Kuinka valita sopiva BLDC-moottori
Jan 08, 2024
Harjattomat tasavirtamoottorit(BLDC) käytetään laajalti teollisuusautomaatiossa, autoteollisuudessa, lääketieteellisissä laitteissa, tekoälyssä ja muilla teollisuudenaloilla niiden pitkän käyttöiän, alhaisen melutason ja suuren vääntömomentin vuoksi. BLDC:itä on monenlaisia kokoja ja tyyppejä, ja käytännössä me täytyy valita oikea BLDC-moottori täyttääkseen sovelluksen suorituskykyvaatimukset. Tässä blogissa SIT esittelee, kuinka valita oikea BLDC-moottori sovellukseesi.
1. Valitse oikea BLDC-moottorityyppi
Rakenteen mukaan harjattomat DC-moottorit voidaan jakaa kahteen tyyppiin: Inrunner-tyyppi ja Outrunner-tyyppi. Pohjimmiltaan ne toimivat samalla periaatteella, mutta niillä on erilaisia etuja ja rajoituksia. Inrunner BLDC -moottorit sijoittavat staattorin (kiinteä elementti) ulkopuolelle ja roottorin (pyörivä elementti) sisään, roottorin pyöriessä staattorin sisällä. Outrunner BLDC -moottoreilla on päinvastainen rakenne: staattori on sijoitettu sisään, roottori on ulkopuolella ja ulkoroottori pyörii staattorin ympäri keskellä. Vertailun vuoksi harjattomat inrunner-moottorit ovat halkaisijaltaan pienempiä ja nopeampia, joten ne sopivat paremmin nopeisiin sovelluksiin, kun taas ulkoharjattomilla moottoreilla on suurempi halkaisija ja parempi lämmönpoisto, mikä helpottaa alhaisen vääntömomentin käyttöä ja soveltuu pienille nopeuksille. - nopeussovellukset.
Sen mukaan, onko antureita vai ei, BLDC-moottorit jaetaan myös anturoituihin BLDC-moottoreihin ja anturittomiin BLDC-moottoreihin. Valinta niiden välillä riippuu yleensä kustannuksista. Anturittomia moottoreita käytetään yhä useammin sellaisissa sovelluksissa kuin edullisissa vaihtuvanopeuksisissa moottoreissa, kuten tuulettimissa, jääkaapin kompressoreissa, ilmastointilaitteissa ja puutarhatyökaluissa. Sovellukset, jotka vaativat suurta vääntömomenttia käynnistyksessä, kuten sähkötyökalut, kuten sähköpyörät ja polkupyörät, edellyttävät kuitenkin antureilla varustettujen moottoreiden käyttöä.
Lisäksi materiaalien suhteen asetamme etusijalle ferriittiset BLDC-moottorit, joilla on korkea hyötysuhde, alhainen hinta ja alhainen lämpötilan nousu. Alnicon BLDC-moottoreita tai harvinaisten maametallien BLDC-moottoreita tulee harkita vain, jos on tiukat suorituskykyvaatimukset, pieni koko ja korkea ympäristön lämpötila.
2. Tärkeimmät suorituskykyparametrit moottorin valinnassa
Harjatonta tasavirtamoottoria valittaessa parametrit ovat yksi tärkeimmistä valintatekijöistä. Niiden joukossa kolme tärkeintä suorituskykyparametria ovat vääntömomentti, nopeus ja teho.
2.1 Vääntömomentti
Moottorin vääntömomentti on yksinkertaisesti sanottuna moottorin pyörimisvoiman koko, joka heijastaa moottorin kantavuutta - mitä suurempi vääntömomentti, sitä suuremman kuorman moottori kestää, ja sitä parempi moottorin suorituskyky on verrattuna.
Käytännössä on kuitenkin huomioitava sovelluksen vaatima maksimivääntömomentti, joka saadaan lisäämällä moottorin vääntömomentti, hitausmomentti ja kitka. Lisäksi on olemassa joitakin lisätekijöitä, jotka vaikuttavat maksimitarpeen vääntömomenttiin, esim. ilmavälin ilman vastus jne., jotka edellyttävät vähintään 20 % vääntömomenttimarginaalia.
