Summary:...
1. Verschillende soorten oefeningen
Er zijn momenteel verschillende topologieën voor motorbesturing beschikbaar: borstels, borstelloze gelijkstroom (BLDC), steppers en inductoren. Borstelloze motoren en synchrone permanentmagneetmotoren (PMSM) zijn twee soorten borstelloze motoren die nauw verwant zijn.
Borstelloze motoren hebben geen motorborstels nodig, dus ze worden veel gebruikt in veel toepassingen. Deze borstelloze DC-topologieën gebruiken commutatielogica om de rotor te bewegen, waardoor de efficiëntie en betrouwbaarheid van de motor wordt verbeterd.
De commutatie van de borstelmotor wordt gerealiseerd via de borstel/commutator-interface. De interface zal wrijving en vonkvorming veroorzaken, wat de prestaties van de borstel na verloop van tijd zal verminderen. Deze wrijving genereert warmte en verkort de levensduur van de motor.
In vergelijking met borstelmotoren hebben borstelloze motoren veel voordelen. Ze zijn energiezuiniger, kleiner, lichter, stiller, betrouwbaarder en duurzamer. Bovendien bieden ze snelheidsregeling en zijn ze meer geschikt voor toepassingen met variabele snelheid.
2. Begrijp de soorten borstelloze gelijkstroom- en permanentmagneetsynchrone motoren
Het werkingsprincipe van
borstelloze DC-reductiemotor en synchrone motor met permanente magneet is hetzelfde als die van synchrone motor. Elke keer dat de rotor van richting verandert, blijft deze met de stator meedraaien, zodat de motor kan blijven draaien. De twee soorten statorwikkelingen van DC-motoren gebruiken echter verschillende geometrieën, zodat ze verschillende BEMF-reacties (back electromotive force) kunnen genereren. De borstelloze BEFM is trapeziumvormig. De achterste elektromotorische kracht van de synchrone motor met permanente magneet is sinusvormig, dus de spoelwikkeling is sinusvormig. Om betere prestaties te bereiken, worden deze elektroden gewoonlijk gecommuteerd met sinusgolven.
Borstelloze gelijkstroommotoren en synchrone permanentmagneetmotoren genereren tijdens bedrijf elektromotorische kracht door hun wikkelingen. In elke motor wordt de elektromotorische kracht die wordt gegenereerd als gevolg van beweging, terug-elektromotorische kracht (BEMF) genoemd, omdat de elektromotorische kracht die in de motor wordt geïnduceerd, tegengesteld is aan de elektromotorische kracht van de generator.
3. Beschrijving van de richtingsregeling van het magnetische veld:
Om de sinusvormige golfvorm van een synchrone permanentmagneetmotor te regelen, is een algoritme voor veldgeoriënteerde besturing (FOC) vereist. FOC verbetert over het algemeen de efficiëntie van synchrone permanentmagneetmotoren. Vergeleken met de borstelloze DC-trapeziumvormige regelaar, is de sinusvormige regelaar van de synchrone permanentmagneetmotor ingewikkelder en duurder. De kostenstijging brengt echter ook enkele voordelen met zich mee, zoals het verminderen van de ruis en harmonischen in de huidige golfvorm. Het grote voordeel van borstelloze gelijkstroommotoren is dat ze eenvoudig te bedienen zijn. Kies de motor volgens de toepassingsvereisten.
4. Borstelloze DC- en PMSM-motoren met en zonder sensoren
Borstelloze DC- en PMSM-motoren kunnen worden uitgerust met of zonder sensoren. Motoren met sensoren zijn geschikt voor toepassingen waarbij de motor onder belasting moet worden gestart. Deze motoren maken gebruik van Hall-sensoren, die zijn ingebed in de elektrode-stator. De sensor is in wezen een schakelaar en de digitale uitgang is gelijk aan de polariteit van het gedetecteerde magnetische veld. Elke fase van de motor vereist een aparte Hall-sensor. Daarom heeft een draaistroommotor drie Hall-sensoren nodig. Een motor zonder sensor moet de motor als sensor gebruiken en een algoritme gebruiken om te draaien. Ze vertrouwen op back-EMF-informatie. Door de achterste EMF te bemonsteren, kan de positie van de rotor worden afgeleid, waardoor er geen hardwaresensoren nodig zijn. Ongeacht de topologie van de motor, vereist het besturen van deze machines dat de positie van de rotor bekend is, zodat de motor effectief kan pendelen.
5. Software-algoritme voor motorbesturing:
Nu worden software-algoritmen, zoals computerprogramma's (dat wil zeggen een reeks instructies die zijn ontworpen om specifieke taken uit te voeren) gebruikt om borstelloze synchrone gelijkstroom- en permanentmagneetmotoren te besturen. Deze software-algoritmen verbeteren de efficiëntie van de motor en verlagen de bedrijfskosten door de werking van de motor te bewaken. Enkele van de belangrijkste functies in het algoritme zijn motorinitialisatie, Hall-sensorpositiedetectie en schakelsignaalinspectie om de huidige referentie te verhogen of te verlagen.
6. Hoe verwerkt de controller informatie over de motorsensor?
Driefasige borstelloze gelijkstroommotoren hebben 6 toestanden. Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, kan een driecijferige code worden gebruikt om het aantal operationele codes tussen 1 en 6 aan te geven. De sensor wordt gebruikt om drie-bits gegevensuitvoer te leveren aan 68 opcodes (1-6). Deze informatie is erg handig omdat de controller kan bepalen dat wanneer een illegale operatiecode wordt uitgegeven, de operatieoperatiecode (1-6) wordt uitgevoerd volgens de wet. Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, verkrijgt het algoritme de werkingscode van de Hall-sensor en decodeert deze. Wanneer de operationele codewaarde van de Hall-sensor verandert, zal de controller het stroomtransmissieschema wijzigen om commutatie te bereiken. De microcomputer met één chip gebruikt de opcode om de informatie over de krachtoverbrenging uit de opzoektabel te halen. Nadat het nieuwe sectorcommando is gebruikt om de driefasige omvormer van stroom te voorzien, beweegt het magnetische veld naar een nieuwe positie terwijl de rotor in de bewegingsrichting wordt geduwd. Dit proces wordt continu herhaald terwijl de motor draait.3
EN
