Андрей Смирнов
Время чтения: ~21 мин.
Просмотров: 0

Принцип работы разных видов двигателей постоянного тока

Вентильные реактивные электродвигатели

Вентильный реактивный двигатель (с английского SRM) создает вращающий момент за счет притягивания магнитных полей зубцов ротора к магнитному полю статора. Вентильные реактивные двигатели (ВРД) имеют относительно небольшое количество полюсов обмотки статора. Ротор имеет зубчатый профиль, что упрощает его конструкцию и улучшает создаваемое магнитное поле, в отличии от  реактивных синхронных машин. В отличии от синхронных реактивных двигателей (СРД), ВРД используют импульсное возбуждение постоянного тока, что требует обязательное наличие специального преобразователя для их работы.

Для поддержания магнитного поля в ВРД необходимы токи возбуждения, что уменьшает плотность мощности по сравнению с электрическими машинами с постоянными магнитами (ПМ). Однако они все же имеют габаритные размеры меньшие, чем обычные АД.

Основным преимуществом вентильных реактивных машин является то, что ослабления магнитного поля происходит естественным образом при снижении тока возбуждения. Это свойство дает им большое преимущество в диапазоне регулирования при скоростях выше номинальной (диапазон устойчивой работы может достигать 10:1). Высокая эффективность присутствует у таких машин при работе на высоких скоростях и с малыми нагрузками. Также ВРД способны обеспечить удивительно постоянную эффективность в довольно широком диапазоне регулирования.

Вентильные реактивные машины обладают также довольно хорошей отказоустойчивостью. Без постоянных магнитов эти машины не генерируют неуправляемый ток и момент при неисправностях, а независимость фаз ВРД позволяет им работать с уменьшенной нагрузкой, но с повышенными пульсациями момента при выходе из строя какой-то из фаз. Это свойство может быть полезно, если проектировщики хотят повышенной надежности разрабатываемой системы.

Простая конструкция ВРД делает его прочным и недорогим в изготовлении. При его сборке не используются дорогие материалы, а ротор из нелегированной стали отлично подходит для суровых климатических условий и высоких скоростей вращения.

ВРД имеет коэффициент мощности меньший, чем ПМ или АД, но его преобразователю не нужно создавать выходное напряжение синусоидальной формы для эффективной работы машины, соответственно такие инверторы имеют меньшие частоты коммутации. Как следствие – меньшие потери в инверторе.

Основными недостатками вентильных реактивных машин являются наличие акустических шумов и вибрации. Но с этими недостатками довольно хорошо борются путем более тщательного проектирования механической части машины, улучшения электронного управления, а также механическое объединение двигатель – рабочий орган.

ВРД хорошо подходят для широкого спектра применения и их все чаще используют для обработки сверхпрочных материалов из-за большой перегрузочной способности и большого диапазона регулирования скоростей. Большая перегрузочная способность делает их все более привлекательными для использования в качестве тяговых электроприводов современных электромобилей. Также ВРД получили широкое распространение и в электробытовой технике.  

Трехфазные бесколлекторные электродвигатели

Очень много бесколлекторных электродвигателей для авиамоделей выполняется под питание постоянным током.

Но существуют и трехфазные экземпляры, в которых устанавливаются преобразователи.

Они позволяют из постоянного напряжения сделать трехфазные импульсы.

Работа происходит следующим образом:

  1. На катушку «А» поступают импульсы с положительным значением. На катушку «В» — с отрицательным значением. В результате этого якорь начнет двигаться. Датчики фиксируют смещение и подаётся сигнал на контроллер для осуществления следующей коммутации.
  2. Происходит отключение катушки «А», при этом импульс положительного значения поступает на обмотку «С». Коммутация обмотки «В» не претерпевает изменений.
  3. На катушку «С» попадается положительный импульс, а отрицательный поступает на «А».
  4. Затем вступает в работу пара «А» и «В». На них и подаются положительные отрицательные значения импульсов соответственно.
  5. Затем положительный импульс опять поступает на катушку «В», а отрицательный на «С».
  6. На последнем этапе происходит включение катушки «А», на которую поступает положительный импульс, и отрицательный идет к С.

И после этого происходит повтор всего цикла.

