درایور موتور DC بدون جاروبک: جایی که کارایی، نویز و قابلیت اطمینان تعیین می شود
هنگامی که یک مهندس لوازم خانگی یک برگه اطلاعات موتور DC بدون جاروبک را باز می کند، اعداد توصیف می کنند که موتور چه کاری می تواند انجام دهد. درایور موتور DC بدون جاروبک تصمیم میگیرد که آیا دستگاه نهایی واقعاً آن اعداد را تحویل میدهد یا خیر. این طرح کنترل را به پالس های سوئیچینگ برای سه سیم پیچ استاتور تبدیل می کند، موقعیت روتور را حس می کند، جریان را تنظیم می کند و قبل از اینکه یک خطا به یک خطا تبدیل شود، سیستم را خاموش می کند. جفت موتور و درایور، نه موتور به تنهایی، سقف عملکرد را تعیین می کند.
درایور موتور DC بدون جاروبک واقعاً چه چیزی را کنترل می کند
موتور DC بدون جاروبک یک ماشین سنکرون با آهنرباهای دائمی روی روتور است. از آنجایی که هیچ کموتاتور مکانیکی وجود ندارد، جریان استاتور باید از یک سیم پیچ به سیم پیچ دیگر در یک توالی دقیق تغییر کند. درایور آن سوئیچینگ را انجام می دهد: شش ترانزیستور قدرت یک اینورتر سه فاز را تشکیل می دهند و کنترل کننده داخل درایور تصمیم می گیرد که چه زمانی هر ترانزیستور را باز و بسته کند.
موقعیت روتور از ورودی های سنسور هال خوانده می شود یا از نیروی محرکه الکتریکی عقب موتور تخمین زده می شود. در هر صورت، راننده حلقه را میبندد: روتور را حس کنید، سیمپیچ صحیح را روشن کنید، جریان را اندازهگیری کنید، چرخه کار PWM را تنظیم کنید. به همین دلیل است که یک موتور میتواند بیصدا و کارآمد بر روی یک درایور و با سروصدا روی دیگری کار کند.
یک درایور BLDC کلاس لوازم معمولی شامل:
- یک مرحله اینورتر سه فاز با شش کلید برق.
- مدار درایور دروازه که حاشیه های ولتاژ و زمان بندی را کنترل می کند.
- سنجش موقعیت روتور از طریق سنسورهای هال یا تخمین EMF پشتی بدون سنسور.
- منطق سنجش جریان و حفاظت برای اضافه ولتاژ، جریان بیش از حد و گرمای بیش از حد.
نتیجه عملی این است که درایور موتور DC بدون جاروبک یک کلید روشن و خاموش عمومی نیست. این ستون فقرات کنترل دستگاه است و کیفیت آن تعیین می کند که چه مقدار از عملکرد تئوری موتور به کاربر می رسد.
سه طرح کنترل، سه سطح عملکرد
تقریباً هر درایور BLDC لوازم خانگی یکی از سه استراتژی کنترل را اجرا می کند. این انتخاب بر هزینه قطعات، نویز موتور و نحوه کارآمدی موتور در محدوده سرعت خود تأثیر می گذارد.
جابجایی ذوزنقه ای (شش مرحله ای).
هر فاز 120 درجه الکتریکی در یک زمان هدایت می کند، بنابراین ولتاژ پایانه شبیه یک راه پله است. پیاده سازی ساده و ارزان است و این رویکرد برای بسیاری از طرفداران و دمنده ها کافی است. مبادله یک افت گشتاور در هر رویداد کموتاسیون است که می تواند در سرعت کم قابل شنیدن باشد.
کموتاسیون سینوسی
جریان در هر فاز از مشخصات سینوسی پیروی می کند، بنابراین گشتاور الکترومغناطیسی پایدارتر است. کنترل سینوسی به یک کنترلر کمی توانمندتر نیاز دارد، اما رفتار صوتی را به وضوح پاک می کند. فن های خنک کننده هوا و دمنده های وسایل گرمایشی موارد رایجی هستند.
