História motorov začala objavením elektromagnetických javov na začiatku 19. storočia a postupne sa stala jedným z najdôležitejších elektronických systémov v priemyselnom veku. S rozvojom technológie inžinieri a technici vynašli mnoho typov motorov, vrátane jednosmerných (DC) motorov, indukčných motorov a synchrónnych motorov.
Ako typ synchrónneho motora s permanentným magnetom (PMSM) majú bezkomutátorové motory dlhú históriu. Avšak v začiatkoch, kvôli ťažkostiam pri štartovaní a zmene rýchlosti, nebol široko používaný, s výnimkou priemyselných aplikácií s drahými riadiacimi mechanizmami. V posledných rokoch sa však so zlepšením výkonných permanentných magnetov a zlepšením povedomia ľudí o úsporách energie rýchlo rozvíjali bezkomutátorové motory v rôznych oblastiach.
Rozdiel medzi jednosmernými kartáčovanými motormi a bezkomutátorovými motormi
Jednosmerný kartáčovaný motor (zvyčajne označovaný ako jednosmerný motor) má vlastnosti dobrej ovládateľnosti, vysokej účinnosti a ľahkej miniaturizácie. Je to najpoužívanejší typ motora. Bezkomutátorový motor v porovnaní s jednosmerným kartáčovaným motorom nepotrebuje kefy a komutátory, takže má dlhú životnosť, je nenáročný na údržbu a má nízku prevádzkovú hlučnosť. Okrem toho má nielen vysokú ovládateľnosť jednosmerného motora, ale má aj vysoký stupeň štrukturálnej voľnosti a je ľahké ho zabudovať do zariadenia. Vďaka týmto výhodám sa postupne rozšírila aplikácia bezkomutátorových motorov. V súčasnosti je široko používaný v priemyselných zariadeniach, kancelárskych automatizačných zariadeniach a domácich spotrebičoch.
Pracovné podmienky bezkomutátorových motorov
Keď pracuje bezkomutátorový motor, permanentný magnet sa najskôr používa ako rotor (otočná strana) a cievka sa používa ako stator (pevná strana). Potom externý obvod meniča riadi spínanie prúdu do cievky podľa otáčania motora. Bezkomutátorový motor sa používa v spojení s invertorovým obvodom, ktorý detekuje polohu rotora a podľa polohy rotora zavádza prúd do cievky.
Existujú tri hlavné metódy detekcie polohy rotora: jednou je detekcia prúdu, ktorá je nevyhnutnou podmienkou pre riadenie orientované magnetickým poľom; druhým je detekcia Hallovým senzorom, ktorý využíva tri Hallove senzory na detekciu polohy rotora prostredníctvom magnetického poľa rotora; treťou je detekcia indukovaného napätia, ktorá zisťuje polohu rotora prostredníctvom indukovanej zmeny napätia generovanej rotáciou rotora, čo je jedna z metód detekcie polohy indukčného motora.
Pre bezkomutátorové motory existujú dva základné spôsoby riadenia. Okrem toho existujú niektoré metódy riadenia, ktoré vyžadujú zložité výpočty, ako je vektorové riadenie a riadenie slabého poľa.
Pohon štvorcových vĺn
Podľa uhla natočenia rotora sa prepne stav spínania výkonového prvku obvodu meniča a potom sa zmení smer prúdu cievky statora, aby sa rotor otáčal.
Sínusový pohon
Rotor sa otáča detekciou uhla natočenia rotora, generovaním trojfázového striedavého prúdu s fázovým posunom 120 stupňov v obvode meniča a následnou zmenou smeru prúdu a veľkosti statorovej cievky.
Bezkomutátorové jednosmerné motory sú v súčasnosti široko používané v rôznych oblastiach, vrátane domácich spotrebičov, automobilovej elektroniky, priemyselných zariadení, kancelárskej automatizácie, robotov a prenosnej spotrebnej elektroniky. V budúcnosti, s neustálym pokrokom v technológii motorov, bude mať aplikácia bezkomutátorových jednosmerných motorov širší vývojový priestor.
