Bevezetés: Az egyenáramú motorokat széles körben használják mindennapi életünkben, a kis háztartási gépektől a nagy ipari gépkocsikig. Nagyszámú egyenáramú motor létezik. Az egyenáramú motorokat általában két kategóriába sorolják: tekercses mágneses mező DC motorok és állandó mágneses mező DC motorok.
Kefés egyenáramú motorok és kefe nélküli egyenáramú motorok
Ahogy a gyakran emlegetett két típusú motor, a legnagyobb különbség a kettő között a kefe. A szálcsiszolt egyenáramú motor állandó mágneses erőt használ állórészként, a tekercs a forgórészre van feltekerve, és az energia a szénkefe és a kommutátorgép mechanikai hatásán keresztül jut el. Ezért hívják kefés egyenáramú motornak, miközben a kefe nélküli egyenáramú motor forgórésze és állórésze között nincs mechanikai alkatrész, például kommutátor.
A kefés egyenáramú motorok visszaszorulása annak tudható be, hogy a nagy teljesítményű erőművek a motor kapcsolójaként praktikusabbak, gazdaságosabbak és vezérlési módban megbízhatóbbak, felváltva a kefés motorok előnyeit. Másodszor, a kefe nélküli egyenáramú motorok nem kopnak kefét, és több előnyük van az elektromos zaj és a mechanikai zaj, az energiahatékonyság, a megbízhatóság és az élettartam terén.
A kefés motorok azonban továbbra is megbízható választást jelentenek az alacsony költségű alkalmazásokhoz. A megfelelő vezérlővel és kapcsolóval jó teljesítmény érhető el. Mivel szinte semmilyen elektronikus vezérlőberendezésre nincs szükség, a teljes motorvezérlő rendszer meglehetősen olcsó lesz. Ezenkívül megtakaríthatja a kábelezéshez és csatlakozókhoz szükséges helyet, valamint csökkentheti a kábelek és csatlakozók költségeit, ami nagyon költséghatékony az energiahatékonyságot nem igénylő alkalmazásokban.
Egyenáramú motorok és hajtások
A motorok és a hajtások elválaszthatatlanok egymástól, különösen az elmúlt években a piaci változások magasabb követelményeket támasztanak a motorhajtásokkal szemben. Mindenekelőtt magas a megbízhatóság követelménye. Különféle védelmi funkciókra van szükség, és beépített áramkorlátozás szükséges a motor áramának szabályozásához, amikor a motor elindul, leáll vagy leáll. Ezek mind a megbízhatóság fokozása.
A nagy teljesítményű motoralkalmazási rendszerek fejlesztéséhez nélkülözhetetlenek a nagy hatékonyságú hajtásvezérlő algoritmusok, mint például a fordulatszám- és fázisszabályozással elért motorfordulatszám-szabályozási technológia, valamint az aktuátorok által igényelt nagy pontosságú pozicionálási vezérlési technológia. Ehhez hatékony meghajtóvezérlő algoritmusokra van szükség, amelyeket a tervezők könnyen használhatnak. És most sok gyártó közvetlenül hardveresíti az algoritmust, és alkalmazza az illesztőprogram IC-jére, ami kényelmesebb a tervezők számára. Manapság egyre népszerűbb a kényelmes meghajtó kialakítás.
A stabilitáshoz a vezetéstechnika támogatása is szükséges. A vezetési hullámforma optimalizálása nagy hatással van a motorzaj és rezgés csökkentésére. A különféle motormágneses áramkörökhöz alkalmas gerjesztő hajtástechnika nagymértékben csökkentheti a motorok stabilitását munka közben. Emellett folyamatos törekvés az alacsonyabb energiafogyasztásra és a nagyobb hatékonyságra.
A félhídhajtás, az egyenáramú motorok tipikus meghajtási módja az, hogy AC trigger jeleket generáljon tápcsöveken keresztül, ezáltal nagy áramot generálva a motor további meghajtásához. Összehasonlítva a teljes híddal, a félhídos meghajtó áramkörök költsége viszonylag alacsony, és könnyebben alakíthatóak. A félhíd áramkörök hajlamosak a hullámforma romlására és az oszcillációs konverziók közötti interferenciára. A teljes áthidaló áramkörök drágábbak és bonyolultabbak, és nem könnyű szivárgást előidézni.
A népszerű PWM hajtás már széles körben használt hajtási megoldás az egyenáramú motorokban. Ennek egyik oka az, hogy csökkentheti a meghajtó tápegység energiafogyasztását, és egyre szélesebb körben használják. Számos motoros PWM-megoldás magas szintet ért el a széles terhelhetőség, a frekvencialefedettség és az energiafogyasztás csökkentése terén.
Ha a kefés motorokat PWM hajtja meg, a kapcsolási veszteség a PWM frekvencia növekedésével nő. Amikor a frekvencia növelésével csökkentjük az áram hullámzását, egyensúlyba kell hozni a frekvenciát és a hatékonyságot. A kefe nélküli motor szinuszos gerjesztésű PWM hajtása hatékonyság szempontjából is kiváló megoldás, bár bonyolultabb.
Összegzés
Ahogy a terminálpiac funkcionális követelményei változnak, az egyenáramú motorok teljesítményére és energiahatékonyságára vonatkozó követelmények fokozatosan növekednek. Akár kefés egyenáramú motort, akár kefe nélküli egyenáramú motort használunk, a megbízhatóbb, stabilabb és hatékonyabb motorműködés elérése érdekében a helyszín igényeinek megfelelően ki kell választani a megfelelő hajtástechnikát.
