brushless dc electric BLDC
BLDC MOTORBrushless DC motor listrik ( BLDC motor, motor BL ) juga dikenal sebagai motor elektronik commutated ( ECM , motor EC ) adalah motor sinkron yang didukung oleh sumber listrik DC melalui inverter / switching power supply yang terintegrasi , yang menghasilkan sinyal listrik AC ke menggerakkan motor . Dalam konteks ini , AC , arus bolak-balik , tidak berarti gelombang sinusoidal , melainkan arus bi – directional dengan tidak ada pembatasan pada gelombang .Sensor tambahan dan elektronik mengontrol amplitudo inverter output dan gelombang ( dan karenanya persen DC penggunaan / efisiensi bus ) dan
frekuensi (yaitu kecepatan rotor ) .
Motor bagian dari motor brushless sering magnet permanen motor sinkron , tetapi juga bisa menjadi motor engan beralih , atau motor induksi .
Motor brushless dapat digambarkan sebagai stepper motor , namun motor stepper istilah cenderung digunakan untuk motor yang dirancang khusus untuk dioperasikan pada mode di mana mereka sering berhenti dengan rotor dalam posisi sudut didefinisikan . Halaman ini menjelaskan prinsip-prinsip brushless motor yang lebih umum , meskipun ada tumpang tindih . Dua parameter kinerja kunci brushless DC motor motor konstanta Kv dan Km (yang secara numerik adalah sama dalam satuan SI ) .
Disikat motor DC telah digunakan secara komersial sejak tahun 1886. Brushless motor , di sisi lain ,
tidak menjadi komersial sampai tahun 1962 .
Disikat motor DC mengembangkan torsi maksimum ketika stasioner , kemudian menurun secara linear dengan meningkatnya kecepatan , Beberapa keterbatasan motor disikat dapat diatasi dengan motor brushless , mereka termasuk efisiensi yang lebih tinggi dan kerentanan yang lebih rendah dari perakitan pembalik ke keausan mekanis . . Manfaat ini datang pada biaya berpotensi lebih kasar , lebih kompleks , dan lebih mahal kontrol elektronik .
Sebuah motor brushless khas memiliki magnet permanen yang berputar dan angker tetap, menghilangkan masalah yang terkait dengan menghubungkan arus ke dinamo bergerak .Pengontrol elektronik menggantikan sikat / komutator perakitan motor DC brushed , yang terus-menerus beralih fase ke gulungan untuk menjaga balik bermotor. Controller melakukan distribusi tenaga waktunya sama dengan menggunakan sirkuit solid-state daripada sikat / komutator sistem .
Motor brushless menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan disikat motor DC , termasuk lebih torsi per berat badan, lebih banyak torsi per watt ( peningkatan efisiensi ) , peningkatan kehandalan , mengurangi kebisingan , lebih lama seumur hidup ( tidak ada sikat dan erosi komutator ) , penghapusan bunga api pengion dari komutator , dan pengurangan keseluruhan interferensi elektromagnetik ( EMI ) . Dengan tidak gulungan pada rotor , mereka tidak mengalami gaya sentrifugal , dan karena gulungan didukung oleh perumahan , mereka dapat didinginkan oleh konduksi , tidak memerlukan aliran udara di dalam motor untuk pendinginan .Hal ini pada gilirannya berarti bahwa internal motor dapat sepenuhnya tertutup dan dilindungi dari kotoran atau benda asing lainnya .
Motor brushless pergantian dapat diimplementasikan dalam perangkat lunak menggunakan mikrokontroler atau komputer , atau alternatif dapat diimplementasikan dalam perangkat keras analog atau digital firmware menggunakan FPGA . Pergantian dengan elektronik bukannya sikat memungkinkan untuk fleksibilitas dan kemampuan tidak tersedia dengan disikat motor DC , termasuk membatasi
kecepatan yang lebih besar , ” mikro melangkah ” operasi untuk kontrol gerakan lambat dan / atau denda , dan torsi memegang ketika stasioner .
Daya maksimum yang dapat diterapkan ke motor brushless dibatasi hampir secara eksklusif oleh panas , Terlalu banyak yang melemahkan magnet , Dan dapat merusak isolasi belitan itu .
