نحوه انتخاب یک موتور BLDC مناسب

موتورهای DC بدون جاروبک(BLDC) به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی، خودروسازی، تجهیزات پزشکی، هوش مصنوعی و سایر صنایع به دلیل عمر طولانی، نویز کم و گشتاور بالا استفاده می شود. باید موتور BLDC مناسب را برای برآورده کردن الزامات عملکرد برنامه انتخاب کنید. SIT در این وبلاگ نحوه انتخاب موتور BLDC مناسب برای کاربرد خود را معرفی می کند.

 

1. نوع موتور BLDC صحیح را انتخاب کنید

با توجه به ساختار، موتورهای براشلس DC را می توان به دو نوع تقسیم کرد: نوع Inrunner و نوع Outrunner. اساساً آنها بر اساس یک اصل کار می کنند اما مزایا و محدودیت های متفاوتی دارند. موتورهای Inrunner BLDC استاتور (عنصر ثابت) را در خارج و روتور (عنصر دوار) را در داخل قرار می دهند و روتور در داخل استاتور می چرخد. موتورهای Outrunner BLDC طراحی مخالف دارند: استاتور در داخل قرار می گیرد، روتور در خارج است، و روتور خارجی در اطراف استاتور در مرکز می چرخد. به طور نسبی، موتورهای براش لس اینرانر قطر کمتر و سریع‌تری دارند، که آنها را برای کاربردهای با سرعت بالا مناسب‌تر می‌کند، در حالی که موتورهای براش لس بیرونی قطر بزرگ‌تر و اتلاف گرمای بهتری دارند که استفاده از گشتاور با سرعت کم را تسهیل می‌کند و برای موتورهای کم‌سرعت مناسب‌تر است. برنامه های کاربردی سرعت

 

 

با توجه به داشتن یا نداشتن سنسورها، موتورهای BLDC نیز به موتورهای BLDC حسگر و موتورهای BLDC بدون سنسور تقسیم می شوند. انتخاب بین آنها معمولاً به هزینه بستگی دارد. موتورهای بدون سنسور به طور فزاینده ای در کاربردهایی مانند کاربردهای موتورهای با سرعت متغیر کم هزینه مانند فن، کمپرسور یخچال، تهویه مطبوع و ابزار باغ استفاده می شوند. با این حال، برنامه‌هایی که به گشتاور بالا در هنگام راه‌اندازی نیاز دارند، مانند ابزارهای الکتریکی مانند دوچرخه‌های الکترونیکی و پدلکس، نیاز به استفاده از موتورهای دارای حسگر دارند.

 

علاوه بر این، از نظر مواد، موتورهای فریت BLDC با راندمان بالا، قیمت پایین و افزایش دمای پایین را در اولویت قرار می دهیم. موتورهای BLDC Alnico یا موتورهای BLDC خاکی کمیاب باید فقط در مورد الزامات عملکرد دقیق، اندازه کوچک و دمای محیط بالا در نظر گرفته شوند.

 

2. پارامترهای کلیدی عملکرد برای انتخاب موتور

هنگام انتخاب یک موتور DC بدون جاروبک، پارامترها یکی از مهم ترین عوامل انتخاب هستند. در میان آنها، سه پارامتر مهم عملکرد عبارتند از: گشتاور، سرعت و قدرت.

 

2.1 گشتاور

گشتاور موتور، به عبارت ساده، اندازه نیروی چرخشی موتور است که ظرفیت بار موتور را منعکس می کند - هرچه گشتاور بیشتر باشد، موتور بار بیشتری را تحمل می کند و عملکرد موتور در مقایسه با آن بهتر خواهد بود.

 

اما در عمل باید حداکثر گشتاور مورد نیاز برای کاربرد را در نظر بگیریم که با افزودن گشتاور موتور، ممان اینرسی و اصطکاک بدست می آید. علاوه بر این، برخی عوامل اضافی نیز بر حداکثر گشتاور تقاضا تأثیر می گذارند، به عنوان مثال مقاومت هوای شکاف هوا و غیره، که به حاشیه گشتاور حداقل 20 درصدی نیاز دارند.

