ประเภทของมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน อะไรคือความแตกต่างระหว่างมอเตอร์แบบมีแปรงและแบบไม่มีแปรง? ปัญหามอเตอร์สะสม

ในบทความนี้ เราอยากจะพูดถึงวิธีที่เราสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าตั้งแต่เริ่มต้น ตั้งแต่แนวคิดและต้นแบบแรกไปจนถึงมอเตอร์ที่ผ่านการทดสอบทั้งหมด หากบทความนี้ดูน่าสนใจสำหรับคุณ เราจะแยกรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้นตอนของงานของเราที่คุณสนใจมากที่สุด

ในภาพจากซ้ายไปขวา: โรเตอร์, สเตเตอร์, ชุดมอเตอร์บางส่วน, ชุดมอเตอร์

บทนำ

ทุกวันนี้ ต้องขอบคุณการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่และการเกิดขึ้นของแม่เหล็กอันทรงพลังจากโลหะแรร์เอิร์ธ จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างมอเตอร์ไฟฟ้า "ไร้แปรงถ่าน" ที่มีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบาในเวลาเดียวกัน ในขณะเดียวกัน เนื่องจากความเรียบง่ายของการออกแบบ มอเตอร์เหล่านี้จึงเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าที่น่าเชื่อถือที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา เกี่ยวกับการสร้างมอเตอร์ดังกล่าวและจะกล่าวถึงในบทความนี้

คำอธิบายมอเตอร์

เราพิมพ์มอเตอร์ดังกล่าวตัวแรกบนเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อทดลอง แทนที่จะใช้แผ่นพิเศษที่ทำจากเหล็กไฟฟ้า เราใช้พลาสติกธรรมดาสำหรับตัวเรือนโรเตอร์และแกนสเตเตอร์ที่ขดลวดทองแดง แม่เหล็กนีโอไดเมียมของส่วนสี่เหลี่ยมได้รับการแก้ไขบนโรเตอร์ โดยธรรมชาติแล้วมอเตอร์ดังกล่าวไม่สามารถออกได้ พลังสูงสุด. อย่างไรก็ตาม มันก็เพียงพอแล้วสำหรับมอเตอร์ที่จะหมุนได้ถึง 20k รอบต่อนาที หลังจากนั้นพลาสติกก็ทนไม่ไหว และโรเตอร์ของมอเตอร์ก็ขาดออกจากกัน และแม่เหล็กก็กระจัดกระจายไปทั่ว การทดลองนี้เป็นแรงบันดาลใจให้เราสร้างเครื่องยนต์ที่เต็มเปี่ยม

ต้นแบบหลายต้น

เราสร้างโรเตอร์ของมอเตอร์ใหม่จากแม่เหล็กนีโอไดเมียมรูปทรงกระบอกเดียว แม่เหล็กติดกาวด้วยอีพ็อกซี่กับด้ามกลึงจากเหล็กกล้าเครื่องมือในโรงงานนำร่อง

เราตัดสเตเตอร์ด้วยเลเซอร์จากชุดแผ่นเหล็กหม้อแปลงหนา 0.5 มม. จากนั้นแต่ละจานก็เคลือบเงาอย่างระมัดระวัง จากนั้นจึงทำการติดกาวสเตเตอร์ที่เสร็จแล้วเข้าด้วยกันจากจานประมาณ 50 แผ่น เพลตถูกเคลือบเงาเพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรระหว่างแผ่นทั้งสอง และเพื่อแยกการสูญเสียพลังงานเนื่องจากกระแสฟูโกต์ที่อาจเกิดขึ้นในสเตเตอร์

ตัวเรือนมอเตอร์ทำจากชิ้นส่วนอะลูมิเนียมสองชิ้นในรูปของภาชนะ สเตเตอร์แน่น เคสอลูมิเนียมและยึดติดกับผนังได้ดี การออกแบบนี้ให้ ระบายความร้อนได้ดีเครื่องยนต์.

การวัดประสิทธิภาพ

องค์ประกอบหลักของขาตั้งเป็นภาระหนักในรูปแบบของเครื่องซักผ้า ในระหว่างการวัด มอเตอร์จะหมุนภาระที่กำหนดและ ความเร็วเชิงมุมและความเร่ง คำนวณกำลังขับและแรงบิดของมอเตอร์

เพื่อวัดความเร็วของการหมุนของโหลด แม่เหล็กคู่หนึ่งบนเพลาและแม่เหล็ก เซ็นเซอร์ดิจิตอล A3144 ขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ห้องโถง แน่นอน มันเป็นไปได้ที่จะวัดการหมุนรอบด้วยพัลส์โดยตรงจากขดลวดของมอเตอร์ตั้งแต่ มอเตอร์นี้เป็นแบบซิงโครนัส อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกที่มีเซ็นเซอร์มีความน่าเชื่อถือมากกว่าและจะทำงานแม้ที่ความเร็วต่ำมาก ซึ่งพัลส์จะไม่สามารถอ่านได้

นอกจากการปฏิวัติ สแตนด์ของเราสามารถวัดพารามิเตอร์ที่สำคัญอีกหลายตัว:

• จ่ายกระแสไฟ (สูงถึง 30A) โดยใช้เซ็นเซอร์ปัจจุบันตามเอฟเฟกต์ฮอลล์ ACS712;
• แรงดันไฟฟ้า วัดโดยตรงผ่าน ADC ของไมโครคอนโทรลเลอร์ ผ่านตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า
• อุณหภูมิภายใน/ภายนอกมอเตอร์ อุณหภูมิวัดโดยใช้ความต้านทานความร้อนของเซมิคอนดักเตอร์

ด้วยเหตุนี้ ขาตั้งของเราสามารถวัดคุณลักษณะของมอเตอร์ต่อไปนี้ได้ตลอดเวลา:

• บริโภคในปัจจุบัน;
• แรงดันไฟฟ้าที่ใช้;
• การใช้พลังงาน;
• กำลังขับ;
• การหมุนเพลา
• ชั่วขณะบนเพลา
• พลังงานที่ทิ้งไว้ในความร้อน
• อุณหภูมิภายในมอเตอร์

ผลการทดสอบ

จากนั้นมอเตอร์ของเราก็ได้รับการทดสอบแล้ว โดยธรรมชาติแล้ว เขาสามารถแสดงประสิทธิภาพที่ดีขึ้น (65% เทียบกับ 45%) และในขณะเดียวกันก็แสดงประสิทธิภาพได้ดีกว่า (1200 เทียบกับ 250 กรัมต่อซม.) มากกว่า มอเตอร์ธรรมดา. การวัดอุณหภูมิยังให้เพียงพอ ผลลัพธ์ที่ดีในระหว่างการทดสอบ มอเตอร์ไม่ร้อนเกิน 80 องศา

แต่เมื่อ ช่วงเวลานี้การวัดยังไม่สิ้นสุด เราไม่สามารถวัดมอเตอร์ในช่วง RPM ทั้งหมดได้เนื่องจากข้อจำกัดของแหล่งจ่ายไฟ นอกจากนี้เรายังต้องเปรียบเทียบมอเตอร์ของเรากับมอเตอร์ที่คล้ายกันของคู่แข่งและทดสอบ "ในสนามรบ" ในการแข่งรถ รถบังคับวิทยุและแข่งขัน

แน่นอนว่าผู้เริ่มต้นทุกคนที่เชื่อมโยงชีวิตของเขากับโมเดลไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยคลื่นวิทยุหลังจากศึกษาไส้ติ่งอย่างละเอียดแล้วมีคำถาม นักสะสม (แปรง) คืออะไรและ? อันไหนดีกว่าที่จะใส่ในรุ่นไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยวิทยุของคุณ?

มอเตอร์แบบมีแปรงซึ่งมักใช้ในการจ่ายไฟในรุ่นไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยคลื่นวิทยุมีสายไฟขาออกเพียงสองเส้นเท่านั้น หนึ่งในนั้นคือ "+" อีกอันคือ "-" ในทางกลับกันพวกเขาจะเชื่อมต่อกับตัวควบคุมความเร็ว เมื่อถอดประกอบมอเตอร์สะสมคุณจะพบแม่เหล็กโค้ง 2 อันเสมอเพลาพร้อมกับสมอซึ่งมีเกลียวทองแดง (ลวด) พันอยู่โดยมีเฟืองอยู่ด้านหนึ่งของเพลาและอีกด้านหนึ่ง เป็นตัวสะสมที่ประกอบขึ้นจากเพลตซึ่งประกอบด้วยทองแดงบริสุทธิ์

หลักการทำงานของมอเตอร์สะสม

กระแสไฟฟ้า (DC หรือกระแสตรง) ที่ไหลไปยังขดลวดกระดอง (ขึ้นอยู่กับจำนวนของมันในการเลี้ยวแต่ละอัน) จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในนั้นซึ่งมีขั้วใต้อยู่ด้านหนึ่งและขั้วเหนืออยู่อีกด้านหนึ่ง

หลายคนรู้ดีว่าถ้าเอาแม่เหล็ก 2 อันมาติด เสาที่มีชื่อเดียวกันซึ่งกันและกันพวกเขาจะไม่มารวมกันเพื่ออะไรและหากพวกเขาแนบชื่อที่ตรงกันข้ามพวกเขาจะเกาะติดกันเพื่อไม่ให้แยกจากกัน

ดังนั้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในขดลวดกระดองใด ๆ ที่ทำปฏิกิริยากับแต่ละขั้วของแม่เหล็กสเตเตอร์ ขับเคลื่อน (หมุน) ตัวเกราะเอง นอกจากนี้ กระแสจะไหลผ่านตัวสะสมและแปรงไปยังขดลวดถัดไป และตามลำดับ ผ่านจากขดลวดกระดองหนึ่งไปยังอีกอันหนึ่งตามลำดับ เพลามอเตอร์จะหมุนพร้อมกับกระดอง แต่ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับมัน

ในมอเตอร์สะสมมาตรฐาน กระดองมีสามขั้ว (สามขดลวด) - ทำเพื่อให้เครื่องยนต์ไม่ "เกาะติด" ในตำแหน่งเดียว

ข้อเสียของมอเตอร์สะสม

ด้วยตัวเองมอเตอร์ตัวรวบรวมทำงานได้ดีกับงานของพวกเขา แต่นี่เป็นเพียงช่วงเวลาที่จำเป็นต้องได้รับความเร็วสูงสุดที่เป็นไปได้จากพวกเขาที่เอาต์พุต มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับแปรงที่กล่าวถึงข้างต้น เนื่องจากพวกมันจะสัมผัสใกล้ชิดกับนักสะสมเสมอ ดังนั้น ความเร็วสูงแรงเสียดทานเกิดขึ้นที่จุดที่สัมผัสซึ่งในอนาคตจะทำให้ทั้งสองสึกหรออย่างรวดเร็วและต่อมานำไปสู่การสูญเสียพลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ เครื่องยนต์. นี่เป็นข้อเสียเปรียบที่สำคัญที่สุดของมอเตอร์ดังกล่าวซึ่งทำให้คุณสมบัติเชิงบวกทั้งหมดเป็นโมฆะ

หลักการทำงานของมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

ในทางกลับกัน มอเตอร์ประเภทนี้ไม่มีทั้งแปรงและตัวสะสม แม่เหล็กในนั้นตั้งอยู่รอบ ๆ เพลาอย่างเคร่งครัดและทำหน้าที่เป็นโรเตอร์ ขดลวดที่มีขั้วแม่เหล็กอยู่แล้วหลายอันอยู่แล้ว มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ที่เรียกว่า (เซ็นเซอร์) บนโรเตอร์ของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านซึ่งจะควบคุมตำแหน่งและส่งข้อมูลนี้ไปยังโปรเซสเซอร์ที่ทำงานร่วมกับตัวควบคุมความเร็วในการหมุน (การแลกเปลี่ยนข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของโรเตอร์เกิดขึ้นมากกว่า 100 ครั้งต่อวินาที) เป็นผลให้เราได้รับมากขึ้น การทำงานที่ราบรื่นตัวมอเตอร์เองอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านสามารถมีเซ็นเซอร์ (เซ็นเซอร์) และไม่มีก็ได้ การไม่มีเซ็นเซอร์จะลดประสิทธิภาพของมอเตอร์ลงเล็กน้อย ดังนั้นการไม่มีเซ็นเซอร์จึงไม่น่าจะทำให้ผู้เริ่มต้นผิดหวัง แต่ในทางกลับกัน ป้ายราคาจะทำให้คุณประหลาดใจ มันง่ายที่จะแยกความแตกต่างออกจากกัน สำหรับมอเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์ นอกจากสายไฟแบบหนา 3 เส้นแล้ว ยังมีสายบางๆ ที่ต่อไปยังตัวควบคุมความเร็วอีกด้วย มันไม่คุ้มค่าที่จะไล่ตามมอเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์สำหรับทั้งมือใหม่และมือสมัครเล่นเพราะมีเพียงมืออาชีพเท่านั้นที่จะชื่นชมศักยภาพของพวกเขาและส่วนที่เหลือก็จะจ่ายมากเกินไปและอย่างมาก

ข้อดีของมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

แทบไม่มีชิ้นส่วนสึกหรอ เหตุใดจึง "เกือบ" เนื่องจากเพลาโรเตอร์ติดตั้งอยู่บนตลับลูกปืน ซึ่งในทางกลับกัน มีแนวโน้มสึกหรอ แต่ทรัพยากรมีขนาดใหญ่มาก และความสามารถในการเปลี่ยนแทนกันได้ง่ายมาก มอเตอร์เหล่านี้มีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพมาก ติดตั้งเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์แล้ว สำหรับมอเตอร์สะสม การทำงานของแปรงมักจะเกิดประกายไฟ ซึ่งต่อมาทำให้เกิดการรบกวนการทำงานของอุปกรณ์วิทยุ ดังนั้นสำหรับนักสะสมอย่างที่คุณเข้าใจแล้วปัญหาเหล่านี้จึงถูกแยกออกจากกัน ไม่มีแรงเสียดทาน ไม่ร้อนเกินไป ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเช่นกัน เมื่อเทียบกับ มอเตอร์สะสมไม่ต้องการ บริการเสริมระหว่างดำเนินการ

ข้อเสียของมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

มอเตอร์เหล่านี้มีเพียงหนึ่งลบ นี่คือราคา แต่ถ้าคุณมองจากอีกด้านหนึ่งและคำนึงถึงความจริงที่ว่าการดำเนินการนั้นทำให้เจ้าของเป็นอิสระจากปัญหาเช่นการเปลี่ยนสปริง, พุก, แปรง, ตัวสะสมในทันที คุณสามารถให้ความสำคัญกับอันหลังได้อย่างง่ายดาย

เครื่องใช้ในครัวเรือนและทางการแพทย์ การสร้างแบบจำลองทางอากาศ ไดรฟ์ปิดท่อสำหรับท่อส่งก๊าซและน้ำมัน - อยู่ไกลจากนี้ รายการทั้งหมดแอปพลิเคชั่น ปีศาจ มอเตอร์สับเปลี่ยน(DB) ดีซี. เรามาดูอุปกรณ์และหลักการทำงานของไดรฟ์ไฟฟ้าเครื่องกลเหล่านี้เพื่อให้เข้าใจข้อดีและข้อเสียของไดรฟ์เหล่านี้มากขึ้น

ข้อมูลทั่วไป อุปกรณ์ ขอบเขต

เหตุผลหนึ่งที่ให้ความสนใจ DB คือความต้องการไมโครมอเตอร์ความเร็วสูงที่เพิ่มขึ้นพร้อมการวางตำแหน่งที่แม่นยำ โครงสร้างภายในของไดรฟ์ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 2

อย่างที่คุณเห็น การออกแบบคือโรเตอร์ (กระดอง) และสเตเตอร์ อันแรกมีแม่เหล็กถาวร (หรือแม่เหล็กหลายอันเรียงตามลำดับ) และอันที่สองติดตั้งคอยล์ (B) เพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก

เป็นที่น่าสังเกตว่ากลไกแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งกับสมอภายใน (การก่อสร้างประเภทนี้สามารถดูได้ในรูปที่ 2) หรือภายนอก (ดูรูปที่ 3)

ดังนั้น การออกแบบแต่ละแบบจึงมีขอบเขตเฉพาะ อุปกรณ์ที่มีกระดองภายในมี ความเร็วสูงการหมุนจึงใช้ในระบบทำความเย็นเช่น โรงไฟฟ้าโดรน เป็นต้น ไดรฟ์โรเตอร์ภายนอกใช้ในตำแหน่งที่ต้องการอย่างแม่นยำและทนต่อแรงบิดเกินพิกัด (หุ่นยนต์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่อง CNC ฯลฯ)

หลักการทำงาน

ต่างจากไดรฟ์อื่นๆ เช่น เครื่องอะซิงโครนัส กระแสสลับสำหรับการทำงานของ DB จำเป็นต้องมีตัวควบคุมพิเศษซึ่งเปิดขดลวดในลักษณะที่เวกเตอร์ของสนามแม่เหล็กของกระดองและสเตเตอร์ตั้งฉากกัน อันที่จริงแล้ว อุปกรณ์ไดรเวอร์จะควบคุมแรงบิดที่กระทำต่อเกราะ DB กระบวนการนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในรูปที่ 4

