Անխոզանակ DC շարժիչ ռոբոտների համակարգի ճարտարապետության համար

Անխոզանակ DC (BLDC) շարժիչները գտնվում են շատ ժամանակակից ռոբոտային համակարգերի հիմքում իրենց բարձր արդյունավետության, երկարակեցության և արդյունավետության շնորհիվ: Ի տարբերություն ավանդական խոզանակով շարժիչների, BLDC շարժիչներն օգտագործում են էլեկտրոնային կարգավորիչներ՝ էներգիայի մատակարարումը կառավարելու համար՝ վերացնելով խոզանակների անհրաժեշտությունը և նվազեցնելով մեխանիկական մաշվածությունը: Այս առավելությունները BLDC շարժիչները դարձնում են իդեալական ընտրություն ռոբոտաշինության համար, որտեղ ճշգրիտ հսկողությունը, ամրությունը և ցածր սպասարկումը կարևոր են:

Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք, թե ինչպես BLDC շարժիչները  ինտեգրվում են ռոբոտների համակարգի ճարտարապետությանը, դրանց առավելություններին և հիմնական նկատառումներին ռոբոտային ծրագրերի համար ճիշտ BLDC շարժիչ ընտրելու համար:

Ի՞նչ է առանց խոզանակի DC շարժիչը:

Անխոզանակ DC (BLDC) շարժիչը էլեկտրական շարժիչի տեսակ է, որն օգտագործում է մշտական ​​մագնիսներ ռոտորի վրա և հենվում է էլեկտրոնային կարգավորիչի վրա՝ շարժիչի ոլորուն հոսանքն անջատելու համար: Սա վերացնում է խոզանակների կարիքը, որոնք սովորաբար օգտագործվում են ավանդական DC շարժիչներում՝ ոլորուններում հոսանքը միացնելու համար:

BLDC շարժիչները սովորաբար ավելի արդյունավետ և հուսալի են, քան խոզանակով շարժիչները: Նրանք առաջարկում են արագության և դիրքի ճշգրիտ կառավարում, ինչը նրանց դարձնում է իդեալական այնպիսի ծրագրերի համար, որոնք պահանջում են բարձր արդյունավետություն և ցածր սպասարկում, օրինակ՝ ռոբոտային համակարգերում:

Jkongmotor Brushless Dc Motor Ներածություն:

Ա Անխոզանակ DC շարժիչը  (BLDC Motor) եռաֆազ շարժիչի տեսակ է, որն աշխատում է մշտական ​​մագնիսների և էլեկտրամագնիսների միջև ձգողականության և վանման մագնիսական ուժերի միջոցով: Որպես համաժամանակյա շարժիչ, այն աշխատում է ուղղակի հոսանքի (DC) հզորությամբ: Այս շարժիչը հաճախ կոչվում է «առանց խոզանակ DC շարժիչ», քանի որ այն վերացնում է ավանդական DC շարժիչներում (խոզանակով DC շարժիչներ կամ կոմուտատոր շարժիչներ) հայտնաբերված խոզանակների կարիքը: Ըստ էության, առանց խոզանակների DC շարժիչը մշտական ​​մագնիսով համաժամանակյա շարժիչ է, որն օգտագործում է DC էներգիայի մուտքը, որն այնուհետև վերածվում է եռաֆազ AC հոսանքի սնուցման՝ ինվերտորի օգնությամբ, ինչպես նաև դիրքի հետադարձ կապը՝ պատշաճ աշխատանք ապահովելու համար:

Անխոզանակ DC (BLDC) շարժիչը գործում է Hall էֆեկտի հիման վրա և բաղկացած է մի քանի հիմնական բաղադրիչներից՝ ռոտոր, ստատոր, մշտական ​​մագնիս և շարժիչ շարժիչի կարգավորիչ: Ռոտորը հագեցած է բազմաթիվ պողպատե միջուկներով և ոլորուններով, որոնք կապված են ռոտորի լիսեռին: Երբ ռոտորը պտտվում է, կարգավորիչը օգտագործում է հոսանքի սենսոր՝ պարզելու իր դիրքը, ինչը նրան հնարավորություն է տալիս փոփոխել ստատորի ոլորունների միջով հոսող հոսանքի ուղղությունն ու ինտենսիվությունը, որն իր հերթին առաջացնում է ոլորող մոմենտ:

Էլեկտրոնային շարժիչի կարգավորիչի օգնությամբ, որը վերահսկում է առանց խոզանակների աշխատանքը և մուտքային հաստատուն էներգիան փոխակերպում է հոսանքի հոսանքի, BLDC շարժիչները կարող են ձեռք բերել այնպիսի արդյունավետություն, որը համեմատելի է խոզանակային DC շարժիչների հետ, բայց առանց խոզանակների թերությունների, որոնք ժամանակի ընթացքում հակված են մաշվել: հետևաբար, BLDC շարժիչները  հաճախ կոչվում են էլեկտրոնային փոխակերպվող (EC) շարժիչներ՝ առանձնացնելով դրանք սովորական շարժիչներից, որոնք կախված են խոզանակների հետ կապված մեխանիկական կոմուտացիայից:

Անխոզանակ DC շարժիչի մեխանիզմ

Անխոզանակ DC շարժիչը գործում է երկու հիմնական բաղադրիչներով՝ մշտական ​​մագնիսներով ներկառուցված ռոտոր և պղնձե պարույրներով հագեցած ստատոր, որոնք գործում են որպես էլեկտրամագնիսներ, երբ դրանց միջով հոսում է հոսանք:

Այս շարժիչները կարելի է դասակարգել երկու տեսակի՝ inrunner (ներքին ռոտորային շարժիչներ) և outrunner (արտաքին ռոտորային շարժիչներ): Ներխուժող շարժիչներում ռոտորը պտտվում է դրսից տեղակայված ստատորի ներսում, մինչդեռ վազող շարժիչներում ռոտորը պտտվում է ստատորից դուրս: Երբ հոսանք է կիրառվում ստատորի կծիկների վրա, նրանք ստեղծում են էլեկտրամագնիս՝ հստակ հյուսիսային և հարավային բևեռներով: Երբ այս էլեկտրամագնիսի բևեռականությունը համընկնում է հարևան մշտական ​​մագնիսի բևեռականության հետ, նման բևեռները վանում են միմյանց, ինչը հանգեցնում է ռոտորի պտույտի: Այնուամենայնիվ, եթե հոսանքը մնում է հաստատուն, ռոտորը միայն կարճ ժամանակով կպտտվի մինչև կանգ առնելը, քանի որ հակառակ էլեկտրամագնիսներն ու մշտական ​​մագնիսները հավասարեցվում են: Շարունակական ռոտացիա ապահովելու համար հոսանքը մատակարարվում է որպես եռաֆազ ազդանշան, որը պարբերաբար փոխում է էլեկտրամագնիսների բևեռականությունը։

Շարժիչի պտտման արագությունը ուղղակիորեն կապված է եռաֆազ ազդանշանի հաճախականության հետ: Պտտման ավելի բարձր արագության հասնելու համար ազդանշանի հաճախականությունը կարող է ավելացվել: Օրինակ, հեռակառավարման մեքենայում, շնչափողի մեծացումը հրահանգում է կարգավորիչին բարձրացնել անջատման հաճախականությունը՝ այդպիսով արագացնելով մեքենան:

Ինչպե՞ս է աշխատում առանց խոզանակի DC շարժիչը:

Ա Անխոզանակ DC շարժիչը , որը սովորաբար հայտնի է որպես մշտական ​​մագնիս համաժամանակյա շարժիչ, էլեկտրական շարժիչ է, որը հայտնի է իր բարձր արդյունավետությամբ, կոմպակտ դիզայնով, ցածր աղմուկի մակարդակներով և երկարատև կյանքով: Այն լայնորեն օգտագործվում է ինչպես արդյունաբերական, այնպես էլ սպառողական արտադրանքներում:

Գործողությունը ա Անխոզանակ DC շարժիչը  հիմնված է էլեկտրականության և մագնիսականության փոխազդեցության վրա: Այն բաղկացած է հիմնական բաղադրիչներից, ինչպիսիք են մշտական ​​մագնիսները, ռոտորը, ստատորը և էլեկտրոնային արագության կարգավորիչը: Մշտական ​​մագնիսները շարժիչի մագնիսական դաշտի հիմնական աղբյուրն են, որոնք հաճախ պատրաստված են հազվագյուտ հողային նյութերից: Երբ շարժիչը միացված է, այս մշտական ​​մագնիսները հաստատում են կայուն մագնիսական դաշտ, որը փոխազդում է շարժիչի միջով հոսող հոսանքի հետ՝ առաջացնելով ռոտորի մագնիսական դաշտ:

ա-ի ռոտորը Անխոզանակ DC շարժիչը  պտտվող բաղադրիչն է և բաղկացած է մի քանի մշտական ​​մագնիսներից: Նրա մագնիսական դաշտը փոխազդում է ստատորի մագնիսական դաշտի հետ՝ ստիպելով այն պտտվել։ Մյուս կողմից, ստատորը շարժիչի անշարժ մասն է, որը բաղկացած է պղնձե պարույրներից և երկաթե միջուկներից: Երբ հոսանքը հոսում է ստատորի կծիկների միջով, այն առաջացնում է տարբեր մագնիսական դաշտ: Համաձայն Ֆարադեյի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի՝ այս մագնիսական դաշտը ազդում է ռոտորի վրա՝ առաջացնելով պտտվող ոլորող մոմենտ։

Էլեկտրոնային արագության կարգավորիչը (ESC) կառավարում է շարժիչի աշխատանքային վիճակը և կարգավորում դրա արագությունը՝ վերահսկելով շարժիչին մատակարարվող հոսանքը: ESC-ն կարգավորում է տարբեր պարամետրեր, ներառյալ զարկերակային լայնությունը, լարումը և հոսանքը, շարժիչի աշխատանքը վերահսկելու համար:

Գործողության ընթացքում հոսանքը հոսում է ինչպես ստատորի, այնպես էլ ռոտորի միջով՝ ստեղծելով էլեկտրամագնիսական ուժ, որը փոխազդում է մշտական ​​մագնիսների մագնիսական դաշտի հետ։ Արդյունքում, շարժիչը պտտվում է էլեկտրոնային արագության կարգավորիչի հրամաններին համապատասխան՝ առաջացնելով մեխանիկական աշխատանք, որը մղում է միացված սարքավորումները կամ մեքենաները:

Ամփոփելով, ի Անխոզանակ DC շարժիչը  գործում է էլեկտրական և մագնիսական փոխազդեցությունների սկզբունքով, որոնք առաջացնում են պտտվող մոմենտ պտտվող մշտական ​​մագնիսների և ստատորի կծիկների միջև: Այս փոխազդեցությունը մղում է շարժիչի ռոտացիան և էլեկտրական էներգիան փոխակերպում է մեխանիկական էներգիայի՝ թույլ տալով նրան կատարել աշխատանքը:

Անխոզանակ DC շարժիչի կառավարում

Միացնելու համար ա BLDC շարժիչը  պտտվելու համար անհրաժեշտ է վերահսկել հոսանքի ուղղությունը և ժամանակացույցը, որը հոսում է իր ոլորուններով: Ստորև բերված գծապատկերը ցույց է տալիս BLDC շարժիչի ստատորը (կծիկները) և ռոտորը (մշտական ​​մագնիսներ), որոնք առանձնանում են U, V և W պիտակավորված երեք պարույրներով՝ միմյանցից 120º հեռավորության վրա: Շարժիչի աշխատանքը պայմանավորված է այս պարույրների փուլերի և հոսանքների կառավարմամբ: Հոսանքը հաջորդաբար հոսում է U փուլով, այնուհետև V փուլով և վերջապես W փուլով: Պտույտը պահպանվում է մագնիսական հոսքի անընդհատ փոխարկմամբ, ինչը ստիպում է մշտական ​​մագնիսներին հետևել պտտվող մագնիսական դաշտին, որն առաջանում է կծիկներից: Ըստ էության, U, V և W պարույրների էներգիան պետք է անընդհատ փոփոխվի՝ արդյունքում առաջացող մագնիսական հոսքը շարժման մեջ պահելու համար՝ դրանով իսկ ստեղծելով պտտվող մագնիսական դաշտ, որն անընդհատ ձգում է ռոտորի մագնիսները։

Ներկայումս կան առանց խոզանակների շարժիչի կառավարման երեք հիմնական մեթոդ.

1. Trapezoidal ալիքի կառավարում

Trapezoidal ալիքի կառավարումը, որը սովորաբար կոչվում է 120° հսկողություն կամ 6 քայլ կոմուտացիայի կառավարում, առանց խոզանակների DC (BLDC) շարժիչների վերահսկման ամենապարզ մեթոդներից մեկն է: Այս տեխնիկան ներառում է քառակուսի ալիքների հոսանքների կիրառում շարժիչի փուլերին, որոնք համաժամանակացվում են տրապիզոիդային հետ-EMF կորի հետ: BLDC շարժիչ՝  օպտիմալ ոլորող մոմենտ ստեղծելու համար: BLDC սանդուղքի կառավարումը լավ հարմարեցված է շարժիչի կառավարման համակարգերի մի շարք նախագծերի համար բազմաթիվ ծրագրերի համար, ներառյալ կենցաղային տեխնիկան, սառնարանային կոմպրեսորները, HVAC փչակները, կոնդենսատորները, արդյունաբերական շարժիչները, պոմպերը և ռոբոտաշինությունը:

Քառակուսի ալիքի կառավարման մեթոդն առաջարկում է մի քանի առավելություններ, ներառյալ պարզ կառավարման ալգորիթմը և սարքավորումների ցածր ծախսերը, որոնք թույլ են տալիս ավելի բարձր շարժիչի արագություններ՝ օգտագործելով ստանդարտ կատարողականի կարգավորիչը: Այնուամենայնիվ, այն ունի նաև թերություններ, ինչպիսիք են պտտող մոմենտների զգալի տատանումները, ընթացիկ աղմուկի որոշակի մակարդակը և արդյունավետությունը, որը չի հասնում իր առավելագույն ներուժին: Trapezoidal ալիքի կառավարումը հատկապես հարմար է այն ծրագրերի համար, որտեղ բարձր պտտվող կատարողականություն չի պահանջվում: Այս մեթոդը օգտագործում է Hall սենսոր կամ ոչ ինդուկտիվ գնահատման ալգորիթմ՝ ռոտորի դիրքը որոշելու համար և կատարում է վեց փոխարկում (մեկը յուրաքանչյուր 60°-ում) 360° էլեկտրական ցիկլի ընթացքում՝ հիմնված այդ դիրքի վրա: Յուրաքանչյուր կոմուտացիա առաջացնում է ուժ որոշակի ուղղությամբ, ինչը հանգեցնում է 60° արդյունավետ դիրքի ճշգրտության էլեկտրական առումով: «Trapezoidal Wave Control» անվանումը գալիս է նրանից, որ փուլային ընթացիկ ալիքի ձևը նման է trapezoidal ձևի:

2. Սինուսային ալիքի վերահսկում

Սինուսային ալիքի կառավարման մեթոդը օգտագործում է Տիեզերական վեկտորային զարկերակային լայնության մոդուլյացիան (SVPWM)՝ եռաֆազ սինուսային ալիքի լարման արտադրման համար, ընդ որում համապատասխան հոսանքը նույնպես սինուսային ալիք է: Ի տարբերություն քառակուսի ալիքի կառավարման, այս մոտեցումը չի ներառում փոխարկման դիսկրետ քայլեր. փոխարենը, այն վերաբերվում է այնպես, կարծես յուրաքանչյուր էլեկտրական ցիկլի ընթացքում տեղի են ունենում անսահման թվով փոխարկումներ:

Ակնհայտ է, որ սինուսային ալիքի կառավարումն առաջարկում է առավելություններ քառակուսի ալիքի կառավարման նկատմամբ, ներառյալ մոմենտային մոմենտի նվազեցված տատանումները և ավելի քիչ ընթացիկ ներդաշնակությունը, ինչը հանգեցնում է ավելի կատարելագործված կառավարման փորձի: Այնուամենայնիվ, այն վերահսկիչից պահանջում է մի փոքր ավելի կատարելագործված կատարում՝ համեմատած քառակուսի ալիքի կառավարման հետ, և այն դեռ չի հասնում շարժիչի առավելագույն արդյունավետության:

3. Դաշտային կողմնորոշված ​​հսկողություն (FOC)

