Úvod: Jednosmerné motory sú široko používané v našom každodennom živote, od malých domácich spotrebičov až po veľké priemyselné automobilové zariadenia. Existuje veľké množstvo jednosmerných motorov. Jednosmerné motory sú vo všeobecnosti rozdelené do dvoch kategórií: jednosmerné motory s vinutým magnetickým poľom a jednosmerné motory s permanentným magnetickým poľom.
Kartáčované jednosmerné motory a bezkartáčové jednosmerné motory
Ako dva typy motorov, ktoré sa často spomínajú, najväčším rozdielom medzi nimi je kefa. Kefovaný jednosmerný motor využíva ako stator permanentnú magnetickú silu, cievka je navinutá na rotor a energia sa prenáša mechanickým pôsobením uhlíkovej kefky a komutátorového stroja. To je dôvod, prečo sa nazýva kartáčovaný jednosmerný motor, pričom medzi rotorom a statorom bezkomutátorového jednosmerného motora nie je žiadna mechanická súčasť, ako je komutátor.
Úpadok kartáčovaných jednosmerných motorov je spôsobený tým, že vysokovýkonné výkonové zariadenia ako spínač motora sú praktickejšie, hospodárnejšie a spoľahlivejšie v režime riadenia, čím nahrádzajú výhody kartáčovaných motorov. Po druhé, bezkomutátorové jednosmerné motory nemajú žiadne opotrebovanie kefy a majú viac výhod v oblasti elektrického hluku a mechanického hluku, energetickej účinnosti, spoľahlivosti a životnosti.
Kartáčované motory sú však stále spoľahlivou voľbou pre nízkonákladové aplikácie. So správnym ovládačom a prepínačom je možné dosiahnuť dobrý výkon. Keďže nie sú potrebné takmer žiadne elektronické riadiace zariadenia, celý systém riadenia motora bude dosť lacný. Okrem toho môže ušetriť priestor potrebný na kabeláž a konektory a znížiť náklady na káble a konektory, čo je veľmi výhodné z hľadiska nákladov v aplikáciách, ktoré nevyžadujú energetickú účinnosť.
Jednosmerné motory a pohony
Motory a pohony sú neoddeliteľné, najmä v posledných rokoch zmeny na trhu kladú vyššie požiadavky na motorové pohony. V prvom rade je tu vysoká požiadavka na spoľahlivosť. Sú potrebné rôzne ochranné funkcie a je potrebné zabudované obmedzenie prúdu na riadenie prúdu motora pri štarte, zastavení alebo zastavení motora. To všetko sú vylepšenia spoľahlivosti.
Vysokoúčinné algoritmy riadenia pohonu, ako je digitálna technológia riadenia otáčania motora dosiahnutá prostredníctvom riadenia rýchlosti a fázového riadenia, a vysoko presná technológia riadenia polohy vyžadovaná akčnými členmi, sú nevyhnutné pre vývoj vysokovýkonných aplikačných systémov motora. To si vyžaduje efektívne algoritmy riadenia pohonu, ktoré môžu dizajnéri ľahko použiť. A teraz mnohí výrobcovia priamo hardvérovo algoritmus a aplikujú ho na integrovaný obvod ovládača, čo je pre dizajnérov pohodlnejšie. Pohodlný dizajn pohonu je teraz obľúbenejší.
Stabilita si vyžaduje aj podporu jazdnej techniky. Optimalizácia priebehu hnacej vlny má veľký vplyv na zníženie hluku a vibrácií motora. Technológia budiaceho pohonu vhodná pre rôzne magnetické obvody motora môže výrazne znížiť stabilitu motorov pri práci. Okrem toho je to neustála snaha o nižšiu spotrebu energie a vyššiu účinnosť.
Úlohou polovičného mostíka, typickej metódy pohonu pre jednosmerné motory, je generovať AC spúšťacie signály cez výkonové elektrónky, čím sa generujú veľké prúdy na ďalší pohon motora. V porovnaní s úplným mostíkom sú jazdné okruhy s polovičným mostíkom relatívne lacné a ľahšie sa vytvárajú. Obvody s polovičným mostíkom sú náchylné na zhoršenie tvaru vlny a interferenciu medzi prevodmi oscilácií. Obvody s úplným mostom sú drahšie a zložitejšie a nie je ľahké spôsobiť únik.
Populárny pohon PWM je už široko používaným riešením pohonu v jednosmerných motoroch. Jedným z dôvodov je, že dokáže znížiť spotrebu hnacieho zdroja a je čoraz viac využívaný. Mnoho riešení PWM motora teraz dosiahlo vysokú úroveň zlepšenia širokého pracovného cyklu, frekvenčného pokrytia a zníženia spotreby energie.
Keď sú kartáčované motory poháňané PWM, spínacia strata sa zvýši so zvýšením frekvencie PWM. Pri znižovaní zvlnenia prúdu zvyšovaním frekvencie je potrebné vyvážiť frekvenciu a účinnosť. Sínusový budiaci PWM pohon bezkomutátorového motora je tiež výborným riešením z hľadiska účinnosti, aj keď je to komplikovanejšie.
Zhrnutie
Ako sa menia funkčné požiadavky trhu s terminálmi, postupne sa zvyšujú požiadavky na výkon jednosmerného motora a energetickú účinnosť. Či už použijete kartáčovaný jednosmerný motor alebo bezkomutátorový jednosmerný motor, je potrebné zvoliť vhodnú technológiu pohonu podľa potrieb scény pre dosiahnutie spoľahlivejšej, stabilnejšej a efektívnejšej prevádzky motora.
