มอเตอร์แบบไม่มีแปรง

มอเตอร์ DC แบบไม่ใช้แปรงถ่าน (มิถุนายน 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

มอเตอร์แบบไม่มีแปรง

บทที่ 13 - มอเตอร์ AC


มอเตอร์ไร้แปรงถ่านแบบไม่มีแปรงถูกพัฒนาขึ้นจากมอเตอร์กระแสตรงแบบแปรงธรรมดาที่มีพร้อมด้วยเซมิคอนดักเตอร์แบบแข็ง ดังนั้นเราจะพูดถึงมอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรงถ่านในบทเกี่ยวกับมอเตอร์ AC "# 02457.png"> ต่อไป)

การก่อสร้างทรงกระบอก: (a) ด้านนอกใบพัด, (b) ภายในโรเตอร์

การก่อสร้างที่เป็นรูปทรงกระบอกมากที่สุดสามารถทำเป็นรูปทรงสองแบบ (Figureabove) รูปทรงกระบอกที่พบบ่อยที่สุดคือมีโรเตอร์อยู่ด้านในเหนือขวา มอเตอร์สไตล์นี้ใช้ในฮาร์ดดิสก์ นอกจากนี้ยังสามารถวางโรเตอร์ไว้ด้านนอกรอบสเตเตอร์ได้อีกด้วย เช่นกรณีมอเตอร์แบบไม่มีพัดลมดูดฝุ่นแบบไม่มีแปรง ลักษณะการก่อสร้างนี้อาจสั้นและอ้วน อย่างไรก็ตามทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็กเป็นแบบแนวรัศมีที่เกี่ยวกับแกนหมุน

การก่อสร้างมอเตอร์แพนเค้ก: (a) สเตเตอร์เดี่ยว (ข) สเตเตอร์แบบคู่

มอเตอร์แพนเค้กแรงบิดสูงอาจมีขดลวดสเตเตอร์อยู่ทั้งสองด้านของโรเตอร์ (Figureabove-b)

การใช้แรงบิดต่ำเช่นฟล็อปปี้ดิสก์ไดรฟ์มอเตอร์พอเพียงกับขดลวดสเตเตอร์ในด้านใดด้านหนึ่งของโรเตอร์ (Figureabove-a) ทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็กเป็นแกนซึ่งก็คือขนานไปกับแกนหมุน

ฟังก์ชั่นการเปลี่ยนอาจทำโดยเซ็นเซอร์ตำแหน่งของเพลาต่างๆ: ตัวเข้ารหัสแบบออปติคอล, ตัวเข้ารหัสแม่เหล็ก (ตัวแก้, ซิงโคร, ฯลฯ ) หรือเซนเซอร์แม่เหล็ก Hall มอเตอร์ที่มีราคาไม่แพงขนาดเล็กใช้เซนเซอร์ผลกระทบในห้องโถง เซนเซอร์ผลกระทบ Hall เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่การไหลของอิเล็กตรอนได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กที่ตั้งฉากกับทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าดูเหมือนว่าจะเป็นเครือข่ายตัวต้านทานแบบเทอร์มินอลสี่ตัว แรงดันไฟฟ้าที่สองเอาท์พุทจะเสริม การใช้สนามแม่เหล็กกับเซ็นเซอร์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กที่เอาท์พุท เอาท์พุทของฮอลล์อาจทำให้ไดรฟ์เปรียบเทียบเพื่อให้ไดรฟ์มีเสถียรภาพมากขึ้นไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือมันอาจจะเป็นไดรฟ์ทรานซิสเตอร์ผสมถ้าลำเอียงอย่างถูกต้อง เซ็นเซอร์ผลกระทบฮอลล์ที่ทันสมัยขึ้นอาจมีแอมพลิไฟเออร์รวมและวงจรดิจิทัล อุปกรณ์ 3-lead นี้สามารถสั่งให้ทรานซิสเตอร์กำลังทำงานได้โดยตรง เซ็นเซอร์ต้องติดตั้งอยู่ใกล้กับใบพัดแม่เหล็กถาวรเพื่อตรวจจับตำแหน่งของมัน

เซ็นเซอร์ผลกระทบจากฮอลล์เปลี่ยนมอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรง 3.

