Ako si vybrať vhodný BLDC motor

Bezkartáčové jednosmerné motory(BLDC) sú široko používané v priemyselnej automatizácii, automobilovom priemysle, zdravotníckych zariadeniach, umelej inteligencii a iných priemyselných odvetviach, pretože majú dlhú životnosť, nízku hlučnosť a vysoký krútiaci moment. BLDC sa dodávajú v širokej škále veľkostí a typov a v praxi je potrebné vybrať správny motor BLDC, aby vyhovoval výkonnostným požiadavkám aplikácie. V tomto blogu SIT predstaví, ako si vybrať správny BLDC motor pre vašu aplikáciu.

 

1. Vyberte správny typ motora BLDC

Podľa štruktúry možno bezkomutátorové jednosmerné motory rozdeliť do dvoch typov: typ Inrunner a typ outrunner. V zásade fungujú na rovnakom princípe, ale majú rôzne výhody a obmedzenia. Motory Inrunner BLDC umiestňujú stator (pevný prvok) von a rotor (rotačný prvok) dovnútra, pričom rotor sa otáča vo vnútri statora. Motory Outrunner BLDC majú opačnú konštrukciu: stator je umiestnený vo vnútri, rotor je vonku a vonkajší rotor sa otáča okolo statora v strede. Porovnateľne povedané, bezkomutátorové motory s vnútorným hriadeľom majú menší priemer a sú rýchlejšie, vďaka čomu sú vhodnejšie pre vysokorýchlostné aplikácie, zatiaľ čo bezkomutátorové motory s vnútorným hriadeľom majú väčší priemer a lepší odvod tepla, čo uľahčuje použitie krútiaceho momentu pri nízkych otáčkach a je vhodné pre nízke otáčky. -rýchlosť aplikácií.

 

 

Podľa toho, či majú alebo nemajú senzory, sa BLDC motory delia aj na senzorové BLDC motory a bezsenzorové BLDC motory. Voľba medzi nimi zvyčajne závisí od ceny. Bezsenzorové motory sa čoraz viac používajú v aplikáciách, ako sú lacné aplikácie motorov s premenlivou rýchlosťou, ako sú ventilátory, kompresory chladničiek, klimatizácie a záhradné náradie. Aplikácie, ktoré vyžadujú vysoký krútiaci moment pri štartovaní, ako napríklad elektrické náradie ako e-bicykle a elektrobicykle, však vyžadujú použitie motorov so snímačmi.

 

Okrem toho z hľadiska materiálov uprednostňujeme feritové BLDC motory s vysokou účinnosťou, nízkou cenou a nízkym nárastom teploty. Motory Alnico BLDC alebo BLDC motory vzácnych zemín by sa mali brať do úvahy iba v prípade prísnych požiadaviek na výkon, malých rozmerov a vysokej okolitej teploty.

 

2. Kľúčové výkonové parametre pre výber motora

Pri výbere bezkomutátorového jednosmerného motora sú parametre jedným z najdôležitejších faktorov výberu. Medzi nimi sú tri najdôležitejšie výkonové parametre krútiaci moment, rýchlosť a výkon.

 

2.1 Krútiaci moment

Krútiaci moment motora, zjednodušene povedané, je veľkosť rotačnej sily motora, ktorá odráža zaťažiteľnosť motora – čím vyšší krútiaci moment, tým väčšie zaťaženie motor znesie a v porovnaní s tým bude mať motor lepší výkon.

 

V praxi však musíme brať do úvahy maximálny krútiaci moment potrebný pre danú aplikáciu, ktorý možno získať pripočítaním krútiaceho momentu motora, momentu zotrvačnosti a trenia. Okrem toho existujú niektoré ďalšie faktory ovplyvňujúce maximálny požadovaný krútiaci moment, napr. odpor vzduchu vzduchovej medzery atď., ktoré vyžadujú rezervu krútiaceho momentu minimálne 20 %.