 

علاوه بر حداکثر گشتاور تقاضا، گشتاور ریشه مربع (RMS) موتور نیز باید در نظر گرفته شود. RMS را می توان به عنوان گشتاور خروجی پیوسته مورد نیاز برای کاربرد واقعی تقریب زد. این توسط تعدادی از عوامل تعیین می شود: حداکثر گشتاور، گشتاور بار، ممان اینرسی، شتاب، کاهش سرعت، و زمان اجرا.

 

2.2 سرعت چرخش

سرعت چرخش موتور ارتباط نزدیکی با کاربرد دارد، به عنوان مثال، سرعت چرخش موتور مستقیماً سرعت پرواز پهپاد را تعیین می کند. بنابراین، هنگام انتخاب یک موتور، RPM یک نکته ضروری است.

 

سرعت موتور با مقدار KV، KV - دور بر ولت یا RPM/V نشان داده می شود که نشان می دهد موتور چند بار در هر ولت می چرخد. حداکثر سرعت (RPM) یک موتور را می توان با ضرب کردن مقدار KV در ولتاژ باتری تعیین کرد.

 

RPM=KV * V (ولتاژ تغذیه)

 

طبق فرمول، سرعت یک موتور بدون جاروبک از نظر تئوری به صورت خطی با ولتاژ مرتبط است. مقدار KV مقداری است که RPM موتور به ازای هر افزایش ولتاژ در ولتاژ افزایش می یابد. اگر ولتاژ افزایش یابد، موتور سریعتر می چرخد.

 

دوچرخه های الکترونیکی معمولی با چند صد دور در دقیقه می چرخند و وسایل نقلیه الکترونیکی کمی بالاتر می روند، تا چند هزار دور در دقیقه یا حتی ده ها هزار دور در دقیقه. در صورت نیاز به سرعت خروجی بسیار پایین، باید در نظر داشت که آیا آن را با گیربکس کاهشی جفت کرد و با چه نوع گیربکسی.

 

علاوه بر این، در برخی شرایط کاربردی، ما باید محدوده تنظیم سرعت را نیز در نظر بگیریم. مثلا سرعت مورد نیاز سشوار این است که اختلاف حداکثر سرعت با سرعت متوسط ​​زیاد نباشد، یعنی محدوده سرعت موتور کم باشد. در حالی که در برخی از سیستم های موقعیت یابی نقطه به نقطه مانند تسمه نقاله و سیستم های بازوی رباتیک، موتورهایی با محدوده سرعت زیاد مورد نیاز است.

 

2.3 قدرت

قدرت موتور باید با توجه به توان مورد نیاز ماشین آلات کاربردی انتخاب شود و سعی کنید موتور را با بار نامی راه اندازی کنید. در هنگام انتخاب باید به دو نکته زیر توجه کرد

 

اگر قدرت موتور خیلی کم انتخاب شود باعث بارگیری طولانی مدت موتور می شود که منجر به پدیده گرم شدن موتور، لرزش، افت سرعت، صدای غیرعادی و غیره می شود. در موارد جدی، موتور حتی سوخته خواهد شد

 

اگر قدرت موتور خیلی زیاد انتخاب شود، توان مکانیکی خروجی آن به طور کامل قابل استفاده نیست و ضریب توان و راندمان بالا نیست، نه تنها برای کاربر و شبکه خوب نیست، بلکه باعث اتلاف نیرو می شود.

 

بنابراین انتخاب موتوری با قدرت مناسب با توجه به نیازهای کاربردی بسیار مهم است. ما می توانیم با استفاده از فرمول محاسبه مقادیر سه پارامتر قدرت، گشتاور و سرعت موتور را انتخاب کنیم.

 

توان (W)=سرعت (RPM) * گشتاور (Nm) / 9.55

 

به عنوان مثال، اگر می خواهید یک موتور 12{2}}W انتخاب کنید، چگونه این کار را انجام می دهید؟ ابتدا می توانید RPM را بررسی کنید و سپس می توانید میزان گشتاور مورد نیاز بار را بررسی کنید. به عنوان مثال، اگر سرعت 3000 دور در دقیقه و گشتاور فقط 0.3 نیوتن متر باشد، طبق فرمول بالا، W=RPM*NM/9.55=90، یعنی حداکثر توان 90 وات تأیید شده است. ، پس انتخاب یک موتور 100 وات باید خوب باشد. با این حال، اگر محیط برنامه سخت باشد یا زمان اجرای مداوم طولانی تر باشد، می توانید 125 وات را انتخاب کنید، حاشیه کمی بزرگتر و ایمن تر خواهد بود.