รูปทรงกระบอก 3-φมอเตอร์รูปทรงกระบอกที่เรียบง่ายจะเปลี่ยนเป็นอุปกรณ์ฮอลล์สำหรับแต่ละเฟสสเตเตอร์ ตำแหน่งการเปลี่ยนแปลงของใบพัดแม่เหล็กถาวรจะถูกตรวจจับโดยอุปกรณ์ฮอลล์เนื่องจากขั้วของขั้วโรเตอร์หมุนเวียนจะเปลี่ยนไป สัญญาณฮอลล์นี้ถูกขยายเพื่อให้ขดลวดสเตเตอร์ถูกขับเคลื่อนด้วยกระแสที่เหมาะสม ไม่แสดงที่นี่สัญญาณ Hall อาจถูกประมวลผลด้วยตรรกะ combinatorial เพื่อให้รูปแบบไดรฟ์มีประสิทธิภาพมากขึ้น

มอเตอร์ทรงกระบอกดังกล่าวสามารถขับเคลื่อนฮาร์ดไดรฟ์ได้หากติดตั้งลูปล็อกแบบลั่น (PLL) เพื่อรักษาความเร็วคงที่ วงจรที่คล้ายกันสามารถขับเคลื่อนไดรฟ์ฟล็อปปี้ดิสก์ของแพนเค้ก (Figurebelow) อีกครั้งก็จะต้อง PLL เพื่อรักษาความเร็วคงที่

มอเตอร์แพนเค้กไม่มีแปรง

มอเตอร์แพนเค้ก 3-((Figureabove) มีเสา 6 สเตเตอร์และเสา 8 แฉก โรเตอร์เป็นแหวนเฟอร์ไรท์แบบแบนซึ่งมีแม่เหล็กหมุนขวางแปดแกน เราไม่ได้แสดงให้เห็นว่าใบพัดถูกปกคลุมด้วยแผ่นเหล็กอ่อนเพื่อยึดกับลูกปืนอยู่ตรงกลางของสเตเตอร์ แผ่นเหล็กยังช่วยให้วงจรแม่เหล็กสมบูรณ์ เสาสเตเตอร์ยังติดตั้งอยู่บนแผ่นเหล็กเพื่อช่วยปิดวงจรแม่เหล็ก ขดลวดสเตเตอร์แบนเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมูเพื่อให้พอดีกับขดลวดและใกล้เคียงกับแกนใบพัด ขดลวด 6 สเตเตอร์ประกอบด้วยสามเฟสคดเคี้ยว

ถ้าสามขั้นตอน stator ถูก energized อย่างต่อเนื่องสนามแม่เหล็กหมุนจะถูกสร้างขึ้น มอเตอร์แม่เหล็กถาวรจะปฏิบัติตามในกรณีของมอเตอร์ซิงโครนัส โรเตอร์สองขั้วจะทำตามฟิลด์นี้ในอัตราการหมุนเวียนเดียวกันกับฟิลด์หมุน อย่างไรก็ตามโรเตอร์โรเลต 8 ขั้วของเราจะหมุนเวียนที่อัตรานี้เนื่องจากมีเสาพิเศษในโรเตอร์

มอเตอร์พัดลมดูดอากาศแบบไม่มีแปรง (Figurebelow) มีคุณสมบัติดังนี้:

มอเตอร์พัดลมไร้แปรง, 2-φ

  • สเตเตอร์มี 2 เฟสกระจายระหว่าง 4 ขั้ว
  • มีเสา 4 แฉกที่ไม่มีขดลวดเพื่อขจัดจุดแรงบิดเป็นศูนย์
  • โรเตอร์มีเสาสี่ไดรฟ์หลัก
  • โรเตอร์มีเสา 8 แฉกเพื่อช่วยขจัดจุดแรงบิดเป็นศูนย์
  • เซ็นเซอร์ผลกระทบในห้องโถงมีระยะห่าง 45 o
  • ที่วางพัดลมวางอยู่บนยอดโรเตอร์ซึ่งวางอยู่เหนือสเตียร์เตอร์

เป้าหมายของมอเตอร์พัดลมไร้แปรงคือการลดต้นทุนการผลิต นี่เป็นแรงจูงใจในการย้ายผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพต่ำลงจากการกำหนดค่า 3 φเป็น 2 φ ขึ้นอยู่กับว่ามันขับเคลื่อนอย่างไรมันอาจจะเรียกว่ามอเตอร์ 4-.

