Вал бесколлекторного двигателя. Бесколлекторный мотор GoolRC типоразмера 3660 для настольной сверлилки

Опубликовано: 22.08.2018

Бесколлекторный мотор GoolRC типоразмера 3660 для настольной сверлилки

Нестандартное использование бесколлекторного мотора, в любительских целях. Мотор 3660 мощный, позволяет устанавливать патроны на вал 5 мм. Профильное назначение — двигатель для р/у машинок и прочей техники в масштабе 1:10, 1:8.

За подробностями под кат

Приветствую! Сегодня будет немного рукоблудства на тему необычного использования модельных двигателей.

Содержание и быстрая навигация по тексту:

Введение и общая информацияХарактеристики комплектаПосылка, упаковка, комплект поставкиВнешний вид двигателя GoolRC 3660Внешний вид ESC контроллераВнешний вид сервомашинкиИспользование и способ подключенияЗаключение

Введение и общая информацияНаверх ▲

Бесколлекторный (или вентильный) двигатель — это разновидность электродвигателя переменного тока, у которого коллекторно-щеточный узел заменен бесконтактным полупроводниковым коммутатором, управляемым датчиком положения ротора. Иногда можно встретить такую аббревиатуру: BLDС — это brushless DC motor. Для простоты буду называть его двигатель-бесколлекторник или просто БК.

Бесколлекторные двигатели достаточно популярны из-за своей специфики: отсутствуют расходные материалы типа щеток, отсутствует угольная/металлическая пыль внутри от трения, отсутствуют искры (а это огромное направление взрыво и огне безопасных приводов/насосов). Используются начиная от вентиляторов и насосов заканчивая высокоточными приводами. Основное применение в моделизме и любительских конструкциях: двигатели для радиоуправляемых моделей.

Общий смысл этих двигателей — три фазы и три обмотки (или несколько обмоток соединенных в три группы) управление которыми осуществляется сигналом в виде синусоиды или приближенной синусоиды по каждой из фаз, но с некоторым сдвигом. На рисунке простейшая иллюстрация работы трехфазного двигателя. Соответственно, одним из специфичных моментов управления БК двигателями является применение специального контроллера-драйвера, который позволяет регулировать импульсы тока и напряжения по каждой фазе на обмотках двигателя, что в итоге дает стабильную работу в широком диапазоне напряжений. Это так называемые ESC контроллеры.

БК моторы для р/у техники бывают различных типоразмеров и исполнения. Одни из самых мощных это серии 22 мм, 36 мм и 40/42 мм. По конструкции они бывают с внешним ротором и внутренним (Outrunner, Inrunner). Моторы с внешним ротором по факту не имеют статичного корпуса (рубашки) и являются облегченными. Как правило, используют в авиамоделях, в квадракоптерах и т.п. Двигатели с внешним статором проще сделать герметичными. Подобные применяют для р/у моделей, которые подвергаются внешним воздействиям тип грязи, пыли, влаги: багги, монстры, краулеры, водные р/у модели). Например, двигатель типа 3660 можно запросто установить в р/у модель автомобиля типа багги или монстра и получить массу удовольствия.

Также отмечу различную компоновку самого статора: двигатели 3660 имеют 12 катушек, соединенных в три группы. Это позволяет получить высокий момент на валу. Выглядит это примерно так. Соединены катушки примерно вот так Если разобрать двигатель и извлечь ротор, то можно увидеть катушки статора. Вот что внутри 3660 серии еще фото

Любительское применение подобным двигателей с высоким моментом — в самодельных конструкциях, где требуется малогабаритный мощный оборотистый двигатель. Это могут быть вентиляторы турбинного типа, шпиндели любительских станков и т.п.

Так вот, с целью установки в любительский станок для сверления и гравировки был взят набор бесколлекторного двигателя вместе с ESC контроллером GoolRC 3660 3800KV Brushless Motor with ESC 60A Metal Gear Servo 9.0kg Set Плюсом в наборе был сервопривод на 9 кг, что очень удобно для самоделок.

