Matēts līdzstrāvas motors: joprojām ir ļoti dzīvotspējīgs risinājums

Bezsuku līdzstrāvas un pakāpju motoriem var pievērst lielāku uzmanību nekā klasiskajam matētam līdzstrāvas motoram, taču pēdējais dažos gadījumos var būt labāka izvēle.

Lielākā daļa dizaineru, kas vēlas izvēlēties mazu līdzstrāvas motoru — parasti ar mazāku vai daļēju zirgspēku vienību, parasti sākotnēji aplūko tikai divas iespējas: bezsuku līdzstrāvas (BLDC) motoru vai pakāpju motoru.Kuru izvēlēties, ir atkarīgs no lietojumprogrammas, jo BDLC parasti ir labāks nepārtrauktai kustībai, savukārt pakāpju motors ir labāk piemērots pozicionēšanai, turp un atpakaļ un apturēšanas/sākšanas kustībai.Katrs motora tips var nodrošināt nepieciešamo veiktspēju ar pareizo kontrolleri, kas var būt IC vai modulis atkarībā no motora izmēra un specifikas.Šos motorus var darbināt ar “viedajām ierīcēm”, kas iegultas īpašās kustības vadības IC, vai procesoru ar iegultu programmaparatūru.

Taču apskatiet šo BLDC motoru pārdevēju piedāvājumus, un jūs redzēsiet, ka viņi gandrīz vienmēr piedāvā arī matētus līdzstrāvas (BDC) motorus, kas ir bijuši "mūžīgi".Šim motora izkārtojumam ir sena un iedibināta vieta elektriski piedziņas dzinējspēka vēsturē, jo tā bija pirmā jebkāda veida elektromotora konstrukcija.Desmitiem miljonu šo suku motoru katru gadu izmanto nopietnām, nenozīmīgām vajadzībām, piemēram, automašīnām.

Pirmās neapstrādātās suku motoru versijas tika izstrādātas 1800. gadu sākumā, taču pat neliela, noderīga motora darbināšana bija sarežģīta.To darbināšanai nepieciešamie ģeneratori vēl nebija izstrādāti, un pieejamajiem akumulatoriem bija ierobežota jauda, ​​lieli izmēri, un tie joprojām bija kaut kā “jāpapildina”.Galu galā šīs problēmas tika pārvarētas.Līdz 1800. gadu beigām tika uzstādīti un vispārēji izmantoti matēti līdzstrāvas motori, kuru jauda sasniedza desmitiem un simtiem zirgspēku;daudzi tiek izmantoti arī mūsdienās.

Pamata matēta līdzstrāvas motora darbībai nav nepieciešama “elektronika”, jo tā ir paškomutējoša ierīce.Darbības princips ir vienkāršs, kas ir viens no tā tikumiem.Matētais līdzstrāvas motors izmanto mehānisku komutāciju, lai pārslēgtu rotora magnētiskā lauka (ko sauc arī par armatūru) polaritāti pret statoru.Turpretim statora magnētisko lauku attīsta vai nu elektromagnētiskās spoles (vēsturiski), vai moderni, spēcīgi pastāvīgie magnēti (daudzām mūsdienu iekārtām) (1. attēls).


1. attēls. Tradicionālais matēts līdzstrāvas motors balstās uz mehānisku komutāciju, izmantojot suku, lai pārslēgtu rotora magnētiskā lauka polaritāti, tādējādi izraisot nepārtrauktu rotācijas kustību.(Attēls:HPI Racing A/S)

Mijiedarbība un atkārtota magnētiskā lauka maiņa starp rotora spolēm uz armatūras un statora fiksēto lauku izraisa nepārtrauktu rotācijas kustību.Komutācijas darbība, kas maina rotora lauku, tiek veikta, izmantojot fiziskus kontaktus (ko sauc par sukām), kas pieskaras armatūras spolēm un nodrošina jaudu.Motora griešanās nodrošina ne tikai vēlamo mehānisko kustību, bet arī rotora spoles polaritātes pārslēgšanu, kas nepieciešama, lai izraisītu pievilcību/atgrūšanos attiecībā pret fiksēto statora lauku – atkal nav nepieciešama elektronika, jo līdzstrāvas padeve tiek pievadīta tieši statora spoles tinumus (ja tādi ir) un sukas.

Pamata ātruma regulēšana tiek veikta, regulējot pielietoto spriegumu, taču tas norāda uz vienu no suku motora trūkumiem: zemāks spriegums samazina ātrumu (kas bija nolūks) un dramatiski samazina griezes momentu, kas parasti ir nevēlamas sekas.Mazu motora izmantošana, kas tiek darbināta tieši no līdzstrāvas sliedēm, parasti ir pieņemama tikai ierobežotos vai nekritiskos lietojumos, piemēram, darbinot mazas rotaļlietas un animētus displejus, īpaši, ja ir nepieciešama ātruma kontrole.

Turpretim bezsuku motoram ir virkne elektromagnētisko spoļu (stabu), kas fiksētas vietā ap korpusa iekšpusi, un augstas stiprības pastāvīgie magnēti ir piestiprināti pie rotējošās vārpstas (rotora) (2. attēls).Tā kā polus secīgi iedarbina vadības elektronika (elektroniskā komutācija – EC), magnētiskais lauks, kas ieskauj rotoru, griežas un tādējādi piesaista/atgrūž rotoru ar fiksētajiem magnētiem, kas ir spiests sekot laukam.


2. attēls. Bezsuku līdzstrāvas motors izmanto elektronisku komutāciju, lai pārslēgtu rotoru apkārtējo polu polaritāti.(Attēls:HPI Racing A/S)

Strāva, kas virza BLDC motora stabus, var būt kvadrātveida vilnis, taču tas ir neefektīvs un izraisa vibrāciju, tāpēc lielākajā daļā konstrukciju tiek izmantota slīpuma viļņu forma ar formu, kas pielāgota vēlamajai elektriskās efektivitātes un kustības precizitātes kombinācijai.Turklāt regulators var precīzi noregulēt enerģētisko viļņu formu, lai nodrošinātu ātru, bet vienmērīgu iedarbināšanu un apturēšanu bez pārsniegšanas un skaidras reakcijas uz mehāniskās slodzes pārejām.Ir pieejami dažādi vadības profili un trajektorijas, kas atbilst motora stāvoklim un ātrumam lietojumprogrammas vajadzībām.

 

Rediģēja Lisa


Izlikšanas laiks: 2021. gada 12. novembris