Характеристики

Вентильный электродвигатель работает в установленных режимах и имеет функционал щеточного аналога, скорость которого зависит от приложенного напряжения. Механизм обладает множеством достоинств:

  • отсутствие изменений при намагничивании и утечке тока;
  • соответствие скорости вращения и самого вращающего момента;
  • скорость не ограничивается центробежной силой, влияющей на коллектор и роторную электрообмотку;
  • нет необходимости в коммутаторе и обмотке возбуждения;
  • используемые магниты отличаются небольшим весом и компактными размерами;
  • высокий момент силы;
  • энергонасыщенность и эффективность.

Универсальные коллекторные двигатели

Несмотря на то, что коллекторный узел можно назвать самым слабым местом электродвигателя, подобные модели нашли широкое применение. Все благодаря невысокой цене и легкости управления скоростью. Коллекторные двигатели переменного тока стоят практически в любой бытовой технике, как крупной, так и мелкой. Миксеры, блендеры, кофемолки, строительные фены, даже стиральные машины (привод барабана).

Универсальный коллекторный двигатель работает от постоянного и переменного напряжения

По строению универсальные коллекторные двигатели не отличаются от моделей постоянного тока с обмотками возбуждения. Разница, безусловно есть, но она не в устройстве, а в деталях:

  • Схема возбуждения всегда последовательная.
  • Магнитные системы ротора и статора для компенсации магнитных потерь делают шихтованного типа (единая система без сплошных разрезов).
  • Обмотка возбуждения состоит из нескольких секций. Это необходимо, чтобы режимы работы на постоянном и переменном напряжении были схожи.

Работа коллекторных электродвигателей универсального типа основана на том, что если одновременно (или почти одновременно) поменять полярность питания на обмотках статора и ротора, направление результирующего момента останется тем же. При последовательной схеме возбуждения полярность меняется с очень небольшой задержкой. Так что направление вращения ротора остается тем же.

Достоинства и недостатки

Хотя универсальные коллекторные двигатели активно используются, они имеют серьёзные недостатки:

  • Более низкий КПД при работе на переменном токе (если сравнивать с работой на постоянном такого же напряжения).
  • Сильное искрение коллекторного узла на переменном токе.
  • Создают радиопомехи.
  • Повышенный уровень шума при работе.

Во многих моделях строительной техники

Но все эти недостатки нивелируются тем, что при частоте питающего напряжения в 50 Гц они могут вращаться со скоростью 9000-10000 об/мин. По сравнению с синхронными и асинхронными двигателями это очень много, максимальная их скорость — 3000 об/мин. Именно это обусловило использование этого типа моторов в бытовой технике. Но постепенно они заменяются современными бесщеточными двигателями. С развитием полупроводников их производство и управление становится всё более дешёвым и простым.

Первый способ.

Прежде всего, требуется грубая подгонка щеток по коллектору – ее проводят с помощью напильника и крупнозернистой бумаги. Затем:

  • Щетки устанавливаются на место, и под них подкладывается специальная шлифовальная стеклянная бумага (№ 00). Ее рабочая поверхность должна быть обращена к щеткам. Отрезок бумаги отмеряется таким образом, чтобы по длине он был равен приблизительно 1.5 длине окружности коллектора.
  • Якорь поворачивается вручную до того момента, когда бумага станет соприкасаться со всей поверхностью щеток и шлифовать ее.
  • Механизм очищается от угольной пыли и продувается сильной струей сжатого воздуха.
  • Двигатель включается с нагрузкой 25-30 % от номинальной для более тщательной пришлифовки щеток.

Так как наличие в двигателе пыли и продуктов износа щеток может привести к замыканию на массу кронштейна щеткодержателя, после выполнения притирки необходимо продуть сжатым воздухом генератор.