 

علاوه بر سه پارامتر اصلی فوق، بسته به نیازهای کاربردی، ممکن است لازم باشد ولتاژ موتور، جریان، درجه ضد آب و غیره نیز در نظر گرفته شود.

 

2.4 ولتاژ

 

ولتاژ نامی یک موتور DC کارآمدترین ولتاژ را برای کار نشان می دهد. لازم است اطمینان حاصل شود که ولتاژ اعمال شده توسط برنامه مناسب با ولتاژ نامی موتور است. اگر ولتاژ خیلی کم باشد، موتور کار نمی‌کند، در حالی که ولتاژ بیش از حد اعمال شده باعث اتصال کوتاه سیم‌پیچ‌ها می‌شود و در نتیجه باعث از دست رفتن توان یا آسیب کامل به موتور می‌شود.

 

جریان 2.5

جریان قدرتی است که موتور را به حرکت در می آورد و جریان بیش از حد می تواند به موتور آسیب برساند. برای موتورهای DC، جریان کارکرد و جریان توقف مهم هستند. جریان عملیاتی میانگین جریانی است که موتور انتظار می رود با گشتاور معمولی بکشد. جریان استال، گشتاور کافی برای کارکردن موتور در حالت توقف یا 0 دور در دقیقه اعمال می‌کند.

 

2.6 رتبه بندی ضد آب

 

درجه حفاظت یک موتور براشلس با IP به اضافه یک عدد نشان داده می شود، هر چه این عدد بیشتر باشد، درجه ضد آب بالاتر است.

 

3. اهداف برنامه را تعریف کنید

 

برای کاربردهای مختلف، موتورهای DC بدون جاروبک دارای طرح‌ها و روش‌های درایو متفاوتی هستند که انتخاب را بسیار پیچیده می‌کند. برای ساده کردن انتخاب موتور، باید الزامات اصلی را بر اساس استفاده از موتور تعریف کنیم.

 

خیر	فیلد برنامه اصلی	نمونه های کاربردی	الزامات
1	اتوماسیون صنعتی	ربات های صنعتی، پنکه های سقفی بزرگ صنعتی، پمپ های آب بزرگ صنعتی	گشتاور راه اندازی بالا، ساختار ساده، قیمت پایین، قابلیت اطمینان بالا، تعمیر و نگهداری آسان و غیره.
2	ماشین	موتور محرک، صندلی برقی، شیشه برقی، آینه برقی، پمپ آب، پمپ بنزین و غیره	سرعت فوق العاده بالا، وزن کم، تنظیم گسترده
3	ابزار الکتریکی	ماشین های حفاری، اره های مدور، ماشین های سنگ زنی، آونگ	قدرت بالا، سرعت بالا و غیره
4	تجهیزات توانبخشی پزشکی	ونتیلاتور، تخت های پزشکی، ویلچر برقی، صندلی ماساژور و غیره	محدوده تنظیم گسترده، اندازه کوچک، عمر طولانی، نویز کم و غیره.
5	لوازم خانگی	یخچال، ماشین لباسشویی، خشک کن، جاروبرقی، پنکه سقفی و غیره	قدرت کم و غیره
6	محصولات مراقبت شخصی	سشوار، وسایل آرایشی، اتو مو. و غیره	سطح عایق بالا، سر و صدای کم، اتلاف گرما خوب و غیره
7	ابزار باغبانی	چمن زن، دمنده برگ، هرس برقی. و غیره	قدرت بالا و مدت زمان طولانی و غیره
8	دیگر	پهپادها، پدیکاب ها و ماشین های نظارت تصویری. و غیره	به موقعیت بستگی دارد

 

انتخاب BLDC یک فرآیند تجزیه و تحلیل سیستم جامع است که نیاز به متعادل کردن تمام جنبه های انتخاب موتور با توجه به الزامات برنامه دارد. SIT یکی ازتامین کنندگان موتور BLDCدر چین. ما یک تیم مهندسی مجرب داریم که می تواند به شما کمک کند تا بهترین راه حل را برای برنامه های خود پیدا کنید. اگر نیازی به موتور دارید، لطفا با ما تماس بگیرید.