อย่างที่คุณเห็น สำหรับการเคลื่อนที่ของกระดองแต่ละครั้ง จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนค่าบางอย่างในขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์แบบไม่มีแปรง หลักการทำงานนี้ไม่อนุญาตให้ควบคุมการหมุนที่ราบรื่น แต่ทำให้สามารถรับโมเมนตัมได้อย่างรวดเร็ว

ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์แบบมีแปรงและแบบไม่มีแปรง

ไดรฟ์ประเภทตัวรวบรวมแตกต่างจาก DB as คุณสมบัติการออกแบบ(ดูรูปที่ 5.) และหลักการทำงาน

พิจารณา ความแตกต่างในการออกแบบ. รูปที่ 5 แสดงว่าโรเตอร์ (1 ในรูปที่ 5) ของมอเตอร์ประเภทตัวสะสมซึ่งแตกต่างจากมอเตอร์แบบไม่มีแปรงซึ่งมีขดลวดซึ่ง วงจรง่ายๆขดลวดและแม่เหล็กถาวร (โดยปกติคือสอง) ติดตั้งอยู่บนสเตเตอร์ (2 ในรูปที่ 5) นอกจากนี้ยังมีการติดตั้งตัวสะสมบนเพลาซึ่งมีการเชื่อมต่อแปรงซึ่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับขดลวดกระดอง

อธิบายหลักการทำงานโดยย่อ เครื่องสะสม. เมื่อแรงดันถูกนำไปใช้กับขดลวดตัวใดตัวหนึ่ง มันจะตื่นเต้นและเกิดสนามแม่เหล็กขึ้น มันโต้ตอบกับแม่เหล็กถาวร ซึ่งทำให้อาร์เมเจอร์และตัวสะสมที่วางอยู่บนมันหมุน เป็นผลให้มีการจ่ายพลังงานให้กับขดลวดอีกอันหนึ่งและวงจรจะเกิดซ้ำ

ความถี่ของการหมุนของเกราะของการออกแบบนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มของสนามแม่เหล็กโดยตรง ซึ่งในทางกลับกัน จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้า นั่นคือการเพิ่มหรือลดความเร็วก็เพียงพอที่จะเพิ่มหรือลดระดับพลังงาน และการย้อนกลับจำเป็นต้องเปลี่ยนขั้ว วิธีการควบคุมนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมพิเศษ เนื่องจากตัวควบคุมการเดินทางสามารถสร้างโดยใช้ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ และสวิตช์ทั่วไปจะทำงานเป็นอินเวอร์เตอร์

เราได้พิจารณาคุณสมบัติการออกแบบของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านในส่วนที่แล้ว อย่างที่คุณจำได้ การเชื่อมต่อของพวกเขาต้องการตัวควบคุมพิเศษ โดยที่พวกเขาจะไม่ทำงาน ด้วยเหตุผลเดียวกัน มอเตอร์เหล่านี้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ได้

ควรสังเกตด้วยว่าในไดรฟ์บางตัว ประเภทนี้เพื่อการควบคุมที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ตำแหน่งโรเตอร์จะถูกตรวจสอบโดยใช้เซ็นเซอร์ Hall สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของมอเตอร์แบบไม่มีแปรงอย่างมีนัยสำคัญ แต่นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของต้นทุนของการออกแบบที่มีราคาแพงอยู่แล้ว

จะสตาร์ทมอเตอร์แบบไม่มีแปรงได้อย่างไร?

เพื่อให้ไดรฟ์ประเภทนี้ทำงานได้ จำเป็นต้องมีคอนโทรลเลอร์พิเศษ (ดูรูปที่ 6) หากไม่มีมัน การเปิดตัวก็เป็นไปไม่ได้

การประกอบอุปกรณ์ดังกล่าวไม่สมเหตุสมผลเลยการซื้ออุปกรณ์สำเร็จรูปจะถูกกว่าและเชื่อถือได้มากกว่า มารับได้ทาง ลักษณะดังต่อไปนี้, ลักษณะของไดรเวอร์ช่องสัญญาณ PWM:

• กระแสไฟสูงสุดที่อนุญาต คุณลักษณะนี้มีให้สำหรับการทำงานปกติของอุปกรณ์ บ่อยครั้งที่ผู้ผลิตระบุพารามิเตอร์นี้ในชื่อรุ่น (เช่น Phoenix-18) ในบางกรณี ค่าที่กำหนดสำหรับโหมดพีค ซึ่งคอนโทรลเลอร์สามารถคงไว้เป็นเวลาหลายวินาที
• แรงดันไฟระบุสูงสุดสำหรับการทำงานต่อเนื่อง
• ความต้านทานของวงจรภายในของคอนโทรลเลอร์
• จำนวนรอบที่อนุญาต ระบุเป็นรอบต่อนาที เหนือค่านี้ คอนโทรลเลอร์จะไม่อนุญาตให้เพิ่มการหมุน (ข้อจำกัดถูกนำไปใช้ในระดับซอฟต์แวร์) โปรดทราบว่าความเร็วจะได้รับเสมอสำหรับไดรฟ์ 2 ขั้ว หากมีคู่ขั้วมากกว่า ให้หารค่าด้วยจำนวนของมัน ตัวอย่างเช่น มีการระบุหมายเลข 60000 รอบต่อนาที ดังนั้นสำหรับ 6 มอเตอร์แม่เหล็กความเร็วในการหมุนจะเท่ากับ 60000/3=20000 prm
• ความถี่ของพัลส์ที่สร้างขึ้นสำหรับคอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่ พารามิเตอร์นี้อยู่ในช่วงตั้งแต่ 7 ถึง 8 kHz ขึ้นไป โมเดลราคาแพงอนุญาตให้คุณตั้งโปรแกรมพารามิเตอร์ใหม่โดยเพิ่มเป็น 16 หรือ 32 kHz

