Die geborselde GS-motor: Steeds 'n baie lewensvatbare opsie

Borsellose GS- en stapmotors kry dalk meer aandag as die klassieke geborselde GS-motor, maar laasgenoemde kan steeds 'n beter keuse in sommige toepassings wees.

Die meeste ontwerpers wat 'n klein GS-motor wil kies - 'n sub- of fraksionele perdekrag-eenheid, tipies - kyk aanvanklik net na twee opsies: die borsellose GS-motor (BLDC) of die stapmotor.Watter een om te kies is gebaseer op die toepassing, aangesien die BDLC oor die algemeen beter is vir deurlopende beweging, terwyl die stapmotor beter geskik is vir posisionering, heen-en-weer en stop/begin beweging.Elke motortipe kan die nodige werkverrigting lewer met die regte kontroleerder, wat 'n IC of module kan wees, afhangende van motorgrootte en besonderhede.Hierdie motors kan aangedryf word met die "slimme" ingebed in toegewyde bewegingsbeheer-IC's of 'n verwerker met ingeboude firmware.

Maar kyk 'n bietjie nader na die aanbiedinge van die verkopers van hierdie BLDC-motors, en jy sal sien dat hulle byna altyd ook geborselde DC-motors (BDC) bied, wat "vir ewig" bestaan.Hierdie motorrangskikking het 'n lang en gevestigde plek in die geskiedenis van elektries aangedrewe dryfkrag, aangesien dit die eerste elektriese motorontwerp van enige aard was.Tienmiljoene van hierdie geborselde motors word elke jaar vir ernstige, nie-onbelangrike toepassings soos motors gebruik.

Die eerste ru-weergawes van geborselde motors is in die vroeë 1800's ontwerp, maar die aandryf van selfs 'n klein bruikbare motor was uitdagend.Die kragopwekkers wat nodig was om hulle aan te dryf, was nog nie ontwikkel nie, en die beskikbare batterye het beperkte kapasiteit, groot grootte gehad en moes steeds op een of ander manier “aangevul” word.Uiteindelik is hierdie probleme oorkom.Teen die laat 1800's is geborselde GS-motors wat wissel tussen die tiene en honderde perdekrag geïnstalleer en in algemene gebruik;baie word vandag nog gebruik.

Die basiese geborselde GS-motor benodig geen "elektronika" om te funksioneer nie, aangesien dit 'n self-pendeltoestel is.Die beginsel van werking is eenvoudig, wat een van sy deugde is.Die geborselde GS-motor gebruik meganiese kommutasie om die polariteit van die rotor se magnetiese veld (ook genoem die anker) teenoor die stator te verander.Daarteenoor word die stator se magnetiese veld ontwikkel deur óf elektromagnetiese spoele (histories) óf moderne, kragtige permanente magnete (vir baie hedendaagse implementerings) (Figuur 1).


Fig 1: Die tradisionele geborselde GS-motor maak staat op meganiese kommutasie via geborsel om die polariteit van die rotor se magnetiese veld om te skakel, en sodoende deurlopende roterende beweging te veroorsaak.(Beeld:HPI Racing A/S)

Die interaksie en herhalende omkeer van die magnetiese veld tussen rotorspoele op die anker en vaste veld van die stator veroorsaak die deurlopende roterende beweging.Die kommutasie-aksie wat die rotorveld omkeer, word bewerkstellig via fisiese kontakte (genoem borsels), wat aan die ankerspoele raak en krag aanbring.Die motor se rotasie verskaf nie net die verlangde meganiese beweging nie, maar ook die omskakeling van die rotorspoelpolariteit wat nodig is om die aantrekking/afstoting met betrekking tot die vaste statorveld te veroorsaak – weereens, geen elektronika is nodig nie, aangesien die GS-toevoer direk op die statorspoelwikkelings (indien enige) en die borsels.

Basiese spoedbeheer word bewerkstellig deur die aangewende spanning aan te pas, maar dit dui op een van die tekortkominge van die borselmotor: die laer spanning verminder die spoed (wat die bedoeling was) en verminder die wringkrag dramaties, wat gewoonlik 'n ongewenste gevolg is.Die gebruik van 'n geborselde motor wat direk vanaf die GS-relings aangedryf word, is oor die algemeen slegs aanvaarbaar in beperkte of nie-kritiese toepassings soos om klein speelgoed en geanimeerde skerms te gebruik, veral as spoedbeheer nodig is.

Daarteenoor het die borsellose motor 'n reeks elektromagnetiese spoele (pole) wat rondom die binnekant van die behuising in plek is, en hoësterkte permanente magnete is aan die roterende as (die rotor) geheg (Figuur 2).Aangesien die pole in volgorde deur die beheerelektronika (elektroniese kommutasie – EC) aangedryf word, roteer die magnetiese veld wat die rotor omring en trek/stoot dus die rotor met sy vaste magnete af, wat gedwing word om die veld te volg.


Fig 2: Die borsellose GS-motor gebruik elektroniese kommutasie om die polariteit van die pole om die rotor om te skakel.(Beeld:HPI Racing A/S)

Die stroom wat die BLDC-motorpale aandryf, kan 'n vierkantgolf wees, maar dit is ondoeltreffend en veroorsaak vibrasie, so die meeste ontwerpe gebruik 'n oplopende golfvorm met 'n vorm wat aangepas is vir die gewenste kombinasie van elektriese doeltreffendheid en beweging akkuraatheid.Verder kan die beheerder die bekragtigende golfvorm fyn instel vir vinnige dog gladde begin en stop sonder oorskiet en skerp reaksie op meganiese lasoorgange.Verskillende beheerprofiele en -bane is beskikbaar wat motoriese posisie en snelheid by die toepassing se behoeftes pas.

 

Geredigeer deur Lisa


Postyd: Nov-12-2021