Работата на безчетковия електродвигател се основава на електрически задвижвания, които създават магнитно въртящо се поле. В момента има няколко вида устройства с различни характеристики. С развитието на технологиите и използването на нови материали, характеризиращи се с висока коерцитивна сила и достатъчно ниво на магнитно насищане, стана възможно да се получи силно магнитно поле и в резултат на това клапанни структури от нов тип, в които няма намотка на роторните елементи или на стартера. Широкото използване на превключватели от полупроводников тип с висока мощност и разумна цена ускори създаването на такива конструкции, улесни изпълнението и елиминира много трудности при превключване.
Принцип на работа
Увеличаването на надеждността, намаляването на цената и по-лесното производство се осигурява от липсата на механични превключващи елементи, намотка на ротора и постоянни магнити. В същото време е възможно повишаване на ефективността поради намаляване назагуби от триене в колекторната система. Безчетковият двигател може да работи на променлив или непрекъснат ток. Последният вариант има забележима прилика с колекторните двигатели. Характерна особеност е образуването на магнитно въртящо се поле и прилагането на импулсен ток. Базиран е на електронен превключвател, което увеличава сложността на дизайна.
Изчисляване на позиция
Импулсите се генерират в системата за управление след сигнал, който отразява позицията на ротора. Степента на напрежение и захранване директно зависи от скоростта на въртене на двигателя. Сензор в стартера открива позицията на ротора и подава електрически сигнал. Заедно с преминаването на магнитните полюси в близост до сензора, амплитудата на сигнала се променя. Съществуват и техники за позициониране без сензори, включително точки на преминаване на тока и преобразуватели. PWM на входните клеми осигурява променливо задържане на напрежението и контрол на мощността.
За ротор с постоянни магнити не е необходимо захранване с ток, така че няма загуба в намотката на ротора. Безчетковият мотор за отвертка се отличава с ниска инерция поради липсата на намотки и механизиран комутатор. Така стана възможно да се използва при високи скорости без искри и електромагнитен шум. Високите токове и по-лесното разсейване на топлината се постигат чрез поставяне на отоплителни вериги върху статора. Заслужава да се отбележи и наличието на електронен вграден модул при някои модели.
Магнитни елементи
Положението на магнитите може да бъде различно в зависимост от размера на двигателя, например на полюсите или около целия ротор. Създаването на висококачествени магнити с по-голяма мощност е възможно чрез използването на неодим в комбинация с бор и желязо. Въпреки високата производителност, безчетковият мотор за отвертка с постоянен магнит има някои недостатъци, включително загуба на магнитни характеристики при високи температури. Но те са по-ефективни и нямат загуби в сравнение с машини, които имат намотки в своя дизайн.
Импулсите на инвертора определят скоростта на въртене на механизма. При постоянна честота на захранване двигателят работи с постоянна скорост в отворен контур. Съответно скоростта на въртене варира в зависимост от нивото на мощността.
Функции
Вентилният двигател работи в зададените режими и има функционалност на аналог на четката, чиято скорост зависи от приложеното напрежение. Механизмът има много предимства:
- без промяна в намагнитването и изтичането на ток;
- съответствие на скоростта на въртене и самия въртящ момент;
- скоростта не е ограничена от центробежната сила, засягаща колектора и въртящата се намотка;
- няма нужда от комутатор и намотка;
- Използваните магнити са леки икомпактен размер;
- висок въртящ момент;
- енергийно насищане и ефективност.
Използвайте
Постоянен магнит DC безчетков двигател се намира главно в устройства с мощност в рамките на 5KW. При по-мощно оборудване използването им е нерационално. Също така си струва да се отбележи, че магнитите в този тип двигатели са особено чувствителни към високи температури и силни полета. Опциите за индукция и четка са лишени от такива недостатъци. Двигателите се използват широко в електрически мотоциклети, задвижвания на автомобили поради липсата на триене в колектора. Сред характеристиките е необходимо да се подчертае еднаквостта на въртящия момент и тока, което гарантира намаляване на акустичния шум.
