Въведение: DC двигателите се използват широко в нашето ежедневие, от малки домакински уреди до голямо индустриално автомобилно оборудване. Има голям брой постояннотокови двигатели. DC двигателите обикновено се разделят на две категории: DC двигатели с навиващо се магнитно поле и DC двигатели с постоянно магнитно поле.
Четкови DC двигатели и безчеткови DC двигатели
Като двата типа двигатели, които често се споменават, най-голямата разлика между двата е четката. Полираният DC двигател използва постоянна магнитна сила като статор, бобината е навита на ротора и енергията се предава чрез механичното действие на въглеродната четка и комутаторната машина. Ето защо се нарича четков DC двигател, докато няма механичен компонент като комутатор между ротора и статора на безчетковия DC двигател.
Спадът на четковите DC двигатели се дължи на факта, че високопроизводителните силови устройства като превключвателя на двигателя са по-практични, по-икономични и надеждни в режим на управление, замествайки предимствата на четковите двигатели. Второ, безчетковите постояннотокови двигатели нямат износване на четките и имат повече предимства по отношение на електрическия шум и механичния шум, енергийната ефективност, надеждността и живота.
Въпреки това моторите с четка са все още надежден избор за евтини приложения. С правилния контролер и превключвател може да се постигне добра производителност. Тъй като не са необходими почти никакви електронни устройства за управление, цялата система за управление на двигателя ще бъде доста евтина. Освен това може да спести пространството, необходимо за окабеляване и конектори, и да намали разходите за кабели и конектори, което е много рентабилно в приложения, които не изискват енергийна ефективност.
DC двигатели и задвижвания
Двигателите и задвижванията са неразделни, особено през последните години промените на пазара поставиха по-високи изисквания към моторните задвижвания. На първо място, има високи изисквания за надеждност. Необходими са различни защитни функции и е необходимо вградено ограничаване на тока, за да се контролира тока на двигателя, когато двигателят стартира, спира или спира. Всичко това са подобрения в надеждността.
Алгоритмите за високоефективен контрол на задвижването, като цифрова технология за управление на въртенето на двигателя, постигната чрез контрол на скоростта и контрол на фазите, и технология за контрол на позиционирането с висока точност, изисквана от задвижващите механизми, са незаменими за разработването на високопроизводителни системи за приложение на двигатели. Това изисква ефективни алгоритми за управление на задвижването, които дизайнерите могат лесно да използват. И сега много производители директно ще хардуерират алгоритъма и ще го приложат към IC драйвера, което е по-удобно за използване от дизайнерите. Удобният дизайн на задвижването вече е по-популярен.
Стабилността също така изисква поддръжката на технологията за управление. Оптимизирането на формата на вълната на задвижване оказва голямо влияние върху намаляването на шума и вибрациите на двигателя. Технологията за задвижване на възбуждане, подходяща за различни магнитни вериги на двигателя, може значително да намали стабилността на двигателите при работа. В допълнение, това е непрекъснатият стремеж към по-ниска консумация на енергия и по-висока ефективност.
Ролята на полумостовото задвижване, типичен метод за задвижване на двигатели с постоянен ток, е да генерира AC тригерни сигнали през захранващи тръби, като по този начин генерира големи токове за по-нататъшно задвижване на двигателя. В сравнение с пълния мост, управляващите вериги с половин мост са относително ниски на цена и по-лесни за формиране. Веригите с полумост са склонни към влошаване на формата на вълната и смущения между преобразуването на трептенията. Веригите с пълен мост са по-скъпи и по-сложни и не е лесно да се предизвика изтичане.
Популярното PWM задвижване вече е широко използвано решение за задвижване в двигатели с постоянен ток. Една от причините е, че може да намали консумацията на енергия от задвижващото захранване и се използва все по-широко. Много решения за PWM на двигатели вече са постигнали високо ниво в подобряването на широкия работен цикъл, честотното покритие и намаляването на консумацията на енергия.
Когато двигателите с четка се задвижват от PWM, загубата при превключване ще се увеличи с увеличаване на честотата на PWM. При намаляване на пулсациите на тока чрез увеличаване на честотата е необходимо да се балансират честотата и ефективността. ШИМ задвижването със синусоидална вълна на безчетковия двигател също е отлично решение по отношение на ефективността, въпреки че е по-сложно.
Резюме
Тъй като функционалните изисквания на пазара на терминали се променят, изискванията за производителност на постояннотокови двигатели и енергийна ефективност постепенно нарастват. Независимо дали използвате четков DC мотор или безчетков DC двигател, е необходимо да изберете подходящата задвижваща технология според нуждите на сцената, за да постигнете по-надеждна, стабилна и ефективна работа на двигателя.