โปรดทราบว่าคุณลักษณะสามประการแรกจะกำหนดความจุของฐานข้อมูล

การควบคุมมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น การสับเปลี่ยนของขดลวดของไดรฟ์ถูกควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อกำหนดว่าเมื่อใดควรเปลี่ยน คนขับจะตรวจสอบตำแหน่งของเกราะโดยใช้เซ็นเซอร์ Hall หากไดรฟ์ไม่ได้ติดตั้งเครื่องตรวจจับดังกล่าว แรงเคลื่อนไฟฟ้ากลับซึ่งเกิดขึ้นในขดลวดสเตเตอร์ที่ไม่เชื่อมต่อ ตัวควบคุมซึ่งอันที่จริงเป็นความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้และกำหนดลำดับการสลับ

มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านสามเฟส

ฐานข้อมูลส่วนใหญ่ดำเนินการในรูปแบบสามเฟส ในการควบคุมไดรฟ์ดังกล่าว คอนโทรลเลอร์จะมีตัวแปลง แรงดันคงที่เป็นพัลส์สามเฟส (ดูรูปที่ 7)

เพื่ออธิบายวิธีการทำงาน มอเตอร์ไร้แปรงถ่านคุณควรพิจารณารูปที่ 4 ร่วมกับรูปที่ 7 ซึ่งจะแสดงขั้นตอนการทำงานของไดรฟ์ทั้งหมด ลองเขียนลงไป:

1. แรงกระตุ้นบวกถูกนำไปใช้กับคอยล์ "A" ในขณะที่แรงกระตุ้นเชิงลบถูกนำไปใช้กับ "B" ดังนั้นอาร์เมเจอร์จะเคลื่อนที่ เซ็นเซอร์จะบันทึกการเคลื่อนไหวและส่งสัญญาณสำหรับการเปลี่ยนครั้งต่อไป
2. คอยล์ "A" ถูกปิด และพัลส์บวกไปที่ "C" ("B" ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง) จากนั้นส่งสัญญาณไปยังพัลส์ชุดถัดไป
3. บน "C" - บวก "A" - ลบ
4. คู่ของ "B" และ "A" ทำงานซึ่งได้รับแรงกระตุ้นบวกและลบ
5. พัลส์บวกถูกนำไปใช้กับ "B" อีกครั้ง และพัลส์ลบกับ "C"
6. คอยล์ "A" เปิดอยู่ (มีให้ +) และพัลส์ลบซ้ำบน "C" จากนั้นวงจรจะทำซ้ำ

ในความเรียบง่ายที่ชัดเจนของการจัดการมีปัญหามากมาย ไม่เพียงแต่จำเป็นต้องติดตามตำแหน่งของสมอเท่านั้นเพื่อผลิต ชุดต่อไปพัลส์และควบคุมความเร็วในการหมุนโดยการปรับกระแสในขดลวด นอกจากนี้ คุณควรเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเร่งความเร็วและการชะลอตัว นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่าคอนโทรลเลอร์จะต้องติดตั้งบล็อกที่ให้คุณควบคุมการทำงานของมันได้ การปรากฏตัวของอุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่นดังกล่าวสามารถเห็นได้ในรูปที่ 8

ข้อดีข้อเสีย

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านมีข้อดีหลายประการ กล่าวคือ:

• อายุการใช้งานยาวนานกว่าของสะสมทั่วไปมาก
• ประสิทธิภาพสูง.
• สายความเร็ว ความเร็วสูงสุดการหมุน
• มันมีพลังมากกว่าซีดี
• การไม่มีประกายไฟระหว่างการทำงานช่วยให้สามารถใช้ไดรฟ์ในสภาวะที่เป็นอันตรายจากไฟไหม้ได้
• ไม่จำเป็นต้องระบายความร้อนเพิ่มเติม
• ใช้งานง่าย

ทีนี้มาดูข้อเสียกัน ข้อเสียที่สำคัญซึ่งจำกัดการใช้ฐานข้อมูล - ค่อนข้างมาก ราคาสูง(รวมราคาคนขับด้วย) ท่ามกลางความไม่สะดวกคือความเป็นไปไม่ได้ในการใช้ฐานข้อมูลโดยไม่มีไดรเวอร์ แม้แต่การเปิดใช้งานในระยะสั้น เช่น เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพ การซ่อมแซมปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากจำเป็นต้องกรอกลับ

นี่คือมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับชนิดหนึ่ง ซึ่งชุดแปรงสะสมจะถูกแทนที่ด้วยสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์แบบไม่สัมผัสที่ควบคุมโดยเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์ บางครั้งคุณสามารถหาคำย่อได้: BLDC เป็นมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่าน เพื่อความเรียบง่าย ฉันจะเรียกมันว่ามอเตอร์ไร้แปรงถ่านหรือเรียกง่ายๆ ว่า BC

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านค่อนข้างเป็นที่นิยมเนื่องจากมีลักษณะเฉพาะ: ไม่ วัสดุสิ้นเปลืองประเภทของแปรงไม่มีถ่านหิน / ฝุ่นโลหะจากแรงเสียดทานไม่มีประกายไฟ (และนี่คือทิศทางการระเบิดและไดรฟ์ / ปั๊มที่ปลอดภัยจากอัคคีภัย) ใช้ตั้งแต่พัดลมและปั๊มไปจนถึงไดรฟ์ที่มีความแม่นยำสูง
การใช้งานหลักในการสร้างแบบจำลองและการก่อสร้างสำหรับมือสมัครเล่น: เครื่องยนต์สำหรับรุ่นควบคุมด้วยคลื่นวิทยุ