Производители электродвигателей

Российские производители электродвигателей

РегионПроизводительАсинхронный двигательСинхронный двигательУДКДПТ
СДОВСДПМ, сервоСРД, СГДШаговый
Краснодарский крайАрмавирский электротехнический завод
Свердловская областьБаранчинский электромеханический завод
ВладимирВладимирский электромоторный завод
Санкт-ПетербургВНИТИ ЭМ
МоскваЗВИМосковский электромеханический завод имени Владимира Ильича
ПермьИОЛЛА
Республика Марий ЭлКрасногорский завод «Электродвигатель»
ВоронежМЭЛ
НовочеркасскНовочеркасский электровозостроительный завод
Санкт-ПетербургНПО «Электрические машины»
Томская областьНПО Сибэлектромотор
НовосибирскНПО Элсиб
Удмуртская республикаСарапульский электрогенераторный завод
КировЭлектромашиностроительный завод Лепсе
Санкт-ПетербургЛенинградский электромашиностроительный завод
ПсковПсковский электромашиностроительный завод
ЯрославльЯрославский электромашиностроительный завод

Аббревиатура:

  • АДКР —
  • АДФР —
  • СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения
  • СДПМ — синхронный двигатель с постоянными магнитами
  • СРД — синхронный реактивный двигатель
  • СГД — синхронный гистерезисный двигатель
  • УД — универсальный двигатель
  • КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
  • КДПТ ОВ —
  • КДПТ ПМ —

Производители электродвигателей ближнего зарубежья

СтранаПроизводительАсинхронный двигательСинхронный двигательУДКДПТ
СДОВСДПМ, сервоСРД, СГДШаговый
БеларусьМогилевский завод «Электродвигатель»
БеларусьПолесьеэлектромаш
УкраинаХарьковский электротехнический завод «Укрэлектромаш»
МолдоваЭлектромаш
УкраинаЭлектромашина
УкраинаЭлектромотор
УкраинаЭлектротяжмаш

Производители электродвигателей дальнего зарубежья

СтранаПроизводительАсинхронный двигательСинхронный двигательУДКДПТ
СДОВСДПМ, сервоСРД, СГДШаговый
ШвейцарияABB Limited
СШАAllied Motion Technologies Inc.
СШАAmetek Inc.
СШАAnaheim automation
СШАArc System Inc.
ГерманияBaumueller
СловенияDomel
СШАEmerson Electric Corporation
СШАGeneral Electric
СШАJohnson Electric Holdings Limited
ГерманияLiebherr
ШвейцарияMaxon motor
ЯпонияNidec Corporation
ГерманияNord
СШАRegal Beloit Corporation
ГерманияRexroth Bosch Group
ГерманияSiemens AG
БразилияWEG

ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
И.В.Савельев. Курс общей физики, том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика.-М.:Наука, 1970.
ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Стандартные напряжения.
ГОСТ 16264.0-85 Электродвигатели малой мощности
А.И.Вольдек, В.В.Попов. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов.- СПб.: Питер, 2007.
Paul Waide, Conrad U. Brunner. Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems. International Energy Agency Working Paper, Energy Efficiency Series.: Paris, 2011.
Dr. J. Merwerth. The hybrid-synchronous machine of the new BMW i3 & i8 challenges with electric traction drives for vehicles. BMW Group, Workshop University Lund: Lund, 2014.

Преимущества[править]

(перед коллекторными моторами)

  • Бесколлекторные двигатели эффективно работают в более широком диапазоне оборотов и имеют более высокий КПД. Конструкция двигателя при этом проще, в ней нет щеточного узла (который работает постоянно в режиме трения, создает искры и в итоге потерю энергии)
  • Бесколлекторные моторы практически не изнашиваются, поэтому отсутствует необходимость в техническом обслуживании (кроме случаев выхода из строя подшипников).
  • Большинство бесколлекторных моторов не боятся влаги (могут работать полностью погружёнными под воду) при условии изоляции фазовых проводов, катушки электромагнита намотаны изолированным проводом по умолчанию. Но следует иметь в виду, что при длительной работе в воде неизбежно вымывается смазка из подшипников и они могут закиснуть, заржаветь.
  • Возможность использования в воспламеняемой, взрывоопасной и агрессивной среде (из-за отсутствия искр).
  • Большая перегрузочная способность по моменту.
  • Высокие энергетические показатели (КПД более 90 %)
  • Генерация более низкого уровня акустического и электрического шума по сравнению с универсальными коллекторными двигателями постоянного тока.
  • Хорошее соотношение массогабаритных характеристик и мощности

Классы щеток электродвигателей

Существует четыре основных класса электрощеток:

  • Графитные.
  • Угольнографитные.
  • Электрографитные.
  • Металлографитные.
  • Меднографитные.

Терминология может варьироваться и вместо слова «графитные» иногда употребляется «графитовые» или «графитированные».

