Οι ηλεκτροκινητήρες χωρίς ψήκτρες χρησιμοποιούνται σε ιατρικό εξοπλισμό, μοντελοποίηση αεροσκαφών, μηχανισμούς διακοπής σωλήνων αγωγών πετρελαίου, καθώς και σε πολλές άλλες βιομηχανίες. Έχουν όμως τα μειονεκτήματα, τα χαρακτηριστικά και τα πλεονεκτήματά τους, τα οποία μερικές φορές παίζουν βασικό ρόλο στο σχεδιασμό διαφόρων συσκευών. Όπως και να έχει, τέτοιοι ηλεκτρικοί κινητήρες καταλαμβάνουν μια σχετικά μικρή θέση σε σύγκριση με ασύγχρονες μηχανές AC.
Χαρακτηριστικά ηλεκτρικών κινητήρων
Ένας από τους λόγους για τους οποίους οι σχεδιαστές ενδιαφέρονται για τους κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι η ανάγκη για κινητήρες υψηλής ταχύτητας με μικρές διαστάσεις. Επιπλέον, αυτοί οι κινητήρες έχουν πολύ ακριβή τοποθέτηση. Το σχέδιο έχει έναν κινητό ρότορα και έναν σταθερό στάτορα. Στον ρότορα υπάρχει ένας μόνιμος μαγνήτης ή περισσότεροι, διατεταγμένοι σε μια συγκεκριμένη σειρά. Στον στάτορα υπάρχουν πηνία που δημιουργούνμαγνητικό πεδίο.
Ένα ακόμη χαρακτηριστικό πρέπει να σημειωθεί - οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες μπορούν να έχουν μια άγκυρα τοποθετημένη τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό. Επομένως, οι δύο τύποι κατασκευών μπορεί να έχουν συγκεκριμένες εφαρμογές σε διαφορετικούς τομείς. Όταν ο οπλισμός βρίσκεται μέσα, αποδεικνύεται ότι επιτυγχάνει πολύ υψηλή ταχύτητα περιστροφής, επομένως τέτοιοι κινητήρες λειτουργούν πολύ καλά στο σχεδιασμό των συστημάτων ψύξης. Εάν εγκατασταθεί ένας εξωτερικός οδηγός ρότορα, μπορεί να επιτευχθεί πολύ ακριβής τοποθέτηση, καθώς και υψηλή αντίσταση υπερφόρτωσης. Πολύ συχνά, τέτοιοι κινητήρες χρησιμοποιούνται στη ρομποτική, στον ιατρικό εξοπλισμό, σε εργαλειομηχανές με έλεγχο προγράμματος συχνότητας.
Πώς λειτουργούν οι κινητήρες
Για να κινήσετε τον ρότορα ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες, πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν ειδικό μικροελεγκτή. Δεν μπορεί να ξεκινήσει με τον ίδιο τρόπο όπως ένα σύγχρονο ή ασύγχρονο μηχάνημα. Με τη βοήθεια ενός μικροελεγκτή, αποδεικνύεται ότι ενεργοποιούνται οι περιελίξεις του κινητήρα έτσι ώστε η κατεύθυνση των διανυσμάτων μαγνητικού πεδίου στον στάτορα και τον οπλισμό να είναι ορθογώνια.
Με άλλα λόγια, με τη βοήθεια ενός οδηγού, είναι δυνατό να ρυθμιστεί η ροπή που δρα στον ρότορα ενός κινητήρα χωρίς ψήκτρες. Για να μετακινήσετε τον οπλισμό, είναι απαραίτητο να πραγματοποιήσετε τη σωστή εναλλαγή στις περιελίξεις του στάτορα. Δυστυχώς, δεν είναι δυνατός ο ομαλός έλεγχος περιστροφής. Ωστόσο, μπορεί να αυξηθεί πολύ γρήγορα.ταχύτητα ρότορα κινητήρα.
Διαφορές μεταξύ βουρτσισμένου και χωρίς ψήκτρες κινητήρων
Η κύρια διαφορά είναι ότι οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες για τα μοντέλα δεν έχουν περιέλιξη στον ρότορα. Στην περίπτωση των ηλεκτροκινητήρων συλλεκτών, υπάρχουν περιελίξεις στους ρότορες τους. Αλλά μόνιμοι μαγνήτες είναι εγκατεστημένοι στο ακίνητο μέρος του κινητήρα. Επιπλέον, ένας συλλέκτης ειδικού σχεδιασμού είναι εγκατεστημένος στον ρότορα, στον οποίο συνδέονται βούρτσες γραφίτη. Με τη βοήθειά τους, εφαρμόζεται τάση στην περιέλιξη του ρότορα. Η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα χωρίς ψήκτρες είναι επίσης σημαντικά διαφορετική.
