I mutori senza spazzola sò una varietà di mutori elettrici chì, à u cuntrariu di i motori di spazzola convenzionale o di carbone, A rimuzione di carbone in i motori senza spazzola aumenta l'efficienza è a longevità di sti muturi paragunatu à i motori di carbone cunvinziunali.
A causa di i numerosi vantaghji di i motori brushless, i nostri numerosi arnesi utilizanu motori brushless per accumpagnà cù u so putere unicu in ogni situazione.Una vita più longa, un pesu ligeru è una pruduzzione menu di rumore sò trà e caratteristiche chì distinguenu sti motori da i motori à carbone.
I Motori sò Macchine di Consegna di Energia
Quandu l'ingegneri sò affruntati cù a sfida di cuncepisce l'equipaggiu elettricu per eseguisce travaglii meccanichi, puderanu pensà à cumu i segnali elettrici sò cunvertiti in energia.Allora l'attuatori è i mutori sò trà i dispositi chì cunverte i signali elettrici in muvimentu.I mutori scambianu energia elettrica à energia meccanica.
U tipu più simplice di mutore hè u mutore DC brushed.In stu tipu di mutore, u currente elettricu passa per bobine chì sò disposti in un campu magneticu fissu.U currente genera campi magnetichi in i bobine;questu provoca l'assemblea di a bobina per girà, postu chì ogni bobina hè alluntanata da u polu simili è tirata versu u polu sfarente di u campu fissu.Per mantene a rotazione, hè necessariu d'inversione continuamente u currente, in modu chì a polarità di a bobina si vulterà continuamente, facendu chì e bobine cuntinueghjanu "perseguite" i poli fissi sfarente.U putere à e bobine hè furnitu per mezu di spazzole conduttive fissi chì facenu cuntattu cù un commutatore rotativu;hè a rotazione di u commutatore chì provoca l'inversione di u currente attraversu e bobine.U commutatore è i spazzole sò i cumpunenti chjave chì distingue u mutore DC brushed da altri tipi di mutore.A figura 1 illustra u principiu generale di u mutore brushed.
Figura 1: Funzionamentu di u Brushed DC Motor.
I spazzole fissi furniscenu energia elettrica à u commutatore rotativu.Quandu u commutatore gira, inverte continuamente a direzzione di u currente in e bobine, invirtendu a polarità di a bobina in modu chì e bobine mantene a rotazione diritta.U commutatore gira perchè hè attaccatu à u rotore nantu à quale sò muntati i bobine.
I mutori differenu secondu u so tipu di putenza (AC o DC) è u so metudu per generà a rotazione (Figura 2).Quì sottu, fighjemu brevemente e caratteristiche è l'usi di ogni tipu.
Diversi Tipi di Motori
I mutori DC spazzolati, cù un disignu simplice è un cuntrollu faciule, sò largamente usati per apre è chjude i vassoi di discu.In vitture, sò spessu usati per retracting, extending, and positioning windows laterali elettricamente.U prezzu bassu di sti mutori li rende adattati per parechji usi.Un inconveniente, però, hè chì i spazzole è i commutatori tendenu à usà relativamente rapidamente per via di u so cuntattu cuntinuu, chì necessitanu un rimpiazzamentu frequente è un mantenimentu periodicu.
Un mutore stepper hè guidatu da impulsi;gira à traversu un angulu specificu (passu) cù ogni impulsu.Perchè a rotazione hè precisamente cuntrullata da u nùmeru di impulsi ricevuti, sti mutori sò largamente usati per implementà l'aghjustamenti di pusizione.Sò spessu usati, per esempiu, per cuntrullà l'alimentazione di carta in i fax è l'impresora, postu chì questi apparecchi alimentanu a carta in passi fissi, chì sò facilmente correlati cù u conte di impulsi.A pausa pò ancu esse facilmente cuntrullata, postu chì a rotazione di u mutore si ferma istantaneamente quandu u signale di impulsu hè interrottu.
Cù mutori sincroni, a rotazione hè sincrona cù a freccia di u currente di furnimentu.Questi mutori sò spessu usati per guidà e tavule rotanti in i forni di micru;ingranaggi di riduzzione in l'unità di u mutore ponu esse aduprati per ottene a velocità di rotazione adatta per riscalda l'alimentu.Cù i mutori di induzione, ancu a velocità di rotazione varieghja cù a freccia;ma u muvimentu ùn hè micca sincronu.In u passatu, sti mutori eranu spessu usati in ventilatori elettrici è lavatrici.
Ci sò parechji tippi di mutore in usu cumuni.In questa sessione, fighjemu i vantaghji è l'applicazioni di i motori brushless DC.
Perchè i Motori BLDC giranu?
Cum'è u so nome implica, i motori brushless DC ùn usanu micca spazzole.Cù i motori spazzolati, i spazzole trasmettenu corrente à traversu u commutatore in e bobine nantu à u rotore.Allora cumu un mutore brushless passa a corrente à e bobine di u rotore?Ùn hè micca, perchè e bobine ùn sò micca situate nantu à u rotore.Invece, u rotore hè un magnetu permanente;i bobine ùn giranu micca, ma sò invece fissi in u locu nantu à u stator.Perchè e bobine ùn si movenu micca, ùn ci hè micca bisognu di spazzole è un commutatore.(Vede a figura 3.)
Cù u mutore spazzolatu, a rotazione hè ottenuta cuntrullendu i campi magnetichi generati da e bobine nantu à u rotore, mentre chì u campu magneticu generatu da i magneti stazionari resta fissu.Per cambià a velocità di rotazione, cambiate a tensione per i bobine.Cù un mutore BLDC, hè u magnetu permanente chì gira;a rotazione hè ottenuta cambiendu a direzzione di i campi magnetichi generati da e bobine stazionarie circundante.Per cuntrullà a rotazione, aghjustate a magnitude è a direzzione di u currente in queste bobine.