کنترل میدان گرا
FOC که کنترل برداری نیز نامیده می شود، جریان های سه فاز را به یک قاب مرجع چرخان تبدیل می کند و جریان استاتور را در دو محور مستقل کنترل می کند. این بهترین کارایی را در محدوده سرعت وسیع و روانترین عملیات با سرعت کم را به قیمت محاسبات و تلاش مهندسی بیشتر ارائه می دهد. هودهای محدوده با چندین سطح سرعت و فن های درجه یک، FOC را به راه حل مرجع تبدیل کرده اند.
| طرح کنترل | صافی گشتاور | هزینه اجرا | مناسب دستگاه معمولی |
|---|---|---|---|
| ذوزنقه ای (شش مرحله ای) | کموتاسیون در هر مرحله موج می زند | کم | فن های خنک کننده، دمنده های حساس به هزینه |
| سینوسی | گشتاور ثابت، ریپل کم | متوسط | کولرهای هوا، دمنده های وسایل گرمایشی |
| کنترل میدان گرا | صاف، قوی در سرعت کم | بالا | موتورهای DC هود برد، فن های درجه یک |
هیچ برنده جهانی وجود ندارد. انتخاب مناسب به محدوده سرعت، قیمت هدف دستگاه و کیفیت صوتی مورد انتظار بازار بستگی دارد.
پارامترهای الکتریکی که قبل از منبع باید تعریف شوند
هنگامی که موتور ابتدا انتخاب می شود، درایور بر اساس چهار پارامتر الکتریکی انتخاب می شود. اینها مرزهایی هستند که بیشترین ناهماهنگی ها در آن اتفاق می افتد.
| پارامتر | چرا اهمیت دارد | بررسی عملی |
|---|---|---|
| ولتاژ تغذیه | تنش ولتاژ و فضای سر درایو را تعریف می کند | درجه اینورتر را بالاتر از موتور عقب-EMF در حداکثر سرعت به اضافه حاشیه نگه دارید |
| جریان پیک و پیوسته | موتورهای لوازم خانگی در هنگام راه اندازی 2 تا 3 برابر جریان نامی می کشند | مطمئن شوید که پیک جریان راننده از جریان توقف موتور بیشتر است |
| فرکانس سوئیچینگ PWM | صدای سوئیچینگ صوتی و افت سوئیچینگ را تنظیم می کند | برای لوازم داخلی، 20 کیلوهرتز یا بالاتر را انتخاب کنید |
| سنجش موقعیت | طرح کانکتور و رفتار کنترل را تعریف می کند | فاصله سنسور هال را مطابقت دهید یا روال شروع بدون حسگر را تأیید کنید |
تحمل ولتاژ نیز شایسته توجه است. در کولرهای هوای باطری یا تاسیسات با کمک خورشیدی، ولتاژ باس میتواند در طول مراحل بارگذاری به خوبی خارج از سطح اسمی خود نوسان کند. حداکثر امتیاز ورودی مطلق راننده باید آن گذرا را بدون وارد شدن به چرخه های حفاظتی مکرر پوشش دهد.
برای موتورهای لوازم کوچک، ولتاژ باس معمولی 12 ولت، 24 ولت و 48 ولت است. ولتاژهای بالاتر جریان را برای همان توان کاهش می دهد و تلفات سیم کشی و کانکتور را کاهش می دهد. انتخاب را به بقیه سیستم و نه تنها به موتور وابسته نگه دارید.
تطبیق راننده با بار دستگاه
مشخصات بار دستگاه باید تصمیم کنترل را هدایت کند، نه برعکس.
هودهای برد
یک هود محدوده نیاز به جریان هوای ثابت از طریق یک فیلتر روغنی تدریجی، چندین سطح سرعت و صدای کم در شب دارد. یک موتور DC بدون جاروبک با کنترل FOC این ترکیب را به بهترین نحو انجام می دهد، زیرا راندمان سرعت جزئی به طور قابل توجهی بهتر از موتورهای القایی است. برای مهندسان وزن سوئیچ، ما پوشش داده ایم چگونه موتور DC هود برد راندمان انرژی را در مقایسه با موتورهای AC سنتی بهبود می بخشد در شرایط عملیاتی عملی
موتور DC هود با برد کوچک برای تهویه کارآمد آشپزخانه این موتور DC بدون جاروبک برای هودهای محدوده طراحی شده است و نسبت به موتورهای AC سنتی کارایی با سرعت جزئی بهتر و عملکرد بی صداتر را ارائه می دهد. این برای مهندسانی مناسب است که به دنبال بهبود عملکرد انرژی و جریان هوای مداوم قابل اعتماد هستند. مشاهده محصول → کولرهای هوا و فن های رومیزی
کولرهای هوای تبخیری برای مدت طولانی در یک محیط گرم و مرطوب کار می کنند، اغلب از منابع 12 ولت یا 24 ولت. کارایی به طور مستقیم در هزینه عملیاتی و عمر باتری نشان می دهد. یک موتور DC کولر هوا که برای کار مداوم طراحی شده است به راننده سینوسی یا FOC با محدوده سرعت مفید بیشتری پاداش می دهد. برای طرفداران رومیزی حساس به هزینه، جابجایی شش مرحله ای یک انتخاب قانونی باقی می ماند زیرا بار سبک است و فضا برای وسایل الکترونیکی کم است.