Brushless motor lebih efisien dalam mengkonversi listrik menjadi energi mekanik dari motor disikat . Peningkatan ini terutama disebabkan oleh kecepatan brushless motor yang ditentukan oleh frekuensi di mana listrik diaktifkan , bukan tegangan . Keuntungan tambahan karena tidak adanya sikat , mengurangi kerugian akibat gesekan . Peningkatan efisiensi yang terbesar di wilayah tanpa beban dan beban rendah kurva kinerja motor [ rujukan? ] Di bawah beban mekanik yang tinggi , brushless motor dan
motor disikat berkualitas tinggi sebanding dalam efisiensi
Lingkungan dan persyaratan di mana produsen menggunakan motor DC brushless -jenis termasuk operasi bebas perawatan , kecepatan tinggi, dan operasi di mana memicu berbahaya ( yaitu lingkungan peledak )
atau dapat mempengaruhi peralatan elektronik sensitif .
implementasi kontroler
Karena controller harus mengarahkan rotasi rotor , controller memerlukan beberapa cara untuk menentukan orientasi rotor / posisi ( relatif terhadap kumparan stator . ) Beberapa desain menggunakan sensor efek Hall atau rotary encoder untuk langsung mengukur posisi rotor .Lainnya mengukur EMF kembali di kumparan undriven untuk menyimpulkan posisi rotor , menghilangkan kebutuhan untuk efek Hall sensor terpisah , dan oleh karena itu sering disebut pengendali sensorless .
Sebuah controller khas berisi 3 output bi-directional ( yaitu frekuensi dikendalikan tiga fase keluaran ) , yang dikendalikan oleh rangkaian logika . Pengendali sederhana menggunakan pembanding untuk menentukan kapan tahap output harus maju , sementara kontroler lebih maju menggunakan mikrokontroler untuk mengelola percepatan , kontrol kecepatan dan efisiensi menyempurnakan .
Controller rasa posisi rotor berdasarkan back- EMF memiliki tantangan tambahan dalam memulai gerak karena ada back – EMF diproduksi ketika rotor stasioner . Hal ini biasanya dicapai dengan mulai rotasi dari fase sewenang-wenang, dan kemudian melompat-lompat ke fase yang benar jika ditemukan salah. Hal ini dapat menyebabkan motor untuk berjalan sebentar mundur , menambahkan lebih kompleksitas urutan startup . Pengendali sensorless lainnya adalah mampu mengukur berliku saturasi yang disebabkan oleh posisi magnet untuk menyimpulkan posisi rotor . Variasi dalam konstruks
Motor brushless dapat dibangun dalam beberapa konfigurasi fisik yang berbeda : Dalam ‘ konvensional ‘ ( juga dikenal sebagai inrunner ) konfigurasi, magnet permanen adalah bagian dari rotor . Tiga gulungan stator mengelilingi rotor . Dalam lari cepat (atau eksternal – rotor ) konfigurasi, radial – hubungan antara kumparan dan magnet dibalik , kumparan stator membentuk pusat ( inti ) dari motor , sedangkan magnet permanen berputar dalam suatu rotor menggantung yang mengelilingi inti . Flat atau jenis aksial fluks , digunakan di mana ada keterbatasan ruang atau bentuk, menggunakan pelat stator dan rotor , dipasang tatap muka .Outrunners biasanya memiliki lebih banyak kutub , didirikan pada triplet untuk mempertahankan tiga kelompok gulungan , dan memiliki torsi yang lebih tinggi pada RPM rendah. Dalam semua motor brushless , kumparan stasioner .
Ada dua konfigurasi umum berliku listrik , konfigurasi delta menghubungkan tiga gulungan satu sama lain ( sirkuit seri ) dalam rangkaian segitiga – seperti, dan kekuasaan diterapkan pada setiap koneksi . The Wye ( Y berbentuk ) konfigurasi , kadang-kadang disebut bintang berliku , menghubungkan semua gulungan ke titik pusat ( sirkuit paralel ) dan kekuasaan diterapkan ke ujung sisa setiap berliku .
Sebuah motor dengan gulungan dalam konfigurasi delta memberikan torsi rendah pada kecepatan rendah , namun dapat memberikan kecepatan tertinggi lebih tinggi . Wye konfigurasi memberikan torsi tinggi pada kecepatan rendah , tapi bukan sebagai top speed tinggi
Meskipun efisiensi sangat dipengaruhi oleh konstruksi motor , Wye berliku biasanya lebih efisien . Dalam gulungan delta-terhubung , setengah tegangan diterapkan di gulungan berdekatan dengan didorong timbal ( dibandingkan dengan berkelok-kelok langsung antara memimpin didorong ) , meningkatkan kerugian resistif . Selain itu, gulungan dapat memungkinkan frekuensi tinggi arus listrik parasit beredar sepenuhnya dalam motor . Sebuah berliku Wye – terhubung tidak mengandung loop tertutup di mana arus parasit dapat mengalir , mencegah kerugian tersebut .