Общие требования при выборе мотора были следующие: — Количество оборотов/вольт не менее 2000, так как планировалось использование с низковольтными источниками (7.4...12В). — Диаметр вала 5мм. Рассматривал варианты с валом 3.175 мм (это серия 24 диаметра БК двигателей, например, 2435), но тогда бы пришлось докупать новый патрон ER11. Есть варианты еще мощнее, например, двигатели 4275 или 4076, с валом 5 мм, но они соответственно дороже.

Характеристики комплектаНаверх ▲

Характеристики бесколлекторного мотора GoolRC 3660: Модель: GoolRC 3660 Мощность: 1200W Рабочее напряжение: до 13V Предельный ток: 92A Обороты на вольт (RPM/Volt): 3800KV Максимальные обороты: до 50000 Диаметр корпуса: 36mm Длина корпуса: 60mm Длина вала: 17mm Диаметр вала: 5mm Размер установочных винтов: 6 шт * M3 (короткие, я использовал М3*6) Коннекторы: 4mm позолоченные «бананы» male Защита: от пыли и влаги

Характеристики ESC контроллера: Модель: GoolRC ESC 60A Продолжительный ток: 60A Пиковый ток: 320A Применяемый аккумуляторные батареи: 2-3S Li-Po / 4-9S Ni-Mh Ni-Cd BEC: 5.8V / 3A Коннекторы (Вход): T plug male Коннекторы (вызод.): 4mm позолоченные «бананы» female Размеры: 50 х 35 х 34mm (без учета длины кабелей) Защита: от пыли и влаги

Характеристики сервомашинки: Рабочее напряжение: 6.0V-7.2V Скорость поворота (6.0V): 0.16sec/60° без нагрузки Скорость поворота (7.2V): 0.14sec/60° без нагрузки Момент удержания (6.0V): 9.0kg.cm Момент удержания (7.2V): 10.0kg.cm Размеры: 55 х 20 х 38mm (Д * Ш * В)

Параметры комплекта: Размер упаковки: 10.5 х 8 х 6 см Масса упаковки: 390 гр Фирменная упаковка с логотипом GoolRC

Состав комплекта: 1 * GoolRC 3660 3800KV Motor 1 * GoolRC 60A ESC 1 * GoolRC 9KG Servo 1 * Информационный листок Размеры для справки и внешний вид двигателя GoolRC 3660 с указанием основных моментов

Посылка, упаковка, комплект поставкиНаверх ▲

Теперь несколько слов о самой посылке. Посылка пришла в виде небольшого почтового пакета с коробкой внутри Доставлялась альтернативной почтовой службой, не почтой России, о чем и гласит транспортная накладная В посылке фирменная коробочка GoolRC Внутри комплект бесколлекторного двигателя типоразмера 3660 (36х60 мм), ESC-контроллера для него и сервомашинки с комплектом Теперь рассмотрим весь комплект по отдельным составляющим. Начнем с самого главного — с двигателя.

Внешний вид двигателя GoolRC 3660Наверх ▲

БК двигатель GoolRC представляет собой цилиндр из алюминия, размеры 36 на 60 мм. С одной стороны выходят три толстых провода в силиконовой оплетке с «бананами», с другой стороны вал 5 мм. Ротор с двух сторон установлен на подшипниках качения. На корпусе присутствует маркировка модели Еще фотография. Внешняя рубашка неподвижная, т.е. тип мотора Inrunner. Маркировка на корпусе С заднего торца видно подшипник Заявлена защита от брызг и влаги Выходят три толстых, коротких провода для подключения фаз: u v w. Если будете искать клеммы для подключения — это бананы 4 мм Провода имеют термоусадку разного цвета: желтый, оранжевый и синий Размеры мотора: диаметр и длина вала совпадают с заявленными: Вал 5х17 мм Габариты корпуса двигателя 36х60 мм Сравнение с коллекторным 775 двигателем Сравнение с б/к шпинделем на 300Вт (и ценой около $100). Напоминаю, что у GoolRC 3660 заявлена пиковая мощность 1200Вт. Даже если использовать треть мощности, все равно это дешевле и больше, чем у этого шпинделя Сравнение с другими модельными двигателями Для корректной работы двигателя потребуется специальный ESC контроллер (который есть в комплекте)

