Будова двигуна постійного струму

Структура керування безщітковим двигуном постійного струму: безщітковий двигун постійного струму є типом синхронного двигуна, тобто на швидкість його ротора впливає швидкість обертового магнітного поля статора та кількість полюсів ротора (P), N=120f/P. При фіксованій кількості полюсів ротора зміна частоти обертового магнітного поля статора змінює швидкість ротора. Безщітковий двигун постійного струму — це, по суті, синхронний двигун із доданим електронним керуванням (драйвером). Він контролює частоту обертового магнітного поля статора та передає швидкість ротора назад до центру керування для повторної корекції з метою досягнення характеристик, близьких до характеристик двигуна постійного струму. Іншими словами, безщітковий двигун постійного струму може підтримувати певну швидкість ротора в межах номінального діапазону навантаження, навіть коли навантаження змінюється.

Безщітковий драйвер постійного струму містить секцію джерела живлення та секцію керування: секція джерела живлення забезпечує три{0}}фазне живлення двигуна, тоді як секція керування перетворює вхідну частоту живлення за потреби. Блок живлення може приймати прямий вхід постійного струму (зазвичай 24 В) або вхід змінного струму (110 В/220 В). Якщо на вході є змінний струм, його потрібно спочатку перетворити на постійний струм за допомогою перетворювача. Незалежно від того, чи є вхід постійним або змінним струмом, напруга постійного струму спочатку має бути перетворена в три-фазну напругу за допомогою інвертора для керування котушками двигуна. Зазвичай інвертор складається з шести силових транзисторів (Q1-Q6), розділених на верхні плечі (Q1, Q3, Q5) і нижні плечі (Q2, Q4, Q6), підключені до двигуна як перемикачі для керування потоком електроенергії через котушки двигуна. Блок керування забезпечує ШІМ (широтно-імпульсну модуляцію) для визначення частоти перемикання силових транзисторів і часу комутації інвертора. Безщіточні двигуни постійного струму зазвичай вимагають регулювання швидкості, яке забезпечує стабільність швидкості на заданому значенні без значних коливань при зміні навантаження. Таким чином, двигун оснащений датчиком Холла, який сприймає магнітне поле, слугуючи замкнутим регулятором швидкості, а також основою для контролю послідовності фаз. Однак це використовується лише для керування швидкістю й не може використовуватися для керування позиціонуванням.