מנועים חשמליים ללא מברשות משמשים בציוד רפואי, דוגמנות מטוסים, כונני כיבוי צינורות של צינורות נפט, כמו גם בתעשיות רבות אחרות. אבל יש להם את החסרונות, התכונות והיתרונות שלהם, שלפעמים ממלאים תפקיד מפתח בעיצוב של מכשירים שונים. כך או כך, מנועים חשמליים כאלה תופסים נישה קטנה יחסית בהשוואה למכונות AC אסינכרוניות.
תכונות של מנועים חשמליים
אחת הסיבות לכך שמעצבים מתעניינים במנועים ללא מברשות היא הצורך במנועים מהירים עם ממדים קטנים. יתר על כן, למנועים אלה יש מיקום מדויק מאוד. לעיצוב יש רוטור נע וסטטור קבוע. על הרוטור יש מגנט קבוע אחד או כמה, מסודרים ברצף מסוים. על הסטטור יש סלילים שיוצריםשדה מגנטי.
יש לציין עוד תכונה אחת - למנועים ללא מברשות יכולים להיות עוגן הממוקם הן מבפנים והן מבחוץ. לכן, לשני סוגי הבנייה עשויים להיות יישומים ספציפיים בתחומים שונים. כאשר האבזור ממוקם בפנים, מסתבר שהוא משיג מהירות סיבוב גבוהה מאוד, כך שמנועים כאלה עובדים טוב מאוד בתכנון של מערכות קירור. אם מותקן כונן רוטור חיצוני, ניתן להשיג מיקום מדויק מאוד, כמו גם עמידות גבוהה לעומס יתר. לעתים קרובות מאוד, מנועים כאלה משמשים ברובוטיקה, ציוד רפואי, בכלי מכונות עם בקרת תוכניות תדר.
איך מנועים עובדים
כדי להניע את הרוטור של מנוע DC ללא מברשות, עליך להשתמש במיקרו-בקר מיוחד. לא ניתן להפעיל אותו באותו אופן כמו מכונה סינכרונית או אסינכרונית. בעזרת מיקרו-בקר, מתברר להפעיל את פיתולי המנוע כך שכיוון וקטורי השדה המגנטי על הסטטור והארמטורה הם אורתוגונליים.
במילים אחרות, בעזרת דרייבר אפשר לווסת את המומנט שפועל על הרוטור של מנוע ללא מברשות. כדי להזיז את האבזור, יש צורך לבצע את המיתוג הנכון בפיתולי הסטטור. למרבה הצער, לא ניתן לספק בקרת סיבוב חלקה. עם זאת, ניתן להגדיל אותו מהר מאוד.מהירות רוטור המנוע.
הבדלים בין מנועים מוברשים ללא מברשות
ההבדל העיקרי הוא שלמנועים חסרי המברשת של הדגמים אין פיתול על הרוטור. במקרה של מנועים חשמליים אספנים, יש פיתולים על הרוטורים שלהם. אבל מגנטים קבועים מותקנים על החלק הנייח של המנוע. בנוסף, מותקן על הרוטור אספן בעיצוב מיוחד אליו מחוברות מברשות גרפיט. בעזרתם, מתח מופעל על סלילה הרוטור. גם עקרון הפעולה של מנוע ללא מברשות שונה באופן משמעותי.
איך עובדת מכונת האספנים
כדי להפעיל את מנוע האספן, תצטרך להפעיל מתח על פיתול השדה, הממוקם ישירות על האבזור. במקרה זה, נוצר שדה מגנטי קבוע, המקיים אינטראקציה עם המגנטים על הסטטור, וכתוצאה מכך מסתובבים האבזור והקולטן הקבועים עליו. במקרה זה, הכוח מסופק לליפוף הבא, המחזור חוזר על עצמו.
מהירות הסיבוב של הרוטור תלויה ישירות בעוצמת השדה המגנטי, והמאפיין האחרון תלוי ישירות בגודל המתח. לכן, על מנת להגביר או להקטין את המהירות, יש צורך לשנות את מתח האספקה.
כדי ליישם את ההיפך, אתה רק צריך לשנות את הקוטביות של חיבור המנוע. עבור בקרה כזו, אין צורך להשתמש במיקרו-בקרים מיוחדים,אתה יכול לשנות את מהירות הסיבוב באמצעות נגד משתנה רגיל.
תכונות של מכונות ללא מברשות
אבל השליטה במנוע ללא מברשות היא בלתי אפשרית ללא שימוש בבקרים מיוחדים. בהתבסס על זה, אנו יכולים להסיק כי מנועים מסוג זה אינם יכולים לשמש כגנרטור. לשליטה יעילה, ניתן לנטר את מיקום הרוטור באמצעות חיישני הול מרובים. בעזרת מכשירים פשוטים כאלה אפשר לשפר משמעותית את הביצועים, אבל עלות המנוע החשמלי תגדל פי כמה.
התנעת מנועים ללא מברשות
זה לא הגיוני לייצר מיקרו-בקרים לבד, אפשרות הרבה יותר טובה תהיה לקנות מוכנים, אם כי סיניים. אך עליך לציית להמלצות הבאות בעת הבחירה:
- זכור את הזרם המרבי המותר. פרמטר זה יהיה שימושי עבור סוגים שונים של פעולת כונן. המאפיין מצוין לעתים קרובות על ידי היצרנים ישירות בשם הדגם. לעתים רחוקות מאוד, מצוינים ערכים האופייניים למצבי שיא, שבהם המיקרו-בקר אינו יכול לפעול במשך זמן רב.
- להפעלה רציפה, יש לקחת בחשבון גם את מתח האספקה המרבי.
- הקפד לשקול את ההתנגדות של כל מעגלי המיקרו-בקר הפנימיים.
- הקפד לקחת בחשבון את המספר המרבי של סיבובים שאופייני לפעולת המיקרו-בקר הזה. שימו לב שהוא לאיוכל להגביר את המהירות המרבית, מאחר שההגבלה נעשית ברמת התוכנה.
- לדגמים זולים של התקני מיקרו-בקר יש תדר של פולסים שנוצרים בטווח של 7…8 קילו-הרץ. ניתן לתכנת מחדש עותקים יקרים, והפרמטר הזה גדל פי 2-4.
נסה לבחור מיקרו-בקרים מכל הבחינות, מכיוון שהם משפיעים על ההספק שהמנוע החשמלי יכול לפתח.
איך זה מנוהל
יחידת הבקרה האלקטרונית מאפשרת החלפת פיתולי הכונן. כדי לקבוע את רגע המעבר באמצעות הדרייבר, מיקום הרוטור מנוטר על ידי חיישן הול המותקן על הכונן.
במקרה שאין מכשירים כאלה, יש צורך לקרוא את המתח ההפוך. הוא נוצר בסלילי הסטטור שאינם מחוברים כרגע. הבקר הוא קומפלקס חומרה-תוכנה, הוא מאפשר לך לעקוב אחר כל השינויים ולקבוע את סדר המעבר בצורה מדויקת ככל האפשר.
מנועים תלת פאזיים ללא מברשות
הרבה מנועים חשמליים ללא מברשות עבור דגמי מטוסים מופעלים באמצעות זרם ישר. אבל ישנם גם מקרים תלת פאזיים שבהם מותקנים ממירים. הם מאפשרים לך ליצור פולסים תלת פאזיים ממתח קבוע.
העבודה היא כדלקמן:
- סליל "A" מקבל פולסים מערך חיובי. על סליל "B" - עם ערך שלילי. כתוצאה מכך, העוגן יתחיל לנוע. החיישנים מתקנים את התזוזה ואות נשלח לבקר עבור המיתוג הבא.
- סליל "A" כבוי, בעוד שפולס חיובי נשלח לסלילת "C". החלפת פיתול "B" לא משתנה.
- דופק חיובי מופעל על סליל "C" ודופק שלילי נשלח ל-"A".
- אז הצמד "A" ו-"B" נכנס לפעולה. ערכים חיוביים ושליליים של פולסים מוזנים אליהם, בהתאמה.
- ואז הדופק החיובי עובר שוב לסליל "B", והדופק השלילי ל-"C".
- בשלב האחרון, סליל "A" מופעל, המקבל דופק חיובי, ושלילי עובר ל-C.
ואחרי זה כל המחזור חוזר.
היתרונות בשימוש
קשה ליצור מנוע חשמלי ללא מברשות במו ידיכם, וכמעט בלתי אפשרי ליישם בקרת מיקרו-בקר. לכן, עדיף להשתמש בעיצובים תעשייתיים מוכנים. אבל הקפד לקחת בחשבון את היתרונות שהכונן מקבל בעת שימוש במנועים ללא מברשות:
- משאב ארוך באופן משמעותי ממכונות אספנים.
- רמת יעילות גבוהה.
- חזקים יותר ממנועים מוברשים.
- מהירות הסיבוב עולה הרבה יותר מהר.
- ללא ניצוצות במהלך הפעולה, כך שניתן להשתמש בהם בסביבות עם סכנת שריפה גבוהה.
- תפעול נהיגה קל מאוד.
- אין צורך להשתמש ברכיבי קירור נוספים במהלך הפעולה.
בין החסרונות, אפשר לפרט עלות גבוהה מאוד, אם ניקח בחשבון גם את מחיר הבקר. אפילו לזמן קצר להפעיל מנוע חשמלי כזה כדי לבדוק את הביצועים לא יעבוד. בנוסף, תיקון מנועים כאלה הוא הרבה יותר קשה בגלל תכונות העיצוב שלהם.