Dari sudut pandang controller, dua gaya gulungan diperlakukan persis sama . aplikasi
Empat kutub di stator dari motor brushless dua fase . Ini adalah bagian dari kipas pendingin komputer, rotor telah dihapus .
Motor brushless memenuhi banyak fungsi awalnya dilakukan oleh disikat motor DC , tetapi biaya dan kontrol kompleksitas mencegah motor brushless dari motor disikat menggantikan sepenuhnya dalam biaya terendah daerah . Namun demikian , motor brushless telah mendominasi banyak aplikasi , terutama perangkat seperti hard drive komputer dan pemutar CD / DVD . Kipas pendingin kecil dalam peralatan elektronik yang didukung secara eksklusif oleh motor brushless . Mereka dapat ditemukan dalam peralatan listrik tanpa kabel di mana peningkatan efisiensi motor mengarah ke periode penggunaan sebelum baterai perlu diisi .Kecepatan rendah , rendah motor brushless listrik digunakan dalam direct
-drive turntable untuk piringan hitam .
transportasi
Tinggi motor brushless listrik ditemukan di kendaraan listrik dan kendaraan hibrida . Motor ini pada dasarnya motor AC sinkron dengan rotor magnet permanen .
The Segway Scooter dan Vectrix Maxi – Scooter penggunaan teknologi brushless . Sejumlah sepeda listrik menggunakan motor brushless yang kadang-kadang dibangun ke dalam hub roda itu sendiri , dengan stator tetap kokoh untuk as roda dan magnet yang melekat dan berputar dengan roda . Pemanasan dan ventilasi
Ada kecenderungan di HVAC dan pendinginan industri untuk menggunakan motor brushless bukannya berbagai jenis motor AC . Alasan yang paling signifikan untuk beralih ke motor brushless adalah penurunan dramatis dalam daya yang diperlukan untuk mengoperasikannya versus khas motor AC . [ 8 ] Sementara berbayang – tiang dan permanen perpecahan kapasitor motor pernah mendominasi sebagai motor fan pilihan , banyak fans sekarang menjalankan menggunakan motor brushless . Beberapa fans menggunakan motor brushless juga dalam rangka meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan . Selain efisiensi yang tinggi brushless motor , sistem HVAC tertentu ( terutama yang menampilkan variabel kecepatan dan / atau modulasi beban ) menggunakan motor brushless karena built -in mikroprosesor memungkinkan untuk programabilitas , kontrol yang lebih baik atas aliran udara , dan
komunikasi serial .
teknik industri
Penerapan brushless DC motor dalam teknik industri terutama berfokus pada rekayasa manufaktur atau desain otomasi industri . Dalam manufaktur , motor brushless terutama digunakan untuk gerakan kontrol,
posisi atau aktuasi sistem .
karakteristik kecepatan – torsi yang baik , efisiensi tinggi dan kecepatan berkisar antara luas dan pemeliharaan rendah . Penggunaan yang paling umum dari brushless DC motor di teknik industri adalah motor linear . servomotors , aktuator untuk robot industri , extruder motor drive dan pakan drive untuk
peralatan mesin CNC .
Sistem kontrol gerak
Motor Brushless biasanya digunakan sebagai pompa , kipas dan spindle drive dalam aplikasi kecepatan disesuaikan atau variabel . Mereka dapat mengembangkan torsi tinggi dengan kecepatan respon yang baik . Selain itu, mereka dapat dengan mudah otomatis untuk remote control . Karena konstruksi mereka , mereka memiliki karakteristik termal yang baik dan efisiensi energi yang tinggi . [ 11Untuk mendapatkan respon kecepatan variabel , motor brushless beroperasi dalam sistem elektromekanis yang mencakup motor controller elektronik dan sensor umpan balik posisi rotor . Brushless motor dc banyak digunakan sebagai servomotors untuk mesin servo drive alat .Servomotors digunakan untuk perpindahan mekanik , posisi atau kontrol gerak presisi . Di masa lalu DC stepper motor yang digunakan sebagai servomotors , . Namun, karena mereka beroperasi dengan kontrol loop terbuka , mereka biasanya menunjukkan denyutan torsi Brushless motor dc lebih cocok sebagai servomotors sejak gerakan tepat mereka didasarkan pada kontrol loop tertutup sistem yang menyediakan operasi yang
dikontrol ketat dan stabil .
