Kako izbrati ustrezen motor BLDC
Jan 08, 2024
Brezkrtačni enosmerni motorji(BLDC) se pogosto uporabljajo v industrijski avtomatizaciji, avtomobilski industriji, industriji medicinske opreme, umetne inteligence in drugih industrijah zaradi svoje dolge življenjske dobe, nizkega hrupa in velikega navora. BLDC so na voljo v številnih velikostih in vrstah, v praksi pa izbrati pravi motor BLDC, da bo izpolnil zahteve glede zmogljivosti aplikacije. V tem spletnem dnevniku bo SIT predstavil, kako izbrati pravi motor BLDC za vašo aplikacijo.
1. Izberite pravilno vrsto motorja BLDC
Glede na strukturo lahko brezkrtačne enosmerne motorje razdelimo na dve vrsti: tip Inrunner in tip outrunner. V bistvu delujejo po istem principu, vendar imajo različne prednosti in omejitve. Inrunner BLDC motorji postavijo stator (fiksni element) zunaj in rotor (vrtljivi element) znotraj, pri čemer se rotor vrti znotraj statorja. Motorji Outrunner BLDC imajo nasprotno zasnovo: stator je nameščen znotraj, rotor je zunaj, zunanji rotor pa se vrti okoli statorja v sredini. Primerjalno gledano, brezkrtačni motorji inrunner imajo manjši premer in hitrejši, zaradi česar so primernejši za uporabo pri visokih hitrostih, medtem ko imajo brezkrtačni motorji outrunner večji premer in boljše odvajanje toplote, kar olajša uporabo navora pri nizki hitrosti in je primerno za nizke - hitre aplikacije.
Glede na to, ali imajo senzorje ali ne, se motorji BLDC delijo tudi na motorje BLDC s senzorji in motorje BLDC brez senzorjev. Izbira med njimi je običajno odvisna od stroškov. Motorji brez senzorjev se vedno bolj uporabljajo v aplikacijah, kot so poceni motorji s spremenljivo hitrostjo, kot so ventilatorji, kompresorji za hladilnike, klimatske naprave in vrtno orodje. Vendar aplikacije, ki zahtevajo visok navor ob zagonu, kot so električna orodja, kot so e-kolesa in pedelec, zahtevajo uporabo motorjev s senzorji.
Poleg tega, kar zadeva materiale, dajemo prednost feritnim BLDC motorjem z visoko učinkovitostjo, nizko ceno in nizkim dvigom temperature. Motorje Alnico BLDC ali redkozemeljske motorje BLDC je treba upoštevati le v primeru strogih zahtev glede zmogljivosti, majhnosti in visoke temperature okolja.
2. Ključni parametri delovanja za izbiro motorja
Pri izbiri brezkrtačnega enosmernega motorja so parametri eden najpomembnejših izbirnih dejavnikov. Med njimi so trije najpomembnejši parametri delovanja navor, hitrost in moč.
2.1 Navor
Navor motorja, preprosto povedano, je velikost rotacijske sile motorja, ki odraža nosilnost motorja - višji kot je navor, večjo obremenitev lahko prenese motor in boljša bo zmogljivost motorja v primerjavi.
V praksi pa moramo upoštevati največji navor, potreben za aplikacijo, ki ga lahko dobimo z dodajanjem navora motorja, vztrajnostnega momenta in trenja. Poleg tega obstaja nekaj dodatnih dejavnikov, ki vplivajo na največji zahtevani navor, npr. upor zraka v zračni reži itd., ki zahtevajo vsaj 20-odstotno rezervo navora.
Poleg največjega zahtevanega navora je treba upoštevati tudi koren kvadrata navora (RMS) motorja. RMS se lahko približa kot neprekinjen izhodni navor, potreben za dejansko uporabo. Določajo ga številni dejavniki: največji navor, navor obremenitve, vztrajnostni moment, pospešek, pojemek in čas delovanja.
2.2 Hitrost vrtenja
Hitrost vrtenja motorja je tesno povezana z aplikacijo, na primer hitrost vrtenja motorja neposredno določa hitrost leta drona. Zato je pri izbiri motorja število vrtljajev nepogrešljivo.
Hitrost motorja je predstavljena z vrednostjo KV, KV - vrtljaji na volt ali RPM/V, ki označuje, kolikokrat se bo motor zavrtel na volt. Največjo hitrost (RPM) motorja lahko določite tako, da preprosto pomnožite vrednost KV z napetostjo baterije.
RPM=KV * V (napajalna napetost)
Po formuli je hitrost brezkrtačnega motorja teoretično linearno povezana z napetostjo. vrednost KV je količina, za katero se vrtljaji motorja povečajo za vsak volt povečanja napetosti. Če se napetost poveča, se motor vrti hitreje.
Tipična e-kolesa se vrtijo z nekaj sto vrtljaji na minuto, e-vozila pa se vrtijo nekoliko višje, do nekaj tisoč vrtljajev na minuto ali celo več deset tisoč vrtljajev na minuto. Če je zahtevano zelo nizko izhodno število vrtljajev, je treba razmisliti, ali ga kombinirati z reduktorjem in s kakšnim menjalnikom.
