Brushless Motor ile Brushless Motor arasındaki fark nedir?
Şekil 1: Brushed vs Brushless motor arasındaki fark
Brushed vs Brushless motorlar, farklar nelerdir?
Brushed ve brushless DC motorlar, iki ayrı elektrik motoru tipidir. Basit bir şekilde, fark şu ki, fırçalanmış motorların elektriksel temas fırçası var, bu da motogun dönme hareketine neden oluyor. Diğer taraftan, fırçasız motorlar motoru döndürmek için fırçalardan ziyade elektroniğe güvenir. Bunu anlatmanın başka bir yolu da, fırçasız motorların merkezde mıknatıs çevirirken, fırçalanmış motorların dış tarafta sabit mıknatıslara sahip olması.
Şekil 1, ikisi arasındaki görsel farklılığı gösterir, ancak her birinin çalışması da tamamen farklıdır. Aralarındaki ana fark, kullandıkları ortak çalışma türüdür:
-
Commutasyon yöntemi:
- Fırçalanmış motorlar mekanik fırçaları kullanır ve kazançlardaki mevcut yönü değiştirmek için bir commutator kullanır. Bu da tork üretmek ve motoru döndürmek için bir manyetik alan oluşturur.
- Diğer taraftan Brushless motorlar, elektronik kontrol ve manyetik sensörlerden (örneğin, Hall etki sensörleri) mekanik bir temas olmadan mevcut yönü değiştirmek için kullanır. Bu elektronik denetim genellikle bir dış sürücü ya da tümleşik elektronik hız denetleyicisi (ESC) biçiminde bulunur.
-
Verimlilik:
- Fırçasız motorlar, fırçalarla ve commutatörler ile ilişkili sürtünme ve enerji kayıplarına sahip olmadıkları için, fırçalanmış motorlardan daha verimlidir. Bu, daha iyi performans, daha uzun çalıştırma süreleri ve azaltılmış enerji tüketimine yol açar.
-
Bakım ve yaşam süresi:
- Fırçalanmış motorlar, fırçaların ve banliyölerin yıpranması ve yırtılması nedeniyle daha fazla bakım gerektirmektedir ve bu da performans ve motor arızasında bir azalmaya yol açabilmektedir. En iyi performansı sağlamak için düzenli olarak fırça yerine koyma işlemi gereklidir.
- Brushless motorlar daha az hareketli parça ve mekanik temas gerektirmiyor, bu da daha uzun bir yaşam süresi ve azaltılmış bakım gereksinimleri ile sonuçlaniyor.
-
Gürültü ve titreşim:
- Fırçasız motorlar genellikle fırçalanmış motorlara kıyasla daha az gürültü ve titreşim üretirler, çünkü mekanik gürültüye neden olan fırçaları ya da commutor ürünleri yoktur.
-
Maliyet ve karmaşıklık:
- Brushless motorlar, elektronik kontrol sistemlerinin başlamasından dolayı genellikle daha pahalı ve karmaşıkdır. Ancak, verimlilik, yaşam ve bakım açısından avantajları, genellikle ilk maliyet farkından daha ağır bir şekilde değerlendirir.
Brushless Motor ÇizgesiBir brushless motorunun rotorunda, kalıcı mıknatıslar mevcut, stator ise kazancı barındırır. bu düzenleme, fırçalanmış bir DC motorundaki stator ve rotor konumlarının tam tersidir. Fırçalanmış DC motorları, akım ve fırçalar aracılığıyla kazançlara akım sağlandığında rotasyon başlatıyor. Motor spins olarak, sonraki bildiri ve fırça çiftleri enerjik, akım akışını farklı kazançlara yönlendiriyor ve rotasyonu koruyorlar. Brushless motorlar fırçalara ya da commutator 'a güvenmeden övgüye kavuşuyorlar. Bunun yerine, kalıcı mıknatısların manyetik direk pozisyonlarını tanımlamak için (Hall elemanları veya Hall etkisi gibi) manyetik direk sensörlerini kullanırlar. Bunlara ek olarak sürücülerin, algılanan manyetik direk pozisyonlarına göre windings üzerinden akınına yön vermeleri gerekir.
Brushless Motor Prensibleri
Fırçasız motorların dönme prensiplerini tanımlamak için, Şekil 2 'de gösterildiği gibi, basitleştirilmiş bir 2 direğe, üç fazlı bir modele göz atmalıyız.
Rotor mıknatısları, her biri 180 ° manyetik bir kutup açısına sahip olan kuzey ve güney kutuplarından oluşur. Manyetik direk sensörleri Ha, Hb ve Hc, 120 ° uzağa konumlandırılır ve rotor mıknatıslarının kuzey kutunu tespit eder ve ardından sinyal üretir.
Stator ile ilgili olarak, phase-U bobin, phase-V bobin ve phase-W bobini de 120 ° uzağa yerleştirilerek manyetik direk sensörlerinden 60 ° uzaklıktan kayma durumlarında yer alıyor.
Stator 'un her bir faz dolaşması için sürücü devresinden motora akım akışıldığında, stator 'un iç çap tarafında bir güney kutbu oluşturulur. Bunun tersine, mevcut akışlar ters yönde olduğunda, stator 'un iç çapı üzerinde bir kuzey kutbu oluşturulur. Şekil 3, phase-U ' dan phase-V' ye doğru akım akışıldığında koşulu gösterir
Şekil 3: Basitleştirilmiş brushless motor ilkesi
Brushless motorunun denetim yöntemiFırçasız bir motor, motora verilen gücü düzenleyen bir elektronik denetleyici tarafından kontrol edilir. Aşağıda, brushless DC motorunun denetlenmesine ilişkin temel adımlar aşağıda yer alan adımlar şunlardır:
- Koridor etki sensörleri: Brushsuz motorlar, rotor 'un konumunu belirlemek ve denetleyiciye geri bildirim sağlamak için Hall Etkili sensörleri kullanır.
- Electronic Commutasyon (Elektronik Commutasyon): Elektronik denetleyici, stator windings 'e sağlanabilmek için uygun bir akım dizisini belirlemek için Hall Etkisi algılayıcılarından gelen bilgileri kullanır.
- Power MOSFETs ya da IGBTs: Denetleyici, stator windings 'e sağlanan akımı değiştirmek için güç MOSFETs ya da IGBTs olanağını kullanır.
- PWM Sinyalleri: Denetleyici, PWM sinyallerinin görev döngülerini ayarlayarak motogunun hızını ve torpunu düzenlemek için Pulse Width Modulation (PWM) sinyallerini kullanır.
- Giriş Sinyalleri: Denetleyici, bir denetim kaynağından (örneğin, bir mikrodenetleyici gibi), motogunun istenen hızı ve yönünü ayarlamak için giriş sinyalleri alır.
brushless motorunu kontrol etmek için kesin yöntem kullanılan belirli motor ve denetleyiciye bağlıdır. ancak bu adımlar, sürece genel bir genel bakış sağlar.
türkiye ' nin hızını nasıl kontrol altına almak brushless motor
Fırçasız DC motorunun hızı, motora sağlanan elektrik gücünün frekansını ayarlayarak kontrol edilir. Aşağıda, brushless motorunun hızını kontrol etmek için temel adımlar aşağıda yer alıyor:
- Electronic Controller (Elektronik Denetleyici): Motora sağlanan gücü düzenlemek için bir elektronik denetleyici kullanılır.
- PWM Sinyalleri: Denetleyici, motora sağlanan gücün frekansını ayarlamak için Pulse Width Modulation (PWM) sinyallerini kullanır. PWM sinyallerinin görev çevrimini değiştirerek, motora uygulanan ortalama voltajın çeşitlendirilebilir ve bu voltaj, hızını olumsuz yönde etkiler.
- Giriş Sinyalleri: Denetleyici, bir denetim kaynağından (örneğin, bir mikrodenetleyici gibi), motogun istenilen hızını ayarlamak için giriş sinyalleri alır.
- Motor Geribildirimi: Bazı durumlarda, motogunun hızını izlemek ve denetleyiciye geri bildirim sağlamak için takometre veya kodlayıcı gibi bir geri bildirim mekanizması kullanılabilir ve daha sonra, PWM sinyallerini sabit bir hız sürdürecek şekilde ayarlayabilirler.
Brushless DC motorunun hızını kontrol etmek, PWM sinyalleri ve elektronik kontrol kullanarak motor için sağlanan elektrik gücünün frekansını ayarlamayı içerir.
brushless motor için ne tip bir denetleyici gerekiyor?
Bir fırçasız DC motoru, genellikle motora sağlanan gücü düzenlemek için elektronik bir denetleyici (Electronic Speed Controller; ESC) olarak da adlandırılır. ESC aşağıdaki görevlerden sorumludur:
- Rotor 'un pozisyonunu izlemek için: Brushless motors, rotor 'un konumunu belirlemek ve denetleyiciye geri bildirim sağlamak için Hall Etkisi sensörlerini kullanır.
- Commutasyon: Denetleyici, stator windings 'e sağlanacak güncel bir akım dizisini belirlemek için Hall Etkisi algılayıcılarından gelen bilgileri kullanır.
- Güç geçişi: Denetleyici, stator windings 'e sağlanan akımı değiştirmek için güç MOSFETs ya da IGBTs olanağını kullanır.
- Hız denetimi: Denetleyici, PWM sinyallerinin görev döngülerini ayarlayarak motogunun hızını ve torpunu düzenlemek için Pulse Width Modulation (PWM) sinyallerini kullanır.
- Giriş sinyalleri: Denetleyici, bir denetim kaynağından (örneğin, bir mikrodenetleyici gibi), motogunun istenen hızı ve yönünü ayarlamak için giriş sinyalleri alır.
Fırçalanmış Motor Çizgesi
Şekil 6: fırçalanmış motor yapısı
Fırçalanmış bir motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için birlikte çalışan birkaç temel bileşenden oluşan bir DC elektrik motorudur. Fırçalanmış bir motorusun ana bileşenleri, Fig 6 'da gösterildiği gibi rotor, stator, commutator ve fırçalar. Her bir bileşenin tanımı ve motogun yapısına nasıl katkıda bulunacakları:
- Rotor (Armature): Armatür olarak da bilinen rotor, fırçalanmış motorudan dönen parçadır. Bir demir çekirdeğin etrafındaki, yara sargılarından oluşur. Bu da akım içinden geçtiğinde bir elektromıknatıs oluşturur. Rotor 'un manyetik alanı, stator 'un manyetik alanı ile hareket eder, tork oluşturur ve rotor ' un dönme hareketine neden olur, motor boşlukunu sürür.
- Stator: Stator, fırçalanmış motorudan oluşan sabit parçadır. Bu, genellikle iç yüzeye monte edilmiş, sabit manyetik alan sağlayan kalıcı mıknatıslara ev sahipliği eder. Stator 'un manyetik alanı rotor 'un manyetik alanı ile hareket eder, rotasyon için gerekli torku oluşturur.
- Commutator: Commutator, rotor windings ' in mevcut yönünü değiştirmekten sorumlu, fırçalanmış bir motorudan çok önemli bir bileşendir. Rotor 'a bağlı, kesimlere ayrılmış metal bir silindir, her bir kesim rotor windings 'in bir ucuna bağlı. Rotor spins olarak, bildiri bununla birlikte döner, fırçalar ile temas kururlar.
- Fırçalar: Fırçalar sabit, iletken bileşenler dönen banliyörle elektrik teması sürdürür. Bunlar tipik olarak karbon veya grafitten yapılmış olup, düşük sürtünme ve yıpranma sağlarlar. Fırçalar, güç kaynağı ile rotor windings arasındaki elektrik bağlantısını kesinleştirici aracılığıyla sağlar. Banliyör döndükçe, fırçalar yüzeyinin üzerine kaydır, ardışık olarak farklı rotor windings enerji sağlar, bu da rotor 'un manyetik alanının değişmesine neden olur ve rotasyon sağlar.
Fırçalanmış bir motor, yara bobinleri olan bir rotor, kalıcı mıknatıslı bir stator, bir gösterici ve fırçalar ile oluşur. Rotor 'un ve stator 'un manyetik alanları arasındaki etkileşim tork oluşturur, commutator ve fırçalar birlikte çalışırken rotor windings içindeki akımı değiştirmek, sürekli rotasyon sağlamak için çalışır.
Vahşi bir motogun arkasındaki prensip.
DC motorları, manyetik alan oluşturmak için kolanmış tel şaraplarını kullanır. Fırçalanmış bir motorda, bu windings rotor ' a bağlı, ki bu da bir şaftı döndürmekte ve sürücüden arındırılır. Çoğu zaman, bobinler demir çekirdeğine sarılır, ancak bazı fırçalanmış motorlar "Yorulmak, " kendi kendine desteklenen kazançlarla. "stator" olarak bilinen motogunun sabit kısmı, sabit bir manyetik alan oluşturmak için kalıcı mıknatıslar kullanır. Bu mıknatıslar tipik olarak, pervanenin iç yüzeyinde, rotor çevresinde konumlanır. İncir 7 daha fazla ayrıntı gösterir.
Tork oluşturmak ve rotor 'un dönme hareketini yapmak için, rotor 'un manyetik alanı sürekli olarak dönerek, stator 'un sabit sahasıyla çekim ve itme yoluyla etkileşime girmelidir. Kayan bir elektrik anahtarı, bu dönen alanı kolaylaştırır. Bu anahtar bir açıklamacıGenellikle, rotor üzerine monte edilmiş bir temas ve stator üzerine monte edilmiş fırçalar ile monte edilir.
