Трёхфазный бесколлекторный двигатель BLDC

1. Двигатель стиральной машины с прямым приводом

Пожалуй уже каждый слышал о стиральных машинах с прямым приводом барабана. Но до сих пор, даже не все специалисты по ремонту стиральных машин знают как устроен и как работает двигатель в такой машине.

Сама идея конечно не новая, ведь за основу взят шаговый двигатель, который уже давно получил распространение во многих электротехнических устройствах. А вот первое применение его в конструкции стиральной машины в качестве привода барабана, принадлежит корейскому концерну LG. С середины 2005 года, компания LG начала активно продвигать свою продукцию, заявляя о 10-ти летней гарантии на двигатель для стиральных машин с прямым приводом.

Сегодня, помимо LG, компании Samsung, Haier и Whirpool в ряде моделей стиральных машин стали применять подобные двигатели. Забегая вперёд, можно сказать, что компания LG не просчиталась и двигатель для прямого привода барабана действительно довольно надёжный и имеет преимущество по сравнению с более традиционным и распространённым коллекторным двигателем.

2. Устройство двигателя

Двигатель стиральной машины с прямым приводом, представляет собой трёхфазный бесколлекторный двигатель постоянного тока, отчасти похожий на шаговый двигатель, но это не совсем так. В иностранной литературе его ещё часто называют BLDC (Brushless Direct Current Motor — бесщёточный мотор постоянного тока), для удобства мы тоже будем применять эту аббревиатуру.

Такой двигатель состоит из ротора с постоянными магнитами и статора с обмотками. Различают два вида подобных двигателей:

Inrunner, у которых магниты ротора находятся внутри статора с обмотками, и Outrunner, у которых магниты расположены снаружи и вращаются вокруг неподвижного статора с обмотками. В стиральных машинах с прямым приводом применяется Outrunner тип двигателя.

В этой статье мы ознакомим с устройством двигателя от стиральной машины LG.

3. Ротор

Рис.2 Ротор двигателя стиральной машины LG с прямым приводом

Ротор BLDC — вращающаяся часть двигателя (Рис. 2) По форме напоминает чашу, к внутренней стороне которой специальным клеем крепятся магниты прямоугольной формы. Магниты всегда имеют чётное количество и установлены с чередованием полюсов. В нашем случае установлено 12 магнитов, размер которых зависит от геометрии двигателя и характеристик мотора. Чем сильнее применяемые магниты, тем выше момент силы, развиваемый двигателем на валу. В центре ротора есть специальное посадочное отверстие с насечками, что позволяет, при помощи болта или гайки, закрепить ротор напрямую к валу барабана. С внешней стороны ротора, продавлено 10 щелей образующих на обратной его стороне небольшие лопасти для охлаждения обмоток статора.

4. Статор

Рис.3 Статор двигателя стиральной машины LG с прямым приводом

Статор BLDC — неподвижная часть двигателя и крепится к задней части бака стиральной машины (Рис.3) Статор состоит из нескольких листов магнитопроводящей стали заключённый в пластиковый каркас, который служит изолятором. В целом, каркас статора напоминает круг с прямоугольными зубьями. На каждый зуб статора наматывается катушка.

Обмотка трёхфазного бесколлекторного двигателя изготовлена из медной проволоки толщиной 1 мм. Классическая обмотка выполняется одним проводом для одной фазы, то есть все обмотки на зубьях одной фазы соединены последовательно. В данном случае статор имеет 36 зубьев — это значит по 12 зубьев на одну фазу. Сопротивление обмотки каждой фазы порядка 10 Ом.

Как известно, в трёхфазных двигателях, обмотки соединяют по схеме звезда или треугольник.

В нашем случае, обмотки статора соединены по схеме звезда, т.е. концы фаз имеют общую точку (Рис.4)

Поскольку в каждый момент времени работают только две фазы (при включении звездой), магнитные силы воздействуют на ротор неравномерно по всей окружности (Рис.5).