Posisi dan aktuasi sistem
Motor brushless digunakan dalam posisi dan digerakkan aplikasi industri Untuk robot perakitan , brushless stepper atau motor servo yang digunakan untuk memposisikan bagian untuk perakitan atau alat untuk proses manufaktur , seperti pengelasan atau lukisan . . Motor brushless juga dapat digunakan untuk menggerakkan aktuator linier
Aktuator yang menghasilkan gerakan linier disebut motor linear . Keuntungan dari motor linier adalah bahwa mereka dapat menghasilkan gerakan linier tanpa perlu sistem transmisi , seperti sekrup bola – dan -lead , rak – dan – pinion , cam , gigi atau ikat pinggang , yang akan diperlukan untuk motor rotary . Sistem Transmisi dikenal untuk memperkenalkan kurang tanggap dan akurasi berkurang . Penggerak langsung , brushless DC motor linier terdiri dari stator ditempatkan dengan gigi magnet dan aktuator bergerak , yang memiliki magnet permanen dan gulungan kumparan . Untuk mendapatkan gerakan linier , pengontrol motor menggairahkan gulungan kumparan dalam aktuator menyebabkan interaksi medan magnet menghasilkan gerakan linier .
Model rekayasa
Sebuah motor BLDC mikroprosesor yang dikendalikan menyalakan pesawat radio kontrol mikro .Motor ini rotor eksternal berat 5 gram , mengkonsumsi sekitar 11 watt dan menghasilkan dorong lebih dari dua kali berat pesawat.
Motor brushless adalah pilihan motor yang populer untuk pesawat model termasuk helikopter .Rasio power- to-weight yang menguntungkan mereka dan berbagai macam ukuran yang tersedia , dari bawah 5 gram hingga motor besar peringkat baik ke kisaran keluaran kilowatt , telah merevolusi pasar untuk penerbangan Model bertenaga listrik , menggusur hampir semua motor listrik disikat . Mereka juga telah mendorong pertumbuhan yang sederhana , ringan pesawat model listrik , daripada mesin pembakaran internal sebelumnya powering model yang lebih besar dan lebih berat . Rasio power- to-weight besar baterai modern dan motor brushless memungkinkan model untuk naik secara vertikal , daripada memanjat secara bertahap .Kebisingan yang rendah dan kurangnya berantakan dibandingkan dengan cahaya bahan bakar mesin pembakaran internal kecil yang digunakan adalah alasan lain untuk popularitas mereka .
Pembatasan hukum atas penggunaan mesin pesawat model didorong pembakaran di beberapa negara [ klarifikasi diperlukan ] juga telah mendukung pergeseran menuju sistem listrik daya tinggi . Radio mobil dikendalikan
Popularitas mereka juga meningkat di daerah mobil dikendalikan radio . Motor brushless telah hukum di Amerika balap mobil RC Utara sesuai dengan ROAR sejak 2006 . Motor ini memberikan sejumlah besar kekuatan untuk pembalap RC dan jika dipasangkan dengan tepat gearing dan tinggi debit Li – Po ( lithium polimer ) atau baterai LiFePO4 jauh lebih aman , mobil ini dapat mencapai kecepatan lebih dari 161 kilometer per jam ( 100 mph ) .
Secara umum, motor BLDC dianggap motor performa tinggi yang mampu memberikan
jumlah besar torsi pada rentang kecepatan yang luas. BLDC motor adalah turunan dari motor DC
yang paling umum digunakan, DC disikat motor, dan mereka berbagi sama torsi dan karakteristik
kinerja kecepatan kurva. Perbedaan utama antara keduanya adalah penggunaan kuas. BLDC
motor tidak memiliki sikat (maka nama "brushless DC") dan harus secara elektronik
commutated.
Keuntungan BLDC motor listrik:
Jika Anda masih tidak yakin apakah motor ini tepat untuk Anda, berikut adalah rincian dasar
beberapa keuntungan utama dari motor BLDC.
High Speed Operasi - Sebuah motor BLDC dapat beroperasi pada kecepatan di atas
10.000 rpm dalam kondisi dimuat dan dibongkar.
Responsif & Percepatan Cepat - batin rotor Brushless DC motor memiliki inersia rotor
rendah, yang memungkinkan mereka untuk mempercepat, mengurangi kecepatan, dan membalik
arah dengan cepat.
High Power Density - BLDC motor memiliki torsi berjalan tertinggi per inci kubik setiap
motor DC.
Keandalan tinggi - BLDC motor tidak memiliki sikat, yang berarti mereka lebih handal
dan memiliki harapan hidup lebih dari 10.000 jam. Hal ini menghasilkan lebih sedikit kasus
penggantian atau perbaikan secara keseluruhan dan kurang down time untuk proyek Anda.
Kecepatan yang lebih baik untuk melawan karakteristik tenaga putaran
Efisiensi tinggi
Tahan lama atau usia pakainya lebih lama
