Jak vybrat vhodný BLDC motor
Jan 08, 2024
Bezkomutátorové stejnosměrné motory(BLDC) jsou široce používány v průmyslové automatizaci, automobilovém průmyslu, lékařském vybavení, umělé inteligenci a dalších průmyslových odvětvích kvůli jejich dlouhé životnosti, nízké hlučnosti a vysokému točivému momentu. BLDC se dodávají v široké škále velikostí a typů a je třeba vybrat správný motor BLDC, aby splňoval výkonnostní požadavky aplikace. V tomto blogu SIT představí, jak vybrat správný BLDC motor pro vaši aplikaci.
1. Vyberte správný typ motoru BLDC
Podle konstrukce lze bezkomutátorové stejnosměrné motory rozdělit do dvou typů: typ Inrunner a typ outrunner. V zásadě fungují na stejném principu, ale mají různé výhody a omezení. Motory Inrunner BLDC umisťují stator (pevný prvek) ven a rotor (rotující prvek) dovnitř, přičemž rotor se otáčí uvnitř statoru. Motory Outrunner BLDC mají opačnou konstrukci: stator je umístěn uvnitř, rotor je venku a vnější rotor se otáčí kolem statoru uprostřed. Poměrně řečeno, bezkomutátorové motory s vnitřním unášečem mají menší průměr a jsou rychlejší, takže jsou vhodnější pro vysokorychlostní aplikace, zatímco bezkomutátorové motory s vnitřním kolem mají větší průměr a lepší odvod tepla, což usnadňuje použití točivého momentu při nízkých otáčkách a je vhodné pro nízké otáčky. -rychlost aplikací.
Podle toho, zda mají čidla čidla, se BLDC motory také dělí na senzorové BLDC motory a bezsenzorové BLDC motory. Volba mezi nimi obvykle závisí na ceně. Bezsenzorové motory se stále častěji používají v aplikacích, jako jsou levné aplikace motorů s proměnnými otáčkami, jako jsou ventilátory, kompresory chladniček, klimatizace a zahradní nářadí. Avšak aplikace, které vyžadují vysoký točivý moment při spouštění, jako jsou elektrické nářadí, jako jsou elektrokola a elektrokola, vyžadují použití motorů se senzory.
Navíc z hlediska materiálů dáváme přednost feritovým BLDC motorům s vysokou účinností, nízkou cenou a nízkým nárůstem teploty. Motory Alnico BLDC nebo BLDC motory vzácných zemin by měly být zvažovány pouze v případě přísných požadavků na výkon, malých rozměrů a vysoké okolní teploty.
2. Klíčové parametry výkonu pro výběr motoru
Při výběru bezkomutátorového stejnosměrného motoru jsou parametry jedním z nejdůležitějších faktorů výběru. Mezi nimi jsou tři nejdůležitější výkonnostní parametry točivý moment, rychlost a výkon.
2.1 Točivý moment
Moment motoru zjednodušeně řečeno velikost rotační síly motoru, která odráží zatížitelnost motoru – čím vyšší kroutící moment, tím větší zátěž motor snese a tím lepší bude výkon motoru v porovnání.
V praxi však musíme vzít v úvahu maximální točivý moment požadovaný pro aplikaci, který lze získat sečtením točivého momentu motoru, momentu setrvačnosti a tření. Kromě toho existují některé další faktory ovlivňující maximální požadovaný točivý moment, např. odpor vzduchu vzduchové mezery atd., které vyžadují rezervu točivého momentu minimálně 20 %.
Kromě maximálního požadovaného krouticího momentu je třeba vzít v úvahu také efektivní moment (RMS) motoru. RMS lze aproximovat jako trvalý výstupní moment požadovaný pro aktuální aplikaci. Je určeno řadou faktorů: maximálním momentem, zátěžovým momentem, momentem setrvačnosti, zrychlením, zpomalením a dobou chodu.
2.2 Rychlost otáčení
Rychlost otáčení motoru úzce souvisí s aplikací, například rychlost otáčení motoru bude přímo určovat rychlost letu dronu. Proto při výběru motoru jsou otáčky nepostradatelným hlediskem.
Otáčky motoru jsou reprezentovány hodnotou KV, KV - otáčky na volt nebo RPM/V, které udávají, kolikrát se motor otočí na volt. Maximální rychlost (RPM) motoru lze určit jednoduše vynásobením hodnoty KV napětím baterie.
RPM=KV * V (napájecí napětí)
Podle vzorce jsou otáčky bezkomutátorového motoru teoreticky lineárně závislé na napětí. hodnota KV je hodnota, o kterou se zvýší otáčky motoru při každém zvýšení napětí ve voltu. Pokud se napětí zvýší, motor se otáčí rychleji.
Typická elektrokola se točí rychlostí několik set otáček za minutu a e-vozidla jedou o něco výše, až do několika tisíc otáček nebo dokonce desítek tisíc otáček za minutu. Při požadavku na velmi nízké výstupní otáčky je nutné zvážit, zda jej spárovat s redukční převodovkou a s jakou převodovkou.
Navíc za určitých podmínek použití musíme vzít v úvahu také rozsah nastavení rychlosti. Například požadavek na rychlost vysoušeče vlasů je, že rozdíl mezi maximální rychlostí a průměrnou rychlostí není velký, to znamená, že rozsah otáček motoru je malý; zatímco v některých polohovacích systémech typu point-to-point, jako jsou dopravní pásy a systémy robotických ramen, jsou vyžadovány motory s velkým rozsahem otáček.