Марки меднографитных щеток маркируются буквами МГ, М, МГСО, МГС и соответствующими цифрами. Для маркировки электрографитных щеток используются обозначения ЭГ с соответствующими цифрами. Также в документе к изделию указываются:

  • размер щетки: высота, ширина, длина — (20х32х64);
  • тип наконечника — (6П2х6);
  • длина токопроводящего провода (в мм) – (L125);
  • тип накладки – (НК-2);
  • конструкция щетки – (К1-2).

По этим обозначениям не составляет труда подобрать щетки, подходящие к определенной конструкции и типу электродвигателя.

Изменения в строительстве

Бесщеточные двигатели могут быть построены в нескольких различных физических конфигурациях: В ‘обычном’ (также известный как inrunner) конфигурация, постоянные магниты — часть ротора. Три статора windings окружают ротор. В outrunner (или внешний ротор) конфигурация, полностью изменены радиальные отношения между катушками и магнитами; катушки статора создают центр (ядро) двигателя, в то время как постоянные магниты вращаются в пределах нависающего ротора, который окружает ядро. Плоский или осевой тип потока, используемый, где там пространство или формирует ограничения, статор использования и пластины ротора, установленные лицом к лицу. Outrunners, как правило, имеют больше полюсов, настраивают в тройках, чтобы поддержать три группы windings и иметь более высокий вращающий момент в низком RPMs. Во всех бесщеточных двигателях катушки постоянны.

Есть две общих электрических вьющихся конфигурации; конфигурация дельты соединяет три windings друг с другом (последовательные схемы) в подобной треугольнику схеме, и власть применена при каждой из связей. Уай (Y-образная) конфигурация, иногда называемая звездным проветриванием, соединяет все windings к центральной точке (параллельные схемы) и власть, применен к остающемуся концу каждого проветривания.

Двигатель с windings в конфигурации дельты дает низкий вращающий момент на низкой скорости, но может дать более высокую максимальную скорость. Конфигурация Уая дает высокий вращающий момент на низкой скорости, но не как высокая максимальная скорость.

Хотя эффективность значительно затронута строительством двигателя, проветривание Уая обычно более эффективно. В связанном с дельтой windings половина напряжения применена через windings смежное со стимулируемым лидерством (по сравнению с проветриванием непосредственно между ведомым, ведет), увеличивая потери имеющие сопротивление. Кроме того, windings может позволить высокочастотному паразитному электрическому току циркулировать полностью в пределах двигателя. Связанное с Уаем проветривание не содержит замкнутый контур, в котором паразитный ток может течь, предотвращая такие потери.

С точки зрения диспетчера два стиля windings рассматривают точно то же самое.

Главные преимущества

Несмотря на то что ленточный шуруповёрт стоит недешево, многие мастера предпочитают работать именно с этим инструментом, так как он обладает множеством преимуществ:

  • Благодаря тому, что он быстро и легко вворачивает саморезы, при работе не деформируются мягкие материалы (к примеру: гипсокартон).
  • За счёт наличия сменных насадок разного диаметра, мастера могут работать с различным расходным материалом. У дорогих моделей все эти насадки входят в комплект, а вот для более дешёвых агрегатов придётся всё покупать самостоятельно.
  • В процессе работы саморезы не рассыпаются и не теряются.
  • Для качественной работы вовсе не нужно прикладывать большие усилия, достаточно лишь нажать кнопку включения агрегата.

Стоит учесть, что владелец такого шуруповёрта должен периодически покупать качественный расходный материал. Если же инструмент не будет часто использоваться, то ленты будет хватать на длительное время. Но если мастер применяет шуруповёрт несколько раз в неделю, то ему придётся регулярно тратить определённую сумму на содержание своего помощника. Отдельно стоит учесть, что частое использование ленточного шуруповёрта на аккумуляторном питании требует периодической подзарядки.