ความหมายทั่วไปของมอเตอร์เหล่านี้คือสามเฟสและสามขดลวด (หรือหลายขดลวดเชื่อมต่อกันเป็นสามกลุ่ม) ซึ่งควบคุมโดยสัญญาณในรูปแบบของไซนัสหรือไซนัสโดยประมาณสำหรับแต่ละเฟส แต่มีการเปลี่ยนแปลงบ้าง รูปภาพแสดงภาพประกอบการทำงานของมอเตอร์สามเฟสที่ง่ายที่สุด

ดังนั้น หนึ่งในช่วงเวลาเฉพาะของการควบคุมมอเตอร์ BC คือการใช้ตัวควบคุม-ไดรเวอร์พิเศษ ซึ่งช่วยให้คุณปรับพัลส์กระแสและแรงดันสำหรับแต่ละเฟสบนขดลวดของมอเตอร์ได้ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะให้การทำงานที่เสถียรในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง สิ่งเหล่านี้เรียกว่าตัวควบคุม ESC

มอเตอร์ BC สำหรับอุปกรณ์ r / a มีหลายขนาดและหลายแบบ บางรุ่นที่ทรงพลังที่สุดคือรุ่น 22 มม. 36 มม. และ 40/42 มม. โดยการออกแบบจะมาพร้อมกับโรเตอร์ภายนอกและโรเตอร์ภายใน (Outrunner, Inrunner) อันที่จริงแล้วมอเตอร์ที่มีโรเตอร์ภายนอกไม่มีตัวเรือนแบบคงที่ (เสื้อเชิ้ต) และมีน้ำหนักเบา ตามกฎแล้วจะใช้ในโมเดลเครื่องบิน quadrocopters เป็นต้น
มอเตอร์ที่มีสเตเตอร์ภายนอกนั้นง่ายต่อการปิดผนึก สิ่งที่คล้ายคลึงกันนี้ใช้สำหรับโมเดล r / a ที่สัมผัสกับอิทธิพลภายนอกเช่นสิ่งสกปรก, ฝุ่น, ความชื้น: รถบักกี้, สัตว์ประหลาด, โปรแกรมรวบรวมข้อมูล, โมเดล r / a น้ำ)
ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ประเภท 3660 สามารถติดตั้งได้ง่ายในรถบักกี้หรือรถมอนสเตอร์มือสอง และสนุกไปกับมัน

ฉันยังสังเกตเลย์เอาต์ที่แตกต่างกันของสเตเตอร์เอง: มอเตอร์ 3660 มี 12 คอยส์ที่เชื่อมต่อในสามกลุ่ม
นี้ช่วยให้คุณได้รับช่วงเวลาสูงบนเพลา ดูเหมือนว่านี้


คอยล์เชื่อมต่อแบบนี้


หากคุณถอดแยกชิ้นส่วนมอเตอร์และถอดโรเตอร์ คุณจะเห็นขดลวดสเตเตอร์
นี่คือสิ่งที่อยู่ภายใน 3660 ซีรีส์


อีกรูป

มือสมัครเล่นใช้มอเตอร์แรงบิดสูงที่คล้ายกัน - in การออกแบบชั่วคราวที่ต้องการเครื่องยนต์หมุนรอบอันทรงพลังขนาดเล็ก พัดลมเหล่านี้อาจเป็นพัดลมประเภทเทอร์ไบน์ สปินเดิลของเครื่องจักรสำหรับมือสมัครเล่น ฯลฯ

ดังนั้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการติดตั้งในเครื่องสมัครเล่นสำหรับการเจาะและแกะสลัก จึงได้นำชุดมอเตอร์ไร้แปรงถ่านไปพร้อมกับตัวควบคุม ESC
GoolRC 3660 3800KV มอเตอร์แบบไม่มีแปรง พร้อม ESC 60A Metal Gear Servo 9.0kg Set


ข้อดีในชุดคือเซอร์โวขนาด 9 กก. ซึ่งสะดวกมากสำหรับผลิตภัณฑ์โฮมเมด

ข้อกำหนดทั่วไปเมื่อเลือกมอเตอร์มีดังต่อไปนี้:
- จำนวนรอบ / โวลต์อย่างน้อย 2,000 เนื่องจากมีการวางแผนที่จะใช้กับแหล่งกำเนิดแรงดันต่ำ (7.4 ... 12V)
- เส้นผ่านศูนย์กลางเพลา 5 มม. ฉันกำลังพิจารณาตัวเลือกที่มีเพลา 3.175 มม. (นี่คือชุดเครื่องยนต์ 24 เส้นผ่านศูนย์กลาง BC เช่น 2435) แต่แล้วฉันจะต้องซื้อคาร์ทริดจ์ ER11 ใหม่ มีตัวเลือกที่ทรงพลังยิ่งกว่า เช่น มอเตอร์ 4275 หรือ 4076 ที่มีเพลาขนาด 5 มม. แต่มีราคาแพงกว่าตามลำดับ

คุณสมบัติของ GoolRC 3660 มอเตอร์แบบไม่มีแปรง:
รุ่น: GoolRC 3660
กำลังไฟ: 1200W
แรงดันใช้งาน: สูงสุด 13V
จำกัดกระแส: 92A
รอบต่อโวลต์ (RPM/โวลต์): 3800KV
รอบการหมุนสูงสุด: สูงถึง 50000
เส้นผ่านศูนย์กลางตัวเรือน: 36mm
ความยาวเคส: 60mm
ความยาวเพลา: 17mm
เส้นผ่าศูนย์กลางเพลา: 5mm
ขนาดสกรูตั้ง: 6 ชิ้น * M3 (สั้น ผมใช้ M3 * 6)
ตัวเชื่อมต่อ: กล้วยเคลือบทอง 4 มม. ตัวผู้
การป้องกัน: ป้องกันฝุ่นและความชื้น

