Introducere: Motoarele de curent continuu sunt utilizate pe scară largă în viața noastră de zi cu zi, de la aparate electrocasnice mici până la echipamente auto industriale mari. Există un număr mare de motoare DC. Motoarele de curent continuu sunt în general împărțite în două categorii: motoare de curent continuu cu câmp magnetic înfășurat și motoare de curent continuu cu câmp magnetic permanent.
Motoare DC cu perii și motoare DC fără perii
Ca cele două tipuri de motoare care sunt adesea menționate, cea mai mare diferență dintre cele două este peria. Motorul de curent continuu cu perii folosește forță magnetică permanentă ca stator, bobina este înfășurată pe rotor, iar energia este transmisă prin acțiunea mecanică a periei de cărbune și a mașinii comutatorului. Acesta este motivul pentru care se numește motor DC cu perii, în timp ce nu există nicio componentă mecanică, cum ar fi un comutator între rotor și statorul motorului DC fără perii.
Declinul motoarelor cu perii de curent continuu se datorează faptului că dispozitivele de putere de înaltă performanță precum comutatorul motorului sunt mai practice, mai economice și mai fiabile în modul de control, înlocuind avantajele motoarelor cu perii. În al doilea rând, motoarele de curent continuu fără perii nu au perii uzate și au mai multe avantaje în ceea ce privește zgomotul electric și zgomotul mecanic, eficiența energetică, fiabilitatea și durata de viață.
Cu toate acestea, motoarele cu perii sunt încă o alegere de încredere pentru aplicații cu costuri reduse. Cu controlerul și comutatorul potrivit, pot fi obținute performanțe bune. Deoarece aproape nu sunt necesare dispozitive de control electronic, întregul sistem de control al motorului va fi destul de ieftin. În plus, poate economisi spațiul necesar cablajului și conectorilor și poate reduce costul cablurilor și conectorilor, ceea ce este foarte rentabil în aplicațiile care nu necesită eficiență energetică.
Motoare și unități de curent continuu
Motoarele și acționările sunt inseparabile, mai ales în ultimii ani, schimbările pieței au impus cerințe mai mari pentru acționările cu motor. În primul rând, există o cerință ridicată de fiabilitate. Sunt necesare diverse funcții de protecție și este necesară limitarea curentului încorporat pentru a controla curentul motorului atunci când motorul pornește, se oprește sau se blochează. Toate acestea sunt îmbunătățiri ale fiabilității.
Algoritmii de control al acționării de înaltă eficiență, cum ar fi tehnologia de control digital al rotației motorului, obținute prin controlul vitezei și controlul fazei, precum și tehnologia de control al poziționării de înaltă precizie cerută de actuatoare, sunt indispensabile pentru dezvoltarea sistemelor de aplicare a motoarelor de înaltă performanță. Acest lucru necesită algoritmi eficienți de control al drive-ului pe care proiectanții să-i poată utiliza cu ușurință. Și acum mulți producători vor hardware direct algoritmul și îl vor aplica la driverul IC, care este mai convenabil de utilizat pentru proiectanți. Designul convenabil al unității este acum mai popular.
Stabilitatea necesită, de asemenea, sprijinul tehnologiei de conducere. Optimizarea formei de undă de conducere are un impact mare asupra reducerii zgomotului și vibrațiilor motorului. Tehnologia de antrenare prin excitare potrivită pentru diferite circuite magnetice ale motoarelor poate reduce foarte mult stabilitatea motoarelor atunci când lucrează. În plus, este urmărirea continuă a unui consum mai mic de energie și a unei eficiențe mai mari.
Rolul antrenării pe jumătate de punte, o metodă tipică de acționare pentru motoarele de curent continuu, este de a genera semnale de declanșare AC prin tuburile de putere, generând astfel curenți mari pentru a conduce în continuare motorul. În comparație cu circuitele de conducere full-bridge, half-bridge au costuri relativ scăzute și mai ușor de format. Circuitele semi-punte sunt predispuse la deteriorarea formei de undă și interferența între conversiile oscilației. Circuitele full-bridge sunt mai scumpe și mai complexe și nu sunt ușor de produs scurgeri.
Unitatea populară PWM este deja o soluție de antrenare utilizată pe scară largă în motoarele de curent continuu. Unul dintre motive este că poate reduce consumul de energie al sursei de alimentare și este din ce în ce mai utilizat. Multe soluții PWM pentru motor au atins acum un nivel înalt în îmbunătățirea ciclului de lucru larg, acoperirea frecvenței și reducerea consumului de energie.
Când motoarele cu perii sunt acționate de PWM, pierderea de comutare va crește odată cu creșterea frecvenței PWM. Când reduceți ondulația curentului prin creșterea frecvenței, este necesar să echilibrați frecvența și eficiența. Driverul PWM cu excitație sinusoidală a motorului fără perii este, de asemenea, o soluție excelentă în ceea ce privește eficiența, deși este mai complicată.
Rezumat
Pe măsură ce cerințele funcționale ale pieței terminalelor se modifică, cerințele pentru performanța motorului de curent continuu și eficiența energetică cresc treptat. Indiferent dacă utilizați un motor DC cu perii sau un motor DC fără perii, este necesar să selectați tehnologia de acționare adecvată în funcție de nevoile scenei pentru a obține o funcționare mai fiabilă, stabilă și eficientă a motorului.