Виды щеток

Существует несколько классов щеток, удовлетворяющих разным коммутационным условиям:

  • Графитовые щетки. Изготовлены они на основе графита с добавлением наполнителя в виде сажи и других веществ. Предназначены щетки для коммутации легкой степени в генераторах и двигателях. Выпускаются марок ЭГ61А и Г20.
  • Угольно-графитового типа. Щетки малой прочности для небольших механических нагрузок. Марки Г21, Г22.
  • Электрографитного типа. Щетки повышенной механической прочности, насыщенные углеродом. Выполняют коммутацию средней степени сложности. Выдерживают большие токовые нагрузки. Бывают марок ЭГ2А, ЭГ74, ЭГ14, ЭГ4, ЭГ841.
  • Металло-графитового типа (меднографитовые щетки для электродвигателей). Основным компонентом щетки является медный, оловянный и графитовый порошок. К ним идут разные наполнители. Щетки обладают высокой прочностью, не пропускают газовую и жидкую среду. Применимы в высокой и средней сложности условиях коммутации. Обеспечивают функционирование генераторов низкого напряжения. Марки имеют МГ, МГС, МГС 5, МГС 20, МГС 51, МГСОА, МГСО, МГСО1М, М1А, М1.

Описанные щеточные контакты применимы в промышленности, для бытового оборудования выпускают щетки марок Г33МИ, Г33, Г30, Г31.

Вычисление положения

Генерирование импульсов происходит в управляющей системе после сигнала, отражающего положение ротора. От стремительности вращения мотора напрямую зависит степень напряжения и подачи. Датчик в стартере определяет положение ротора и подает электрический сигнал. Вместе с магнитными полюсами, проходящими рядом с датчиком, меняется амплитуда сигнала. Также существуют бездатчиковые методики установления положения, к их числу относятся точки прохождения тока и преобразователи. ШИМ на входящих зажимах обеспечивают сохранение переменного уровня напряжения и управление мощностью.

Для ротора с неизменными магнитами подведение тока необязательно, благодаря чему отсутствуют потери в обмотке ротора. Бесщеточный двигатель для шуруповерта отличается низким уровнем инерции, обеспечиваемым отсутствием обмоток и механизированного коллектора. Таким образом появилась возможность использования на высоких скоростях без искрения и электромагнитного шума. Высокие значения тока и упрощение рассеивания тепла достигаются размещением нагревающих цепей на статоре. Стоит также отметить наличие электронного встроенного блока на некоторых моделях.

Бесщеточный шуруповерт Макита: японский лидер

Модели LXDT06, LXDT08 DF332DWAX1 являются настоящей гордостью японской компании. Но обо всем по порядку.

LXDT06 открывает рейтинг устройств страны восходящего солнца. Агрегат с 18-вольтным мотором характеризуется наличием переключателя скоростных режимов, а также трех ступеней мощности и системы под названием Quick Shift, которая позволяет максимально быстро осуществлять корректировку скорости вращения.

Модели бесщеточных шуруповертов LXDT06, LXDT08 DF332DWAX1 являются гордостью японской компании Макита

Таким образом, можно начинать работу с повышенной скорости, поскольку пользоваться другим режимом просто нет смысла. Благодаря снижению скорости в конце существенно уменьшается вероятность повреждения головки шурупа, биты либо детали, которая подлежит обработке.

По характеристикам модель LXDT06 превосходит все существующие бесщеточные ударные шуруповерты. Ее преимуществом перед лучшими моделями конкурирующих компаний считается меньшая длина. Кроме того, устройство наделено встроенным фонарем, который отлично освещает зону работы. Он располагается таким образом, что тень, которую отбрасывает инструмент, совершенно незначительна. Это существенно повышает комфорт и удобство во время выполнения работ.

Говоря о LXDT06, стоит отметить, что прибору свойственна эргономичность и компактность, за счет чего он отлично располагается в руке. Несмотря на то что его аккумулятор не на много больше, чем у аналогов других компаний, он может похвастаться более высокой мощностью, а значит, более продолжительным временем автономного функционирования.

Безщеточный шуруповерт DF332DWAX1 – это компактный и довольно мощный инструмент

Если у кого-то возникают сомнения относительно того, что лучше – щеточный или бесщеточный шуруповерт, модель LXDT06 непременно их развеет. Ударный агрегат характеризуется высокой мощностью и одновременно компактностью. Здесь нет особенных новшеств, но они вовсе не нужны. Характеристики этого устройства порадуют даже профессионалов, не говоря уже о любителях, которым с избытком хватит мощности, которой располагает данный прибор.

