs de rotorlus zijn gestapeld. Permanente magneten worden meestal vervaardigd door middel van sinteren bij hoge temperatuur en andere methoden.

2. Stators

De stator van een borstelloze motor bevat een weekijzeren kern en wikkeling. In tegenstelling tot traditionele DC-motoren ondergaan de wikkelingen van borstelloze motoren geen elektromagnetische commutatie door borstels, maar gebruiken ze thyristorcontrollers om elektronische commutatie te bereiken. De statorwikkeling is bevestigd op de statorkern en het magnetische veld dat wordt gevormd door de stroom die door de wikkeling gaat, trekt de permanente magneet van de rotor aan of stoot deze af, waardoor de rotor gaat draaien.

3. Sensoren

Om nauwkeurige elektronische commutatie te bereiken, moeten borstelloze motoren sensoren installeren om de positie en snelheid van de rotor te detecteren. De meest gebruikte sensor is de Hall-sensor, die veranderingen in magnetische velden kan detecteren en elektrische signalen kan genereren. Door deze signalen te verwerken, kan de controller nauwkeurig de positie van de rotor bepalen, waardoor een nauwkeurige elektronische commutatie wordt bereikt.

4. Beheerder

Het belangrijkste onderdeel van een borstelloos motorsysteem is de controller. De controller ontvangt het signaal van de sensor en verwerkt dit tot een voor de motor geschikte spanning en stroom. Een controller bevat meestal een set stroomschakelaars om de uitvoer van stroom en magnetische velden te regelen. Het interne circuit bevat ook een fasevergrendeld logisch circuit, PWM-modulatiecircuit, Hall-sensorinterface, enz.

Een borstelloze motor bestaat uit verschillende hoofdcomponenten, waaronder een rotor, stator, sensor en controller. De rotor is samengesteld uit meerdere permanente magneten, terwijl de stator een zachte ijzeren kern en wikkeling bevat. Sensoren bepalen de positie en snelheid van de rotor door veranderingen in het magnetische veld te detecteren. De controller is een belangrijk onderdeel van het hele systeem en wordt gebruikt om de door sensoren gegenereerde signalen te verwerken tot spanning en stroom die geschikt zijn voor de motor. Al deze componenten werken nauw samen om efficiënte en nauwkeurige elektronische commutatie te bereiken.

Hoe borstelloze motoren te besturen en aan te drijven?

Er zijn drie hoofdmethoden voor het aandrijven en besturen van borstelloze motoren:

1. Directe aandrijfmethode: gebruik elektronische schakelapparaten om de directe aandrijving van een driefasige borstelloze motor te regelen. Deze methode is eenvoudig en uitvoerbaar, maar vereist zeer nauwkeurige circuits om de positionering en besturing van de motor te waarborgen.

2. Elektrische hoekaandrijfmethode: gebruik sensoren om de positie van de motor te detecteren en regelalgoritmen toe te passen om een ​​nauwkeurige motorsnelheid en -regeling te bereiken. Deze methode heeft een betere stabiliteit dan de methode met directe aandrijving, maar de schakeling is complex en kostbaar.

3. Aandrijfmethode magnetische encoder: bevestig een magnetische encoder op de motorrotatie-as en regel de motorsnelheid en -richting door de positie van de motor-encoder via een sensor te detecteren. Deze methode kan zeer nauwkeurige positionering en controle bereiken.

4. Sensorloze rijmethode: integreer sensoren in de motor en gebruik feedbackcircuits om de positie en snelheid van de motor te detecteren voor controle. Deze methode is de eenvoudigste en zeer betrouwbare, maar vereist complexe besturingsalgoritmen om een ​​zeer nauwkeurige besturing te bereiken.

5. Regelmethode op basis van Hall-sensor: deze methode gebruikt een Hall-element om de rotorpositie te detecteren en regelt de fasevolgorde van de motor via het regelcircuit en het PWM-signaal. Het voordeel is een hoge regelnauwkeurigheid, maar er zijn extra Hall-elementen vereist.

Gemeenschappelijke controllers/drivers zijn FPGA, DSP, ARM, STM32, enz. De controller/driver kan de snelheid, positie en andere parameters van de motor regelen op basis van verschillende besturingsalgoritmen. Er zijn veel aandrijf- en besturingsmethoden voor borstelloze motoren, en het kiezen van de methode die geschikt is voor de eigen toepassing vereist een uitgebreide afweging van factoren zoals kosten, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid.

