Was ist ein bürstenloser Gleichstrommotor?
Ein bürstenloser Gleichstrommotor ist ein Gleichstrommotor, der keine Bürsten benötigt, die in herkömmlichen Gleichstrommotoren mit Bürsten verwendet werden.
Im Vergleich zu bürstenbehafteten DC-Motoren haben bürstenlose DC-Motoren die folgenden zwei Vorteile.
Lange Lebensdauer und dadurch geringe Wartungshäufigkeit.
kein Geräusch
Die in bürstenbehafteten Gleichstrommotoren verwendeten Bürsten stehen in ständigem Kontakt mit dem Kommutator. Ein regelmäßiger Austausch ist erforderlich, da die Motordrehung dazu führt, dass sich Bürsten und Kommutatoren mit der Zeit abnutzen. Nachteile solcher Motoren sind die damit verbundene kurze Lebensdauer und der Wartungsaufwand. Da BLDC-Motoren dagegen diese verbrauchbaren Kommutatoren und Bürsten nicht verwenden, haben sie eine längere Lebensdauer und werden viel seltener gewartet. Daher wird die Einsatzhäufigkeit von bürstenlosen Gleichstrommotoren immer höher.
Die Tatsache, dass bürstenlose Gleichstrommotoren ohne Kommutatoren und Bürsten auskommen, bedeutet auch, dass elektrische und akustische Geräusche, die durch Kontakt zwischen diesen Komponenten verursacht werden, eliminiert werden. Daher arbeiten bürstenlose Gleichstrommotoren sehr leise.
Wo werden bürstenlose Gleichstrommotoren eingesetzt?
Bürstenlose Gleichstrommotoren bieten leisen Betrieb, lange Lebensdauer und geringen Wartungsaufwand und können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Gängige Beispiele sind Haushaltsgeräte wie Klimaanlagen, Luftreiniger und Kühlschränke.
Diese Motoren werden auch in einer Vielzahl von kommerziellen Geräten verwendet, darunter Industriedrucker, Verkaufsautomaten, Warmwasserbereiter und Projektoren. Zusammen mit anderen Anwendungen wie Automobilen und großen Industriemaschinen sind bürstenlose Gleichstrommotoren zu einem wesentlichen Bestandteil unseres Lebens geworden.
Benötigt ein bürstenloser Gleichstrommotor eine Treiberschaltung?
Wie oben erwähnt, ist anstelle einer mechanischen Steuerung eine elektronische Steuerung erforderlich, um einen BLDC-Motor anzutreiben. Der Grund dafür lässt sich durch die unterschiedliche Erzeugung rotierender Magnetfelder in bürstenlosen Gleichstrommotoren von anderen Motoren erklären.
Um den Motor zum Drehen zu bringen, müssen Sie die Richtung des durch die Motorwicklungen fließenden Stroms ändern und ein rotierendes Magnetfeld erzeugen. Während Induktionsmotoren und andere wechselstrombetriebene Motoren dazu Wechselspannung verwenden können, benötigen gleichstrombetriebene Motoren eine Art Schalter, um die Richtung des Stromflusses im Motor zu ändern und dadurch ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen.
Bei bürstenbehafteten Gleichstrommotoren wird dies durch den Einsatz von Bürsten und Kommutatoren erreicht. Bei bürstenlosen Gleichstrommotoren werden der Stromwechsel und das daraus resultierende rotierende Magnetfeld jedoch nicht durch kurzlebige Bürsten, sondern durch Halbleiterschalter wie Bipolartransistoren oder FETs erreicht. Das Leben ist kein großes Problem.
Spulenkonfiguration und Schaltung für bürstenlose Gleichstrommotoren
Bürstenlose Gleichstrommotoren haben im Allgemeinen drei Spulen. Ein Ende der drei Spulen ist miteinander verbunden, so dass durch Verbinden des anderen Endes einer Spule mit dem Pluspol und des anderen Endes der anderen mit dem Minuspol Strom durch beide Spulen fließt. An jeder Spule sind zwei Halbleiterschalter angeschlossen, einer an Plus und der andere an Minus. Dies ergibt insgesamt sechs Schalter, die, wenn sie in der richtigen Reihenfolge geöffnet und geschlossen werden, den Motor zum Drehen bringen. Der Zeitpunkt dieses Umschaltens wird durch die von den Hall-Sensoren erfasste Rotororientierung bestimmt.
Mit anderen Worten, das Ein- und Ausschalten von Halbleiterschaltern in der richtigen Reihenfolge erzeugt ein rotierendes Magnetfeld, das einen bürstenlosen Gleichstrommotor dreht. Daher ist eine Treiberschaltung erforderlich, um diese Abfolge von Schritten auszuführen.
Die Zusammensetzung der Antriebsschaltung des bürstenlosen Gleichstrommotors
Die Treiberschaltung besteht aus den folgenden Hauptkomponenten.
Drehpositionssensor
Hallsensoren zum Erfassen der N- und S-Pole der Rotormagnete.
Positionserkennungsschaltung
Eine Schaltung, die das Signal vom Hallsensor in ein digitales Logiksignal umwandelt.
Logikschaltung
Basierend auf dem Signal vom Rotorpositionserkennungssensor gibt die Schaltung eine Sequenz aus, die die Richtung des durch jede Spule fließenden Stroms steuert.
Vortreiberschaltung
Eine Schaltung, die ein sequenziertes Signal in ein Signal umwandelt, das zum Ein- und Ausschalten von Halbleiterschaltern verwendet wird.
Halbleiterschalter
Typischerweise werden sechs Halbleiterschalter verwendet. Sie schalten sich basierend auf Sequenzsignalen ein und aus, damit Strom durch die Spulen fließen kann, die zum Drehen des Motors benötigt werden.
Antriebsleistung des Motors
Eine Stromversorgung ist erforderlich, um Strom durch die Motorspulen zu liefern und die Logik- und Sensorschaltungen mit Strom zu versorgen.
Obwohl eine Antriebsschaltung erforderlich ist, haben bürstenlose Gleichstrommotoren auf diese Weise eine hohe Leistung, da sie nicht unter den Problemen mit Rauschen und kurzer Lebensdauer leiden, die bei bürstenbehafteten Gleichstrommotoren bestehen.
Erfahren Sie mehr darüber, wie bürstenlose DC-Motoren gesteuert werden
Da sie keine Kommutatoren und Bürsten verwenden, erfordert der Antrieb bürstenloser Gleichstrommotoren eine elektronische Steuerung und nicht die Verwendung eines mechanischen Mechanismus, der über eine Treiberschaltung erfolgt. Die Antriebsschaltung besteht aus einem Drehpositionssensor, einer Positionserfassungsschaltung, einer Logikschaltung, einer Vorantriebsschaltung, einem Halbleiterschalter und einer Motorantriebsstromversorgung. Jeder, der an der Konstruktion von Elektronik mit bürstenlosen Gleichstrommotoren arbeitet, muss ein tiefes Verständnis dafür haben, was jedes Element tut. Wir hoffen, dass die hier bereitgestellten Informationen für Sie hilfreich sind.