Компактный и одновременно довольно мощный – так можно охарактеризовать модель DF332DWAX1. Безщеточный шуруповерт, представленный японской компанией, является отличным решением для выполнения сверления деревянных поверхностей и металла. Не слишком высокое напряжение с лихвой компенсировано высочайшей эффективностью представленной модели.

Двигатель агрегата произведен в соответствии с бесщеточной технологией, которая является гарантией мощности, удобства в обслуживании и компактности. Представленное устройство комплектуется двумя аккумуляторами, которые защищены от перегрузки и оснащены вмонтированным индикатором, отображающим разряд.

На основании вышеописанных характеристик можно смело утверждать, что японская компания не намерена сдавать позиции на рынке инструментов с бесщеточными моторами. Именно она начала их внедрение, после чего первой предложила пользователям системы регулировки скоростей, а на данный момент демонстрирует механизм автоматического снижения скорости.

Модель LXDT06 считается лучшей среди бесщеточных ударных шуруповертов

Высокомощный, качественный и легкий в применении – все это о бесщеточном шуруповерте Makita. Такой инструмент превратит выполнение рутинных строительных задач в более простой и эффективный процесс.

Точно определившись, что лучше – ударный или безударный шуруповерт, можно приступать к процессу покупки

При этом следует обратить особое внимание на дополнительные функции, предлагаемые производителем. Лучше делать выбор в пользу инструмента, который предполагает возможность регулирования не только скорости вращения, но и его направления

Помимо оптимального соотношения цены-качества шуруповертов, важное значение имеют такие их опции, как подсветка, индикатор, который оповещает относительно уровня заряда, а также ряд других полезных функций, благодаря которым эксплуатация становится максимально комфортной. А уж в случае присутствия второго аккумулятора, кейса для удобной транспортировки, зарядки и комплекта оснастки такой агрегат непременно достоин внимания пользователей

Области применения электродвигателей

Электродвигатели являются крупнейшими потребителями электроэнергии в мире, на них приходится около 45% от всей потребляемой электроэнергии .

  • Электродвигатели используются повсеместно, основные области применения:
  • промышленность: насосы, вентиляторы, компрессоры, конвейеры, движущая сила для других машин и др.
  • строительство: насосы, вентиляторы, конвейеры, лифты, системы отопления, вентиляции и кондиционирование воздуха и др.
  • потребительские устройства: холодильники, кондиционеры, персональные компьютеры и ноутбуки (жесткие диски, вентиляторы), пылесосы, стиральные машинки, миксеры и др.
ЭД1ФункцииОбласти применения
Вращающиеся электродвигателиНасосыСистемы водоснабжения и водоотведения
Системы перекачки охлажденной или нагретой воды, системы отопления, ОВК2, системы полива
Системы канализации
Перекачка нефтепродуктов
ВентиляторыПриточно-вытяжная вентиляция, ОВК2, вентиляторы
КомпрессорыСистемы вентиляции, холодильные и морозильные установки, ОВК2
Накопление и распределение сжатого воздуха, пневматические системы
Системы сжижения газа, системы перекачки природного газа
Вращение, смешивание, движениеПрокатный стан, станки: обработка металла, камня, пластика
Прессовое оборудование: обработка алюминия, пластиков
Обработка текстиля: ткачество, стирка, сушка
Смешивание, взбалтывание: еда, краски, пластики
ТранспортПассажирские лифты, эскалаторы, конвейеры
Грузовые лифты, подъемные краны, подъемники, конвейеры, лебедки
Транспортные средства: поезда, трамваи, троллейбусы, автомобили, электромобили, автобусы, мотоциклы, велосипеды, зубчатая железная дорога, канатная дорога
Угловые перемещения (шаговые двигатели, серводвигатели)Вентили (открыть/закрыть)
Серво (установка положения)
Линейные электродвигателиОткрыть/закрытьВентили
СортировкаПроизводство
Хватать и перемещатьРоботы

Примечание:

  1. ЭД — электродвигатель
  2. ОВК — системы отопления, вентиляции и кондиционирование воздуха

Внедрения диспетчера

Поскольку диспетчер должен направить вращение ротора, диспетчер требует некоторых средств определения ориентации/положения ротора (относительно катушек статора.) Некоторые проекты используют датчики эффекта Зала или ротационное кодирующее устройство, чтобы непосредственно измерить положение ротора. Другие измеряют обратную эдс в неведомых катушках, чтобы вывести положение ротора, избавляя от необходимости отдельные датчики эффекта Зала, и поэтому часто называются sensorless диспетчерами.