Wat zijn de onderhoudsmethoden?

Borstelloze motor is een zeer nauwkeurige en zeer efficiënte motor met hoge betrouwbaarheid en stabiliteit. Om de normale werking te garanderen, is regelmatig onderhoud vereist. Hieronder volgen de onderhoudsmethoden voor borstelloze motoren:

1. Regelmatige reiniging: De buitenkant van borstelloze motoren moet regelmatig worden gereinigd om stof en vuil op het oppervlak te verwijderen. U kunt een zachte borstel of katoenen doek gebruiken om in een geschikte hoeveelheid reinigingsoplossing te dompelen voor het reinigen. Bovendien moet worden voorkomen dat er water in het interieur komt om schade aan het circuit te voorkomen.

2. Controleer kabels en aansluitingen: Controleer regelmatig of de kabels en aansluitingen van de borstelloze motor heel en onbeschadigd zijn. Als er hiaten, slijtage of schade worden gevonden, moeten deze tijdig worden vervangen of gerepareerd.

3. Controleer lagers en mechanische componenten: Controleer regelmatig of de lagers en mechanische componenten van de borstelloze motor in orde zijn. Als abnormaal geluid, loszitten of slijtage wordt geconstateerd, moeten deze onmiddellijk worden verholpen. Het lager moet worden gecoat met een geschikte hoeveelheid smeervet om zijn normale werking te garanderen.

4. Controleer de motortemperatuur: Borstelloze motoren genereren tijdens het gebruik een bepaalde hoeveelheid warmte. Om schade door oververhitting te voorkomen, is het noodzakelijk om regelmatig de motortemperatuur te controleren. Als de temperatuur te hoog blijkt te zijn, moet deze tijdig worden gestopt en moet de koelapparatuur worden gecontroleerd op normale werking.

5. Regelmatig onderhoud: Borstelloze motoren hebben regelmatig onderhoud nodig om hun normale werking te garanderen. Onderhoud omvat schoonmaken, smeren, vervangen van versleten onderdelen etc. Het verdient aanbeveling om regelmatig onderhoudsplannen op te stellen op basis van het gebruik en deze volgens plan uit te voeren.

Kortom, het onderhoud van borstelloze motoren is cruciaal voor hun normale werking. Alleen regelmatige inspectie en onderhoud kunnen een langdurige stabiele werking garanderen.

Wat zijn de fouten en probleemoplossingsmethoden voor borstelloze motoren?

1. Controleer de voeding: Controleer eerst de voeding om te bevestigen of er voldoende spanning en stroom is. Als de stroom onvoldoende is of de spanning te laag is, zal de borstelloze motor niet goed werken.

2. Controleer de batterij: Controleer of de batterij voldoende vermogen heeft. Als de batterij al bijna leeg is, moet deze tijdig worden opgeladen of vervangen door een nieuwe.

3. Controleer de motorchip: het belangrijkste onderdeel van een borstelloze motor is de motorchip. Als de motorchip niet goed werkt, zal de motor niet goed functioneren. Of er sprake is van stroomuitval, kortsluiting of een andere storing kun je controleren door de motorchip te controleren.

4. Controleer het circuit: Controleer of er kortsluiting of stroomuitval is in het circuit van de borstelloze motor. Als er een storing in het circuit wordt gevonden, moet deze tijdig worden gerepareerd.

5. Controleer de motorsensor: de sensor van de borstelloze motor kan de snelheid en richting van de motor detecteren. Als de sensor niet goed werkt, zal de motor niet goed werken. U kunt de sensor controleren om te bevestigen of er circuitfouten, verbindingsproblemen of sensorschade zijn.

6. Controleer de ventilator: Als de borstelloze motor wordt gebruikt in een omgeving die warmteafvoer vereist, kan een storing in de ventilator ook een storing in de motor veroorzaken. U kunt controleren of er sprake is van een storing of schade door de ventilator te controleren.

7. Controleer de motorlagers: Schade aan de motorlagers kan ervoor zorgen dat de motor ongelijkmatig draait en zelfs niet goed meer functioneert. U kunt controleren of reparatie of vervanging nodig is door de motorlagers te controleren.