Внешний вид ESC контроллераНаверх ▲

ESC контроллер — это плата драйвера двигателя с преобразователем сигнала и мощными ключами. На простых моделях вместо корпуса используется термоусадка, на мощных — корпус с радиатором и активным охлаждением. На фото контроллер GoolRC ESC 60A по сравнению с «младшим» братом ESC 20A Обратите внимание: присутствует тумблер выключения-выключения на отрезке провода, который можно встроить в корпус устройства/игрушки Присутствует полный комплект разъемов: входные Т-коннекторы, 4 мм бананы-гнезда, 3-пиновый вход управляющего сигнала Силовые бананы 4 мм — гнезда, маркируются аналогично по цветам: желтый, оранжевый и синий. При подключении перепутать можно только умышленно Входные Т-коннекторы. Аналогично перепутать полярность можно если вы очень сильный))))) На корпусе присутствует маркировка с названием и характеристиками, что очень удобно Охлаждение активное, работает и регулируется автоматически.

Для оценки размеров приложил PCB ruller

Внешний вид сервомашинкиНаверх ▲

В наборе также присутствует сервомашинка GoolRC на 9 кг. Плюс как и для любой другой сервомашинки в комплекте идет набор рычагов (двойной, крест, звезда, колесо) и крепежная фурнитура (понравилось, что есть проставки из латуни) Макрофото вала сервомашинки Пробуем закрепить крестообразный рычаг для фотографии На самом деле интересно проверить заявленные зарактеристики — это металлический комплект шестерен внутри. Разбираем сервомашинку. Корпус сидит на герметике по кругу, а внутри присутствует обильная смазка. Шестерни и правда металлические. Фото платы управления сервой

Использование и способ подключенияНаверх ▲

Для чего все это затевалось: для того, чтобы попробовать БК двигатель как сверлилку/гравировалку. Все таки заявлена пиковая мощность 1200Вт. Я выбрал проект сверлильного станка для подготовки печатных плат на thingiverse. Там есть множество проектов для изготовления светильного настольного станка. Как правило, все эти проекты малогабаритные и предназначены для установки небольшого двигателя постоянного тока. Я выбрал один из популярных проектов и доработал крепление в части держателей двигателя 3660 (родной двигатель был меньше и имел другие размеры креплений)

Привожу чертеж посадочных мест и габаритов двигателя 3660 В оригинале стоит более слабый двигатель. Вот эскиз крепления (6 отверстий для М3х6) Скрин из программы для печати на принтере Заодно напечатал и хомут для крепления сверху Мотор 3660 с установленным цанговым патроном типа ER11 Для подключения и проверки БК мотора потребуется собрать следующую схему: источник питания, сервотестер или плата управления, ESC-контроллер двигателя, двигатель. Я использую самый простой сервотестер, он также дает нужный сигнал. Его можно использовать для включения и для регулировки оборотов двигателя При желании можно подключить микроконтроллер (Ардуино и т.п.). Привожу схему из интернета с подключением аутраннера и 30А контроллера. Скетчи найти не проблема. Соединяем все, по цветам. Источник показывает, что холостой ток контроллера небольшой (0.26А) Теперь сверлильный станок. Собираем все и крепим на стойку Для проверки собираю без корпуса, потом допечатаю корпус, куда можно установить штатный выключатель, крутилку сервотестера Еще одно применение подобного 3660 БК двигателя — в качестве шпинделя станков для сверления и фрезеровки печатных плат Про сам станок обзор доделаю чуть позже. Будет интересно проверить гравировку печатных плат с помощью GoolRC 3660

ЗаключениеНаверх ▲ Двигатель качественный, мощный, крутящий момент с запасом подойдет под любительские цели. Конкретно живучесть подшипников при боковом усилии при фрезеровки/гравировки покажет время. Определенно существует выгода применения модельных двигателей в любительских целях, а также простота работы и сборки конструкций на них по сравнению с шпинделями для ЧПУ, которые дороже и требуют специального оборудования (источники питания с регулировкой оборотов, драйверы, охлаждение и т.п.).