Suurimman tarvemomentin lisäksi on otettava huomioon myös moottorin neliövääntömomentti (RMS). RMS voidaan arvioida todellisen sovelluksen vaatimana jatkuvana ulostulomomenttina. Sen määräävät useat tekijät: suurin vääntömomentti, kuorman vääntömomentti, hitausmomentti, kiihtyvyys, hidastuvuus ja käyttöaika.
2.2 Pyörimisnopeus
Moottorin pyörimisnopeus liittyy läheisesti sovellukseen, esimerkiksi moottorin pyörimisnopeus määrää suoraan dronin lentonopeuden. Siksi kierrosluku on välttämätön huomioitava moottoria valittaessa.
Moottorin nopeutta edustaa KV-arvo, KV - kierrosta volttia kohti tai RPM/V, joka ilmaisee kuinka monta kertaa moottori pyörii volttia kohden. Moottorin maksiminopeus (RPM) voidaan määrittää yksinkertaisesti kertomalla KV-arvo akun jännitteellä.
RPM=KV * V (syöttöjännite)
Kaavan mukaan harjattoman moottorin nopeus on teoriassa lineaarinen suhteessa jännitteeseen. KV-arvo on määrä, jolla moottorin kierrosluku kasvaa jokaisella voltin lisäyksellä. Jos jännite nousee, moottori pyörii nopeammin.
Tyypilliset sähköpyörät pyörivät muutamalla sadalla kierrosluvulla, ja sähköiset ajoneuvot nousevat hieman, jopa muutamaan tuhanneen kierrokseen minuutissa tai jopa kymmeniin tuhansiin kierroksiin. Jos vaaditaan erittäin pientä lähtönopeutta, on harkittava, yhdistetäänkö se alennusvaihteiston kanssa ja minkä tyyppiseen vaihteistoon.
Lisäksi joissakin käyttöolosuhteissa meidän on otettava huomioon myös nopeuden säätöalue. Esimerkiksi hiustenkuivaajan nopeusvaatimus on, että ero maksiminopeuden ja keskinopeuden välillä ei ole suuri, eli moottorin nopeusalue on pieni; kun taas joissakin point-to-point-paikannusjärjestelmissä, kuten kuljetinhihnoissa ja robottivarsijärjestelmissä, vaaditaan moottoreita, joilla on suuri nopeusalue.
2.3 Teho
Moottorin teho tulee valita levityskoneiston vaatiman tehon mukaan ja yrittää käyttää moottoria nimelliskuormalla. Seuraavat kaksi seikkaa tulee ottaa huomioon valittaessa
Jos moottorin teho valitaan liian pieneksi, se aiheuttaa moottorin ylikuormituksen pitkäksi aikaa, mikä johtaa moottorin kuumenemiseen, tärinään, nopeuden laskuun, epänormaaliin ääniin jne. Vakavissa tapauksissa moottori jopa poltetaan.
Jos moottorin teho valitaan liian suureksi, sen mekaanista lähtötehoa ei voida täysin hyödyntää, ja tehokerroin ja hyötysuhde eivät ole korkeat, ei vain käyttäjälle ja verkko ei ole hyvä, vaan aiheuttaa myös tehon hukkaa.
Siksi on erittäin tärkeää valita moottori, jonka teho on kohtuullinen käyttötarpeen mukaan. Voimme valita moottorin käyttämällä kaavaa, jolla lasketaan kolmen parametrin arvot: teho, vääntömomentti ja nopeus.
Teho (W)=Nopeus (RPM) * Vääntömomentti (Nm) / 9,55
Jos esimerkiksi haluat valita 12 0W moottorin, miten teet sen? Ensin voit tarkistaa kierrosluvun ja sitten tarkistaa, kuinka paljon vääntömomenttia kuorma vaatii. Esimerkiksi jos nopeus on 3000 rpm ja vääntömomentti vain 0,3 NM, yllä olevan kaavan mukaan W=RPM*NM/9.55=90 eli maksimitehoksi vahvistetaan 90 W 100 W:n moottori kannattaa valita. Jos sovellusympäristö on kuitenkin ankara tai jatkuva käyttöaika on pidempi, voit valita 125 W, jolloin marginaali on hieman suurempi ja turvallisempi.