Типичный контроллер содержит 3 двунаправленной продукции (т.е. частота управляла тремя продукцией фазы), которыми управляет логическая схема. Простые диспетчеры используют компараторы, чтобы определить, когда фаза продукции должна быть продвинута, в то время как более продвинутые диспетчеры нанимают микродиспетчера, чтобы управлять ускорением, скоростью контроля и точно настроить эффективность.

Диспетчеры, что у положения ротора смысла, основанного на обратной эдс, есть дополнительные проблемы в инициировании движения, потому что никакая обратная эдс не произведена, когда ротор постоянен. Это обычно достигается, начиная вращение с произвольной фазы, и затем переходя к правильной фазе, если это, как находят, неправильно. Это может заставить двигатель бежать кратко назад, добавив еще больше сложности к последовательности запуска. Другие sensorless диспетчеры способны к измерению вьющейся насыщенности, заставленной положением магнитов вывести положение ротора.

FAQ[править]

Мотор крутится не в ту сторонуправить

Чтобы поменять направление вращения бесколлекторного мотора, достаточно поменять местами подключение любых двух из трёх проводов (которые идут к мотору).

Могут ли моторы CW/CCW вращаться в другую сторонуправить

На моторах для мультикоптеров часто есть обозначение направления вращения CW/CCW. Они могут вполне вращаться и в обратную, не предназначенную для них сторону, если поменять местами 2 провода подключения (если в моторе нет встроенного регулятора). Мотор не сломается и его ресурс не уменьшится.

Следует иметь в виду, что обозначения CW/CCW ставятся в соответствии с крепежом пропеллера: направлением резьбы для затяжки пропеллера. То есть если мотор будет крутиться в обратном для него направлении, то возможно самооткручивание гайки и отстрел пропеллера. В таком случае следует применять самозатягивающиеся (нейлоновые) крепления.

Бесколлекторный мотор плохо стартуетправить

Мотор плохо стартует, то есть начинает вращаться, а потом останавливается…

  • Большинство причин кроется в больших скачках тока и, как следствие, провалах питающего напряжения. В первую очередь проверьте провода до аккумулятора. Пробную проверку лучше производить на той длине проводов, которые даны изготовителем, или короче.
  • Попробуйте снять нагрузку с мотора и проверить его на холостом ходу. Если так всё в порядке, а при установке пропеллера возникают проблемы, только дергается в одном направлении, попробуйте поставить мягкий старт или увеличить время акселерации. Также здесь поможет установка плавного выключения мотора.
  • Контроллеры, у которых есть ограничение тока, всегда имеют индикацию этого режима — это поможет установить, произошло срабатывание токовой защиты или нет.

Чем и как смазывать подшипникиправить

  • Смазывать надо «быстроходными» маслами, т. е. жидкими. Нижний минимум по вязкости — трансмиссионное масло для мотоциклетных коробок. А лучше купить обычную «веретёнку». Купите один пузырёк, и закроете вопрос на несколько лет.
  • Если подшипник разбирать, то внутрь зубочисткой «шрус 4» и пару капель синтетической трансмиссионки. Аккуратно собрать, протереть и прокрутить — всё само перемешается.
  • Если подшипник не разбирать, то один из лучших методов смазки — это создать вакуум с помощью шприца. Внутрь шприца налить синтетику для трансмиссии, поместить туда подшипники, и поршень — на разряжение.
  • Как это делалось в недалёкую бытность, на большинстве автобаз, ремонтных мастерских и т.д. (способ наших дедов): маленькая ёмкость, смазка, подшипник, и на огонь. Когда сильно нагрелось, снимаем и остужаем. Воздух при нагреве выходит, а при остывании засасывает смазку пока она тёплая и не очень вязкая. Конечно, раньше не было силиконов и других крутых смазок, но наши предки таким образом даже густые смазки в подшипники загоняли.
  • При потенциальной опасности попадания воды на/в моторы (полёты вблизи или над водоёмами) полезно заменить все подшипники в моторах на нержавеющие. Иначе от малейшего контакта с (особенно — морской) водой (и даже без контакта) подшипники может заклинить. Ещё более радикальное средство – подшипники с шариками из двуокиси циркония, но стоят дорого.