คุณสมบัติตัวควบคุม ESC:
รุ่น: GoolRC ESC 60A
กระแสไฟต่อเนื่อง: 60A
กระแสไฟสูงสุด: 320A
ใช้ได้ แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้: 2-3S Li-Po / 4-9S Ni-Mh Ni-Cd
บีอีซี: 5.8V/3A
ตัวเชื่อมต่อ (อินพุต): T ปลั๊กตัวผู้
ขั้วต่อ (ออก): กล้วยเคลือบทอง 4 มม. ตัวเมีย
ขนาด: 50 x 35 x 34 มม. (ไม่รวมความยาวสาย)
การป้องกัน: ป้องกันฝุ่นและความชื้น

คุณสมบัติของเซอร์โว:
แรงดันใช้งาน: 6.0V-7.2V
ความเร็วในการหมุน (6.0V): 0.16 วินาที/60 ° ไม่มีโหลด
ความเร็วในการหมุน (7.2V): 0.14 วินาที/60 ° ไม่มีโหลด
แรงบิดถือ (6.0V): 9.0kg.cm
แรงบิดถือ (7.2V): 10.0kg.cm
ขนาด: 55 x 20 x 38 มม. (ยาว * กว้าง * สูง)

พารามิเตอร์ชุด:
ขนาดบรรจุ: 10.5 x 8 x 6 cm
น้ำหนักบรรจุ: 390 gr
บรรจุภัณฑ์ที่มีตราสินค้าพร้อมโลโก้ GoolRC

องค์ประกอบของชุด:
1 * GoolRC 3660 3800KV มอเตอร์
1 * GoolRC 60A ESC
1 * GoolRC 9KG เซอร์โว
1 * เอกสารข้อมูล


ขนาดสำหรับอ้างอิงและ รูปร่างเครื่องยนต์ GoolRC 3660 แสดงไฮไลท์

ตอนนี้มีคำไม่กี่คำเกี่ยวกับแพ็คเกจ
พัสดุมาในรูปแบบซองไปรษณีย์ขนาดเล็กที่มีกล่องอยู่ข้างใน


จัดส่งโดยบริการไปรษณีย์ทางเลือกอื่น ไม่ใช่ Russian Post ตามที่ระบุไว้ในใบตราส่ง


กล่องตรา GoolRC ในแพ็คเกจ


ข้างในเป็นชุดมอเตอร์ไร้แปรงถ่านขนาด 3660 (36x60 มม.) ตัวควบคุม ESC สำหรับมัน และเครื่องเซอร์โวพร้อมชุด


ตอนนี้ให้พิจารณาทั้งชุดของส่วนประกอบแต่ละส่วน เริ่มจากสิ่งที่สำคัญที่สุด - กับเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ GoolRC BC เป็นกระบอกสูบอะลูมิเนียม ขนาด 36 x 60 มม. ในอีกด้านหนึ่ง มีสายหนาสามเส้นในสายซิลิโคนถักเปียที่มี "กล้วย" ในทางกลับกัน แกนขนาด 5 มม. โรเตอร์ติดตั้งอยู่บนตลับลูกปืนกลิ้งทั้งสองด้าน มีเครื่องหมายรุ่นบนเคส


อีกรูป. แจ็คเก็ตตัวนอกได้รับการแก้ไขเช่น ประเภทมอเตอร์อินรันเนอร์


เครื่องหมายกรณี


คุณสามารถเห็นแบริ่งจากด้านหลัง


อ้างว่าทนต่อการกระเซ็นและความชื้น
สายสั้นหนาสามเส้นออกมาเพื่อเชื่อมต่อเฟส: u v w. หากคุณกำลังมองหาขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อ - นี่คือกล้วย 4 มม


สายไฟหดตัวด้วยความร้อน สีที่ต่างกัน: เหลือง ส้ม น้ำเงิน


ขนาดมอเตอร์: เส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของเพลาจะเหมือนกับที่ประกาศไว้: เพลา 5x17 mm




ขนาดตัวเรือนเครื่องยนต์ 36x60 mm




เปรียบเทียบกับเครื่อง 775 ปัดเงา


เปรียบเทียบกับสปินเดิล 300W b/c (และราคาประมาณ 100 ดอลลาร์) ฉันเตือนคุณว่า GoolRC 3660 มีกำลังสูงสุด 1200W ต่อให้ใช้พลังงานหนึ่งในสามก็ยังถูกและแพงกว่าแกนหมุนนี้อีก


เปรียบเทียบกับเครื่องยนต์รุ่นอื่นๆ


เพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างถูกต้อง คุณจะต้องมีตัวควบคุม ESC พิเศษ (ซึ่งรวมอยู่ด้วย)

ตัวควบคุม ESC เป็นบอร์ดไดรเวอร์มอเตอร์ที่มีตัวแปลงสัญญาณและสวิตช์อันทรงพลัง บน โมเดลง่ายๆใช้การหดตัวด้วยความร้อนแทนเคสสำหรับเคสที่ทรงพลัง - เคสที่มีหม้อน้ำและระบบทำความเย็นแบบแอคทีฟ


ในภาพตัวควบคุม GoolRC ESC 60A ถูกเปรียบเทียบกับ "น้อง" ESC 20A


โปรดทราบ: มีสวิตช์ปิด-ปิดบนชิ้นส่วนของลวดที่สามารถติดตั้งเข้ากับตัวเครื่อง/ของเล่นได้


ปัจจุบัน ครบชุดตัวเชื่อมต่อ: ขั้วต่อ T อินพุต, แจ็คกล้วย 4 มม., อินพุตสัญญาณควบคุม 3 พิน


กล้วยกำลัง 4 มม. - รังมีเครื่องหมายสีใกล้เคียงกัน: สีเหลืองสีส้มและสีน้ำเงิน เมื่อเชื่อมต่อคุณสามารถสับสนได้โดยเจตนาเท่านั้น


อินพุต T-ตัวเชื่อมต่อ ในทำนองเดียวกันคุณสามารถกลับขั้วได้หากคุณแข็งแกร่งมาก)))))


มีการทำเครื่องหมายพร้อมชื่อและลักษณะบนเคสซึ่งสะดวกมาก


ระบบทำความเย็นทำงาน ทำงาน และควบคุมโดยอัตโนมัติ

เพื่อประเมินขนาดไม้บรรทัด PCB ที่แนบมา

ชุดนี้ยังรวมถึงเซอร์โว GoolRC ขนาด 9 กก.


