Kaip išsirinkti tinkamą BLDC variklį
Jan 08, 2024
DC varikliai be šepetėlių(BLDC) yra plačiai naudojami pramonės automatizavimo, automobilių, medicinos įrangos, dirbtinio intelekto ir kitose pramonės šakose dėl ilgo naudojimo, mažo triukšmo ir didelio sukimo momento. BLDC yra įvairių dydžių ir tipų, o praktiškai mes reikia pasirinkti tinkamą BLDC variklį, kad jis atitiktų programos veikimo reikalavimus. Šiame tinklaraštyje SIT pristatys, kaip pasirinkti tinkamą BLDC variklį jūsų programai.
1. Pasirinkite tinkamą BLDC variklio tipą
Pagal struktūrą bešepetėlius nuolatinės srovės variklius galima suskirstyti į du tipus: Inrunner tipo ir Outrunner tipo. Iš esmės jie veikia tuo pačiu principu, tačiau turi skirtingus privalumus ir apribojimus. Inrunner BLDC varikliai stato statorių (fiksuotą elementą) išorėje, o rotorių (sukamąjį elementą) viduje, o rotorius sukasi statoriaus viduje. Outrunner BLDC variklių konstrukcija yra priešinga: statorius yra viduje, rotorius yra išorėje, o išorinis rotorius sukasi aplink statorių centre. Palyginus, įėjimo varikliai be šepetėlių yra mažesnio skersmens ir greitesni, todėl labiau tinka dideliems greičiams, o išoriniai varikliai be šepetėlių turi didesnį skersmenį ir geresnį šilumos išsklaidymą, o tai palengvina mažo greičio sukimo momento naudojimą ir yra tinkami mažam greičiui. - spartos programos.
Pagal tai, ar yra jutiklių, ar ne, BLDC varikliai taip pat skirstomi į jutiklinius BLDC variklius ir BLDC variklius be jutiklių. Pasirinkimas tarp jų dažniausiai priklauso nuo kainos. Varikliai be jutiklių vis dažniau naudojami tokiose srityse kaip nebrangūs kintamo greičio varikliai, pvz., ventiliatoriai, šaldytuvo kompresoriai, oro kondicionieriai ir sodo įrankiai. Tačiau naudojant programas, kurioms paleidžiant reikia didelio sukimo momento, pvz., elektriniams įrankiams, pvz., el. dviračiams ir pedelec, reikia naudoti variklius su jutikliais.
Be to, kalbant apie medžiagas, pirmenybę teikiame ferito BLDC varikliams, pasižymintiems dideliu efektyvumu, žema kaina ir žemos temperatūros kilimu. „Alnico“ BLDC varikliai arba retųjų žemių BLDC varikliai turėtų būti svarstomi tik esant griežtiems veikimo reikalavimams, mažiems dydžiams ir aukštai aplinkos temperatūrai.
2. Pagrindiniai variklio pasirinkimo parametrai
Renkantis bešepetį nuolatinės srovės variklį, parametrai yra vienas iš svarbiausių pasirinkimo veiksnių. Tarp jų trys svarbiausi veikimo parametrai yra sukimo momentas, greitis ir galia.
2.1 sukimo momentas
Variklio sukimo momentas, paprastai tariant, yra variklio sukimosi jėgos dydis, kuris atspindi variklio apkrovą – kuo didesnis sukimo momentas, tuo didesnę apkrovą variklis gali atlaikyti ir tuo geresnis variklio veikimas bus palyginus.
Tačiau praktiškai turime atsižvelgti į didžiausią taikymui reikalingą sukimo momentą, kurį galima gauti pridėjus variklio sukimo momentą, inercijos momentą ir trintį. Be to, yra keletas papildomų veiksnių, turinčių įtakos didžiausiam sukimo momentui, pvz., oro tarpo oro pasipriešinimas ir pan., kuriems reikalinga bent 20 % sukimo momento atsarga.
