ມໍເຕີ DC brushed: ຍັງເປັນທາງເລືອກທີ່ມີປະໂຫຍດຫຼາຍ

Brushless DC ແລະ motors stepper ອາດຈະໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍກ່ວາມໍເຕີ DC brushed ຄລາສສິກ, ແຕ່ອັນສຸດທ້າຍອາດຈະເປັນທາງເລືອກທີ່ດີກວ່າໃນບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.

ຜູ້ອອກແບບສ່ວນໃຫຍ່ຊອກຫາທີ່ຈະເລືອກເອົາມໍເຕີ DC ຂະຫນາດນ້ອຍ - ຫນ່ວຍຍ່ອຍຫຼືຊິ້ນສ່ວນ - ແຮງມ້າ, ໂດຍປົກກະຕິ - ປົກກະຕິແລ້ວເບິ່ງເບື້ອງຕົ້ນພຽງແຕ່ສອງທາງເລືອກ: ມໍເຕີ DC (BLDC) ທີ່ບໍ່ມີ brushless ຫຼືມໍເຕີ stepper.ອັນໃດທີ່ຈະເລືອກເອົາແມ່ນອີງໃສ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ, ເນື່ອງຈາກວ່າ BDLC ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນດີກວ່າສໍາລັບການເຄື່ອນໄຫວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນຂະນະທີ່ມໍເຕີ stepper ແມ່ນເຫມາະທີ່ດີກວ່າສໍາລັບການຕັ້ງຕໍາແຫນ່ງ, ໄປແລະດັງນີ້ຕໍ່ໄປ, ແລະຢຸດ / ເລີ່ມການເຄື່ອນໄຫວ.ແຕ່ລະປະເພດມໍເຕີສາມາດສະຫນອງການປະຕິບັດທີ່ຈໍາເປັນດ້ວຍຕົວຄວບຄຸມທີ່ເຫມາະສົມ, ເຊິ່ງສາມາດເປັນ IC ຫຼືໂມດູນຂຶ້ນຢູ່ກັບຂະຫນາດມໍເຕີແລະສະເພາະ.ມໍເຕີເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຂັບເຄື່ອນດ້ວຍ "ອັດສະລິຍະ" ທີ່ຝັງຢູ່ໃນ ICs ຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວສະເພາະ ຫຼືໂປເຊດເຊີທີ່ມີເຟີມແວຝັງໄວ້.

ແຕ່ເບິ່ງໃກ້ໆກັບການສະເຫນີຂອງຜູ້ຂາຍຂອງມໍເຕີ BLDC ເຫຼົ່ານີ້, ແລະທ່ານຈະເຫັນພວກມັນເກືອບສະເຫມີສະເຫນີມໍເຕີ DC (BDC) ທີ່ມີແປງ, ເຊິ່ງແມ່ນ "ຕະຫຼອດໄປ."ການຈັດລຽງມໍເຕີນີ້ມີສະຖານທີ່ຍາວນານແລະຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນປະຫວັດສາດຂອງພະລັງງານແຮງຈູງໃຈທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍໄຟຟ້າ, ຍ້ອນວ່າມັນເປັນການອອກແບບມໍເຕີໄຟຟ້າຄັ້ງທໍາອິດຂອງທຸກປະເພດ.ຫຼາຍສິບລ້ານຂອງມໍເຕີແປງເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນແຕ່ລະປີສໍາລັບການນໍາໃຊ້ທີ່ຮ້າຍແຮງ, ທີ່ບໍ່ແມ່ນ trivial ເຊັ່ນລົດ.

ລຸ້ນທຳອິດຂອງມໍເຕີ້ແປງຖູ່ຖືກອອກແບບໃນຕົ້ນຊຸມປີ 1800 ແຕ່ການໃຫ້ພະລັງງານເຖິງແມ່ນມໍເຕີທີ່ມີປະໂຫຍດຂະໜາດນ້ອຍກໍ່ເປັນສິ່ງທ້າທາຍ.ເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອພະລັງງານໃຫ້ເຂົາເຈົ້າຍັງບໍ່ທັນໄດ້ພັດທະນາ, ແລະຫມໍ້ໄຟທີ່ມີຢູ່ມີຄວາມສາມາດຈໍາກັດ, ຂະຫນາດໃຫຍ່, ແລະຍັງຕ້ອງໄດ້ "ຕື່ມ" ບາງຢ່າງ.ໃນທີ່ສຸດ, ບັນຫາເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກແກ້ໄຂ.ໃນທ້າຍຊຸມປີ 1800, ເຄື່ອງຈັກ DC brushed ຕັ້ງແຕ່ຫຼາຍສິບແລະຫຼາຍຮ້ອຍແຮງມ້າໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງແລະນໍາໃຊ້ໂດຍທົ່ວໄປ;ຈໍານວນຫຼາຍຍັງຖືກນໍາໃຊ້ໃນມື້ນີ້.

ມໍເຕີ DC brushed ພື້ນຖານບໍ່ຕ້ອງການ "ເອເລັກໂຕຣນິກ" ເພື່ອເຮັດວຽກ, ເພາະວ່າມັນເປັນອຸປະກອນທີ່ປ່ຽນແປງດ້ວຍຕົນເອງ.ຫຼັກການຂອງການດໍາເນີນງານແມ່ນງ່າຍດາຍ, ເຊິ່ງເປັນຫນຶ່ງໃນຄຸນງາມຄວາມດີຂອງມັນ.ມໍເຕີ DC brushed ໃຊ້ການຫັນປ່ຽນກົນຈັກເພື່ອປ່ຽນຂົ້ວຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງ rotor (ຍັງເອີ້ນວ່າ armature) ທຽບກັບ stator.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງ stator ແມ່ນພັດທະນາໂດຍສາຍແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ (ປະຫວັດສາດ) ຫຼືແມ່ເຫຼັກຖາວອນທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ທັນສະໄຫມ (ສໍາລັບການປະຕິບັດຫຼາຍໃນປະຈຸບັນ) (ຮູບ 1).


Fig 1: ມໍເຕີ DC brushed ແບບດັ້ງເດີມແມ່ນອີງໃສ່ການປ່ຽນແປງກົນຈັກໂດຍຜ່ານ brushed ເພື່ອປ່ຽນຂົ້ວຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງ rotor, ດັ່ງນັ້ນ inducing ການເຄື່ອນໄຫວ rotary ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.(ຮູບ:HPI Racing A/S)

ປະຕິສໍາພັນແລະການເຮັດຊ້ໍາຄືນຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກລະຫວ່າງ rotor coils ສຸດ armature ແລະພາກສະຫນາມຄົງທີ່ຂອງ stator induce ການເຄື່ອນໄຫວ rotary ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.ການປະຕິບັດການປ່ຽນແປງທີ່ກົງກັນຂ້າມພາກສະຫນາມ rotor ແມ່ນສໍາເລັດໂດຍຜ່ານການຕິດຕໍ່ທາງກາຍະພາບ (ເອີ້ນວ່າແປງ), ເຊິ່ງສໍາຜັດແລະນໍາພະລັງງານມາໃຫ້ coils armature ໄດ້.ການຫມຸນຂອງມໍເຕີບໍ່ພຽງແຕ່ສະຫນອງການເຄື່ອນໄຫວກົນຈັກທີ່ຕ້ອງການ, ແຕ່ຍັງເປັນການສະຫຼັບຂອງຂົ້ວຂອງ rotor coil ທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອກະຕຸ້ນການດຶງດູດ / repulsion ກ່ຽວກັບພາກສະຫນາມ stator ຄົງ - ອີກເທື່ອຫນຶ່ງ, ບໍ່ມີເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນ, ເນື່ອງຈາກວ່າການສະຫນອງ DC ຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍກົງກັບ. stator coil windings (ຖ້າມີ) ແລະແປງ.

ການຄວບຄຸມຄວາມໄວພື້ນຖານແມ່ນສໍາເລັດໂດຍການປັບແຮງດັນທີ່ນໍາໃຊ້, ແຕ່ນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງຫນຶ່ງໃນຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງມໍເຕີແປງ: ແຮງດັນຕ່ໍາຫຼຸດລົງຄວາມໄວ (ຊຶ່ງເປັນຄວາມຕັ້ງໃຈ) ແລະຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງແຮງບິດ, ເຊິ່ງມັກຈະເປັນຜົນສະທ້ອນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ.ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງຈັກແປງໄຟຟ້າທີ່ຂັບເຄື່ອນໂດຍກົງຈາກ rails DC ແມ່ນຍອມຮັບໄດ້ພຽງແຕ່ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຈໍາກັດຫຼືບໍ່ສໍາຄັນເຊັ່ນ: ການດໍາເນີນງານຂອງຫຼິ້ນຂະຫນາດນ້ອຍແລະການສະແດງພາບເຄື່ອນໄຫວ, ໂດຍສະເພາະຖ້າຫາກວ່າການຄວບຄຸມຄວາມໄວແມ່ນຈໍາເປັນ.

ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ມໍເຕີທີ່ບໍ່ມີ brushless ມີ array ຂອງທໍ່ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ (poles) ຄົງທີ່ອ້ອມຮອບພາຍໃນທີ່ຢູ່ອາໄສ, ແລະແມ່ເຫຼັກຖາວອນທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງແມ່ນຕິດກັບ shaft rotor (ຮູບ 2).ເນື່ອງຈາກເສົາໄຟຟ້າຖືກພະລັງງານຕາມລໍາດັບໂດຍເອເລັກໂຕຣນິກຄວບຄຸມ (ການຫັນປ່ຽນເອເລັກໂຕຣນິກ - EC), ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ຢູ່ອ້ອມຮອບ rotor rotates ແລະດັ່ງນັ້ນດຶງດູດເອົາ rotor ດ້ວຍແມ່ເຫຼັກຄົງທີ່ຂອງມັນ, ເຊິ່ງຖືກບັງຄັບໃຫ້ປະຕິບັດຕາມພາກສະຫນາມ.


Fig 2: ມໍເຕີ DC ທີ່ບໍ່ມີ brushless ໃຊ້ commutation ເອເລັກໂຕຣນິກເພື່ອສະຫຼັບ polarity ຂອງ poles ອ້ອມຂ້າງ rotor ໄດ້.(ຮູບ:HPI Racing A/S)

ປະຈຸບັນການຂັບລົດເສົາໄຟຟ້າຂອງ BLDC ສາມາດເປັນຄື້ນສີ່ຫຼ່ຽມມົນ, ແຕ່ນັ້ນບໍ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນ, ດັ່ງນັ້ນການອອກແບບສ່ວນໃຫຍ່ຈະໃຊ້ຮູບແບບຄື້ນທີ່ມີຮູບຮ່າງທີ່ປັບແຕ່ງມາເພື່ອຄວາມສອດຄ່ອງຂອງປະສິດທິພາບໄຟຟ້າແລະຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງການເຄື່ອນໄຫວ.ນອກຈາກນັ້ນ, ຕົວຄວບຄຸມສາມາດປັບຮູບແບບຂອງຄື້ນທີ່ມີກໍາລັງແຮງສໍາລັບການເລີ່ມຕົ້ນໄວແຕ່ກ້ຽງແລະຢຸດໂດຍບໍ່ມີການ overshoot ແລະການຕອບສະຫນອງ crisp ກັບການໂຫຼດກົນຈັກ.ໂປໄຟການຄວບຄຸມທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະ trajectories ມີທີ່ກົງກັບຕໍາແຫນ່ງມໍເຕີແລະຄວາມໄວກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.

 

ແກ້ໄຂໂດຍ Lisa


ເວລາປະກາດ: 12-11-2021