Моторы загрязнилисьправить

Для чистки моторов от грязи (например, после падения) понадобится разборка, маленькая кисточка с жёстким ворсом (зубочистка) и сжатый воздух. Необходимо избежать попадания жидкостей в подшипники, не только воды или спирта, но и органических растворителей типа WD-40 или бензина, иначе подшипникам быстро выйдут из строя: кроме ржавчины и вымывания смазки могут быть микрогидроудары и кавитация при вращении шариков по влажной обойме.

Как измерять температуру мотораправить

Считается, что температура мотора не должна превышать 80°С. Температуру следует измерять в процессе работы мотора, т.к. он обдувается проходящими массами воздуха от пропеллера, если он полностью не закрыт. Примерно 30° температуры мотор обычно сразу добирает в течении 10 секунд после остановки при работе на максимальной мощности. Проверено инфракрасным датчиком температуры.

Многожильный или одножильный провод намоткиправить

При прочих равных многожильный провод обеспечивает лучшее заполнение окна, в то время как одножильный гораздо лучше держит перегрузки за счёт лучшего охлаждения.

  • Если говорить о снятии каких-либо рекордных ТТХ, то лучше многожильный провод намотки, например, как у T-Motor.
  • Если просто летать каждый день, то лучше одножильный, так как он живучее к перегреву и крашам.

Классификация электродвигателей

Вращающийся электродвигатель
Само коммутируемыйВнешне коммутируемый
С механической коммутацией (коллекторный)С электронной коммутацией1 (вентильный2, 3)Асинхронный электродвигательСинхронный электродвигатель
Переменного токаПостоянного токаПеременного тока4Переменного тока
  • Универсальный
  • Репульсионный
    • Включение обмотки
  • БДПТ(Бесколлекторный двигатель + ЭП |+ ДПР)
  • ВРД(Реактивный двигатель с ротором с явновыраженными полюсами и сосредоточенной обмоткой статора + ЭП |+ ДПР)
  • Трехфазный(многофазный)
  • Двухфазный(конденсаторный)
  • Однофазный
  • СДОВ
  • СДПМ
    • СДПМВ
    • СДПМП
    • Гибридный
  • СРД
  • Гистерезисный
  • Индукторный
  • Гибридный СРД-ПМ
  • Реактивно-гистерезисный
  • Шаговый5
Простая электроникаВыпрямители,транзисторыБолее сложнаяэлектроникаСложная электроника (ЧП)

Примечание:

  1. Указанная категория не представляет отдельный класс электродвигателей, так как устройства, входящие в рассматриваемую категорию (БДПТ, ВРД), являются комбинацией бесколлекторного двигателя, электрического преобразователя (инвертора) и, в некоторых случаях, — датчика положения ротора. В данных устройствах электрический преобразователь, в виду его невысокой сложности и небольших габаритов, обычно интегрирован в электродвигатель.
  2. Вентильный двигатель может быть определен как электрический двигатель, имеющий датчик положения ротора, управляющий полупроводниковым преобразователем, осуществляющим согласованную коммутацию обмотки якоря .
  3. Вентильный электродвигатель постоянного тока — электродвигатель постоянного тока, вентильное коммутирующее устройство которого представляет собой инвертор, управляемый либо по положению ротора, либо по фазе напряжения на обмотки якоря, либо по положению магнитного поля .
  4. Электродвигатели используемые в БДПТ и ВРД являются двигателями переменного тока, при этом за счет наличия в данных устройствах электрического преобразователя они подключаются к сети постоянного тока.
  5. Шаговый двигатель не является отдельным классом двигателя. Конструктивно он представляет из себя СДПМ, СРД или гибридный СРД-ПМ.

Аббревиатура:

  • КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
  • БДПТ — бесколлекторный двигатель постоянного тока
  • ЭП — электрический преобразователь
  • ДПР — датчик положения ротора
  • ВРД — вентильный реактивный двигатель
  • АДКР —
  • АДФР —
  • СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения
  • СДПМ — синхронный двигатель с постоянными магнитами
  • СДПМП —
  • СДПМВ —
  • СРД — синхронный реактивный двигатель
  • ПМ — постоянные магниты
  • ЧП — частотный преобразователь
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации