Brushless Motors: Ang Pinakamahusay na Gabay sa Disenyo at Mga Application

ni Joost Nusselder | Nai-update sa:  Agosto 29, 2022
Gustung-gusto ko ang paglikha ng libreng nilalaman na puno ng mga tip para sa aking mga mambabasa, ikaw. Hindi ako tumatanggap ng mga bayad na sponsorship, ang aking opinyon ay aking sarili, ngunit kung nakita mong kapaki-pakinabang ang aking mga rekomendasyon at sa huli ay bumili ka ng isang bagay na gusto mo sa pamamagitan ng isa sa aking mga link, maaari akong kumita ng isang komisyon nang walang labis na gastos sa iyo. Dagdagan ang nalalaman

Ang brushless motor ay isang de-koryenteng motor na hindi gumagamit ng mga brush. Ang commutation ng isang brushless motor ay ginagawa sa elektronikong paraan sa halip na gumamit ng mga pisikal na brush.

Nagreresulta ito sa isang mas mahusay at mas matagal na motor. Ang mga motor na walang brush ay ginagamit sa iba't ibang mga application, kabilang ang mga computer fan, hard drive, at mga de-kuryenteng sasakyan.

Madalas din silang ginagamit sa mataas na pagganap mga tool ng kapangyarihan.

Ano ang isang brushless motor

Ano ang mga pakinabang ng brushless motors?

Ang mga motor na walang brush ay may ilang mga pakinabang kaysa sa mga brushed na motor, kabilang ang mas mataas na kahusayan, mas mababang electromagnetic interference, at mas mahabang buhay. Ang mga motor na walang brush ay mas maliit at mas magaan kaysa sa mga motor na brushed.

Ano ang mga disadvantages ng brushless motors?

Ang isa sa mga pangunahing disadvantages ng brushless motors ay ang mga ito ay mas mahal kaysa sa brushed motors. Ang mga motor na walang brush ay nangangailangan din ng mas kumplikadong mga electronic controller, na ginagawang mas mahal ang mga ito.

Ang Mga Salimuot ng Brushless Motors: Isang Mas Malapit na Pagtingin

Ang mga motor na walang brush ay isang uri ng de-koryenteng motor na gumagamit ng mga magnetic field upang makabuo ng rotational motion. Ang dalawang pangunahing bahagi ng isang brushless motor ay ang stator at ang rotor. Ang stator ay isang nakatigil na bahagi na naglalaman ng paikot-ikot na motor, habang ang rotor ay ang umiikot na bahagi na naglalaman ng mga permanenteng magnet. Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang sangkap na ito ay lumilikha ng rotational motion ng motor.

Ang Papel ng mga Sensor sa Brushless Motors

Ang mga motor na walang brush ay umaasa sa mga sensor upang matukoy ang posisyon ng rotor at upang i-commutate ang motor. Ang pinakakaraniwang uri ng mga sensor na ginagamit sa mga brushless na motor ay mga hall sensor, inductive sensor, at mga solver. Ang mga sensor na ito ay nagbibigay ng feedback sa electronic control system, na nagpapahintulot dito na ayusin ang bilis at direksyon ng motor kung kinakailangan.

Ang Mga Bentahe ng Brushless Motors

Ang mga motor na walang brush ay nag-aalok ng ilang mga kalamangan kaysa sa mga tradisyonal na brushed DC motor, kabilang ang:

  • Mas mataas na kahusayan
  • Mas mahabang buhay
  • Mas mataas na ratio ng torque-to-weight
  • Mas mababang mga kinakailangan sa pagpapanatili
  • Tahimik na operasyon

Brushless Motors: Saan Sila Ginagamit?

Ang mga motor na walang brush ay karaniwang ginagamit sa mga cordless power tool dahil sa kanilang mataas na kahusayan at mababang mga kinakailangan sa pagpapanatili. Kasama sa mga tool na ito ang mga drills, saws, at mga driver ng epekto na nangangailangan ng mataas metalikang kuwintas output at makinis na kontrol ng bilis. Ang mga motor na walang brush ay nakakapagbigay ng output na ito habang pinapanatili ang isang mas maliit na sukat at mas mahabang buhay ng baterya kumpara sa mga brushed na motor.

Mga Elektronikong aparato

Ang mga motor na walang brush ay ginagamit din sa ilang mga elektronikong aparato, tulad ng mga fan at hard disk drive. Ang mababang ingay at tumpak na kontrol ng bilis ng mga brushless na motor ay ginagawa itong angkop para sa mga application na ito. Bukod pa rito, ang kakulangan ng mga brush ay nangangahulugan na hindi na kailangan para sa regular na pagpapanatili, na nagreresulta sa mas mahabang buhay para sa device.