توصیه های عملی برای تصمیم گیری های خرید OEM
با مشخصات عملیاتی شروع کنید، نه با موتور. محدوده سرعت، گشتاور مورد نیاز در حداکثر سرعت، تعداد شروع در روز و دمای محیط مورد انتظار را یادداشت کنید. این چهار ورودی اندازه موتور و مرحله درایور را تعیین می کنند.
سپس مدارک راه اندازی را بخواهید. یک جفت موتور و درایور میتواند با سرعت نامی کاملاً رفتار کند و همچنان در زیر بار شروع به کار کند. درخواست یک شکل موج جریان گرفته شده از موتور که در برابر پروانه بدترین حالت راه اندازی می شود. ردی که به جای نشان دادن مراحل کموتاسیون تمیز می خزد یک علامت هشدار است.
تست حرارتی را بخشی از پذیرش قرار دهید. درایور را داخل دستگاه تمام شده نصب کنید، آن را با ولتاژ اسمی و حداکثر دمای محیط اجرا کنید و افزایش دمای مرحله برق را اندازه بگیرید. حاشیه های برگه داده نباید محفظه داغ را توجیه کند.
در نهایت، بررسی کنید که تامین کننده موتور چه مقدار داده الکتریکی را به اشتراک می گذارد. شکل موج Back-EMF، اندوکتانس فاز، زوایای سنسور هال، و کموتاسیون آفست ورودی هایی هستند که یک طراح درایور به آن نیاز دارد. سازنده ای که می تواند اینها را تامین کند و می تواند موتورها را از نقشه ها یا نمونه های شما توسعه دهد، مرحله ادغام را به میزان قابل توجهی کوتاه می کند. به عنوان مثال، Miduo Electric Appliance، موتورهای AC و DC کم توان را برای فن های خنک کننده، واحدهای گرمایش، هودهای برد و کولرهای هوا می سازد و توسعه سفارشی را از نقشه ها یا نمونه های مشتری می پذیرد.
با راننده و موتور به عنوان یک سیستم برخورد کنید
غذای آماده عملی ساده است. درایور موتور DC بدون جاروبک لوازم جانبی نیست که روی آن پیچ شود. کارایی، کیفیت صوتی و قابلیت اطمینان میدان دستگاه تمام شده را تعیین می کند. ابتدا مشخصات بار را تعریف کنید، در مرحله دوم طرح کنترل را تعیین کنید، مرزهای الکتریکی را بررسی کنید و سپس سیستم کامل موتور و درایور را در داخل محفظه واقعی تأیید کنید.
هر موتور دستگاه دارای دو نیمه است: ماشینی که می چرخد و الکترونیکی که تصمیم می گیرد چه زمانی آن را بچرخاند. بی صداترین موتور روی نیمکت فقط به خوبی منطق سوئیچینگ است که آن را تغذیه می کند.
هر چه راننده زودتر وارد گفتگوی طراحی شود، دستگاه عملکرد بهتری دارد.
برای طراحان هودهای برد، خنککنندههای هوا و سایر وسایل برقی کوچک، راننده جایی است که دیفرانسیل عملکردی زندگی میکند. زودتر آن را درگیر کنید، سؤالات درست را بپرسید و جفت شدن را تحت شرایطی که دستگاه واقعاً برآورده می کند تأیید کنید. نتیجه محصولی است که آرامتر کار میکند، انرژی کمتری را هدر میدهد و مدت بیشتری در میدان زنده میماند.
++86 13524608688