 

Okrem maximálneho požadovaného krútiaceho momentu treba brať do úvahy aj efektívny krútiaci moment (RMS) motora. RMS možno aproximovať ako trvalý výstupný krútiaci moment potrebný pre aktuálnu aplikáciu. Je určený množstvom faktorov: maximálny krútiaci moment, krútiaci moment zaťaženia, moment zotrvačnosti, zrýchlenie, spomalenie a doba chodu.

 

2.2 Rýchlosť otáčania

Rýchlosť otáčania motora úzko súvisí s aplikáciou, napríklad rýchlosť otáčania motora bude priamo určovať rýchlosť letu dronu. Preto pri výbere motora sú otáčky nevyhnutné.

 

Otáčky motora sú vyjadrené hodnotou KV, KV - otáčky na volt alebo RPM/V, ktoré udávajú, koľkokrát sa motor otočí na volt. Maximálnu rýchlosť (RPM) motora je možné určiť jednoduchým vynásobením hodnoty KV napätím batérie.

 

RPM=KV * V (napájacie napätie)

 

Podľa vzorca je rýchlosť bezkomutátorového motora teoreticky lineárne úmerná napätiu. hodnota KV je hodnota, o ktorú sa zvýšia otáčky motora pri každom zvýšení napätia vo voltoch. Ak sa napätie zvýši, motor sa roztočí rýchlejšie.

 

Typické e-bicykle sa otáčajú rýchlosťou niekoľko stoviek otáčok za minútu a e-vozidlá idú o niečo vyššie, až do niekoľkých tisíc otáčok alebo dokonca desiatok tisíc otáčok za minútu. Pri požiadavke na veľmi nízke výstupné otáčky je potrebné zvážiť, či ju spárovať s redukčnou prevodovkou a s akou prevodovkou.

 

Okrem toho za určitých podmienok použitia musíme zvážiť aj rozsah nastavenia rýchlosti. Napríklad požiadavka na rýchlosť sušiča vlasov je taká, že rozdiel medzi maximálnou rýchlosťou a priemernou rýchlosťou nie je veľký, to znamená, že rozsah otáčok motora je malý; zatiaľ čo v niektorých polohovacích systémoch typu point-to-point, ako sú dopravné pásy a systémy robotických ramien, sú potrebné motory s veľkým rozsahom otáčok.

 

2.3 Výkon

Výkon motora by sa mal zvoliť podľa výkonu požadovaného aplikačným strojom a pokúsiť sa spustiť motor pri menovitom zaťažení. Pri výbere by ste mali venovať pozornosť nasledujúcim dvom bodom

 

Ak je zvolený príliš malý výkon motora, spôsobí to dlhodobé preťaženie motora, čo povedie k javu zahrievania motora, vibrácií, poklesu otáčok, abnormálneho zvuku atď. Vo vážnych prípadoch sa motor bude dokonca spálený.

 

Ak je výkon motora zvolený príliš veľký, jeho výstupný mechanický výkon nie je možné plne využiť a účinník a účinnosť nie sú vysoké, nielen pre používateľa a sieť nie je dobrá, ale spôsobuje aj plytvanie energiou.

 

Preto je veľmi dôležité vybrať motor s primeraným výkonom podľa potrieb aplikácie. Motor si môžeme vybrať pomocou vzorca na výpočet hodnôt troch parametrov: výkon, krútiaci moment a otáčky.

 

Výkon (W)=Otáčky (RPM) * Krútiaci moment (Nm) / 9,55

 

Ak chcete napríklad vybrať 120W motor, ako to urobíte? Najprv môžete skontrolovať otáčky a potom môžete skontrolovať, koľko krútiaceho momentu zaťaženie vyžaduje. Ak sú napríklad otáčky 3 000 ot./min a krútiaci moment iba 0,3 NM, podľa vyššie uvedeného vzorca W=ot./min.*NM/9.55=90, tj maximálny výkon je potvrdený ako 90 W , potom by mal byť výber 100W motora v poriadku. Ak je však prostredie aplikácie drsné alebo doba nepretržitej prevádzky je dlhšia, môžete si vybrať 125 W, rezerva bude o niečo väčšia a bezpečnejšia.