Πώς λειτουργεί το μηχάνημα συλλογής
Για να εκκινήσετε τον κινητήρα συλλέκτη, θα χρειαστεί να εφαρμόσετε τάση στην περιέλιξη του πεδίου, η οποία βρίσκεται απευθείας στον οπλισμό. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο, το οποίο αλληλεπιδρά με τους μαγνήτες στον στάτορα, με αποτέλεσμα ο οπλισμός και ο συλλέκτης που είναι στερεωμένος σε αυτόν να περιστρέφονται. Σε αυτήν την περίπτωση, παρέχεται ισχύς στην επόμενη περιέλιξη, ο κύκλος επαναλαμβάνεται.
Η ταχύτητα περιστροφής του ρότορα εξαρτάται άμεσα από το πόσο έντονο είναι το μαγνητικό πεδίο και το τελευταίο χαρακτηριστικό εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος της τάσης. Επομένως, για να αυξήσετε ή να μειώσετε την ταχύτητα, είναι απαραίτητο να αλλάξετε την τάση τροφοδοσίας.
Για να εφαρμόσετε το αντίστροφο, χρειάζεται μόνο να αλλάξετε την πολικότητα της σύνδεσης του κινητήρα. Για τέτοιο έλεγχο, δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε ειδικούς μικροελεγκτές,μπορείτε να αλλάξετε την ταχύτητα περιστροφής χρησιμοποιώντας μια συμβατική μεταβλητή αντίσταση.
Χαρακτηριστικά μηχανημάτων χωρίς ψήκτρες
Αλλά ο έλεγχος ενός κινητήρα χωρίς ψήκτρες είναι αδύνατος χωρίς τη χρήση ειδικών ελεγκτών. Με βάση αυτό, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι οι κινητήρες αυτού του τύπου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως γεννήτρια. Για αποτελεσματικό έλεγχο, η θέση του ρότορα μπορεί να παρακολουθηθεί χρησιμοποιώντας πολλαπλούς αισθητήρες Hall. Με τη βοήθεια τέτοιων απλών συσκευών, είναι δυνατό να βελτιωθεί σημαντικά η απόδοση, αλλά το κόστος του ηλεκτροκινητήρα θα αυξηθεί αρκετές φορές.
Εκκίνηση κινητήρων χωρίς ψήκτρες
Δεν έχει νόημα να φτιάχνετε μικροελεγκτές μόνοι σας, μια πολύ καλύτερη επιλογή θα ήταν να αγοράσετε έτοιμους, αν και κινέζους. Αλλά πρέπει να τηρείτε τις ακόλουθες συστάσεις όταν επιλέγετε:
- Θυμηθείτε το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα. Αυτή η παράμετρος θα είναι χρήσιμη για διάφορους τύπους λειτουργίας μονάδας δίσκου. Το χαρακτηριστικό συχνά υποδεικνύεται από τους κατασκευαστές απευθείας στο όνομα του μοντέλου. Πολύ σπάνια, υποδεικνύονται τιμές που είναι τυπικές για λειτουργίες αιχμής, στις οποίες ο μικροελεγκτής δεν μπορεί να λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα.
- Για συνεχή λειτουργία, πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η μέγιστη τάση τροφοδοσίας.
- Βεβαιωθείτε ότι έχετε λάβει υπόψη την αντίσταση όλων των εσωτερικών κυκλωμάτων μικροελεγκτή.
- Βεβαιωθείτε ότι έχετε λάβει υπόψη τον μέγιστο αριθμό στροφών που είναι τυπικός για τη λειτουργία αυτού του μικροελεγκτή. Σημειώστε ότι δεν είναιθα μπορεί να αυξήσει τη μέγιστη ταχύτητα, αφού ο περιορισμός γίνεται σε επίπεδο λογισμικού.
- Τα φθηνά μοντέλα συσκευών μικροελεγκτή έχουν συχνότητα παραγόμενων παλμών στην περιοχή 7…8 kHz. Τα ακριβά αντίγραφα μπορούν να επαναπρογραμματιστούν και αυτή η παράμετρος αυξάνεται κατά 2-4 φορές.
Προσπαθήστε να επιλέξετε μικροελεγκτές από κάθε άποψη, καθώς επηρεάζουν την ισχύ που μπορεί να αναπτύξει ο ηλεκτροκινητήρας.
