Бесколлекторные электродвигатели для промышленности

Бесколлекторные двигатели стали применяться сравнительно недавно. Они обеспечивают высокий КПД, отличную надежность и большой диапазон регулирования скоростей оборотов. Высокий КПД обеспечивается тем, что магнитный поток катушек статора обладает управляемым вектором. Следовательно, вектор можно выбрать максимально выгодным для каждого положения ротора. Эта сложная схема на практике реализуется очень просто: двигатель оснащается датчиком положения ротора и в зависимости от этого, осуществляется управление питанием. Для реализации этих функций необходим драйвер.

Под драйвером для бесколлекторного электродвигателя подразумевают специальный блок питания, вырабатывающий импульсы постоянного тока, которые подаются на катушки. Эти импульсы должны быть строго синхронизированы с частотой вращения. Для этого необходим датчик положения ротора, но, используя некоторые приемы, можно упростить схему.

Дело в том, что как правило, импульс питающего напряжения подается только на одну катушку одновременно, а в других во время поворота ротора наводится ЭДС. Это обстоятельство позволяет использовать эти свободные катушки в качестве датчика угла положения ротора. Таким образом, для цепи обратной связи не требуются отдельные выводы и кабели. Также в конструкции отсутствуют уязвимые датчики.

Наибольшее распространение получили трехфазные бесколлекторные двигатели. Они питаются от постоянного тока (импульсное питание) и называются трехфазными потому, что в них установлено три катушки. Импульсы тока от драйвера подаются на них по очереди, так, чтобы вращение осуществлялось оптимальным образом. Частота вращения напрямую зависит от частоты переключения. По этой причине бесколлекторный двигатель идеален, когда необходимо обеспечить высокую точность исполнительного механизма. Это CD, DVD и HDD приводы.

Бесколлекторные электродвигатели применяются и в промышленности. Они могут развивать очень высокие обороты (свыше 10 000 об/мин). Их оправдано применять для привода центрифуг, центробежных насосов, а также различных манипуляторов. В этом случае они обеспечивают точную регулировку скорости вращения.

Для питания бесколлекторных двигателей во всех случаях необходимы драйвера. Наиболее рационально их создавать на основе специализированных микросхем. Обычно к такой микросхеме подключается три дополнительных усилителя на транзисторах MOSFET структуры. Такие технологии позволяют генерировать токовые импульсы в десятки ампер, при напряжении до 100 вольт.

Другие новости