 

Okrem vyššie uvedených troch hlavných parametrov, v závislosti od požiadaviek aplikácie, môže byť potrebné zvážiť aj napätie motora, prúd, vodotesnosť atď.

 

2.4 Napätie

 

Menovité napätie jednosmerného motora udáva najefektívnejšie napätie pre prevádzku. Je potrebné sa uistiť, že napätie aplikované aplikáciou zodpovedá menovitému napätiu motora; ak je napätie príliš malé, motor nebude fungovať, zatiaľ čo príliš vysoké napätie spôsobí skrat vinutia, čo má za následok stratu výkonu alebo úplné poškodenie motora.

 

2,5 prúd

Prúd je výkon na pohon motora a príliš veľký prúd môže poškodiť motor. Pre jednosmerné motory sú dôležité prevádzkový prúd a blokovací prúd. Prevádzkový prúd je priemerný prúd, ktorý by mal motor odoberať pri typickom krútiacom momente. Blokovací prúd použije dostatočný krútiaci moment na spustenie motora pri zastavení alebo 0 otáčkach za minútu.

 

2.6 Hodnotenie vodotesnosti

 

Stupeň ochrany bezkomutátorového motora je označený IP plus číslom, čím vyššie číslo, tým vyššia vodotesnosť.

 

3. Definujte ciele aplikácie

 

Pre rôzne aplikácie budú mať bezkomutátorové jednosmerné motory rôzne konštrukcie a spôsoby pohonu, vďaka čomu je výber veľmi zložitý. Aby sme zjednodušili výber motora, musíme definovať základné požiadavky na základe použitia motora.

 

Nie	Hlavné aplikačné pole	Príklady aplikácií	Požiadavky
1	Priemyselná automatizácia	Priemyselné roboty, priemyselné veľké stropné ventilátory, priemyselné veľké vodné čerpadlá	Vysoký štartovací moment, jednoduchá konštrukcia, nízka cena, vysoká spoľahlivosť, jednoduchá údržba atď.
2	Auto	Hnací motor, elektrické sedadlo, elektrické ovládanie okien, elektrické zrkadlá, vodné čerpadlo, palivové čerpadlo atď	Ultra vysoká rýchlosť, nízka hmotnosť, široké nastavenie
3	Elektrické náradie	Vŕtačky, kotúčové píly, brúsky, kyvadla	Vysoký výkon, vysoká rýchlosť atď
4	Prístroje na liečebnú rehabilitáciu	Ventilátory, zdravotné lôžka, elektrické invalidné vozíky, masážne kreslá atď	Široký rozsah nastavenia, malá veľkosť, dlhá životnosť, nízka hlučnosť atď.
5	Domáce spotrebiče	Chladnička, práčka, sušička, vysávač, stropný ventilátor atď	nízky výkon atď
6	Produkty osobnej starostlivosti	Sušiče vlasov, kozmetické prístroje, kulmy. atď	Vysoká úroveň izolácie, nízka hlučnosť, dobrý odvod tepla atď
7	Záhradné náradie	kosačky na trávu, fúkače lístia, elektrické prerezávačky. atď	Vysoký výkon a dlhá životnosť atď
8	iné	drony, pedicab a video monitorovacie zariadenia. atď	Závisí od situácie

 

Výber BLDC je proces komplexnej analýzy systému, ktorý vyžaduje vyváženie všetkých aspektov výberu motora podľa požiadaviek aplikácie. SIT je jedným zDodávatelia BLDC motorovv Číne. Máme skúsený inžiniersky tím, ktorý vám môže pomôcť nájsť najlepšie riešenie pre vaše aplikácie. Ak máte akékoľvek požiadavky na motor, neváhajte nás kontaktovať.