Tijelo motora jednosmjernog motora bez četkica je po strukturi slično sinhronom motoru s permanentnim magnetom, osim što nema kaveznog namota i njegovog pokretačkog uređaja. Njegov namotaj statora može biti jednostavan jednofazni ili više od trofazne strukture. Metode povezivanja namotaja armature uglavnom uključuju vezu zvijezda i trokut. Elektronski komutacioni krugovi uglavnom imaju premosni i nemosnički tip. , mogu biti sastavljene od mnogih varijacija. Slijedi jednostavna analiza principa rada najčešćeg dvo-dvije-trofaznog zvjezdanog šestostatnog DC motora bez četkica.
Struktura trofaznog dvopolnog DC motora bez četkica
A, B i C su trofazni namoti statora, koji su povezani sa sklopnim uređajima V1, V2, V3 u krugu elektronskog prekidača, a rotor za praćenje položaja senzora postavljen je na rotirajuću osovinu motora . VP1, VP2 i VP3 su ravnomerno raspoređeni na jednom kraju DC motora bez četkica sa razlikom od 120 stepeni u prostornom količniku. Djelovanjem rotirajuće ploče za zasjenjenje na osovinu motora određuje se položaj magnetnog pola rotora prema tome da li je određeni optoelektronski uređaj osvijetljen svjetlom.
Ako je faza A statorskog namota pod naponom u određenom trenutku, struja stupa u interakciju s glavnim magnetnim poljem koje stvara permanentni magnet na rotoru kako bi stvorio elektromagnetski moment, tako da se rotor rotira, a položaj magneta rotora postaje električni signal kroz senzor položaja. , a zatim kontrolirajte krug elektroničkog prekidača, tako da će se svaki fazni namotaj statora uključivati naizmjence, a fazna struja statora će mijenjati faze određenim redoslijedom s promjenom položaja rotora. Na ovaj način, sekvenca provodljivosti elektronskog sklopnog kola može biti sinhronizovana sa uglom rotacije rotora kako bi se postigao efekat mehaničke komutacije.
Matematički model DC motora bez četkica
Trofazni dvopolni DC motor bez četkica, unutrašnja rotorska struktura, zvjezdasti spoj namotaja statora i tri Hallova elementa su ravnomjerno raspoređeni sa razlikom od 120 stepeni u prostoru. Istovremeno, pretpostavlja se da motor ima sljedeće karakteristike:
(1) Magnetsko kolo motora nije zasićeno, a efekt vrtložne struje, gubitak histereze i reakcija armature se zanemaruju;
(2) Manji od uticaja obrtnog momenta zupčanika;
(3) Svi uređaji za napajanje u upravljačkom kolu su idealni sklopni uređaji.
Jednačina obrtnog momenta
Kada je DC motor u normalnom radnom stanju, elektromagnetski moment se odnosi na moment koji nastaje interakcijom između vodiča i trajnog magneta nakon što se namotaj armature uključi. Kada motor radi normalno, dvije faze namotaja su uključene u isto vrijeme, tako da je elektromagnetna snaga Pm:
pm=2EpIp
Bez obzira na uticaj komutacije struje, elektromagnetski moment Te motora je:
Te= Pm/Wi/Np =2npEpIp/W1=2npψp Ip
U formuli, Ep je vršna vrijednost elektromotorne sile DC motora bez četkica;
Ip je trenutna vršna vrijednost motora
Ψp je vršna vrijednost veze elektromagnetnog fluksa motora
Iz formule se može vidjeti da je elektromagnetski moment motora proporcionalan vršnoj struji
jednadžba kretanja
Uopšteno govoreći, jednačina kretanja sistema je
Te – TL – Zw{0}}J*dw/dt
U formuli, Te i TL su elektromagnetski moment i moment opterećenja motora
W je ugaona brzina motora;
Z je koeficijent viskoznog trenja
J je moment inercije rotora motora
Analiza karakteristika DC motora bez četkica
Početne karakteristike
Na početku, pošto je stražnji EMF nula, struja armature je:
I=Ud -2△U/2R
U formuli, Ud je linijski napon dvofaznih namotaja uključenih od strane motora;
△ U je pad snage u upravljačkom krugu;
R je unutrašnji otpor namotaja statora motora
Zbog malog unutrašnjeg otpora, struja armature se brzo povećava pri startovanju, tako da je startni elektromagnetski moment veliki, koji se može brzo pokrenuti, a može se pokrenuti i direktno pod opterećenjem. Kada se brzina povećava, odbijanje armature povećava induciranu elektromotornu silu, okretni moment motora se smanjuje, a brzina ubrzanja također se smanjuje i konačno ulazi u normalno radno stanje, a brzina i struja armature su u ovom trenutku stabilne.
Kada se motor pokreće bez opterećenja, kriva brzine i struje armature s vremenom je prikazana na slici
Mehanička svojstva
Mehaničke karakteristike odnose se na odnos između brzine motora i obrtnog momenta elektromagneta kada je istosmjerni napon Ud konstantan. Jednadžba mehaničkih karakteristika jednosmjernog motora bez četkica je:
n=15/ BlπR′Wfsquare(U-RI-L dI/dt)
Nakon završetka možete dobiti:
n=30/π* Kt Ud – 2RTe/Ke Kt
U formuli, Kt je koeficijent momenta motora
Ke je koeficijent inducirane elektromotorne sile motora
Ud je linijski napon
Može se vidjeti da postoji linearna veza između brzine rotacije i elektromagnetnog momenta. Međutim, u stvarnom procesu rada, kada elektromagnetski moment postane veći, reakcija armature će proizvesti određeni efekat demagnetizacije. U isto vrijeme, s obzirom na nelinearnost energetskog uređaja koji pokreće upravljački krug, kraj krivulje mehaničke karakteristike motora će se savijati prema dolje. .
Mehanička karakteristična kriva jednosmjernog motora bez četkica prikazana je na slici
Karakteristike podešavanja
Regulaciona karakteristika se odnosi na promjenjivi odnos između brzine motora i primijenjenog napona kada je elektromagnetski moment motora konstantan. Kada je DC motor bez četkica u stabilnom stanju, zanemarujući gubitak uređaja za napajanje koji pokreće upravljački krug, postoji sljedeći odnos
Ud{0}}raI plus π/30*Ken
KTI-TL{1}}π/30Zn
Tada je odnos između brzine i napona
N=30/30 KTKe plus πraZ*(KT Ud –ra –TL)
Tako se može dobiti krivulja brzine DC motora bez četkica sa Ud pod različitim elektromagnetnim momentom Te, Te1<><><>
DC motor bez četkica ima dobre performanse upravljanja, ali kada je Ud mali, elektromagnetski moment je također mali, elektromagnetski moment je također mali, moment opterećenja se ne može obuzdati i motor se ne može pokrenuti, pa je brzina motora nula, a kada se Ud poveća. Kada pređe napon linije gejta, motor počinje da se pokreće i postepeno prelazi u stabilno stanje. Kada je Ud veći, brzina je također veća. Istovremeno, zbog postojanja trenja, karakteristika podešavanja ne prolazi kroz ishodište.