คุณอาจจำได้ว่ามอเตอร์กระแสตรงแบบธรรมดาไม่สามารถมีขั้วเกราะ (จำนวนเต็มได้มากถึง 2, 4 นิ้ว) หากต้องการเริ่มต้นด้วยตัวเอง ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่มอเตอร์สมมุติฐาน 4 ขั้วจะหยุดนิ่งที่แรงบิดต่ำสุดซึ่งไม่สามารถเริ่มจากส่วนที่เหลือได้ การเพิ่มสี่เสาขนาดเล็กที่มีขดลวดไม่ทำให้เกิดแรงบิดกระเพื่อมเมื่อแรงบิดและเส้นโค้งตำแหน่ง เมื่อแรงบิดกระเพื่อมนี้ถูกเพิ่มลงในเส้นโค้งแรงบิดปกติแล้วผลลัพธ์ก็คือแรงบิดที่ถูกลบออกไปบางส่วน ทำให้สามารถสตาร์ทมอเตอร์ได้ทุกตำแหน่ง การเพิ่มขั้วแม่เหล็กแบบแม่เหล็กถาวร 8 ขั้วลงในโรเตอร์โรเนียวแม่เหล็กถาวร 4 ขั้วโดยใช้แรงบิดกระเพื่อมที่เล็กนิดหน่อยเมื่อแรงบิดกระเพื่อม 4 ขั้วตามปกติ สิ่งนี้จะเอาขนาดของแรงบิด ตราบใดที่แรงบิดต่ำสุดไม่ลดลงเป็นศูนย์เราควรจะสามารถเริ่มต้นมอเตอร์ได้ ยิ่งเราประสบความสำเร็จในการขจัดแรงบิดให้น้อยลงมอเตอร์จะเริ่มทำงานได้ง่ายขึ้น

สเตเตอร์ 2 requires กำหนดให้เซนเซอร์ Hall ถูกเว้นระยะห่างกัน 90 o ไฟฟ้า หากโรเตอร์เป็นโรเตอร์ 2 ขั้วเซ็นเซอร์ Hall จะวางอยู่ที่ 90 องศาทางกายภาพ เนื่องจากเรามีโรเตอร์โรเนียวแม่เหล็กถาวร 4 ขั้วเซ็นเซอร์ต้องวางอยู่ที่ 45 องศาเพื่อให้ได้ระยะห่างทางไฟฟ้า 90 o หมายเหตุระยะห่างของฮอลล์ข้างต้น แรงบิดส่วนใหญ่เกิดจากการทำงานร่วมกันของขดลวดภายใน 2 ขดลวดสเตเตอร์กับส่วน 4 ขั้วของใบพัด นอกจากนี้ส่วน 4 ขั้วของใบพัดจะต้องอยู่ด้านล่างเพื่อให้เซ็นเซอร์ Hall สามารถตรวจจับสัญญาณการเปลี่ยนที่เหมาะสมได้ ส่วนใบพัด 8 ขั้วเป็นเพียงส่วนสำหรับการเริ่มต้นการสตาร์ทมอเตอร์

ไดรฟ์แบบพูลดันดึง DC แบบไม่ใช้ Brushless DC

ในรูปข้างต้นไดรฟ์แบบผลักดัน 2-((หรือที่เรียกว่าไดรฟ์ 4-φ) ใช้เซนเซอร์จับความรู้สึกสองแบบเพื่อขับเคลื่อนสี่ขดลวด เซ็นเซอร์มีระยะห่างกัน 90o ไฟฟ้าซึ่งเป็น 90o ทางกายภาพสำหรับโรเตอร์ขั้วเดียว เนื่องจากเซ็นเซอร์ฮอลล์มีเอาต์พุตเสริม 2 ตัวเซ็นเซอร์ตัวเดียวจึงให้การเปลี่ยนเป็นสองขดลวดของฝ่ายตรงข้าม