При заказе пользовался купоном SALE15 со скидкой 5% на все товары магазина.

Спасибо за внимание!

mysku.ru

Как работает бесколлекторный мотор

 

HPI предлагает для всех типов радиоуправляемых электроавтомоделей великолепную бесколлекторную систему  Flux Brushless System! Бесколлекторная система Flux идеально подходит для шоссейных автомоделей, моделей багги и внедорожников в масштабе 1/10 и позволяет разогнать эти машины до скорости почти 100 километров в час!

 

Flux Brushless System состоит из электронного регулятора скорости и бесколлекторного двигателя. 

Бесколлекторный двигатель - это лучший выбор почти для всех электроавтомоделей в масштабе 1/10. С таким мотором ваша модель станет сверхбыстрой на трассе и сможет развивать бешенную скорость! Со стандартным никель-металлогидридным аккумулятором, состоящим из 6-и элементов, или с 2S LiPo (7,4 вольт) аккумулятором вы можете получить до 60 км/ч даже со стандартным редуктором! Мощность бесколлекторного мотора Flux эквивалентна высокофорсированным коллекторным  9 – 10 витковым  двигателям, работающих от шести элементных NiMH батарей, а это огромная мощность!

Особенности бесколлекторных двигателей Flux:

Мощный, высокоскоростной бесколлекторныый мотор – эквивалент коллекторного  9,5 виткового двигателя. Отлично сочетание огромной мощности и необычайной эффективности. Такой же размер, как у стандартного мотора  540-го типа. Необслуживаемая конструкция. Внешние контакты для легкой перепайки проводов. Крупногабаритные шарикоподшипники. Высокий крутящий момент, термостойкий неодимовый ротор. Специальная конструкция статора обеспечивает плавное линейное увеличение крутящего момента. Простой и удобный монтаж через 4 точки.  Ресурс в разы больше, чем в сопоставимых коллекторных моторах. Легко заменяемые подшипники и ротор. Совместим с любым бездатчиковым регулятором скорости для бесколлекторных двигателей.

 

Электронный регулятор скорости - «мозг» системы Flux. Регулятор скорости серии Fluxимеет разъемы для подключения мотора, разъем типа Dean для подключения и трехжильный кабель с разъемом для соединения с приемником, так что вы сможете легко установить регулятор в любом удобном месте на вашей модели. Регулятор способен работать с бесколлекторными двигателями разных размеров и мощности, а так же совместим как с NiMHаккумуляторами, так и LiPo батареями, что позволяет получить максимальную мощность от вашей системы Flux Brushless System! Регулятор Flux -небольшой по размеру, но огромный по допустимой мощности! На сайте HPI вы можете получить рекомендации по программированию регулятора скорости с помощью компьютера!

Особенности регулятора скорости Flux:

Программируемый электронный регулятор скорости с функцией заднего хода для бесколлекторных  / коллекторных электродвигателей. Отсечка при низком напряжении для LiPo аккумуляторов Эффективный алюминиевый радиатор. Пропорциональный тормоз с контролем усилия. Огромная рабочая мощность (70A * непрерывно / 380A в пике). Плавный старт бездатчиковых двигателей (патенты находятся на рассмотрении) Dean's разъем для подключения батареи. Надежный выключатель. Просто программируется. Возможность легко настроить параметры с помощью кабеля HPI link (в комплект не входит). Работает с бесколлекторными и стандартными коллекторными двигателями.

