U mutore DC brushed: Sempre una opzione assai viable

I motori brushless DC è stepper ponu esse più attenti cà u classicu motoru DC brushed, ma l'ultimu pò ancu esse una scelta megliu in alcune applicazioni.

A maiò parte di i diseggiani chì cercanu di sceglie un picculu mutore DC - una unità di cavallu sub- o fractionale, tipicamente - di solitu guardanu inizialmente solu duie opzioni: u mutore DC brushless (BLDC) o u mutore stepper.Qualessu per selezziunà hè basatu annantu à l'applicazione, cum'è u BDLC hè generalmente megliu per u muvimentu cuntinuu mentre chì u mutore stepper hè più adattatu per u posizionamentu, avanti è avanti, è stop / start motion.Ogni tippu di mutore pò furnisce u rendimentu necessariu cù u controller ghjustu, chì pò esse un IC o un modulu secondu a dimensione di u mutore è e specifiche.Questi mutori ponu esse guidati cù i "smarts" incrustati in IC dedicati di cuntrollu di muvimentu o un processore cù firmware integratu.

Ma fighjate un pocu più vicinu à l'offerte di i venditori di sti mutori BLDC, è vi vede chì quasi sempre offrenu ancu motori brushed DC (BDC), chì sò stati "per sempre".Stu arrangiamentu di u mutore hà un postu longu è stabilitu in a storia di a putenza di mutore elettricu, postu chì era u primu disignu di mutore elettricu di ogni tipu.Decine di milioni di sti mutori brushed sò usati ogni annu per applicazioni serii, micca triviali, cum'è vitture.

I primi versioni crudi di i motori spazzolati sò stati ideati à l'iniziu di u 1800, ma l'alimentazione ancu di un picculu mutore utile era sfida.I generatori necessarii per l'alimentà ùn anu micca statu sviluppatu, è e batterie dispunibuli avianu una capacità limitata, una grande dimensione, è anu da esse "rimpianu" in qualchì manera.Eventualmente, sti prublemi sò stati superati.À a fini di l'anni 1800, i mutori DC brushed chì varienu in decine è cintunari di cavalli sò stati installati è in usu generale;parechji sò sempre usati oghje.

U mutore DC brushed di basa ùn necessita micca "elettronica" per funziunà, postu chì hè un dispositivu auto-commuting.U principiu di funziunamentu hè simplice, chì hè una di e so virtù.U mutore DC brushed usa a commutazione meccanica per cambià a polarità di u campu magneticu di u rotore (chjamatu ancu l'armatura) versus u stator.In cuntrastu, u campu magneticu di u stator hè sviluppatu da bobine elettromagnetiche (storicamente) o magneti permanenti moderni è putenti (per parechje implementazioni attuali) (Figura 1).


Fig 1: U tradiziunale mutore DC brushed si basa nantu à a commutazione meccanica via spazzolata per cambià a polarità di u campu magneticu di u rotore, inducendu cusì un muvimentu rotativu continuu.(Image:HPI Racing A/S)

L'interazzione è l'inversione ripetuta di u campu magneticu trà e bobine di u rotore nantu à l'armatura è u campu fissu di u statore induce u muvimentu rotativu continuu.L'azzione di commutazione chì inverte u campu di u rotore hè realizatu per via di cuntatti fisici (chjamati spazzole), chì toccanu è portanu putere à e bobine di armatura.A rotazione di u mutore ùn solu furnisce u muvimentu meccanicu desideratu, ma ancu u cambiamentu di a polarità di a bobina di u rotore necessariu per induce l'attrazione / repulsione in quantu à u campu fissu di u statore - dinò, ùn ci hè micca bisognu di l'elettronica, postu chì l'alimentazione DC hè applicata direttamente à u avvolgimenti di bobina di stator (se ci hè) è e spazzole.

U cuntrollu di a vitezza basica hè realizatu aghjustendu a tensione applicata, ma questu puntu à unu di i difetti di u mutore brushed: a tensione più bassa reduce a vitezza (chì era l'intenzione) è riduce dramaticamente u torque, chì hè di solitu una cunsequenza indeserata.Aduprà un mutore spazzolatu alimentatu direttamente da i rails DC hè generalmente accettatu solu in applicazioni limitate o micca critiche, cum'è l'operazione di ghjoculi chjuchi è schermi animati, soprattuttu se u cuntrollu di a velocità hè necessariu.

In cuntrastu, u mutore brushless hà una serie di bobine elettromagnetiche (poli) fissate in u locu intornu à l'internu di l'abitazione, è i magneti permanenti d'alta forza sò attaccati à l'arburu rotanti (u rotore) (Figura 2).Siccomu i poli sò energizzati in sequenza da l'elettronica di cuntrollu (commutazione elettronica - EC), u campu magneticu chì circundava u rotore gira è cusì attrae / repelle u rotore cù i so magneti fissi, chì hè obligatu à seguità u campu.


Fig 2: U mutore DC brushless usa a commutazione elettronica per cambià a polarità di i poli chì circundanu u rotore.(Image:HPI Racing A/S)

U currente chì guida i poli di u mutore BLDC pò esse una onda quadra, ma questu hè inefficiente è induce a vibrazione, cusì a maiò parte di i disinni utilizanu una forma d'onda rampante cù una forma adattata per a cumminazione desiderata di efficienza elettrica è precisione di muvimentu.In più, u controller pò sintonizà a forma d'onda energizante per avvii è si ferma veloci ma lisci senza overshoot è risposta croccante à i transitori di carica meccanica.Diversi profili di cuntrollu è traiettorie sò dispunibili chì currispondenu à a pusizione è a velocità di u mutore à i bisogni di l'applicazione.

 

Editatu da Lisa


Tempu di post: 12-novembre-2021