Silniki elektryczne są pełnej długości: zasada działania, kontrola kolektorów silników elektrycznych. Razem silnik elektryczny własnymi rękami

Silniki elektryczne bez wybuchu są stosowane w technologii medycznej, aeromodelingu, rurociągach do rurociągów naftowych, a także w wielu innych gałęziach przemysłu. Mają jednak swoje wady, cechy, a także zalety, które czasami odgrywają kluczową rolę w projektowaniu różnych urządzeń. Niezależnie od przypadku, takie silniki elektryczne zajmują względnie małą niszę w porównaniu z asynchronicznymi maszynami prądu przemiennego.

Cechy silników elektrycznych

Jednym z powodów, dla których projektanci interesują się precyzyjnymi silnikami elektrycznymi, jest zapotrzebowanie na szybkie silniki o małych rozmiarach. Ponadto silniki te mają bardzo precyzyjne pozycjonowanie. Konstrukcja ma ruchomy wirnik i nieruchomy stojan. Na wirniku znajduje się jeden magnes trwały lub kilka, ułożone w określoną sekwencję. Na stojanie znajdują się cewki, które tworzą pole magnetyczne.


Należy zauważyć jeszcze jedną cechę - elektrycznie napędzane elektrycznie silniki mogą mieć kotwicę znajdującą się zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz. W związku z tym dwa rodzaje projektów mogą mieć określone zastosowanie w różnych sferach. Kiedy kotwica jest umieszczona w środku, możliwe jest uzyskanie bardzo dużej prędkości, więc silniki te działają bardzo dobrze w projektach układów chłodzenia. W przypadku zainstalowania napędu z zewnętrznym wirnikiem jest to możliweosiągnąć bardzo precyzyjne pozycjonowanie, a także wysoką odporność na przeciążenia. Bardzo często silniki te są wykorzystywane w robotyce, sprzęcie medycznym i maszynach z kontrolą częstotliwości.


Jak działają silniki

Aby napędzać wirnik bezblotowego silnika elektrycznego o prądzie stałym, konieczne jest użycie specjalnego mikrokontrolera. Nie można go uruchomić w taki sam sposób, jak w maszynie synchronicznej lub asynchronicznej. Za pomocą mikrokontrolera włącz uzwojenia silnika, aby kierunek wektorów pola magnetycznego na stojanie i kotwach był ortogonalny.
Innymi słowy, za pomocą sterownika można regulować moment obrotowy, który działa na wirnik silnika kolektora. Aby przesunąć kotwicę, należy dokonać właściwego przełączenia w uzwojeniach stojana. Niestety, nie ma sposobu na zapewnienie płynnej kontroli rotacji. Ale można bardzo szybko zwiększyć prędkość wirnika silnika elektrycznego.

Różnice w silnikach kolektorów i kolektorów

Główna różnica polega na tym, że na silnikach kolektorów dla modeli nie ma nawijania na wirniku. W przypadku silników kolektorowych ich wirniki mają uzwojenia. Ale stałe magnesy są zainstalowane na stacjonarnej części silnika. Ponadto na wirniku zainstalowany jest specjalny kolektor projektowy, do którego podłączone są szczotki grafitowe. Przy ich pomocy na uzwojenie wirnika jest podawane napięcie. Niezbędna jest również zasada działania kolektora elektrycznegojest inny.

Jak działa maszyna zbierająca

Aby uruchomić silnik kolektora, konieczne jest doprowadzenie napięcia do uzwojenia wzbudzenia, które znajduje się bezpośrednio na kotwicy. W tym przypadku powstaje trwałe pole magnetyczne, które oddziałuje z magnesami na stojanie, czego rezultatem są kotwice i zamontowany na nim kolektor. To zasila takie uzwojenie, następuje powtórzenie cyklu.
Prędkość obrotowa wirnika zależy bezpośrednio od intensywności pola magnetycznego, a ta ostatnia zależy bezpośrednio od wielkości napięcia. Aby zwiększyć lub zmniejszyć prędkość obrotową, należy zmienić napięcie zasilania. Aby wykonać rewers, wystarczy zmienić polaryzację połączenia silnika. Do takiej kontroli nie trzeba używać specjalnych mikrokontrolerów, można zmienić prędkość obrotową za pomocą konwencjonalnego rezystora przemiennego.

Cechy niezebranych maszyn

Ale tutaj sterowanie pełnym silnikiem elektrycznym jest niemożliwe bez użycia specjalnych sterowników. Wychodząc z tego, możemy wywnioskować, że jako generator, silniki tego typu nie mogą być używane. Aby uzyskać efektywne sterowanie, możesz śledzić położenie wirnika za pomocą kilku czujników Halla. Przy tak prostych urządzeniach można znacznie poprawić wydajność, ale koszt silnika elektrycznego wzrośnie kilkakrotnie.