 Система Flux Brushless System, разработанная HPI, предназначена для любителей и спортсменов, которые хотят иметь мощную, универсальную и доступную бесколлекторную систему. Двигатели Flux чрезвычайно мощные, очень надежные и эффективные, а это самой легкий путь к победе! У бездатчиковых двигателей HPI гораздо меньше проводов, которые можно повредить во время гонки, и это избавляет вас от лишних забот. Вы можете приобрести двигатель в комплекте с регулятором скорости или купить их по отдельности!

Перспективы модернизации

 Владельцы Flux Motiv могут обновлять параметры регулятора с помощью компьютера и бесплатного программного обеспечения! Программистыпостоянно делают обновления программного обеспечения Flux Motive и вы можете загружать их, используя набор HPI PC USB programming kit. Этот комплект позволяет подключить регулятор скорости прямо к компьютеру, работающему под Windows, и сохранить настройки профиля, внести изменения в настройки, обновить прошивку и многое другое!

 

Давайте сначала узнаем, как работает коллекторный двигатель.

Чтобы узнать, почему бесколлекторные двигатели настолько эффективны и имеют высокую мощность, необходимо знать, как работает стандартныйколлекторный мотор.

Обычные коллекторные  электродвигатели, которые вы можете найти в машинахSprint 2 или E-Firestorm  имеют всего два провода  (положительный и отрицательный), которыми двигатель подключается к регулятору скорости. Внутри корпуса двигателя можно увидеть два изогнутых постоянных магнита, а по центру установлен вал с якорем, на котором намотаны обмотки из медной проволоки. С одной стороны вала якоря устанавливается моторная шестерня, с другой стороны вала расположен так называемый коллектор из медных пластин, через который с помощью угольных щеток ток подается к обмоткам якоря.

Две угольные щетки постоянно скользят по вращающемуся медному коллектору. Как вы можете видеть на рисунке выше, напряжение по проводам через щетки и коллектор поступает к обмоткам якоря, возникает электромагнитное поле, которое взаимодействует с постоянными магнитами статора и заставляет якорь вращаться.

Как начинает вращаться стандартный коллекторный двигатель.

Когда на обмотки якоря поочередно поступает постоянный электрический ток, в  них возникает электромагнитное поле, которое с одной стороны имеет «северный» а с другой «южный» полюс. Поскольку «северный» полюс любого магнита автоматически отталкиваются от «северного»  полюса другого магнита, электромагнитное поле одной из обмоток якоря, взаимодействуя с полюсами постоянных магнитов статора, заставляет якорь вращаться. Через коллектор и щетки ток поступает на следующую обмотку якоря, что заставляет якорь вместе с валом мотора продолжать вращение, и так до тех пор, пока  к мотору подается напряжение. Как правило, якорь коллекторного мотора имеет три обмотки (три полюса) - это не позволяет двигателю застревать в одном положении.

Недостатки стандартных коллекторных двигателей

Недостатки коллекторных двигателей выявляются, когда нужно получить огромное количество оборотов от них. Поскольку щетки должны постоянно находиться в контакте с коллектором, в месте их соприкосновения возникает трение, которое значительно увеличивается, особенно на высоких оборотах. Любой дефект коллектора приводит к значительному износу щеток и нарушению контакта, что в свою очередь снижает эффективность мотора. Именно поэтому серьезные гонщики протачивают и полируют коллектор двигателя и меняют щетки почти после каждого заезда. Коллекторный узел  стандартного мотора так же является источником радиопомех и требует особого внимания и обслуживания.

Теперь посмотрим, как работает бесколлекторный двигатель.

Основной особенностью конструкции бесколлекторного двигателя является то, что он по принципу работы похож на коллекторный мотор, но все устроено как бы  "наизнанку", и в нем отсутствуют коллектор и щетки. Постоянные магниты, которые в коллекторном моторе установлены на неподвижном статоре, у бесколлекторного мотора расположены вокруг вала, и этот узел называется ротор. Проволочные обмотки бесколлекторного мотора размещены вокруг ротора и имеют несколько различных магнитных полюсов. Датчиковые бесколлекторные моторы имеют на роторе сенсор, который посылает сигналы о положении ротора в процессор электронного регулятора скорости.