Şekil 7:Vahşi bir motogun arkasındaki prensip.
türkiye ' nin hızını nasıl kontrol altına almak fırçalanmış motor
Fırçalanmış bir DC motorunun hızı, terminallerine uygulanan voltajın ayarlanmasıyla kontrol edilebilir. Fırçalanmış DC motorunun hızını kontrol etmek için temel adımlar aşağıda yer alan temel adımlardır:
- Güç Kaynağı: Motoru döndürme için gerekli olan elektrik gücünü sağlamak üzere motor uçbirimlerine DC güç kaynağı bağlanır.
- Hız Denetimi: Motorun hızını kontrol etmek için, motora uygulanan voltaj, rezistans kullanılarak ya da Fig 8 'de gösterilen bir pulse genişlik modülasyonu (PWM) sinyali kullanılarak ayarlanabilir. Motor için uygulanan voltaj düşükse, döndürecek kadar yavaş olur. hakkında ayrı bir makale yazdık. Buradaki hız denetleyicileri
- Giriş Sinyalleri: Motora uygulanan voltaj, istenen hızı ayarlamak için mikrodenetleyici gibi bir denetim kaynağından giriş sinyalleri ile kontrol edilebilir.
- Feedback Control: Bazı durumlarda, motor hızını izlemek ve bir denetleyiciye geri bildirim sağlamak için takometre veya kodlayıcı gibi bir geri bildirim mekanizması kullanılabilir ve daha sonra sabit bir hızı korumak için voltajı ayarlayabilirler.
Fırçalanmış bir fırçasının hızını kontrol etmek DC motoru terminallerine uygulanan voltajın, doğrudan ya da bir geri bildirim mekanizması kullanarak hızını düzenlemek için ayarlanmasını içerir.
Şekil 8: Bir fırçalanmış motorudan oluşan hızın denetlenmesi
Özet olarak, bir brushless DC motoru, motora sağlanan gücü düzenlemek ve hızını ve torkunu kontrol etmek için Electronic Speed Controller (ESC) gerektirir.
Bir fırçasız motoru bir anahtara nasıl bağlardınız?
Fırçalanmış bir motoru kontrol etmek için tipik bir yol, bir Rocker anahtarı kullanmaktır.Anahtarın alt kısmında, aşağıda gösterildiği gibi, yukarıdaki DPDT anahtarının devre çizgesi ile uyumlu olan 6 bağlaç göreceksiniz.Anahtar, ileriye dönük konuma basılırsa, üst ve orta bağlaçlar anahtar içinde bağlanacak; anahtar arka konuma bastırılırsa, alt ve orta bağlaçlar bağlanacak ve anahtar orta konumdaysa, anahtar açık olur.
Aşağıda, bir anahtara bağlı 2 adet fırçalanmış motoru gösteren bir kablo şeması vardır.
Bir rockçı anahtarının arka tarafından bir aktarım kanalı oluşturma şeması aşağıda gösterilmiştir
hangisi daha pahalı, fırçalanmış ya da brushless motor
Genel olarak, brushless DC motorlar, fırçalanmış DC motorlarından daha pahalıdır. Maliyet farkı, elektronik denetleyici (ESC) ve Hall Etkisi algılayıcıları gibi ek bileşenler gerektiren, fırçasız motor sisteminin karmaşıklığına bağlanabilir. ESC ve sensörler, daha karmaşık motorlar için gerekli olan daha gelişmiş üretim süreci gibi, sistemin maliyetine de ilave olarak eklenir.
Ancak, daha yüksek ön ödeme maliyetlerine rağmen, daha yüksek verimlilik, daha uzun yaşam süresi ve yüksek hızlı ve yüksek tork uygulamaları başta olmak üzere, daha yüksek verimlilik, daha uzun yaşam süresi ve daha iyi performans da dahil olmak üzere, fırçasız motorlar üzerinde sık sık birçok avantaj sunuyor. Sonuç olarak, daha yüksek düzeyde brushless motorlar daha düşük işletim maliyetleri ve gelişmiş güvenilirlikleriyle göreli olarak dengelenebilir.
Sonuç olarak, fırçasız ve fırçasız motorların maliyeti, belirli uygulama ve gereksinimlere göre değişiklik gösterir. Brushless motorlar genelde çok daha pahalı olur, ama daha uzun yaşam süresi ve daha yüksek verimlilik sunabilirler. Fırçalanmış motorlar, gündüzleri günlük tip uygulamaları için idealdir ve kısa süre içinde elektrik akımı olmayan kişiler için idealdir. Elektrikli arabalar ve çok uzun yaşam sürelerinin gerekli olduğu diğer sistemler için kullanılan fırçasız motorlar bulabilirsiniz (onlarca yıl), fakat bunun dışında, Brush motorlar motor pazarının %95 'ini oluşturan motorlar bulacaktır.
Doğrusal Acturatörlerimize bakın.