Uruchomienie turbulentnych silników

Twórz mikrokontrolery na własną rękęnie ma sensu, znacznie lepszą opcją będzie zakup gotowych, niech to będzie chiński. Przy wyborze należy przestrzegać następujących zaleceń:
  • Należy wziąć pod uwagę maksymalną dopuszczalną siłę prądu. Ta opcja z pewnością przyda się w przypadku różnych typów pracy napędu. Cechy są często wskazywane przez producentów bezpośrednio w nazwie modelu. Bardzo rzadko wskazują wartości charakterystyczne dla trybów szczytowych, w których mikrokontroler nie może działać przez długi czas.
  • W przypadku pracy długoterminowej należy wziąć pod uwagę maksymalną wartość napięcia zasilania.
  • Pamiętaj, aby wziąć pod uwagę oporność wszystkich wewnętrznych obwodów mikrokontrolera.
  • Konieczne jest uwzględnienie maksymalnej liczby obrotów charakterystycznych dla działania mikrokontrolera. Należy pamiętać, że nie będzie w stanie zwiększyć maksymalnej prędkości obrotowej, ponieważ ograniczenia są dokonywane na poziomie oprogramowania.
  • Tanie modele urządzeń mikrokontrolerów mają częstotliwość generowanych impulsów w zakresie 78 kHz. Drogie instancje można przeprogramować, a parametr ten zwiększa się 2-4 razy.
  • Spróbuj wybrać mikrokontrolery dla wszystkich parametrów, ponieważ wpływają one na moc, jaką może rozwinąć silnik elektryczny.

    Sposób sterowania

    Elektroniczna jednostka sterująca umożliwia przełączanie uzwojenia napędu. Aby określić moment przełączania za pomocą sterownika, monitorowane jest położenie wirnika z czujnika Halla zainstalowanego na napędzie.
    W przypadku braku takich urządzeń,konieczne jest odczytanie napięcia wstecznego. Jest generowany w cewkach stojana niepołączonych w danym czasie. Sterownik jest kompleksem sprzętowo-programowym, pozwala śledzić wszystkie zmiany i precyzyjnie określać kolejność komutacji.

    Trójfazowe turboodrzutowe silniki elektryczne

    Wiele pełnowymiarowych silników elektrycznych do modeli lotniczych jest wytwarzanych dla prądu stałego. Istnieją jednak trzyfazowe instancje, w których instalowane są konwertery. Pozwalają one na wytwarzanie impulsów trójfazowych ze stałego napięcia.
    Prace są następujące:
  • Impulsy o wartości dodatniej są odbierane na cewce "A". Na cewce "B" - z wartością ujemną. W rezultacie kotwica zacznie się poruszać. Czujniki wychwytują odchylenie i wysyłają sygnał do sterownika w celu następnego przełączenia.
  • Występuje odłączenie cewki "A", z dodatnim impulsem wartości dochodzącym do uzwojenia "C". Przełączanie uzwojenia "B" nie zmieni się.
  • Istnieje pozytywny impuls na cewce "C", a ujemny "A".
  • Potem przychodzi dzieło pary "A" i "B". Otrzymują one odpowiednio ujemne wartości impulsów.
  • Następnie dodatni pęd ponownie wchodzi do cewki "B", a ujemny na "Z".
  • Na ostatnim etapie znajduje się cewka "A", która otrzymuje pozytywny impuls, a ujemny - C.
  • A potem następuje powtórzenie całego cyklu.

    Zalety stosowania

    Aby wykonać bezdotykowy, bezdotykowy silnik elektrycznyTrudno jest wdrożyć kontrolę mikrokontrolera. Dlatego najlepiej używać gotowych wzorów przemysłowych. Ale pamiętaj, aby wziąć pod uwagę korzyści, jakie napęd otrzymuje podczas używania elektrycznych silników kolektorowych:
  • Zasoby są znacznie większe niż samochody kolekcjonerskie.
  • Wysoki poziom wydajności.
  • Moc jest wyższa niż moc silników kolektorów.
  • Szybkość pisania na klawiaturze jest znacznie większa.
  • Podczas pracy nie powstają iskry, dlatego można je stosować w warunkach wysokiego zagrożenia pożarowego.
  • ​​
  • Bardzo łatwa obsługa napędu.
  • Podczas pracy nie ma potrzeby stosowania dodatkowych elementów chłodzących.
  • Jedną z wad jest bardzo wysoki koszt, biorąc pod uwagę cenę kontrolera. Nawet przez krótki czas taki silnik elektryczny nie włącza się, aby sprawdzić sprawność. Ponadto, naprawa takich silników jest znacznie trudniejsza ze względu na cechy konstrukcyjne.

    Powiązane publikacje