Почему бесколлекторный двигатель эффективней, чем коллекторный мотор

Из-за отсутствия коллектора и щеток, в бесколлекторном моторе нет изнашивающихся деталей, кроме шарикоподшипников ротора, а это автоматически делает его более эффективным и надежным. Наличие сенсора контроля вращения ротора также значительно повышает эффективность. У бесколлекторных двигателей не возникает искрения щеток, что резко снижает возникновение помех, а отсутствие узлов с повышенным трением благоприятно сказывается на температуре работающего мотора, что так же повышает его эффективность.

Существуют ли недостатки у бесколлекторных двигателей?

Единственный возможный недостаток бесколлекторной системы – это несколько более высокая стоимость, однако каждый, кто испытал высокую мощность бесколлекторной системы, почувствовал прелесть отсутствия необходимости периодической замены щеток, пружин, коллекторов и якорей, тот быстро оценит общую экономию и не вернется к коллекторным моторам.

Действительно ли бесколлекторный двигатель не требует "никакого обслуживания?

Да! Они таковы, экономят время, поэтому гонщики всего мира теперь с удовольствием могут передохнуть между заездами. Вам больше не придется после каждой гонки демонтировать двигатель, разбирать его, шлифовать коллектор, менять щетки, вновь собирать и заново устанавливать ... отсутствие этих забот - это огромное удовольствие!

Единственное, что вам возможно потребуется делать, это содержать двигатель в чистоте, и при необходимости менять подшипники. Эти процедуры выполняются редко, так что их нельзя классифицировать как регулярное техническое обслуживание.

Почему без датчика?

Помимо базовых размеров и различных параметров, бесколлекторные двигатели могут подразделяться по типу: с датчиком и без датчика. Двигатель с датчиком используют очень маленький сенсор на роторе и кроме трех толстых кабелей, по которому мотор получает питание, имеют дополнительный шлейф из тонких проводов, которые соединяют двигатель с регулятором скорости. Дополнительные провода передают информацию с датчика о положении ротора сотни раз в секунду. Эта информация обрабатывается электронным регулятором скорости, что позволяет мотору работать плавно и эффективно, насколько это возможно. Такие моторы используют профессиональные гонщики, однако такие двигатели намного дороже и сложнее в использовании.

hpi.com.ru

RCView

Часто в магазинах радиоуправляемых моделей можно увидеть одну и ту же радиоуправляемую модель с ценниками,  сильно отличающимися друг от друга (1.5 - 2 раза).  Часто такие модели бывают укомплектованы коллекторными и  бесколлекторными двигателями и регуляторами оборотов соответственно.  В чем же существенное отличие между такими моделями, и стоит ли платить больше? На этот и некоторые другие вопросы мы постараемся ответить в этой статье.

Коллекторные

На сегодняшний день существует несколько основных  типов двигателей использующихся как в простеньких дискретных игрушках, так и в моделях более высокого уровня.

Коллекторные Бесколлекторные

Помимо классового деления на коллекторные и бесколлекторные двигатели делятся наподклассы, где цифрой (280, 300,400, 480, 500, 600, 650, 700, 720, 820, 900) , обозначается длиннакорпуса двигателя, то есть, если мы говорим о коллекторном двигателе 300 класса, то длиннакорпуса такого двигателя будет составлять 30мм.

Коллекторный двигатель прост в изготовлении и эксплуатации , а следовательно – дешевле своих бесколлекторных собратьев. Определяющей особенностей таких двигателей является наличиещеточно-коллекторного узла обеспечивающего электрическое соединение цепи ротора с цепями,расположенными в неподвижной части машины.

Состоит из коллектора (набора контактов, расположенных на роторе)

и щёток (скользящих контактов, расположенных вне ротора и прижатых к коллектору)

Коллекторные двигатели, используемые в радиоуправляемых моделях, работают от сетипостоянного тока, то есть, подав на пару контактов такого двигателя соответствующее напряжениеот источника постоянного тока, например обычная батарейка, мы приведем вал двигателя вдвижение. Для того чтобы поменять направление вращения вала достаточно просто поменятьполярность подаваемого напряжения питания. В связи с этими особенностями, схема регулятораоборотов для коллекторного двигателя более простая, что так же уменьшает стоимость такойаппаратуры.