Yllä olevien kolmen pääparametrin lisäksi sovelluksen vaatimuksista riippuen voi olla tarpeen ottaa huomioon myös moottorin jännite, virta, vesitiiviys jne.
2.4 Jännite
DC-moottorin nimellisjännite osoittaa tehokkaimman käyttöjännitteen. On tarpeen varmistaa, että sovelluksen käyttämä jännite vastaa moottorin nimellisjännitettä; jos jännite on liian pieni, moottori ei toimi, kun taas liian suuri jännite aiheuttaa oikosulun käämeissä, mikä johtaa tehon menetykseen tai moottorin täydelliseen vaurioitumiseen.
2,5 virtaa
Virta on voimaa, joka käyttää moottoria, ja liian suuri virta voi vahingoittaa moottoria. DC-moottoreille käyttövirta ja jumivirta ovat tärkeitä. Käyttövirta on keskimääräinen virta, jonka moottorin odotetaan kuluttavan tyypillisellä vääntömomentilla. Jumisvirta käyttää tarpeeksi vääntömomenttia moottorin pyörittämiseen jumiutumisella tai 0 rpm:llä.
2.6 Vedenpitävyysluokitus
Harjattoman moottorin suojausluokka on merkitty IP:llä plus numerolla, mitä suurempi numero, sitä korkeampi vesitiiviysluokitus.
3. Määrittele sovelluksen tavoitteet
Eri sovelluksissa harjattomilla tasavirtamoottoreilla on erilaiset rakenteet ja käyttötavat, mikä tekee valinnasta erittäin monimutkaista. Moottorin valinnan yksinkertaistamiseksi meidän on määriteltävä perusvaatimukset moottorin käytön perusteella.
| Ei | Pääsovelluskenttä | Sovellusesimerkkejä | Vaatimukset |
| 1 | Teollisuusautomaatio | Teollisuusrobotit, teollisuuden suuret kattotuulettimet, teollisuuden suuret vesipumput | Suuri käynnistysmomentti, yksinkertainen rakenne, alhainen hinta, korkea luotettavuus, helppo huolto jne. |
| 2 | Auto | Ajomoottori, sähköistuin, sähköikkunat, sähköpeilit, vesipumppu, polttoainepumppu jne | Erittäin nopea nopeus, pieni paino, laaja säätö |
| 3 | Sähkötyökalu | Porakoneet, pyörösahat, hiomakoneet, heilurit | Suuri teho, suuri nopeus jne |
| 4 | Lääketieteelliset kuntoutuslaitteet | Tuulettimet, lääketieteelliset sängyt, sähköpyörätuolit, hierontatuolit jne | Laaja säätöalue, pieni koko, pitkä käyttöikä, alhainen melu jne. |
| 5 | Kodinkone | Jääkaappi, pesukone, kuivausrumpu, pölynimuri, kattotuuletin jne | pieni teho jne |
| 6 | Henkilökohtaiset hygieniatuotteet | Hiustenkuivaajat, kauneuslaitteet, kihartimet. jne | Korkea eristystaso, alhainen melu, hyvä lämmönpoisto jne |
| 7 | Puutarhatyökalut | ruohonleikkurit, lehtipuhaltimet, sähköleikkurit. jne | Suuri teho ja pitkä kesto jne |
| 8 | muu | droonit, pedicabit ja videovalvontalaitteet. jne | Riippuu tilanteesta |
BLDC-valinta on kattava järjestelmäanalyysiprosessi, joka edellyttää moottorin valinnan kaikkien näkökohtien tasapainottamista sovellusvaatimusten mukaisesti. SIT on yksi niistäBLDC-moottorien toimittajatKiinassa. Meillä on kokenut suunnittelutiimi, joka voi auttaa sinua löytämään parhaan ratkaisun sovelluksiisi. Jos sinulla on vaatimuksia moottorille, ota rohkeasti yhteyttä.