Siccomu u rotore hè un magnetu permanente, ùn hà micca bisognu di corrente, eliminendu a necessità di spazzole è commutatore.A currente à e bobine fissi hè cuntrullata da l'esternu.
Vantaghji di i Motori BLDC
Un mutore BLDC cù trè bobine nantu à u stator averà sei fili elettrici (dui à ogni bobina) chì si estendenu da queste bobine.In a maiò parte di l'implementazione, trè di sti fili seranu cunnessi internamente, cù i trè fili rimanenti chì si estendenu da u corpu di u mutore (in cuntrastu à i dui fili chì si estendenu da u mutore spazzolatu descritto prima).U cablaggio in u casu di u mutore BLDC hè più cumplicatu chè solu cunnette i terminali pusitivi è negativi di a cellula di putenza;Fighjemu più attentamente cumu si travaglianu sti mutori in a seconda sessione di sta serie.Quì sottu, cuncludemu fighjendu i vantaghji di i motori BLDC.
Un grande vantaghju hè l'efficienza, postu chì questi mutori ponu cuntrullà continuamente à a forza di rotazione massima (torque).I mutori spazzolati, invece, righjunghjenu u torque massimu solu in certi punti di a rotazione.Per un mutore brushed per furnisce u listessu torque cum'è un mudellu brushless, avissi bisognu di utilizà magneti più grande.Hè per quessa chì ancu i picculi mutori BLDC ponu furnisce una putenza considerable.
U sicondu vantaghju maiò - in relazione à u primu - hè a cuntrullabilità.I mutori BLDC ponu esse cuntrullati, utilizendu meccanismi di feedback, per furnisce precisamente u torque è a velocità di rotazione desiderate.U cuntrollu di precisione riduce u cunsumu d'energia è a generazione di calore, è, in i casi induve i mutori sò alimentati da a batteria, allunga a vita di a bateria.
I mutori BLDC offrenu ancu una alta durabilità è una bassa generazione di rumore elettricu, grazia à a mancanza di spazzole.Cù i motori spazzolati, i spazzole è u commutatore si sguassate per via di u cuntattu in muvimentu cuntinuu, è ancu pruduce scintille induve u cuntattu hè fattu.U rumore elettricu, in particulare, hè u risultatu di i forti scintille chì tendenu à accade in i spazii induve i spazzole passanu sopra i spazii in u commutatore.Hè per quessa chì i mutori BLDC sò spessu cunsiderati preferibili in l'applicazioni induve hè impurtante per evità u rumore elettricu.
Applicazioni ideali per i Motori BLDC
Avemu vistu chì i mutori BLDC offrenu una alta efficienza è cuntrollu, è chì anu una longa vita operativa.Allora chì sò boni per ?Per via di a so efficienza è longevità, sò largamente utilizati in i dispositi chì funzionanu continuamente.Sò longu usatu in lavatrici, climatizzatori è altri elettronica di u cunsumu;è più ricenti, si prisentanu in i fanali, induve a so alta efficienza hà cuntribuitu à una riduzione significativa di u cunsumu di energia.
Sò ancu esse aduprati per guidà e macchine di vacuum.In un casu, un cambiamentu in u prugramma di cuntrollu hà risultatu in un grande saltu in a velocità di rotazione - un esempiu di a cuntrullabilità superlativa offerta da questi muturi.
I mutori BLDC sò ancu utilizati per spinà i discu duru, induve a so durabilità mantene e unità operanu in modu affidabile à longu andà, mentre chì a so efficienza energetica cuntribuisce à a riduzione di l'energia in una zona induve questu hè diventatu sempre più impurtante.
Versu un usu più largu in u futuru
Pudemu aspittà di vede i mutori BLDC utilizati in una gamma più larga di applicazioni in u futuru.Per esempiu, prubabilmente seranu largamente utilizati per guidà i robots di serviziu - robots chjuchi chì furniscenu servizii in campi diversi da a fabricazione.Un pò pensà chì i mutori stepper seranu più adattati in stu tipu d'applicazioni, induve i impulsi puderanu esse usatu per cuntrullà precisamente u pusizioni.Ma i mutori BLDC sò megliu adattati per cuntrullà a forza.È cù un mutore stepper, tenendu a pusizione di una struttura cum'è un bracciu roboticu necessitava un currente relativamente grande è cuntinuu.Cù un mutore BLDC, tuttu ciò chì serà necessariu hè un currente proporzionale à a forza esterna, chì permette un cuntrollu più efficiente di u putere.I mutori BLDC ponu ancu rimpiazzà i mutori di corrente continua brushed in carretti di golf è carretti di mobilità.In più di a so efficienza megliu, i mutori BLDC ponu ancu furnisce un cuntrollu più precisu, chì à u turnu pò allargà ancu a vita di a bateria.
I mutori BLDC sò ancu ideali per i droni.A so capacità di furnisce un cuntrollu di precisione li rende soprattuttu adattati per i droni multirotori, induve l'attitudine di u drone hè cuntrullata da cuntrullà precisamente a velocità di rotazione di ogni rotore.
In questa sessione, avemu vistu cumu i mutori BLDC offrenu un'eccellente efficienza, cuntrollu è longevità.Ma un cuntrollu attentu è propiu hè essenziale per prufittà pienamente di u putenziale di sti mutori.In a nostra prossima sessione, guardemu cumu travaglianu sti mutori.
Tempu di post: 21-aug-2023