Be didžiausio reikalingo sukimo momento, reikia atsižvelgti ir į variklio kvadratinį sukimo momentą (RMS). RMS gali būti apytikslis kaip nuolatinis išėjimo sukimo momentas, reikalingas faktiniam naudojimui. Jį lemia daugybė veiksnių: maksimalus sukimo momentas, apkrovos sukimo momentas, inercijos momentas, pagreitis, lėtėjimas ir veikimo laikas.
2.2 Sukimosi greitis
Variklio sukimosi greitis yra glaudžiai susijęs su pritaikymu, pavyzdžiui, variklio sukimosi greitis tiesiogiai lems drono skrydžio greitį. Todėl renkantis variklį būtina atsižvelgti į RPM.
Variklio greitis nurodomas KV reikšme, KV – apsisukimai per voltą arba RPM/V, kurie rodo, kiek kartų variklis apsisuks vienam voltui. Didžiausią variklio greitį (RPM) galima nustatyti tiesiog padauginus KV reikšmę iš akumuliatoriaus įtampos.
RPM=KV * V (maitinimo įtampa)
Pagal formulę bešepetėlio variklio greitis teoriškai yra tiesiškai susijęs su įtampa. KV vertė yra suma, kuria variklio sūkių skaičius padidėja kiekvieną kartą padidėjus įtampai. Jei įtampa didėja, variklis sukasi greičiau.
Įprasti elektroniniai dviračiai sukasi keliais šimtais apsisukimų per minutę, o elektroninės transporto priemonės – šiek tiek daugiau – iki kelių tūkstančių ar net dešimčių tūkstančių apsukų per minutę. Jei reikalingas labai mažas išėjimo greitis, reikia pagalvoti, ar suporuoti jį su reduktoriaus pavarų dėže ir su kokia pavarų dėže.
Be to, tam tikromis naudojimo sąlygomis taip pat turime atsižvelgti į greičio reguliavimo diapazoną. Pavyzdžiui, plaukų džiovintuvo greičio reikalavimas yra toks, kad skirtumas tarp maksimalaus ir vidutinio greičio nebūtų didelis, tai yra, variklio sūkių diapazonas būtų mažas; kai kuriose pozicionavimo sistemose, tokiose kaip konvejerio juostos ir robotų rankų sistemos, reikalingi didelio greičio diapazono varikliai.
2.3 Galia
Variklio galia turi būti parinkta atsižvelgiant į galią, kurios reikia taikymo mechanizmams, ir pabandykite paleisti variklį vardine apkrova. Renkantis reikia atkreipti dėmesį į šiuos du dalykus
Jei variklio galia parinkta per maža, variklis ilgą laiką bus perkraunamas, o tai sukels variklio įkaitimo, vibracijos, greičio kritimo, nenormalaus garso ir tt reiškinius. Sunkiais atvejais variklis bus net sudegintas.
Jei variklio galia pasirinkta per didelė, jo išėjimo mechaninė galia negali būti visiškai išnaudota, o galios koeficientas ir efektyvumas nėra aukšti, ne tik vartotojui ir tinklui nėra gerai, bet ir eikvojama galia.
Todėl labai svarbu pasirinkti tinkamos galios variklį pagal taikymo poreikius. Variklį galime pasirinkti naudodami trijų parametrų: galios, sukimo momento ir greičio reikšmių apskaičiavimo formulę.
Galia (W)=Greitis (RPM) * Sukimo momentas (Nm) / 9,55
Pavyzdžiui, jei norite pasirinkti 12 0W variklį, kaip tai padaryti? Pirma, galite patikrinti RPM, o tada galite patikrinti, kokio sukimo momento reikia apkrovai. Pavyzdžiui, jei greitis yra 3000 aps./min., o sukimo momentas tik 0,3 NM, pagal aukščiau pateiktą formulę W=RPM*NM/9.55=90, ty patvirtinama, kad didžiausia galia yra 90 W. , tuomet reikėtų rinktis 100 W variklį. Tačiau, jei taikymo aplinka yra atšiauri arba nepertraukiamo veikimo laikas ilgesnis, galite pasirinkti 125 W, marža bus šiek tiek didesnė ir saugesnė.