Automotive Industry

Ang mga motor na walang brush ay nagsisimula nang mangibabaw sa industriya ng automotive dahil sa kanilang kakayahang gumanap nang may higit na katumpakan at kontrol. Karaniwang ginagamit ang mga ito sa mga de-koryenteng sasakyan para sa kanilang mataas na kahusayan at kakayahang mapanatili ang isang tiyak na bilis. Bukod pa rito, ang kakulangan ng mga brush ay nangangahulugan na hindi na kailangan ng karagdagang mga bahagi o koneksyon, na nagreresulta sa isang mas simple at mas maaasahang disenyo.

Mga Computer Cooling System

Ang mga motor na walang brush ay karaniwang ginagamit sa mga sistema ng paglamig ng computer dahil sa kanilang kakayahang mapanatili ang isang pare-parehong bilis at output. Ang electromagnetic na disenyo ng mga brushless na motor ay nagbibigay-daan para sa isang linear speed-torque na relasyon, na nagreresulta sa isang maayos at mahusay na operasyon. Bukod pa rito, ang mas maliit na sukat ng mga brushless na motor ay nagbibigay-daan para sa mas malawak na hanay ng mga application sa mga bahagi ng computer.

Industriya ng Aerospace

Ginagamit din ang mga motor na walang brush sa industriya ng aerospace para sa kanilang mataas na power output at kakayahang mapanatili ang isang tiyak na bilis. Ang mga ito ay karaniwang ginagamit sa mga sistema ng kontrol ng sasakyang panghimpapawid at landing gear dahil sa kanilang pagiging maaasahan at katumpakan. Bukod pa rito, ang kakulangan ng mga brush ay nangangahulugan na hindi na kailangan ng regular na pagpapanatili, na nagreresulta sa mas mahabang buhay para sa mga bahagi.

Pananaliksik at pag-unlad

Ginagamit din ang mga motor na walang brush sa pananaliksik at pag-unlad para sa kanilang kakayahang magbigay ng mataas na antas ng katumpakan at kontrol. Karaniwang ginagamit ang mga ito sa mga kagamitan sa pagsubok at mga instrumento sa laboratoryo na nangangailangan ng isang tiyak na bilis at output. Bukod pa rito, ang kakulangan ng mga brush ay nangangahulugan na hindi na kailangan ng regular na pagpapanatili, na nagreresulta sa mas mahabang buhay ng kagamitan.

Paggalugad sa Iba't ibang Teknik sa Konstruksyon ng Brushless Motors

Ang isa sa mga pinaka-karaniwang uri ng brushless motor ay ang permanenteng magnet motor. Sa konstruksiyon na ito, ang rotor ay binubuo ng mga permanenteng magnet na pumapalibot sa electronic armature. Ang stator, sa kabilang banda, ay binubuo ng isang serye ng mga poste na nasugatan ng mga coils. Kapag ang isang electric current ay dumaan sa mga coils, isang magnetic field ang nalikha, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng rotor.

Bentahe:

  • mataas na kahusayan
  • Mababang pagpapanatili
  • Mataas na density ng lakas
  • Mahusay na operasyon

Disadvantages:

  • Mahal sa paggawa
  • Mahirap kontrolin ang bilis at posisyon
  • Hindi angkop para sa mataas na torque application

Synchronous Reluctance Motors

Ang isa pang uri ng brushless motor ay ang synchronous reluctance motor. Sa konstruksiyon na ito, ang rotor ay binubuo ng isang serye ng mga poste ng sugat na napapalibutan ng mga permanenteng magnet. Ang stator, sa kabilang banda, ay binubuo ng isang serye ng mga coils na ipinulupot sa paligid ng mga poste. Kapag ang isang electric current ay dumaan sa mga coils, isang magnetic field ang nalikha, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng rotor.

Bentahe:

  • mataas na kahusayan
  • Mababang pagpapanatili
  • Mataas na metalikang kuwintas sa mababang bilis
  • Mabuti para sa mga application ng variable na bilis

Disadvantages:

  • Mas kumplikadong konstruksyon
  • Mas mataas na gastos
  • Hindi angkop para sa mga high-speed na application

Wound Field Motors

Sa isang motor na field ng sugat, parehong ang rotor at stator ay binubuo ng mga coils na sugat sa paligid ng mga poste. Ang rotor ay napapalibutan ng isang serye ng mga permanenteng magnet, na lumikha ng isang magnetic field. Kapag ang isang electric current ay dumaan sa mga coils, ang magnetic field na nilikha ng rotor at stator ay nakikipag-ugnayan, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng rotor.