เช่นเดียวกับเซอร์โวอื่น ๆ ชุดนี้มาพร้อมกับชุดคันโยก (คู่, กากบาท, สตาร์, ล้อ) และฮาร์ดแวร์สำหรับติดตั้ง (ฉันชอบที่มีสเปเซอร์ทองเหลือง)


ภาพถ่ายมาโครของเพลาเซอร์โว


กำลังพยายามแก้ไขคันโยกไม้กางเขนสำหรับการถ่ายภาพ


อันที่จริงแล้ว มันน่าสนใจที่จะตรวจสอบคุณสมบัติที่ประกาศไว้ - นี่คือชุดเฟืองโลหะด้านใน มาถอดเซอร์โวกัน ตัวเรือนตั้งอยู่บนวัสดุเคลือบหลุมร่องฟันในวงกลมและภายในมีการหล่อลื่นมากมาย เกียร์เป็นโลหะจริงๆ


ภาพบอร์ดควบคุมเซอร์โว

เหตุใดจึงเริ่มต้นขึ้น: เพื่อลองใช้เครื่องยนต์ BC เป็นสว่าน/ช่างแกะสลัก เช่นเดียวกัน กำลังสูงสุดคือ 1200W
ฉันเลือกโครงการเครื่องเจาะเพื่อเตรียมแผงวงจรพิมพ์สำหรับ. มีโครงการมากมายสำหรับทำเครื่องให้แสงสว่างแบบตั้งโต๊ะ ตามกฎแล้ว โครงการทั้งหมดเหล่านี้มีขนาดเล็กและออกแบบให้ติดตั้งได้ เครื่องยนต์เล็กกระแสตรง.


ฉันเลือกหนึ่งในนั้นและแก้ไขการเมานต์ในส่วนของตัวยึดเครื่องยนต์ 3660 ( เนทีฟเอ็นจิ้นมีขนาดเล็กกว่าและมีขนาดเมาท์ต่างกัน)

ฉันเอาภาพวาด ที่นั่งและขนาดของเครื่องยนต์3660


ของแท้คุ้มกว่า เครื่องยนต์อ่อน. นี่คือภาพร่างของแท่นยึด (6 รูสำหรับ M3x6)


สกรีนช็อตจากโปรแกรมเครื่องพิมพ์


ในเวลาเดียวกัน ฉันยังพิมพ์แคลมป์สำหรับติดด้านบน


มอเตอร์ 3660 พร้อมปลอกรัดชนิด ER11




ในการเชื่อมต่อและทดสอบมอเตอร์ BC คุณจะต้องประกอบวงจรต่อไปนี้: แหล่งจ่ายไฟ เครื่องทดสอบเซอร์โวหรือแผงควบคุม ตัวควบคุมมอเตอร์ ESC มอเตอร์
ฉันใช้เครื่องทดสอบเซอร์โวที่ง่ายที่สุด และยังให้สัญญาณที่ถูกต้องอีกด้วย สามารถใช้เพื่อเปิดและปรับความเร็วรอบเครื่องยนต์


หากต้องการ คุณสามารถเชื่อมต่อไมโครคอนโทรลเลอร์ (Arduino เป็นต้น) ฉันให้ไดอะแกรมจากอินเทอร์เน็ตพร้อมการเชื่อมต่อของ outrunner และตัวควบคุม 30A ภาพสเก็ตช์ไม่ใช่ปัญหาในการค้นหา


เราเชื่อมต่อทุกอย่างด้วยสี


แหล่งที่มาแสดงให้เห็นว่ากระแสไฟว่างของคอนโทรลเลอร์มีขนาดเล็ก (0.26A)


ตอนนี้เครื่องเจาะ
เรารวบรวมทุกอย่างและติดเข้ากับชั้นวาง




ตรวจผมประกอบแบบไม่มีเคส แล้วพิมพ์เคสที่สามารถติดตั้งสวิตซ์มาตรฐาน ลูกบิดเทสเซอร์โว


การใช้งานอื่นสำหรับมอเตอร์ 3660 BK ที่คล้ายกันก็คือแกนหมุนสำหรับเครื่องเจาะและกัด PCB






เกี่ยวกับตัวเครื่องครับ ไว้จะมารีวิวให้ทีหลังนะครับ น่าสนใจที่จะทดสอบการแกะสลัก PCB ด้วย GoolRC 3660

บทสรุป

เครื่องยนต์มีคุณภาพสูง ทรงพลัง พร้อมระยะขอบที่เหมาะสำหรับมือสมัครเล่น
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความทนทานของตลับลูกปืนที่มีแรงด้านข้างระหว่างการกัด/การแกะสลักจะแสดงเวลา
ใช้แล้วได้ประโยชน์แน่นอน เครื่องยนต์รุ่นสำหรับมือสมัครเล่นเช่นเดียวกับความง่ายในการใช้งานและการประกอบโครงสร้างเมื่อเทียบกับแกนหมุน CNC ซึ่งมีราคาแพงกว่าและต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ (อุปกรณ์จ่ายไฟที่มีการควบคุมความเร็ว, ไดรเวอร์, การระบายความร้อน ฯลฯ )

ใช้คูปองเมื่อสั่งซื้อ SALE15พร้อมส่วนลด 5% ทุกรายการในร้าน

ขอขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ!