Motori DC i krehur: Ende një opsion shumë i zbatueshëm

Motorët DC dhe stepper pa furçë mund të tërheqin më shumë vëmendje sesa motori klasik DC me furçë, por ky i fundit mund të jetë gjithsesi një zgjedhje më e mirë në disa aplikacione.

Shumica e projektuesve që kërkojnë të zgjedhin një motor të vogël DC - një njësi me kuaj-fuqi nën ose të pjesshme, zakonisht - zakonisht shikojnë fillimisht vetëm dy opsione: motorin DC pa furça (BLDC) ose motorin stepper.Cili për të zgjedhur bazohet në aplikacion, pasi BDLC është përgjithësisht më i mirë për lëvizje të vazhdueshme, ndërsa motori stepper është më i përshtatshëm për pozicionimin, lëvizjen mbrapa-para dhe ndalimin/fillimin.Çdo lloj motori mund të japë performancën e nevojshme me kontrolluesin e duhur, i cili mund të jetë një IC ose modul në varësi të madhësisë dhe specifikave të motorit.Këta motorë mund të drejtohen me "inteligjent" të integruar në IC-të e dedikuara për kontrollin e lëvizjes ose një procesor me firmware të integruar.

Por shikoni pak më nga afër ofertat e shitësve të këtyre motorëve BLDC dhe do të shihni se ata pothuajse gjithmonë ofrojnë gjithashtu motorë DC (BDC) të krehura, të cilët kanë qenë "përgjithmonë".Ky sistem motorik ka një vend të gjatë dhe të vendosur në historinë e fuqisë motorike të drejtuar elektrik, pasi ishte dizajni i parë i motorit elektrik i çdo lloji.Dhjetëra miliona nga këta motorë të krehur përdoren çdo vit për aplikime serioze, jo të parëndësishme, siç janë makinat.

Versionet e para të papërpunuara të motorëve të krehur u krijuan në fillim të viteve 1800, por fuqizimi i një motori të vogël të dobishëm ishte sfidues.Gjeneratorët e nevojshëm për t'i fuqizuar ato nuk ishin zhvilluar ende, dhe bateritë e disponueshme kishin kapacitet të kufizuar, madhësi të madhe dhe ende duhej të "rimbusheshin" disi.Më në fund, këto probleme u tejkaluan.Nga fundi i viteve 1800, u instaluan motorë DC me furçë që varionin në dhjetëra e qindra kuaj fuqi dhe në përdorim të përgjithshëm;shumë janë përdorur edhe sot.

Motori bazë DC i krehur nuk kërkon "elektronikë" për të funksionuar, pasi është një pajisje vetë-komutuese.Parimi i funksionimit është i thjeshtë, që është një nga virtytet e tij.Motori DC i krehur përdor komutim mekanik për të ndërruar polaritetin e fushës magnetike të rotorit (i quajtur edhe armaturë) kundrejt statorit.Në të kundërt, fusha magnetike e statorit zhvillohet ose nga mbështjelljet elektromagnetike (historikisht) ose nga magnet të përhershëm modernë, të fuqishëm (për shumë zbatime të ditëve të sotme) (Figura 1).


Fig 1: Motori tradicional DC i krehur mbështetet në komutimin mekanik nëpërmjet furçës për të ndryshuar polaritetin e fushës magnetike të rotorit, duke nxitur kështu lëvizje rrotulluese të vazhdueshme.(Imazhi:HPI Racing A/S)

Ndërveprimi dhe kthimi i përsëritur i fushës magnetike midis bobinave të rotorit në armaturë dhe fushës fikse të statorit nxisin lëvizjen e vazhdueshme rrotulluese.Veprimi i komutimit që kthen mbrapsht fushën e rotorit realizohet nëpërmjet kontakteve fizike (të quajtura furça), të cilat prekin dhe sjellin energji në bobinat e armaturës.Rrotullimi i motorit jo vetëm që siguron lëvizjen e dëshiruar mekanike, por edhe ndërrimin e polaritetit të spirales së rotorit të nevojshëm për të nxitur tërheqjen/zmbrapsjen në lidhje me fushën fikse të statorit - përsëri, nuk nevojiten elektronikë, pasi furnizimi DC aplikohet direkt në mbështjelljet e spirales së statorit (nëse ka) dhe furçat.

Kontrolli bazë i shpejtësisë realizohet duke rregulluar tensionin e aplikuar, por kjo tregon për një nga mangësitë e motorit të krehur: voltazhi më i ulët zvogëlon shpejtësinë (që ishte qëllimi) dhe zvogëlon në mënyrë dramatike çift rrotullues, që zakonisht është një pasojë e padëshiruar.Përdorimi i një motori me furçë që furnizohet drejtpërdrejt nga binarët DC është përgjithësisht i pranueshëm vetëm në aplikacione të kufizuara ose jo kritike, si p.sh. përdorimi i lodrave të vogla dhe ekraneve të animuar, veçanërisht nëse nevojitet kontrolli i shpejtësisë.

Në të kundërt, motori pa furça ka një sërë mbështjellash (pole) elektromagnetike të fiksuara në vend rreth pjesës së brendshme të kabinës dhe magnet të përhershëm me forcë të lartë janë ngjitur në boshtin rrotullues (rotorit) (Figura 2).Ndërsa polet janë të aktivizuar në sekuencë nga elektronika e kontrollit (komutimi elektronik - EC), fusha magnetike që rrethon rotorin rrotullohet dhe kështu tërheq/zmbraps rotorin me magnetët e tij fiks, i cili është i detyruar të ndjekë fushën.


Fig 2: Motori DC pa furça përdor komutimin elektronik për të ndërruar polaritetin e poleve që rrethojnë rotorin.(Imazhi:HPI Racing A/S)

Rryma që drejton shtyllat e motorit BLDC mund të jetë një valë katrore, por kjo është joefikase dhe shkakton dridhje, kështu që shumica e modeleve përdorin një formë vale të përshkallëzuar me një formë të përshtatur për kombinimin e dëshiruar të efikasitetit elektrik dhe saktësisë së lëvizjes.Më tej, kontrolluesi mund të rregullojë mirë formën e valës energjike për fillime dhe ndalime të shpejta por të qetë pa tejkalim dhe përgjigje të qartë ndaj kalimtareve të ngarkesës mekanike.Ekzistojnë profile dhe trajektore të ndryshme kontrolli që përputhen me pozicionin dhe shpejtësinë e motorit me nevojat e aplikacionit.

 

Redaktuar nga Lisa


Koha e postimit: Nëntor-12-2021