2.3 Výkon
Výkon motoru by měl být zvolen podle výkonu požadovaného aplikačním strojem a pokusit se spustit motor při jmenovité zátěži. Při výběru je třeba věnovat pozornost následujícím dvěma bodům
Pokud je výkon motoru zvolen příliš malý, způsobí jeho dlouhodobé přetížení, což povede k jevu zahřívání motoru, vibracím, poklesu otáček, abnormálnímu zvuku atd. Ve vážných případech se motor bude dokonce spáleno.
Pokud je výkon motoru zvolen příliš velký, jeho výstupní mechanický výkon nelze plně využít a účiník a účinnost nejsou vysoké, nejen pro uživatele a síť není dobrá, ale také způsobuje plýtvání energií.
Proto je velmi důležité vybrat motor s přiměřeným výkonem podle potřeb aplikace. Motor můžeme vybrat pomocí vzorce pro výpočet hodnot tří parametrů: výkonu, točivého momentu a rychlosti.
Výkon (W)=Otáčky (RPM) * Točivý moment (Nm) / 9,55
Pokud například chcete vybrat 120W motor, jak to uděláte? Nejprve můžete zkontrolovat otáčky a poté můžete zkontrolovat, kolik točivého momentu zatížení vyžaduje. Pokud jsou například otáčky 3000 ot./min a točivý moment pouze 0,3 NM, podle výše uvedeného vzorce W=ot./min*NM/9.55=90, tj. maximální výkon je potvrzen na 90 W , pak by měl být výběr 100W motoru v pořádku. Pokud je však prostředí aplikace drsné nebo doba nepřetržitého provozu je delší, můžete zvolit 125 W, rezerva bude o něco větší a bezpečnější.
Kromě výše uvedených tří hlavních parametrů může být v závislosti na požadavcích aplikace nutné vzít v úvahu také napětí motoru, proud, vodotěsnost atd.
2.4 Napětí
Jmenovité napětí stejnosměrného motoru udává nejúčinnější napětí pro provoz. Je nutné se ujistit, že napětí aplikované aplikací odpovídá jmenovitému napětí motoru; pokud je napětí příliš malé, motor nebude fungovat, zatímco příliš velké napětí způsobí zkrat vinutí, což povede ke ztrátě výkonu nebo úplnému poškození motoru.
proud 2,5
Proud je výkon pro pohon motoru a příliš velký proud může motor poškodit. U stejnosměrných motorů je důležitý provozní proud a pádový proud. Provozní proud je průměrný proud, který se očekává, že motor odebere při typickém točivém momentu. Zablokovací proud použije dostatečný točivý moment, aby motor běžel při zastavení nebo 0 otáčkách za minutu.
2.6 Hodnocení voděodolnosti
Stupeň ochrany bezkomutátorového motoru je označen IP plus číslo, čím vyšší číslo, tím vyšší stupeň vodotěsnosti.
3. Definujte cíle aplikace
Pro různé aplikace budou mít bezkomutátorové stejnosměrné motory různé konstrukce a způsoby pohonu, takže výběr bude velmi složitý. Abychom zjednodušili výběr motoru, musíme definovat základní požadavky na základě použití motoru.
| Ne | Hlavní aplikační pole | Příklady aplikací | Požadavky |
| 1 | Průmyslová automatizace | Průmyslové roboty, průmyslové velkoplošné stropní ventilátory, průmyslová velká vodní čerpadla | Vysoký startovací moment, jednoduchá konstrukce, nízká cena, vysoká spolehlivost, snadná údržba atd. |
| 2 | Auto | Pohonný motor, elektrické sedadlo, elektrická okna, elektrická zrcátka, vodní čerpadlo, palivové čerpadlo atd | Ultra vysoká rychlost, malá hmotnost, široké nastavení |
| 3 | Elektrické nářadí | Vrtačky, kotoučové pily, brusky, kyvadla | Vysoký výkon, vysoká rychlost atd |
| 4 | Zařízení pro léčebnou rehabilitaci | Ventilátory, zdravotní lůžka, elektrické invalidní vozíky, masážní křesla atd | Široký rozsah nastavení, malá velikost, dlouhá životnost, nízká hlučnost atd. |
| 5 | Domácí spotřebič | Lednice, pračka, sušička, vysavač, stropní ventilátor atd | nízký výkon atd |
| 6 | Produkty osobní péče | Vysoušeče vlasů, kosmetické přístroje, kulmy. atd | Vysoká úroveň izolace, nízká hlučnost, dobrý odvod tepla atd |
| 7 | Zahradní nářadí | sekačky na trávu, foukače listí, elektrické prořezávače. atd | Vysoký výkon a dlouhá výdrž atd |
| 8 | jiný | drony, pedicaby a video sledovací stroje. atd | Záleží na situaci |
Výběr BLDC je proces komplexní systémové analýzy, která vyžaduje vyvážení všech aspektů výběru motoru podle požadavků aplikace. SIT je jedním zDodavatelé BLDC motorův Číně. Máme zkušený inženýrský tým, který vám pomůže najít nejlepší řešení pro vaše aplikace. Pokud máte nějaké požadavky na motor, neváhejte nás kontaktovat.