Если говорить о надежности коллекторного двигателя, то он довольно таки сильно уступаетбесколлекторному.

Наличие щеточно-коллекторного узла подразумевает механическую системуподвижных контактов, а то есть не исключено искрение (сильный нагрев) ибыстрый износ при неблагоприятных условиях эксплуатации (влага, грязь, пыль). Однако малые размеры, вес, относительно низкая стоимость, а так же возможностьвосстановления щеточно-коллекторного делают такой тип двигателя наиболеечасто применяемым.

Часто возникает вопрос о скорости вращения, а то есть и скорости радиоуправляемой моделиоснащенной коллекторным двигателем. Не будем вдаваться в подробности, скажем лишь, чтоскорость коллекторных двигателей регулируется очень плавно, при этом момент прямо, а оборотыобратно пропорциональны нагрузке на валу (потребляемой мощности) — практически линейно —от режима холостого хода до режима полного торможения. То есть двигатель может провернутьвал даже при значительной нагрузке, но за счет уменьшения оборотов.

Кстати, на двигателе обычно указывается число оборотов обмотки двигателя, чем меньше число,тем выше скорость вращения вала двигателя. Что может так же повлиять на выбор модели.Существуют высоко-оборотистые коллекторные двигатели, не уступающие по скорости своимбесколлекторным собратьям.

Бесколлекторные

Бесколлекторные двигатели обладают менее плавной характеристикой регулирования скоростивращения вала , однако способны набрать максимальные обороты за доли секунды ( можетепредставить как ваша машинка моментально рванет с места встав на задние колеса )

В отличие от коллекторного электродвигателя, у которого имеется подвижная часть - ротор инеподвижная - статор (корпус), у бесколлекторного двигателя подвижной частью является как разстатор (корпус) с постоянными магнитами, а неподвижной частью - ротор с трехфазной обмоткой.

Бесколлекторный двигатель значительно надежнее коллекторных, в силу отсутствия щеточно-коллекторного узла, обладает большей скоростью вращения вала , двигатели используемые вавтомоделях имеют закрытый корпус , что делает их устойчивыми к влаге , пыли , грязи и другимнеблагоприятным факторам. Но, в силу выше перечисленных особенностей, как двигатель, так ирегулятор оборотов имеет более сложную конструкцию, в силу чего, стоимость возрастает в 1.5-2раза.

Надеемся эта статья поможет Вам определиться с выбором радиоуправляемой модели.

 

Была ли полезна для Вас статья?

 

 

 

 

 

rcview.ru

Бесколлекторные двигатели постоянного тока. Определение положения ротора в остановленном состоянии двигателяЗапуск бездатчикового бесколекторного двигателя (Sensorless BLDC)

В предыдущей статье(Управление бездатчиковыми бесколлекторными двигателями (Sensorless BLDC) мы рассмотрели алгоритм коммутаций для бесколлекторного бездатчикового двигателя постоянного тока при вращающемся роторе. Сегодня рассмотрим простой способ запуска бесколлекторного бездатчикового двигателя.

Итак, когда ротор не вращается, мы не можем определить его положение. Мы помним, что в бездатчиковом двигателе положение ротора определяется исходя из ЭДС, наводимой в свободной обмотке во время вращения двигателя. Эта ЭДС возникает при перемещении магнитов ротора относительно обмоток статора. Поскольку вращения нет, нет наводимой ЭДС, узнать положение ротора этим методом не представляется возможным.

Самый простой способ – это установить ротор в заведомо известное положение, подав напряжение на две из обмоток двигателя. Выждать паузу, пока ротор займет положение, после чего начать коммутировать согласно таблице, приведенной в предыдущей статье. В зарубежной литературе такой метод называют “Align”. Этот метод применяется на большинстве мало инерционных, слаботочных двигателях. Рассмотрим его подробнее.