Be pirmiau minėtų trijų pagrindinių parametrų, atsižvelgiant į taikymo reikalavimus, taip pat gali reikėti atsižvelgti į variklio įtampą, srovę, atsparumą vandeniui ir kt.
2.4 Įtampa
Vardinė nuolatinės srovės variklio įtampa rodo efektyviausią veikimo įtampą. Būtina įsitikinti, kad taikomoji įtampa atitinka vardinę variklio įtampą; jei įtampa per maža, variklis neveiks, o per didelė įtampa sukels apvijų trumpąjį jungimą, dėl ko dings maitinimas arba variklis bus visiškai sugadintas.
2,5 srovė
Srovė yra varikliui varoma galia, o per didelė srovė gali sugadinti variklį. Nuolatinės srovės varikliams svarbi darbo srovė ir užstrigimo srovė. Darbinė srovė yra vidutinė srovė, kurią variklis turėtų sunaudoti esant tipiniam sukimo momentui. Užstrigusi srovė pritaikys pakankamai sukimo momento, kad variklis veiktų užstrigęs arba 0 aps./min.
2.6 Atsparumo vandeniui įvertinimas
Bešepetėlio variklio apsaugos laipsnis žymimas IP ir skaičiumi, kuo didesnis skaičius, tuo didesnis atsparumas vandeniui.
3. Apibrėžkite taikymo tikslus
Skirtingoms reikmėms bešepetėlių nuolatinės srovės varikliai turės skirtingą dizainą ir pavaros metodus, todėl pasirinkimas bus labai sudėtingas. Norėdami supaprastinti variklio pasirinkimą, turime apibrėžti pagrindinius reikalavimus, pagrįstus variklio naudojimu.
| Nr | Pagrindinis taikymo laukas | Taikymo pavyzdžiai | Reikalavimai |
| 1 | Pramoninė automatika | Pramoniniai robotai, pramoniniai dideli lubų ventiliatoriai, pramoniniai dideli vandens siurbliai | Didelis paleidimo momentas, paprasta konstrukcija, žema kaina, didelis patikimumas, lengva priežiūra ir kt. |
| 2 | Automobilis | Pavaros variklis, elektrinė sėdynė, elektriniai langai, elektriniai veidrodėliai, vandens siurblys, kuro siurblys ir kt | Itin didelis greitis, mažas svoris, platus reguliavimas |
| 3 | Elektrinis įrankis | Gręžimo staklės, diskiniai pjūklai, šlifavimo staklės, švytuoklės | Didelė galia, didelis greitis ir kt |
| 4 | Medicininės reabilitacijos įranga | Ventiliatoriai, medicininės lovos, elektriniai vežimėliai, masažinės kėdės ir kt | Platus reguliavimo diapazonas, mažas dydis, ilgas tarnavimo laikas, mažas triukšmas ir kt. |
| 5 | Buitinė technika | Šaldytuvas, skalbimo mašina, džiovintuvas, dulkių siurblys, lubų ventiliatorius ir kt | maža galia ir kt |
| 6 | Asmens priežiūros produktai | Plaukų džiovintuvai, grožio priemonės, garbanojimo lygintuvai. ir tt | Aukštas izoliacijos lygis, mažas triukšmas, geras šilumos išsklaidymas ir kt |
| 7 | Sodo įrankiai | žoliapjovės, lapų pūstuvai, elektrinės genėjimo mašinos. ir tt | Didelė galia ir ilgaamžiškumas ir kt |
| 8 | kitas | dronai, pedikabai ir vaizdo stebėjimo mašinos. ir tt | Priklauso nuo situacijos |
BLDC parinkimas yra visapusiškos sistemos analizės procesas, kurio metu reikia subalansuoti visus variklio pasirinkimo aspektus pagal taikymo reikalavimus. SIT yra vienas išBLDC variklių tiekėjaiKinijoje. Turime patyrusią inžinierių komandą, kuri gali padėti rasti geriausią sprendimą jūsų programoms. Jei turite kokių nors reikalavimų varikliui, nedvejodami susisiekite su mumis.