Poleg tega moramo pri nekaterih pogojih uporabe upoštevati tudi območje nastavitve hitrosti. Na primer, zahteva glede hitrosti sušilnika za lase je, da razlika med največjo hitrostjo in povprečno hitrostjo ni velika, kar pomeni, da je razpon hitrosti motorja majhen; medtem ko so v nekaterih sistemih za pozicioniranje od točke do točke, kot so transportni trakovi in sistemi robotskih rok, potrebni motorji z velikim razponom hitrosti.
2.3 Moč
Moč motorja je treba izbrati glede na moč, ki jo zahtevajo stroji za nanašanje, in poskusite zagnati motor pri nazivni obremenitvi. Pri izbiri je treba upoštevati naslednji dve točki
Če je moč motorja izbrana premajhna, bo to povzročilo dolgotrajno preobremenitev motorja, kar bo povzročilo pojav segrevanja motorja, vibracij, padca hitrosti, nenormalnega zvoka itd. V resnih primerih motor bo celo zažgan.
Če je moč motorja izbrana prevelika, njegove izhodne mehanske moči ni mogoče v celoti izkoristiti, faktor moči in učinkovitost pa nista visoka, ne samo za uporabnika in omrežje ni dobro, ampak povzroča tudi izgubo energije.
Zato je zelo pomembno izbrati motor z razumno močjo glede na potrebe uporabe. Motor lahko izberemo s pomočjo formule za izračun vrednosti treh parametrov: moči, navora in vrtilne frekvence.
Moč (W)=Hitrost (RPM) * Navor (Nm) / 9,55
Na primer, če želite izbrati 120W motor, kako to storite? Najprej lahko preverite število vrtljajev, nato pa še, koliko navora zahteva obremenitev. Na primer, če je vrtilna frekvenca 3000 vrt/min in navor le 0,3 NM, je v skladu z zgornjo formulo W=RPM*NM/9.55=90, kar pomeni, da je potrjena največja moč 90 W , potem bi morala biti izbira 100 W motorja v redu. Če pa je okolje uporabe ostro ali je čas neprekinjenega delovanja daljši, potem lahko izberete 125 W, marža bo nekoliko večja in varnejša.
Poleg zgornjih treh glavnih parametrov bo morda treba glede na zahteve uporabe upoštevati tudi napetost motorja, tok, oceno vodotesnosti itd.
2.4 Napetost
Nazivna napetost enosmernega motorja kaže najučinkovitejšo napetost za delovanje. Zagotoviti je treba, da napetost, ki jo uporablja aplikacija, ustreza nazivni napetosti motorja; če je napetost premajhna, motor ne bo deloval, medtem ko bo pri preveliki napetosti prišlo do kratkega stika navitij, kar bo povzročilo izgubo moči ali popolno okvaro motorja.
2,5 toka
Tok je moč za pogon motorja in prevelik tok lahko poškoduje motor. Pri enosmernih motorjih sta pomembna delovni tok in tok zastoja. Obratovalni tok je povprečni tok, ki naj bi ga porabil motor pri tipičnem navoru. Tok zastoja bo uporabil dovolj navora za delovanje motorja pri zastoju ali 0 RPM.
2.6 Ocena vodotesnosti
Stopnja zaščite brezkrtačnega motorja je označena z IP in številko, višja kot je številka, višja je ocena vodotesnosti.
3. Določite cilje aplikacije
Brezkrtačni motorji na enosmerni tok bodo imeli za različne namene različne oblike in načine pogona, zaradi česar je izbira zelo zapletena. Za poenostavitev izbire motorja moramo definirati osnovne zahteve glede na uporabo motorja.
| št | Glavno aplikacijsko polje | Primeri uporabe | Zahteve |
| 1 | Industrijska avtomatizacija | Industrijski roboti, industrijski veliki stropni ventilatorji, industrijske velike vodne črpalke | Visok začetni navor, preprosta struktura, nizka cena, visoka zanesljivost, enostavno vzdrževanje itd. |
| 2 | avto | Pogonski motor, električni sedež, električni pomik stekel, električna ogledala, vodna črpalka, črpalka za gorivo itd | Ultra visoka hitrost, majhna teža, široka nastavitev |
| 3 | Električno orodje | Vrtalni stroji, krožne žage, brusilni stroji, nihala | Velika moč, visoka hitrost itd |
| 4 | Oprema za medicinsko rehabilitacijo | Ventilatorji, medicinske postelje, električni invalidski vozički, masažni stoli itd | Široko območje prilagajanja, majhna velikost, dolga življenjska doba, nizka raven hrupa itd. |
| 5 | Gospodinjski aparat | Hladilnik, pralni, sušilni stroj, sesalnik, stropni ventilator itd | nizka moč itd |
| 6 | Izdelki za osebno nego | Sušilniki za lase, kozmetični pripomočki, kodralniki. itd | Visoka raven izolacije, nizek hrup, dobro odvajanje toplote itd |
| 7 | Vrtno orodje | kosilnice, puhalniki listja, električni obrezovalniki. itd | Velika moč in dolga življenjska doba itd |
| 8 | drugo | droni, pedikabi in naprave za videonadzor. itd | Odvisno od situacije |
Izbira BLDC je proces celovite analize sistema, ki zahteva uravnoteženje vseh vidikov izbire motorja glede na zahteve aplikacije. SIT je eden odDobavitelji motorjev BLDCna Kitajskem. Imamo izkušeno inženirsko ekipo, ki vam lahko pomaga najti najboljšo rešitev za vaše aplikacije. Če imate kakršne koli zahteve za motor, vas prosimo, da nas kontaktirate.