Қылқаламсыз электр қозғалтқыштары медициналық жабдықтарда, ұшақтарды модельдеуде, мұнай құбырларының құбырларын өшіру жетектерінде, сондай-ақ көптеген басқа салаларда қолданылады. Бірақ олардың кемшіліктері, ерекшеліктері мен артықшылықтары бар, олар кейде әртүрлі құрылғыларды жобалауда негізгі рөл атқарады. Қалай болғанда да, мұндай электр қозғалтқыштары асинхронды айнымалы ток машиналарымен салыстырғанда салыстырмалы түрде шағын орынды алады.
Электр қозғалтқыштарының ерекшеліктері
Дизайншылардың щеткасыз қозғалтқыштарға қызығушылық танытуының бір себебі - шағын өлшемдері бар жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың қажеттілігі. Сонымен қатар, бұл қозғалтқыштар өте дәл орналасуға ие. Конструкцияда жылжымалы ротор және тұрақты статор бар. Роторда белгілі бір ретпен орналасқан бір немесе бірнеше тұрақты магнит бар. Статорда жасайтын катушкалар бармагнит өрісі.
Тағы бір мүмкіндікті атап өту керек - щеткасыз қозғалтқыштардың ішінде де, сыртында да якорь болуы мүмкін. Сондықтан құрылыстың екі түрі әртүрлі салаларда нақты қолданбаларға ие болуы мүмкін. Арматура ішінде орналасқан кезде, ол өте жоғары айналу жылдамдығына қол жеткізеді, сондықтан мұндай қозғалтқыштар салқындату жүйелерін жобалауда өте жақсы жұмыс істейді. Сыртқы ротор жетегі орнатылған болса, өте дәл орналасуға, сондай-ақ шамадан тыс жүктемеге төзімділікке қол жеткізуге болады. Көбінесе мұндай қозғалтқыштар робототехникада, медициналық жабдықтарда, жиілікті бағдарламамен басқарылатын станоктарда қолданылады.
Моторлар қалай жұмыс істейді
Шөткесіз тұрақты ток қозғалтқышының роторын басқару үшін арнайы микроконтроллерді пайдалану керек. Оны синхронды немесе асинхронды машина сияқты іске қосу мүмкін емес. Микроконтроллердің көмегімен статор мен арматурадағы магнит өрісі векторларының бағыты ортогональ болатындай етіп қозғалтқыш орамдарын қосады.
Басқаша айтқанда, драйвердің көмегімен щеткасыз қозғалтқыштың роторына әсер ететін айналу моментін реттеуге болады. Арматураны жылжыту үшін статор орамаларында дұрыс коммутацияны жүзеге асыру қажет. Өкінішке орай, айналуды тегіс басқаруды қамтамасыз ету мүмкін емес. Дегенмен, оны өте тез көбейтуге болады.қозғалтқыш роторының жылдамдығы.
Қылшықты және қылшықсыз қозғалтқыштар арасындағы айырмашылықтар
Негізгі айырмашылық үлгілерге арналған щеткасыз қозғалтқыштардың роторында орамасы жоқ. Коллекторлы электр қозғалтқыштарында олардың роторларында орамдар бар. Бірақ қозғалтқыштың стационарлық бөлігінде тұрақты магниттер орнатылған. Сонымен қатар, графит щеткалары қосылған роторға арнайы дизайндағы коллектор орнатылған. Олардың көмегімен ротор орамына кернеу беріледі. Қылқаламсыз қозғалтқыштың жұмыс принципі де айтарлықтай ерекшеленеді.
Коллекторлық машина қалай жұмыс істейді
Коллекторлық қозғалтқышты іске қосу үшін тікелей якорьде орналасқан өріс орамына кернеу беру керек. Бұл жағдайда статордағы магниттермен әрекеттесетін тұрақты магнит өрісі пайда болады, нәтижесінде якорь мен оған бекітілген коллектор айналады. Бұл жағдайда келесі орамға қуат беріледі, цикл қайталанады.
Ротордың айналу жылдамдығы магнит өрісінің қарқындылығына тікелей байланысты, ал соңғы сипаттама кернеудің шамасына тікелей байланысты. Сондықтан жылдамдықты арттыру немесе азайту үшін қоректену кернеуін өзгерту қажет.
Кері әрекетті орындау үшін тек қозғалтқыш қосылымының полярлығын өзгерту қажет. Мұндай бақылау үшін арнайы микроконтроллерлерді пайдалану қажет емес,кәдімгі айнымалы резистордың көмегімен айналу жылдамдығын өзгертуге болады.
Щеткасыз машиналар ерекшеліктері
Бірақ щеткасыз қозғалтқышты басқару арнайы контроллерлерді қолданбай мүмкін емес. Осыған сүйене отырып, біз осы типтегі қозғалтқыштарды генератор ретінде пайдалануға болмайды деген қорытынды жасауға болады. Тиімді басқару үшін ротордың орнын бірнеше Hall сенсорлары арқылы бақылауға болады. Осындай қарапайым құрылғылардың көмегімен өнімділікті айтарлықтай жақсартуға болады, бірақ электр қозғалтқышының құны бірнеше есе артады.