Силы, воздействующие на ротор, стараются его перекосить, что приводит к увеличению вибраций. Для устранения этого эффекта статор делают с большим количеством зубьев, а обмотку распределяют по зубьям всей окружности статора как можно равномернее (Рис. 6)

В двигателе стиральной машины LG, распределение фазных обмоток, а также относительное положение ротора и статора можно увидеть ниже (см. Рис.7). На схеме производителя, фазные обмотки обозначают буквами : V, W, U

Рис.7 Трёхфазный двигатель постоянного тока (BLDC) стиральной машины LG (общий вид)

Для контроля положения ротора применяется датчик работающий на эффекте Холла. Датчик реагирует на магнитное поле и поэтому его располагают на статоре таким образом, чтобы магниты ротора воздействовали на него.

5. Система управления трёхфазным двигателем (BLDC)

Стоит отметить, что система управления двигателем BLDC и схема её реализации аналогична схеме управления трёхфазным асинхронным двигателем описанной в другой нашей статье. Что бы в точности не повторяться, поясним всё же немного по другому.

Управление двигателем с прямым приводом построено на инверторе напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Инвертор — (от лат. inverto — поворачивать, переворачивать) — элемент вычислительной схемы, осуществляющий определённые преобразования сигнала изменяемой амплитуды и частоты. К примеру, в инверторе, сетевое напряжение 220 вольт с частотой 50 Гц, преобразуется в постоянное напряжение, а параметры питания обмоток статора двигателя могут колебаться от 0 до 120 вольт с частотой до 300 Гц.

Двигатель постоянного тока имеет три вывода (т.е. три фазы), на которые в разный момент времени подаётся «+» и «-» питания. Это реализуется при помощи IGBT (биполярных транзисторов с изолированным затвором) представляющие электронные силовые ключи, включённые по мостовой схеме (Рис.8)

Рис.8 Условная схема силовой части инвертора и обмоток двигателя подключённых по схеме «звезда»

Замыкая ключ SW1 подаётся «+» на фазу V, а замыкая SW6 подаётся «-» на фазу U. Таким образом, ток потечет от «+» выпрямителя через фазы V и U. Для обеспечения обратного направления, открывается SW5 и SW2. В этом случае ток потечет от «+» выпрямителя через фазы U и V в обратном направлении. При работе двигателя одновременно должен быть открыт только один верхний и один нижний ключ.

При включении ключей, как показано выше, на двигатель подается полное напряжение питания. При этом двигатель развивает максимальные обороты (мощность). Чтобы обеспечить управление двигателем, нужно регулировать напряжение питания двигателя. Изменение действующего напряжения осуществляется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Дадим определение этим терминам:
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это управление средним значением напряжения на нагрузке путём изменения скважности импульсов, управляющих ключом. А скважность — это отношение периода следования (повторения) сигнала к длительности (широте) его импульса.

На (Рис.9) представлен график, иллюстрирующий применение трёхуровневой ШИМ для управления электродвигателем, которая используется в приводах асинхронных электродвигателей с переменной частотой. Напряжение от ШИ-модулятора, подаваемое на обмотку двигателя показано в виде прямоугольных импульсов. Пунктирной линией грубо изображён магнитный поток в статоре двигателя. Магнитный поток имеет приблизительно синусоидальную форму, благодаря соответствующему закону ШИМ.

Поэтому, ключи открыты не все время, а открываются, и закрываются с фиксированной частой, но изменяемой скважностью. Таким образом, изменяется действующее напряжение от нулевого до напряжения питания.

Назревает вопрос: зачем нужно менять скважность, зачем эта частота и для чего это всё нужно? Дело в том, что слишком малая частота может быть не эффективной или не обеспечивать необходимой плавности регулирования оборотов двигателя.

Рис.9 График иллюстрирующий напряжение от ШИ-модулятора, подаваемое на обмотку двигателя.

Например: если ротор двигателя имеет два полюса, то при одном полном обороте магнитного поля на статоре, ротор совершает один полный реальный оборот.

