Fırçalanmış DC mühərriki: Hələ də çox əlverişli seçimdir

Fırçasız DC və pilləli mühərriklər klassik fırçalanmış DC motordan daha çox diqqət çəkə bilər, lakin sonuncu hələ də bəzi tətbiqlərdə daha yaxşı seçim ola bilər.

Kiçik bir DC mühərriki - bir qayda olaraq, sub- və ya fraksiya at gücü vahidi - seçmək istəyən əksər dizaynerlər əvvəlcə yalnız iki varianta baxırlar: fırçasız DC (BLDC) mühərriki və ya pilləli mühərrik.Hansı birini seçmək tətbiqə əsaslanır, çünki BDLC ümumiyyətlə davamlı hərəkət üçün daha yaxşıdır, pilləli mühərrik isə yerləşdirmə, irəli-geri və dayanma/başlama hərəkəti üçün daha uyğundur.Hər bir motor növü lazımi performansı motorun ölçüsündən və xüsusiyyətlərindən asılı olaraq IC və ya modul ola bilən düzgün nəzarətçi ilə təmin edə bilər.Bu mühərriklər xüsusi hərəkətə nəzarət IC-lərində quraşdırılmış “ağıllılar” və ya quraşdırılmış proqram təminatı olan prosessorla idarə oluna bilər.

Ancaq bu BLDC mühərriklərinin satıcılarının təkliflərinə bir az daha yaxından baxın və onların demək olar ki, həmişə "əbədi" mövcud olan fırçalanmış DC (BDC) mühərrikləri də təklif etdiyini görəcəksiniz.Bu motor tənzimləməsi elektriklə idarə olunan hərəkətverici qüvvənin tarixində uzun və əsaslı bir yerə malikdir, çünki bu, hər cür ilk elektrik mühərriki dizaynı idi.On milyonlarla bu fırçalanmış mühərriklər hər il avtomobillər kimi ciddi, qeyri-trivial tətbiqlər üçün istifadə olunur.

Fırçalanmış mühərriklərin ilk xam versiyaları 1800-cü illərin əvvəllərində hazırlanmışdır, lakin hətta kiçik bir faydalı mühərriki işə salmaq çətin idi.Onları gücləndirmək üçün lazım olan generatorlar hələ hazırlanmamışdı və mövcud batareyalar məhdud tutumlu, böyük ölçülərə malik idi və hələ də bir şəkildə "yenilənilməli" idi.Nəhayət, bu problemlər aradan qaldırıldı.1800-cü illərin sonlarında onlarla və yüzlərlə at gücünə malik fırçalanmış DC mühərrikləri quraşdırıldı və ümumi istifadə edildi;çoxları bu gün də istifadə olunur.

Əsas fırçalanmış DC motorun işləməsi üçün heç bir "elektronika" tələb olunmur, çünki o, öz-özünə işləyən bir cihazdır.Fəaliyyət prinsipi sadədir, bu da onun üstünlüklərindən biridir.Fırçalanmış DC mühərriki rotorun maqnit sahəsinin (həmçinin armatur adlanır) statora qarşı polaritesini dəyişdirmək üçün mexaniki kommutasiyadan istifadə edir.Bunun əksinə olaraq, statorun maqnit sahəsi elektromaqnit rulonları (tarixi olaraq) və ya müasir, güclü daimi maqnitlər (bir çox müasir tətbiqlər üçün) tərəfindən inkişaf etdirilir (Şəkil 1).


Şəkil 1: Ənənəvi fırçalanmış DC mühərriki, rotorun maqnit sahəsinin polaritesini dəyişdirmək üçün fırça vasitəsilə mexaniki kommutasiyaya əsaslanır və beləliklə, davamlı fırlanma hərəkətinə səbəb olur.(Şəkil:HPI Racing A/S)

Armaturdakı rotor rulonları və statorun sabit sahəsi arasındakı maqnit sahəsinin qarşılıqlı təsiri və təkrarlanan tərs çevrilməsi davamlı fırlanma hərəkətinə səbəb olur.Rotor sahəsini dəyişdirən kommutasiya hərəkəti armatur rulonlarına toxunan və güc verən fiziki kontaktlar (fırçalar adlanır) vasitəsilə həyata keçirilir.Mühərrikin fırlanması təkcə arzu olunan mexaniki hərəkəti təmin etmir, həm də sabit stator sahəsinə münasibətdə cazibə/çəkilməni induksiya etmək üçün lazım olan rotor bobinin polaritesinin dəyişdirilməsini təmin edir – yenə də heç bir elektronikaya ehtiyac yoxdur, çünki DC təchizatı birbaşa elektrik cərəyanına tətbiq olunur. stator bobininin sarımları (əgər varsa) və fırçalar.

Əsas sürətə nəzarət tətbiq olunan gərginliyi tənzimləməklə həyata keçirilir, lakin bu, fırçalanmış mühərrikin çatışmazlıqlarından birinə işarə edir: aşağı gərginlik sürəti azaldır (bu niyyət idi) və fırlanma anı kəskin şəkildə azaldır, bu da adətən arzuolunmaz nəticədir.Birbaşa DC relslərindən güc alan fırçalanmış mühərrikdən istifadə ümumiyyətlə yalnız kiçik oyuncaqlar və animasiyalı displeylərin idarə edilməsi kimi məhdud və ya kritik olmayan tətbiqlərdə, xüsusən sürətə nəzarət lazım olduqda məqbuldur.

Bunun əksinə olaraq, fırçasız mühərrik korpusun daxili hissəsinin ətrafında sabitlənmiş bir sıra elektromaqnit rulonlara (dirəklərə) malikdir və fırlanan şafta (rotor) yüksək möhkəmlikli daimi maqnitlər bərkidilir (Şəkil 2).Qütblər idarəetmə elektronikası (elektron kommutasiya - EC) tərəfindən ardıcıl olaraq enerjiləndiyi üçün rotoru əhatə edən maqnit sahəsi fırlanır və beləliklə, sahəni izləməyə məcbur olan sabit maqnitləri ilə rotoru çəkir/dəf edir.


Şəkil 2: Fırçasız DC mühərriki rotoru əhatə edən dirəklərin polaritesini dəyişdirmək üçün elektron kommutasiyadan istifadə edir.(Şəkil:HPI Racing A/S)

BLDC motor dirəklərini hərəkətə gətirən cərəyan kvadrat dalğa ola bilər, lakin bu, səmərəsizdir və vibrasiyaya səbəb olur, buna görə də əksər dizaynlar elektrik səmərəliliyinin və hərəkət dəqiqliyinin istənilən kombinasiyası üçün uyğunlaşdırılmış formaya malik eniş dalğa formasından istifadə edir.Bundan əlavə, nəzarətçi mexaniki yük keçidlərinə həddindən artıq və kəskin reaksiya vermədən sürətli, lakin hamar başlanğıclar və dayanmalar üçün enerji verən dalğa formasını dəqiq tənzimləyə bilər.Mühərrikin mövqeyi və sürəti tətbiqin ehtiyaclarına uyğun gələn müxtəlif idarəetmə profilləri və trayektoriyaları mövcuddur.

 

Lisa tərəfindən redaktə edilmişdir


Göndərmə vaxtı: 12 noyabr 2021-ci il