Bentahe:

  • Mabuti para sa mataas na torque application
  • Madaling kontrolin ang bilis at posisyon
  • Mababang gastos

Disadvantages:

  • Mas mababang kahusayan
  • Mas mataas na maintenance
  • Hindi gaanong maayos na operasyon

Brushless Vs Brushed DC Motors: Ano ang Mga Pangunahing Pagkakaiba?

Ang mga motor na walang brush at brushed na DC ay naiiba sa kanilang disenyo at konstruksyon. Ang mga brush na DC na motor ay binubuo ng isang rotor, isang stator, at isang commutator, habang ang mga brushless DC na motor ay may isang rotor na may permanenteng magnet at isang stator na may windings. Ang commutator sa brushed motors ay responsable para sa paglipat ng polarity ng electromagnet, habang sa brushless motors, ang polarity ng wire windings ay inililipat lamang sa elektronikong paraan.

Control Techniques at Input Power

Ang mga motor na walang brush ay nangangailangan ng mas kumplikadong mga diskarte sa kontrol kaysa sa mga brush na motor. Kailangan nila ng mas mataas na input boltahe at kasalukuyang, at ang kanilang mga control circuit ay karaniwang binubuo ng tatlong set ng mga wire, bawat isa ay nakaposisyon nang 120 degrees ang pagitan. Ang mga brush na motor, sa kabilang banda, ay nangangailangan lamang ng isang wire na palitan upang mapanatili ang umiikot na magnetic field.

Pagganap at Panghabambuhay

Ang mga motor na walang brush ay may mas mataas na ratio ng power-to-weight at karaniwang mas mahusay kaysa sa mga brushed na motor. Mayroon din silang mas mahabang buhay dahil sa kawalan ng mga brush na napuputol sa paglipas ng panahon. Ang mga motor na walang brush ay nakakapagbigay ng mas mahusay na pagganap at kahusayan sa enerhiya, na ginagawa itong isang mas mahusay na pagpipilian para sa mga application na may mataas na pagganap.

Acoustic Noise at Electromagnetic Interference

Ang mga motor na walang brush ay gumagawa ng mas kaunting acoustic na ingay kaysa sa mga brushed na motor dahil sa kawalan ng mga brush. Gumagawa din sila ng mas kaunting electromagnetic interference, na ginagawa silang mas mahusay na pagpipilian para sa mga application na nangangailangan ng mababang ingay at minimal na electromagnetic interference.

Pagpili sa Pagitan ng Brushless at Brushed DC Motors

Kapag pumipili sa pagitan ng brushless at brushed DC motors, mayroong ilang pangunahing salik na dapat isaalang-alang:

  • Ang mga pangangailangan ng kapangyarihan ng application
  • Ang kinakailangang pagganap at kahusayan
  • Ang acoustic noise at electromagnetic interference na kinakailangan
  • Ang mga pangangailangan sa buhay at pagpapanatili

Depende sa mga salik na ito, maaaring piliin ng isa na gumamit ng brushless o brushed DC motor. Ang mga motor na walang brush ay karaniwang mas angkop para sa mga application na may mataas na pagganap na nangangailangan ng higit na kahusayan sa enerhiya at mas mababang acoustic noise, habang ang mga brushed na motor ay mas angkop para sa mga maliliit, mababang-power na application na nangangailangan lang ng pangunahing motor.

Konklusyon

Kaya, ang mga brushless na motor ay isang mahusay na paraan upang masulit ang iyong device nang walang abala sa pagharap sa mga brush. Ang mga ito ay mas mahusay, mas tahimik, at may mas mahabang buhay kaysa sa mga brushed na motor. Dagdag pa, ginagamit ang mga ito sa napakaraming iba't ibang device ngayon, mula sa mga power tool hanggang sa mga de-kuryenteng sasakyan. Kaya, kung naghahanap ka ng bagong motor, dapat mong isaalang-alang ang mga brushless na motor. Sila ang kinabukasan ng mga motor, kung tutuusin. Kaya, huwag matakot na sumisid at subukan sila. Hindi ka mabibigo!

Ako si Joost Nusselder, ang nagtatag ng Tools Doctor, content marketer, at tatay. Gustung-gusto kong sumubok ng mga bagong kagamitan, at kasama ng aking team ay gumagawa ako ng mga malalalim na artikulo sa blog mula noong 2016 upang matulungan ang mga tapat na mambabasa sa mga tool at tip sa paggawa.