При 4 полюсах, чтобы повернуть вал двигателя на один полный оборот потребуется два оборота магнитного поля на статоре. Чем больше количество полюсов ротора, тем больше потребуется электрических оборотов для вращения вала двигателя на один оборот.

В нашем случае, имеется 12 магнитов на роторе. Для того, чтобы провернуть ротор на один оборот, потребуется 12/2=6 электрических оборотов поля. Поэтому, учитывая особенность конструкции двигателя и инверторную систему управления, для питания фаз двигателя необходима электрическая частота значительно выше 50Гц.

Чтобы добиться управления оборотами двигателя нужно наложить сигнал ШИМ, на сигналы, подаваемые на ключи. Для этого, микроконтроллер электронного блока управления, программно формирует ШИМ для каждого из ключей (IGBT). В программу контроллера, производитель закладывает определённый алгоритм и все данные для управления конкретным двигателем.

Мы пояснили немного суть системы управления двигателем, а вот детальный обзор устройства и принцип работы инверторного блока управления — очень объёмный материал и в рамках данной статьи мы рассматривать не будем.

6. Неисправности и диагностика двигателя

Как и говорилось выше, сам по себе двигатель довольно надёжный, относительно простой и в практике известны единичные случаи выхода из строя обмоток статора. Магниты на статоре имеют конечно не самое высшее качество, но их отклеивание или расколы почти не встречались.

Уязвимая деталь, пожалуй только датчик Холла. При возникновении его неисправности, отсутствует сигнал положения ротора, что приводит к некорректной работе системы питания фаз двигателя. В этом случае можно наблюдать, как ротор двигателя стопорится и издаёт дребезжащий металлический звук. В стиральных машинах LG, эта проблема зачастую сопровождается кодом неисправности «SE» на модуле интерфейса.

В отличие от коллекторного двигателя, запустить и проверить трёхфазный двигатель напрямую вне стиральной машины без каких-либо специальных приспособлений не получится, поскольку статор крепится к баку, а ротор к валу барабана стиральной машины. Поэтому, при наличии обычного цифрового мультиметра, можно проверить только сопротивление обмоток фаз статора. В связи с этим, на практике, при диагностировании неисправности, проблемную деталь двигателя или модуль управления, выявляют путём замены детали на заведомо исправную.

7. Преимущества и недостатки BLDC двигателей

Более ярким получится сравнение трёхфазного двигателя (BLDC) с традиционным коллекторным двигателем, которым оснащено большинство стиральных машин.

К преимуществу двигателей BLDC стоит отнести:

• низкий уровень шума
• относительно простая конструкция
• особое позиционирование двигателя в стиральной машине, позволяющее снизить колебание бака
• отсутствие приводного ремня, из-за которого терялась часть полезной энергии двигателя на преодоление сил трения ремня, между шкивом двигателя и шкивом барабана
• отсутствие уязвимого коллекторно-щёточного узла, имеющего ограниченный ресурс и требующего обслуживания

К недостаткам двигателя BLDC относятся:

• достаточно сложная система управления ( по сравнению с коллекторным двигателем)

Справедливости ради, стоит отметить, что двигатель стиральной машины LG с прямым приводом не идеально бесшумный. В момент пуска двигателя, из-за взаимодействия магнитных полей статора с магнитами ротора, возникают колебания последнего, сопровождающиеся характерным металлическим звоном. По мере увеличения оборотов ротора, звук становится более мягким, но всё-равно своеобразным и характерным для всех стиральных машин LG с прямым приводом барабана.

Статья подготовлена интернет-магазином A-qualux.ru

чем отличаются бесщеточные двигатели от щеточных в профессиональном инструменте?

Профессиональные инструменты Kress производят в соответствии с современными тенденциями, поэтому на нашем сайте тоже можно найти специальную характеристику двигателя – щёточный коллекторный или бесщеточный бесколлекторный. У них почти одинаковый набор деталей, но если углубиться, то разница окажется очевидной. Так в чём отличие щеточного двигателя от бесщеточного в профессиональном инструмента Kress и влияет ли оно на инструменты? Давайте разберемся.

Принцип работы устройств KRESS с щеточным двигателем

Основой механизма служит якорь, и представляет он из себя металлический вал. Как движущийся элемент вал обеспечивает наличие крутящего момента. В щеточном коллекторном двигателе на якорь прикреплен ротор – вращающийся барабан, которой потребляет основной ток и вырабатывает электродвижущую силу. В действие ротор (и якорь) приводит обмотка – медная проволока, накрученная с разных сторон ротора. Ток проходит по проволоке и создаёт магнитное поле, за счет которого происходит вращение элемента.

С противоположных концов якоря расположены подшипники. Они обеспечивают сбалансированное вращение. Между ними с одной из сторон обмотки находится коллектор – соединенные между собой медные контакты, которые окружают графитные щетки. Из-за щеток коллекторному инструменту часто приписывают два минуса – износ при трении и искрение при запуске все из-за того же трения. Но в профессиональном инструменте Kress, в отличие от бытовых аналогов, щетки они износостойкие, а возможность искрения сходит на нет благодаря плавным пусковым механизмам. Задача щеток заключается в передаче напряжения через коллектор в обмотки.
Все детали закреплены в сердечник статора – статичный элемент всего механизма. Все вышеописанные детали щеточного коллекторного двигателя находятся внутри состоящего из металлических пластин статора.

За счет отсутствия дорогих материалов и простой конструкции щеточного двигателя такие инструменты Kress стоят дешевле бесщеточных, а их техническое обслуживание не требует больших затрат. К тому же при должном уходе и соблюдении условий эксплуатации каждый инструмент прослужит долгое время.

Принцип работы устройств с бесщеточным двигателем KRESS BRUSHLESS MOTOR

Ротор бесщеточного бесколлекторного двигателя оснащен постоянным магнитом. По-прежнему статичный статор же здесь расположен внутри ротора. Медные обмотки теперь находятся на статоре. При подаче постоянного тока на обмотку она запитывается и становится электромагнитом.
Работа бесщеточного бесколлекторного двигателя KRESS BRUSHLESS MOTOR основана на взаимодействие магнитных полей постоянным магнитом (на роторе) и электромагнитом (обмотки на статоре). Когда катушки находятся под напряжением противоположные полюса ротора и статора к друг-другу, заставляя первый вращаться. Как и на какую катушку подавать напряжение определяет электронный контроллер. Он оснащен датчиком Холла, который измеряет величину магнитного поля. Нужен он для того, чтобы увеличить итоговую выходную мощность.

Таким образом отсутствие щеток в двигателе KRESS BRUSHLESS MOTOR снимает вопрос о возможности искрения или загрязнения мотора. .
Профессиональные инструменты Kress с щеточными коллекторными двигателями отлично справляются со своими задачами и подойдут любителям проверенных временем технологий.

Инструменты, оснащённые технологией KRESS BRUSHLESS MOTOR, помогут выйти на новый уровень комфорта при работе и приятно удивят пользователей своей мощностью.

Вернуться к списку

Принцип работы двигателя BLDC

— руководство по электрике

Привет, друзья,

В этой статье я предоставляю вам некоторую базовую информацию о бесколлекторном двигателе постоянного тока, то есть двигателе BLDC. С помощью этой информации вы можете легко понять принцип работы двигателя постоянного тока BLDC и работу.

Характеристики крутящий момент-скорость и гибкость двигателя постоянного тока сделали его очень привлекательным выбором для применения в системах управления, робототехнике и тяге.

Однако у него есть несколько недостатков, таких как коллекторы и щетки, которые имеют тенденцию изнашиваться и должны периодически обслуживаться. Затем возникает искрение на задних кромках сегментов коллектора, что представляет определенную опасность возгорания в присутствии летучих материалов.

Разработка бесщеточного двигателя постоянного тока обусловлена ​​желанием отказаться от коллектора и щеток, сохранив при этом весьма желательные характеристики двигателя постоянного тока.

В двигателе постоянного тока для поддержания вращения ротора механизм коммутатора/щетки действует как механический переключатель, обеспечивающий реверсирование токов в обмотках якоря в нужное время для поддержания крутящего момента в выбранном направлении.

Для преобразования обычного двигателя постоянного тока в бесщеточный двигатель требуется система, заменяющая коллекторно-щеточный механизм датчиком, определяющим положение катушек, и переключателем для изменения направления тока в катушках при подходящее время. В бесщеточном двигателе постоянного тока считывание и переключение выполняются электронным способом.

Это электронное коммутационное устройство исключает использование коммутатора и щеток в двигателе постоянного тока и, следовательно, обеспечивает более надежную и менее шумную работу.

Датчик углового положения использует преобразователь на эффекте Холла или оптический датчик для определения того, какие катушки должны быть запитаны. Эта информация вместе с заданием скорости подается на генератор импульсов, приводящий в действие источник микросхемы, который, в свою очередь, подает ток на статор.

Очень важно поддерживать как можно более низкую индуктивность обмоток статора, чтобы свести к минимуму запас энергии, когда катушка находится под напряжением. Эта энергия должна рассеиваться при отключении тока, а коммутация упрощается, когда накопленная энергия невелика.

Конструкция бесщеточного двигателя постоянного тока

В отличие от обычного двигателя постоянного тока, бесщеточный двигатель постоянного тока имеет конструкцию «наизнанку», то есть полюса возбуждения вращаются, а якорь неподвижен. Полюса возбуждения состоят из постоянных магнитов, установленных внутри стального цилиндра, а якорь намотан на многослойной железной конструкции с прорезями.

Обмотки якоря переключаются транзисторами или тринисторами (вместо коммутатора) при правильном положении ротора, чтобы поддерживать поле якоря в пространственной квадратуре с полюсами поля.

Двигатели BLDC могут иметь различные физические конфигурации. В зависимости от обмоток статора они могут быть сконфигурированы как однофазные, двухфазные или трехфазные двигатели. Однако чаще всего используются трехфазные двигатели BLDC с роторами на постоянных магнитах.

Каждый тип BLDC двигателя описывается либо количеством фаз обмотки статора, импульсами тока, подаваемых на обмотки транзисторами или тринисторами, либо количеством полюсов ротора. Следующая классификация бесщеточных двигателей постоянного тока также полезна для понимания принципа работы бесщеточных двигателей постоянного тока.

Однофазный одноимпульсный бесщеточный двигатель постоянного тока

Статор этого двигателя имеет только однофазную обмотку, на которую подается питание от транзистора один раз за электрический оборот. Выходной крутящий момент такого двигателя недостаточен, потому что в лучшем случае он может создавать положительный крутящий момент только выше 180 электрических градусов. Оставшееся угловое вращение должно преодолеваться за счет инерции ротора или с помощью вспомогательных моментов.

Однофазный двухимпульсный бесщеточный двигатель постоянного тока

Статор этого двигателя также имеет только однофазную обмотку, но получает два импульса, то есть его обмотка питается двумя импульсами тока противоположных направлений. Таким образом, результирующее распределение крутящего момента является более благоприятным, чем у одноимпульсного двигателя.

Тем не менее, непрерывный электромагнитный момент не достигается. Есть еще небольшие области без крутящего момента, которые необходимо шунтировать с помощью стабильных вспомогательных средств. Преимуществом этого двигателя является его простая конструкция, обеспечивающая высокий коэффициент использования материала якоря.

Двухфазный двухимпульсный бесщеточный двигатель постоянного тока

Статор такого двигателя имеет две фазные обмотки, которые попеременно питаются двумя импульсами тока. Следовательно, создаваемый крутящий момент такой же, как у однофазного двухимпульсного двигателя. Тем не менее, обмотка будет использована только на 50 процентов.

Преимущество этого двигателя заключается в его простой электронике управления. Промежутки электромагнитного момента должны быть шунтированы подходящими вспомогательными средствами, как и в случае однофазного двигателя.

Трехфазный трехимпульсный бесщеточный двигатель постоянного тока

Этот двигатель имеет статор с трехфазной обмоткой, которая смещена в пространстве на 120° по электрическому току. Каждая фазная обмотка возбуждается одним импульсом, т. е. за электрический оборот; на статор циклически подаются три импульса тока.

Тот факт, что требуется всего три силовых транзистора или тринистора, является основным преимуществом этой конструкции двигателя. Одним из недостатков является относительно низкий коэффициент использования обмотки (в среднем около 33 процентов), а также необходимость трех датчиков положения.

Четырехфазный четырехимпульсный бесщеточный двигатель постоянного тока

Статор этого двигателя намотан четырехфазными обмотками, смещенными в пространстве на 90° электрического тока. Фазные обмотки циклически запитываются четырьмя импульсами тока. Это приводит к крутящему моменту без зазоров и использованию обмотки до 50 процентов. Однако затраты на электронику в два раза выше, чем у двухимпульсной конструкции.

3-фазный 6-импульсный двигатель BLDC Принцип работы

Статор этого двигателя намотан трехфазными обмотками, которые могут быть соединены как треугольником, так и звездой. Как правило, нейтральная точка не используется. Обмотки возбуждаются шестью импульсами шестью силовыми транзисторами или тринисторами в циклической последовательности.

Такой двигатель не только обеспечивает равномерный выходной крутящий момент, но и обеспечивает оптимальное использование обмотки. Его недостатком является относительно высокая стоимость датчиков положения и управляющей электроники.

Это приводит к наиболее распространенному бесщеточному двигателю постоянного тока — комбинации трехфазного синхронного двигателя с постоянными магнитами, трехфазного полупроводникового инвертора и датчика положения ротора, в результате чего система создает линейную характеристику крутящего момента скорости, как в обычный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами.

На приведенном выше рисунке схематически представлен трехфазный 6-пульсный бесщеточный двигатель постоянного тока, использующий транзисторный инвертор в качестве преобразователя постоянного тока в переменный. Там, где существуют требования к высокой мощности, вместо транзисторов используются тиристоры.

Другие характеристики, такие как стоимость компонентов, надежность компонентов и простота схемы инвертора, имеют важное значение, когда доступны тиристоры и транзисторы с сопоставимыми возможностями управления мощностью.

Неотъемлемой частью системы бесщеточного двигателя постоянного тока является датчик положения ротора. Хотя существует несколько методов определения углового положения, наиболее часто используемыми являются датчики на эффекте Холла и электрооптические датчики.

Преимущества бесщеточного двигателя постоянного тока

• Бесщеточный двигатель постоянного тока обладает всеми преимуществами обычного двигателя постоянного тока, но лишен недостатков механической системы переключения, состоящей из коммутатора и щеток.
• Ротор бесщеточной машины постоянного тока имеет меньшую инерцию по сравнению с эквивалентной машиной постоянного тока, поскольку не имеет обмоток и коллектора. Поэтому это лучший выбор для приложений в сервосистемах и для управления компьютерной периферией.

• Благодаря отсутствию щеток двигатели BLDC способны работать на высоких скоростях. КПД двигателей BLDC обычно составляет от 85 до 9.0 процентов, тогда как коллекторные двигатели постоянного тока имеют КПД от 75 до 80 процентов.
• Меньше проблем, вызванных радиочастотными и электромагнитными помехами, а также долгий срок службы.

Основным недостатком является сложность электронной схемы управления, особенно в приложениях, где требуется плавное вращение и, следовательно, необходимо последовательно переключать большое количество катушек.

Применение бесщеточных двигателей постоянного тока

• В приложениях с большей мощностью, включая тяговые, бесщеточные двигатели быстро заменяют обычные двигатели постоянного тока.
• Еще одним важным применением являются шпиндельные приводы для дисковой памяти и компьютерной периферии.
• Они используются в электромобилях, гибридных транспортных средствах и электрических велосипедах, промышленных роботах, станках с ЧПУ.
• В диапазоне мощности, равной дробным единицам, они используются в различных типах приводов в современных самолетах и ​​спутниковых системах.
• Бесщеточные двигатели постоянного тока Integral мощностью 1 л.с. были разработаны для силовых установок и прецизионных сервосистем.

Похожие сообщения

1. Конструкция двигателя постоянного тока | Машина
2. Принцип работы двигателя постоянного тока
3. Типы двигателя постоянного тока
4. Регулирование скорости двигателя постоянного тока
5. Регулирование скорости параллельного двигателя постоянного тока
6. Регулирование скорости последовательного двигателя постоянного тока
7. Характеристики двигателя постоянного тока
8. Электрическое торможение двигателя постоянного тока
9. Принцип работы двигателя BLDC
10. Работа двигателя BLDC

Спасибо, что прочитали о «Принципе работы двигателя BLDC».

Бесколлекторный двигатель постоянного тока — конструкция, принцип работы и преимущества

8 января 2019 г. 18 мая 2016 г.

Что такое бесщеточный двигатель постоянного тока или бесщеточный двигатель постоянного тока?

Бесщеточный двигатель постоянного тока, BLDC выполняет коммутацию электронным способом, используя обратную связь о положении ротора, чтобы определить, когда следует переключать ток. Электродвигатель BLDC электрически коммутируется силовыми выключателями вместо щеток. Структура бесщеточного двигателя постоянного тока BLDC показана на рисунке ниже.

Проще говоря, БКЭПТ не имеет щеток и коммутатора для получения однонаправленного крутящего момента, а для достижения однонаправленного крутящего момента используется встроенный инвертор/схема переключения. Вот почему эти двигатели иногда также называют двигателями с электронной коммутацией .

Конструкция двигателя BLDC:

Как и любой другой электродвигатель, двигатель BLDC также имеет статор и ротор. Здесь мы рассмотрим статор и ротор отдельно с точки зрения конструкции.

Статор BLDC:

Существует три типа двигателей BLDC:

• Однофазный

• Двухфазный

• Трехфазный.

Статор каждого типа имеет одинаковое количество обмоток. Наибольшее распространение получили однофазные и трехфазные двигатели. Упрощенное поперечное сечение однофазного и трехфазного двигателя BLDC показано на рисунке ниже. Ротор имеет постоянные магниты, образующие две пары магнитных полюсов, и окружает статор с обмотками.

Однофазный двигатель имеет одну обмотку статора, намотанную по часовой стрелке или против часовой стрелки вдоль каждого плеча статора, образуя четыре магнитных полюса, как показано на рисунке выше.

Трехфазный бесконтактный двигатель постоянного тока имеет три обмотки. Каждая фаза включается последовательно, чтобы заставить ротор вращаться.

Ротор:

Ротор состоит из вала и ступицы с постоянными магнитами, образующими от двух до восьми пар полюсов, чередующихся между северным и южным полюсами. На рисунке ниже показаны поперечные сечения трех видов расположения магнитов в роторе.

Как работает бесщеточный двигатель постоянного тока?

BLDC Работа двигателя основана на притяжении или отталкивании магнитных полюсов. При использовании трехфазного двигателя, как показано на рисунке ниже, процесс начинается, когда ток протекает через одну из трех обмоток статора и создает магнитный полюс, который притягивает ближайший постоянный магнит противоположного полюса.

Ротор будет двигаться, если ток переместится на соседнюю обмотку. Последовательная зарядка каждой обмотки заставит ротор следовать во вращающемся поле. Крутящий момент в этом примере зависит от амплитуды тока и числа витков на обмотках статора, силы и размера постоянных магнитов, воздушного зазора между ротором и обмотками и длины вращающегося плеча.