Πώς γίνεται η διαχείριση
Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου επιτρέπει την εναλλαγή των περιελίξεων μετάδοσης κίνησης. Για να προσδιορίσετε τη στιγμή της εναλλαγής χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα οδήγησης, η θέση του ρότορα παρακολουθείται από τον αισθητήρα Hall που είναι εγκατεστημένος στη μονάδα δίσκου.
Σε περίπτωση που δεν υπάρχουν τέτοιες συσκευές, είναι απαραίτητο να διαβάσετε την αντίστροφη τάση. Παράγεται στα πηνία του στάτορα που δεν είναι συνδεδεμένα αυτήν τη στιγμή. Ο ελεγκτής είναι ένα σύμπλεγμα υλικού-λογισμικού, σας επιτρέπει να παρακολουθείτε όλες τις αλλαγές και να ορίζετε τη σειρά εναλλαγής όσο το δυνατόν ακριβέστερα.
Τριφασικοί κινητήρες χωρίς ψήκτρες
Πολλοί ηλεκτρικοί κινητήρες χωρίς ψήκτρες για μοντέλα αεροπλάνων τροφοδοτούνται από συνεχές ρεύμα. Υπάρχουν όμως και περιπτώσεις τριών φάσεων στις οποίες εγκαθίστανται μετατροπείς. Σας επιτρέπουν να κάνετε τριφασικούς παλμούς από σταθερή τάση.
Η εργασία έχει ως εξής:
- Το πηνίο "A" λαμβάνει παλμούς απόθετική αξία. Σε πηνίο "Β" - με αρνητική τιμή. Ως αποτέλεσμα αυτού, η άγκυρα θα αρχίσει να κινείται. Οι αισθητήρες διορθώνουν τη μετατόπιση και αποστέλλεται σήμα στον ελεγκτή για την επόμενη εναλλαγή.
- Το πηνίο "A" είναι απενεργοποιημένο, ενώ ένας θετικός παλμός αποστέλλεται στην περιέλιξη "C". Η περιέλιξη διακόπτη "B" δεν αλλάζει.
- Ο θετικός παλμός εφαρμόζεται στο πηνίο "C" και ο αρνητικός παλμός αποστέλλεται στο "A".
- Στη συνέχεια, το ζευγάρι "A" και "B" μπαίνει στο παιχνίδι. Οι θετικές και οι αρνητικές τιμές των παλμών τροφοδοτούνται σε αυτούς, αντίστοιχα.
- Στη συνέχεια ο θετικός παλμός πηγαίνει ξανά στο πηνίο "B" και ο αρνητικός στο "C".
- Στο τελευταίο στάδιο, το πηνίο "A" είναι ενεργοποιημένο, το οποίο λαμβάνει έναν θετικό παλμό και ένας αρνητικός πηγαίνει στο C.
Και μετά από αυτό επαναλαμβάνεται ολόκληρος ο κύκλος.
Οφέλη από τη χρήση
Είναι δύσκολο να φτιάξετε έναν ηλεκτροκινητήρα χωρίς ψήκτρες με τα χέρια σας και είναι σχεδόν αδύνατο να εφαρμόσετε τον έλεγχο μικροελεγκτή. Επομένως, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε έτοιμα βιομηχανικά σχέδια. Αλλά φροντίστε να λάβετε υπόψη τα οφέλη που αποκομίζει η μονάδα δίσκου όταν χρησιμοποιείτε κινητήρες χωρίς ψήκτρες:
- Σημαντικά μεγαλύτερος πόρος από τις μηχανές συλλογής.
- Υψηλό επίπεδο αποτελεσματικότητας.
- Πιο ισχυρό από τους κινητήρες με βούρτσα.
- Η ταχύτητα περιστροφής αυξάνεται πολύ πιο γρήγορα.
- Δεν υπάρχουν σπινθήρες κατά τη λειτουργία, επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιβάλλοντα με υψηλό κίνδυνο πυρκαγιάς.
- Πολύ εύκολη λειτουργία οδήγησης.
- Δεν χρειάζεται να χρησιμοποιείτε πρόσθετα εξαρτήματα ψύξης κατά τη λειτουργία.
Μεταξύ των ελλείψεων μπορεί κανείς να ξεχωρίσει ένα πολύ υψηλό κόστος, αν λάβουμε υπόψη και την τιμή του ελεγκτή. Ακόμη και για μικρό χρονικό διάστημα να ενεργοποιήσετε έναν τέτοιο ηλεκτροκινητήρα για να ελέγξετε την απόδοση δεν θα λειτουργήσει. Επιπλέον, η επισκευή τέτοιων κινητήρων είναι πολύ πιο δύσκολη λόγω των σχεδιαστικών τους χαρακτηριστικών.
