Вступ. Двигуни постійного струму широко використовуються в нашому повсякденному житті, від невеликих побутових приладів до великого промислового автомобільного обладнання. Існує велика кількість двигунів постійного струму. Двигуни постійного струму зазвичай поділяються на дві категорії: двигуни постійного струму з магнітним полем обмотки та двигуни постійного струму з постійним магнітним полем.
Щіткові двигуни постійного струму та безщіточні двигуни постійного струму
Як два типи двигунів, які часто згадуються, найбільшою різницею між ними є щітка. Щітковий двигун постійного струму використовує постійну магнітну силу як статор, котушка намотана на ротор, а енергія передається через механічну дію вугільної щітки та колектора. Ось чому його називають щітковим двигуном постійного струму, в той час як у безщітковому двигуні постійного струму між ротором і статором відсутній такий механічний компонент, як комутатор.
Занепад щіткових двигунів постійного струму пов'язаний з тим, що високопродуктивні силові пристрої, як перемикач двигуна, більш практичні, економічніші та надійніші в режимі керування, замінюючи переваги щіткових двигунів. По-друге, безщіточні двигуни постійного струму не мають зносу щіток і мають більше переваг щодо електричних і механічних шумів, енергоефективності, надійності та терміну служби.
Однак щіткові двигуни все ще є надійним вибором для недорогих застосувань. За допомогою правильного контролера та перемикача можна досягти хорошої продуктивності. Оскільки електронні пристрої управління майже не потрібні, вся система управління двигуном буде коштувати досить дешево. Крім того, це може заощадити простір, необхідний для проводки та роз’ємів, і зменшити вартість кабелів і роз’ємів, що є дуже рентабельним у програмах, які не вимагають енергоефективності.
Двигуни та приводи постійного струму
Двигуни та приводи нероздільні, особливо в останні роки ринкові зміни висунули підвищені вимоги до моторних приводів. Перш за все, є високі вимоги до надійності. Необхідні різні функції захисту, а також необхідне вбудоване обмеження струму для контролю струму двигуна, коли двигун запускається, зупиняється або зупиняється. Усе це підвищення надійності.
Високоефективні алгоритми керування приводом, такі як технологія цифрового керування обертанням двигуна, досягнута за допомогою контролю швидкості та контролю фази, а також технологія керування високоточним позиціонуванням, необхідна для приводів, є незамінними для розробки високопродуктивних систем застосування двигунів. Для цього потрібні ефективні алгоритми керування приводом, які дизайнери можуть легко використовувати. І тепер багато виробників безпосередньо апаратно розробляють алгоритм і застосовують його до мікросхеми драйвера, що зручніше для дизайнерів. Зручна конструкція приводу зараз більш популярна.
Стійкість також вимагає підтримки технології водіння. Оптимізація форми хвилі керування має великий вплив на зниження шуму та вібрації двигуна. Технологія збудження, яка підходить для різних магнітних ланцюгів двигунів, може значно знизити стабільність двигунів під час роботи. Крім того, це постійне прагнення до зниження енергоспоживання та підвищення ефективності.
Роль напівмостового керування, типового методу керування для двигунів постійного струму, полягає у генеруванні тригерних сигналів змінного струму через силові трубки, тим самим генеруючи великі струми для подальшого приводу двигуна. Порівняно з повним мостом схеми керування напівмостом є відносно дешевими та легшими для формування. Напівмостові схеми схильні до погіршення форми сигналу та інтерференції між перетвореннями коливань. Повномостові схеми дорожчі та складніші, і в них непросто створити витік.
Популярний ШІМ-привід уже широко використовується в двигунах постійного струму. Однією з причин є те, що він може зменшити енергоспоживання джерела живлення приводу та використовується все ширше. Зараз багато рішень ШІМ для двигунів досягли високого рівня в покращенні широкого робочого циклу, охоплення частоти та зниження споживання електроенергії.
Коли щіткові двигуни керуються ШІМ, втрати при перемиканні будуть збільшуватися зі збільшенням частоти ШІМ. При зменшенні пульсацій струму шляхом підвищення частоти необхідно збалансувати частоту і ефективність. ШІМ-привід збудження синусоїдальної хвилі безщіткового двигуна також є відмінним рішенням з точки зору ефективності, хоча воно є більш складним.
Резюме
Оскільки функціональні вимоги ринку терміналів змінюються, вимоги до продуктивності двигуна постійного струму та енергоефективності поступово зростають. Незалежно від того, чи використовуєте щітковий двигун постійного струму або безщітковий двигун постійного струму, необхідно вибрати відповідну технологію приводу відповідно до потреб сцени для досягнення більш надійної, стабільної та ефективної роботи двигуна.
