Ang brushed DC motor: Usa gihapon ka praktikal nga kapilian

Ang mga motor nga walay brush nga DC ug stepper mahimong makakuha og dugang nga atensyon kaysa sa klasiko nga brushed DC motor, apan ang ulahi mahimo pa nga usa ka mas maayo nga kapilian sa pipila nga mga aplikasyon.

Kadaghanan sa mga tigdesinyo nga nagtan-aw sa pagpili sa usa ka gamay nga DC motor - usa ka sub-o fractional-horsepower nga yunit, kasagaran - kasagaran nga tan-awon sa una sa duha ra nga kapilian: ang brushless DC (BLDC) nga motor o ang stepper motor.Kinsa ang pilion gibase sa aplikasyon, tungod kay ang BDLC sa kasagaran mas maayo alang sa padayon nga paglihok samtang ang stepper motor mas angay alang sa pagpoposisyon, balik-balik, ug paghunong / pagsugod sa paglihok.Ang matag matang sa motor makahatag sa gikinahanglan nga pasundayag gamit ang husto nga controller, nga mahimong usa ka IC o module depende sa gidak-on sa motor ug mga detalye.Kini nga mga motor mahimong mamaneho gamit ang mga "smart" nga na-embed sa gipahinungod nga motion-control ICs o usa ka processor nga adunay naka-embed nga firmware.

Apan tan-awa pag-ayo ang mga gitanyag sa mga namaligya sa kini nga mga BLDC nga mga motor, ug makita nimo nga sila hapit kanunay usab nagtanyag mga brushed DC (BDC) nga motor, nga naglibot sa "kahangturan."Kini nga kahikayan sa motor adunay usa ka taas ug malig-on nga lugar sa kasaysayan sa gahum sa motibo nga gipadagan sa elektrisidad, tungod kay kini ang una nga disenyo sa de-koryenteng motor sa bisan unsang klase.Napulo ka milyon niining mga brushed motor ang gigamit kada tuig alang sa seryoso, dili importante nga mga aplikasyon sama sa mga sakyanan.

Ang unang krudo nga mga bersyon sa brushed nga mga motor gimugna sa sayong bahin sa 1800s apan ang pagpaandar bisan sa gamay nga mapuslanong motor lisud.Ang mga generator nga gikinahanglan sa pagpaandar niini wala pa maugmad, ug ang anaa nga mga baterya adunay limitado nga kapasidad, dako nga gidak-on, ug kinahanglan pa nga "mapuno" sa bisan unsang paagi.Sa ngadtongadto, kini nga mga problema nabuntog.Sa ulahing bahin sa 1800s, ang mga brushed DC nga mga motor gikan sa napulo ug gatusan ka horsepower ang na-install ug sa kinatibuk-ang paggamit;daghan gihapon ang gigamit karon.

Ang batakang brushed DC motor wala magkinahanglan og "electronics" nga molihok, tungod kay kini usa ka self-commutating device.Ang prinsipyo sa operasyon yano, nga usa sa mga hiyas niini.Ang brushed DC motor naggamit mekanikal nga commutation aron mabalhin ang polarity sa rotor's magnetic field (gitawag usab nga armature) batok sa stator.Sa kasukwahi, ang magnetic field sa stator gihimo pinaagi sa electromagnetic coils (sa kasaysayan) o moderno, gamhanan nga permanenteng magnet (alang sa daghang mga pagpatuman karon) (Figure 1).


Fig 1: Ang tradisyonal nga brushed DC motor nagsalig sa mekanikal nga commutation pinaagi sa brushed aron mabalhin ang polarity sa magnetic field sa rotor, sa ingon nag-aghat sa padayon nga rotary motion.(Hulagway:HPI Racing A/S)

Ang interaksyon ug balik-balik nga pagbag-o sa magnetic field tali sa rotor coils sa armature ug fixed field sa stator hinungdan sa padayon nga rotary motion.Ang commutation nga aksyon nga nagbalikbalik sa rotor field nahimo pinaagi sa pisikal nga mga kontak (gitawag nga mga brush), nga makahikap ug magdala og gahum sa armature coils.Ang rotation sa motor dili lamang naghatag sa gitinguha nga mekanikal nga paglihok apan usab ang pagbalhin sa polarity sa rotor coil nga gikinahanglan aron maaghat ang atraksyon / pagbalibad nga may kalabotan sa pirmi nga stator field - usab, wala’y kinahanglan nga elektroniko, tungod kay ang suplay sa DC direkta nga gigamit sa stator coil windings (kon aduna man) ug ang mga brush.

Ang sukaranan nga pagkontrol sa tulin nahimo pinaagi sa pag-adjust sa gipadapat nga boltahe, apan kini nagpunting sa usa sa mga kakulangan sa brushed motor: ang ubos nga boltahe nagpamenos sa katulin (nga mao ang katuyoan) ug mahinuklugong makunhuran ang torque, nga kasagaran usa ka dili gusto nga sangputanan.Ang paggamit sa usa ka brushed motor nga direkta nga gipaandar gikan sa DC rails sa kasagaran madawat lamang sa limitado o dili kritikal nga mga aplikasyon sama sa pag-operate sa gagmay nga mga dulaan ug mga animated nga mga pasundayag, ilabi na kung gikinahanglan ang kontrol sa tulin.

Sa kasukwahi, ang brushless motor adunay usa ka han-ay sa mga electromagnetic coils (mga poste) nga gipahimutang sa palibot sa housing interior, ug ang taas nga kusog nga permanenteng magnet ang gilakip sa rotating shaft (ang rotor) (Figure 2).Ingon nga ang mga poste gipakusog sa pagkasunod-sunod pinaagi sa mga kontrol nga elektroniko (electronic commutation - EC), ang magnetic field nga naglibot sa rotor nagtuyok ug busa nagdani / nagsalikway sa rotor gamit ang mga naayos nga magnet, nga napugos sa pagsunod sa uma.


Fig 2: Ang brushless DC motor naggamit sa electronic commutation aron mabalhin ang polarity sa mga poste nga naglibot sa rotor.(Hulagway:HPI Racing A/S)

Ang kasamtangan nga nagmaneho sa mga poste sa motor sa BLDC mahimong usa ka square wave, apan kana dili episyente ug nag-aghat sa pagkurog, mao nga kadaghanan sa mga disenyo naggamit sa usa ka ramping waveform nga adunay porma nga gipahaum alang sa gitinguha nga kombinasyon sa electrical efficiency ug motion precision.Dugang pa, mahimo’g maayo sa controller ang makapadasig nga waveform alang sa paspas apan hapsay nga pagsugod ug paghunong nga wala’y overshoot ug presko nga tubag sa mekanikal nga mga transient sa pagkarga.Ang lainlaing mga profile sa pagkontrol ug mga trajectory magamit nga motugma sa posisyon sa motor ug tulin sa mga panginahanglanon sa aplikasyon.

 

Gi-edit ni Lisa


Oras sa pag-post: Nob-12-2021