Первый этап

Первый этап – это установка ротора в начальное положение. Установим ротор в положение P1. Согласно таблице открываем ключи SW1, SW5. Однако, если просто открыть ключи, ток будет быстро расти и достигнет тока короткого замыкания к моменту когда ротор займет свое положение. Такой шок может вывести со строя обмотку двигателя или ключи регулятора, но скорее всего, сработает защита по току. Для того, чтобы этого не произошло, на SW1, SW5 следует подавать ШИМ сигнал. Скважностью ШИМ сигнала устанавливают уровень безопасного напряжения. Чем меньше напряжение, тем мягче и медленнее происходит позиционирование ротора. Чем выше напряжение, тем быстрее и с большими вибрациями происходит позиционирование. Слишком малое напряжение же может вовсе не провернуть ротор. А слишком большое – вызвать нежелательные колебания ротора и увеличить время позиционирования.

Время установки ротора в начальное положение зависит не только от напряжения, приложенного к обмоткам статора, но и от инертности двигателя и нагрузки на валу. Чем больше масса ротора и приводимого им устройства на валу, тем медленнее он будет устанавливаться в начальное положение. Важно правильно определить время, которое нужно выждать между подачей напряжения на обмотки и окончанием позиционирования ротора. Если вы продолжите запуск двигателя до того, как ротор установился в начальное положение, старт может оказаться неуспешным. Если позже – обмотки будут греться под воздействием тока. В большинстве случаев скважность ШИМ и время установки ротора в начальное положение определяют экспериментально. В особо ответственных случаях для этого используют специальные приборы, которые помогают анализировать колебательные вращения ротора при установке его в начальное положение и последующем старте.

Если изобразить временную диаграмму установки ротора в начальное положение, она будет иметь форму затухающих колебаний. Важно понимать, что ротор может находиться в одном их 6 положений и для того чтобы занять исходное положение ему придется провернуться на разный угол, соответственно это может занять разное время.

Второй этап

Теперь, когда положение ротора известно, мы можем переключить ключи в состояние P2, ротор начнет вращаться к следующему положению. Казалось бы, задача сводится к ранее решенной в предыдущей статье. Но, скорость вращения ротора еще слишком мала чтобы по наводимой в статоре ЭДС можно было определить положение ротора. Поэтому, первые несколько переключений выполняют асинхронно. Т.е. не определяя положения ротора. Количество асинхронных переключений зависит от инертности двигателя. Чем более массивный, а значит:  инертный ротор, – тем длительнее разгон и необходимо будет выполнить большее число асинхронных переключений. При этом период между переключениями с каждым разом сокращают. Таким образом, разгоняя ротор двигателя. Разумеется, что разгон двигателя зависит от того, насколько чётко Вы угадаете момент следующего переключения. Ведь если переключение произойдет намного раньше или намного позже, ротор будет тормозиться.

Третий этап

В момент последнего асинхронного переключения переходим в режим управления двигателем, считая, что он вращается, а положение ротора соответствует текущему состоянию ключей. Т.е. пытаемся определить его положение, используя метод, описанный в предыдущей статье. Однако, не всегда получается запустить двигатель с первого раза. В алгоритме управления следует предусмотреть контроль вращения ротора двигателя. Если старт не удался, следует вовремя отключить питание. В противном случае при остановленном двигателе и открытых ключах могут выйти со строя, как двигатель, так и регулятор. Один из способов контроля вращения ротора – измерение времени прошедшего от момента предыдущего переключения ключей. Если прошло слишком много времени, а положение ротора не изменилось, значит, двигатель заклинило. Это позволит отключить двигатель при заклинивании или неудачном старте еще до момента достижения критического значения тока.

В случае неудачного старта попытку повторяют.

Такой способ старта будет

© 2008 — 2012 offroad.net.ua . All rights reserved. by nucleart.net 2008
rss