Bovenstaande zijn enkele veelgebruikte methoden voor het oplossen van problemen met borstelloze motoren. Als de aard en oplossing van het probleem niet kan worden bepaald, kunt u het beste contact opnemen met professioneel personeel voor reparatie en behandeling.

Hoe maak je een borstelloze motor schoon?

1. Demontage: Ten eerste is het noodzakelijk om de borstelloze DC-motor te demonteren en olie en stof uit de motorsleuf te verwijderen.

2. Reiniging: gebruik een professionele reinigingsoplossing of benzine om de motorsleuf en rotor af te vegen en borstel de motorlagers en rotor voorzichtig met een schone borstel.

3. Drogen: Droog de gereinigde binnenkant en het rotoroppervlak van de motor snel af met een föhn of een ander middel.

4. Montage: voeg een geschikte hoeveelheid smeerolie toe aan de droge rotor en installeer de motor opnieuw. Let erop dat de motorcomponenten tijdens de installatie intact en onbeschadigd zijn.

Let op: Let bij het reinigen van borstelloze gelijkstroommotoren op veiligheid. Gebruik geen water om de motor schoon te maken, vermijd kortsluiting door binnendringen van water en gebruik geen bijtende vloeistoffen zoals zuur of alkali om te reinigen.

Hoe de levensduur van de motor verlengen?

1. Zorg voor een goede warmteafvoer: borstelloze motoren genereren tijdens het gebruik een bepaalde hoeveelheid warmte en het is noodzakelijk om een ​​goede warmteafvoer te behouden. Warmteafvoervinnen, ventilatoren en andere methoden kunnen worden gebruikt om de temperatuur te verlagen en motorverliezen te verminderen.

2. Voorkomen van overbelasting en kortsluiting: Overbelasting en kortsluiting kunnen een toename van de motorstroom veroorzaken, de veroudering van de motor versnellen en zelfs de motor doorbranden. Daarom is het noodzakelijk om overbelasting en kortsluiting tijdens gebruik te voorkomen en aandacht te besteden aan de afstemming van de voeding en motor.

3. Regelmatige smering: Borstelloze motoren hebben binnenin lagers, die regelmatig moeten worden gesmeerd met olie of vet om wrijving en slijtage te verminderen en de levensduur te verlengen. Er moet een redelijk beheer van de smeercyclus worden uitgevoerd op basis van het gebruik en de bedrijfstijd van de motor.

4. Vermijd hoge of lage spanning: de motor moet een geschikte spanning gebruiken, omdat hoge of lage spanning afwijkingen in de motor kan veroorzaken, waardoor het verlies en de veroudering toenemen.

5. Vermijd een te hoog toerental: Het maximale toerental van borstelloze motoren heeft over het algemeen een grenswaarde. Een te hoog toerental kan ertoe leiden dat de motor overmatige mechanische belasting ondervindt, waardoor het risico op slijtage en veroudering toeneemt. Daarom is het bij het gebruik van borstelloze motoren noodzakelijk om aandacht te besteden aan het verschil tussen hun nominale snelheid en maximale snelheid om te hoge snelheden te voorkomen.

6. Vermijd omgekeerde werking: omgekeerde werking kan ernstige schade aan elektronische componenten, spoelen, lagers, enz. in de motor veroorzaken. Bij gebruik van een borstelloze motor is het belangrijk om voorwaartse werking te garanderen om te voorkomen dat er tegenstroom wordt gegenereerd, wat kan leiden tot overbelasting van de motor, verbranding en andere situaties.

7. Regelmatige inspectie: de levensduur en kwaliteit van borstelloze motoren worden door vele factoren beïnvloed, en regelmatige inspecties zijn nodig om mogelijke problemen snel te identificeren en op te lossen, de betrouwbaarheid en levensduur van de motor te verbeteren.

 

Bovenstaande zijn de veelgestelde vragen en antwoorden die Vshida met u heeft gedeeld over borstelloze gelijkstroommotoren. Als u nog andere wensen heeft, neem dan contact op met onze professionele klantenservice om deze in detail uit te leggen. Als u andere wensen heeft, neem dan contact met ons op.