Қылқаламсыз қозғалтқыштарды іске қосу
Микроконтроллерлерді өз бетімен жасаудың мағынасы жоқ, қытайлық болса да, дайын сатып алу әлдеқайда жақсы нұсқа болады. Бірақ таңдау кезінде келесі ұсыныстарды орындау керек:
- Рұқсат етілген ең жоғары токты есте сақтаңыз. Бұл параметр диск жұмысының әртүрлі түрлері үшін пайдалы болады. Сипаттаманы өндірушілер көбінесе модель атауында тікелей көрсетеді. Өте сирек мәндер микроконтроллер ұзақ уақыт жұмыс істей алмайтын шыңдық режимдерге тән болып көрсетіледі.
- Үздіксіз жұмыс үшін максималды қуат кернеуін де ескеру қажет.
- Барлық ішкі микроконтроллер тізбектерінің кедергісін ескеріңіз.
- Осы микроконтроллердің жұмысына тән ең көп айналым санын ескеруді ұмытпаңыз. Оның жоқ екенін ескеріңізшектеу бағдарламалық құрал деңгейінде жасалғандықтан максималды жылдамдықты арттыра алады.
- Микроконтроллер құрылғыларының арзан үлгілері 7…8 кГц диапазонында генерацияланған импульстердің жиілігіне ие. Қымбат көшірмелерді қайта бағдарламалауға болады және бұл параметр 2-4 есе артады.
Микроконтроллерлерді барлық жағынан таңдап көріңіз, өйткені олар электр қозғалтқышының қуатына әсер етеді.
Оны қалай басқарады
Электрондық басқару блогы жетек орамдарын ауыстыруға мүмкіндік береді. Драйверді пайдаланып ауысу сәтін анықтау үшін ротордың орнын жетекте орнатылған Холл сенсоры бақылайды.
Мұндай құрылғылар болмаған жағдайда кері кернеуді оқу қажет. Ол қазіргі уақытта қосылмаған статор катушкаларында жасалады. Контроллер аппараттық-бағдарламалық кешен болып табылады, ол барлық өзгерістерді қадағалауға және ауысу ретін мүмкіндігінше дәл орнатуға мүмкіндік береді.
Үш фазалы щеткасыз қозғалтқыштар
Модельдік ұшақтарға арналған көптеген щеткасыз электр қозғалтқыштары тұрақты токпен жұмыс істейді. Бірақ түрлендіргіштер орнатылған үш фазалы даналар да бар. Олар тұрақты кернеуден үш фазалы импульстарды жасауға мүмкіндік береді.
Жұмыс келесідей:
- "A" орамы импульстарды қабылдайдыоң мән. «В» орамында - теріс мәнмен. Осының нәтижесінде якорь қозғала бастайды. Датчиктер орын ауыстыруды бекітеді және келесі ауысу үшін контроллерге сигнал жіберіледі.
- «A» катушкасы өшірілген, бұл ретте «С» орамасына оң импульс жіберіледі. Ауыстыру орамасы "B" өзгермейді.
- Оң импульс "C" орамына қолданылады, ал теріс импульс "A"-ға жіберіледі.
- Одан кейін «A» және «B» жұптары ойналады. Импульстердің оң және теріс мәндері сәйкесінше оларға беріледі.
- Одан кейін оң импульс қайтадан «В» орамына, ал теріс импульс «C» орамына өтеді.
- Соңғы кезеңде оң импульс алатын «А» орамы қосылады, ал терісі C-ге өтеді.
Содан кейін бүкіл цикл қайталанады.
Пайдаланудың артықшылықтары
Қылқаламсыз электр қозғалтқышын өз қолыңызбен жасау қиын, ал микроконтроллерді басқаруды жүзеге асыру мүмкін емес. Сондықтан дайын өнеркәсіптік үлгілерді қолданған дұрыс. Бірақ щеткасыз қозғалтқыштарды пайдаланған кезде диск жетегінің артықшылықтарын ескеріңіз:
- Ресурс коллекторлық машиналарға қарағанда едәуір ұзағырақ.
- Тиімділіктің жоғары деңгейі.
- Қылшықты қозғалтқыштарға қарағанда қуаттырақ.
- Айналу жылдамдығы әлдеқайда жылдамырақ.
- Жұмыс кезінде ұшқын пайда болмайды, сондықтан оларды өрт қаупі жоғары орталарда пайдалануға болады.
- Көлік жүргізу өте оңай.
- Жұмыс кезінде қосымша салқындату компоненттерін пайдаланудың қажеті жоқ.
Кемшіліктердің ішінде контроллердің бағасын да ескеретін болсақ, өте жоғары бағаны атап өтуге болады. Тіпті қысқа уақыт ішінде өнімділікті тексеру үшін мұндай электр қозғалтқышын қосу жұмыс істемейді. Сонымен қатар, мұндай қозғалтқыштарды жөндеу олардың дизайн ерекшеліктеріне байланысты әлдеқайда қиын.