Դաշտային կողմնորոշված ​​կառավարումը (FOC), որը նաև կոչվում է վեկտորային կառավարում (VC), ամենաարդյունավետ մեթոդներից մեկն է առանց խոզանակի DC շարժիչների (BLDC) և մշտական ​​մագնիսների համաժամանակյա շարժիչների (PMSM) արդյունավետ կառավարման համար: Մինչ սինուսային ալիքի կառավարումը կառավարում է լարման վեկտորը և անուղղակիորեն վերահսկում հոսանքի մեծությունը, այն չունի հոսանքի ուղղությունը կառավարելու հնարավորություն:

FOC կառավարման մեթոդը կարող է դիտվել որպես սինուսային ալիքի կառավարման ուժեղացված տարբերակ, քանի որ այն թույլ է տալիս վերահսկել ընթացիկ վեկտորը, արդյունավետորեն կառավարելով շարժիչի ստատորի մագնիսական դաշտի վեկտորի կառավարումը: Ստատորի մագնիսական դաշտի ուղղությունը վերահսկելով՝ այն ապահովում է, որ ստատորի և ռոտորի մագնիսական դաշտերը մշտապես մնան 90° անկյան տակ, ինչը առավելագույնի է հասցնում ոլորող մոմենտը տվյալ հոսանքի համար:

4. Առանց սենսորային հսկողություն

Ի տարբերություն շարժիչի կառավարման սովորական մեթոդների, որոնք հիմնված են սենսորների վրա, առանց սենսորների կառավարումը շարժիչին հնարավորություն է տալիս աշխատել առանց սենսորների, ինչպիսիք են Hall սենսորները կամ կոդավորիչները: Այս մոտեցումը օգտագործում է շարժիչի ընթացիկ և լարման տվյալները՝ ռոտորի դիրքը պարզելու համար: Այնուհետև շարժիչի արագությունը հաշվարկվում է ռոտորի դիրքի փոփոխությունների հիման վրա՝ օգտագործելով այս տեղեկատվությունը շարժիչի արագությունը արդյունավետ կարգավորելու համար:

Առանց սենսորային կառավարման հիմնական առավելությունն այն է, որ այն վերացնում է սենսորների անհրաժեշտությունը՝ թույլ տալով հուսալի շահագործում դժվարին միջավայրում: Այն նաև ծախսարդյունավետ է, որը պահանջում է ընդամենը երեք քորոց և զբաղեցնում է նվազագույն տարածք: Բացի այդ, Hall սենսորների բացակայությունը մեծացնում է համակարգի կյանքի տևողությունը և հուսալիությունը, քանի որ չկան բաղադրիչներ, որոնք կարող են վնասվել: Այնուամենայնիվ, ուշագրավ թերությունն այն է, որ այն հարթ մեկնարկ չի ապահովում: Ցածր արագությունների դեպքում կամ երբ ռոտորը անշարժ է, հետևի էլեկտրաշարժիչ ուժը անբավարար է, ինչը դժվարացնում է զրոյական հատման կետը հայտնաբերելը:

DC Brushed ընդդեմ Brushless Motors

Նմանություններ DC Brushed-ի և Brushless Motors-ի միջև

Անխոզանակ DC շարժիչները և խոզանակով DC շարժիչները ունեն որոշակի ընդհանուր բնութագրեր և գործառնական սկզբունքներ.

Թե՛ առանց խոզանակի, և թե՛ խոզանակով DC շարժիչներն ունեն նմանատիպ կառուցվածք՝ բաղկացած ստատորից և ռոտորից: Ստատորը արտադրում է մագնիսական դաշտ, մինչդեռ ռոտորը առաջացնում է ոլորող մոմենտ այս մագնիսական դաշտի հետ իր փոխազդեցության միջոցով՝ արդյունավետորեն էլեկտրական էներգիան վերածելով մեխանիկական էներգիայի:

Երկուսն էլ Անխոզանակ DC շարժիչները և խոզանակով DC շարժիչները պահանջում են DC էլեկտրամատակարարում էլեկտրական էներգիա ապահովելու համար, քանի որ դրանց աշխատանքը հիմնված է ուղղակի հոսանքի վրա:

Երկու տեսակի շարժիչներն էլ կարող են կարգավորել արագությունը և ոլորող մոմենտը` փոփոխելով մուտքային լարումը կամ հոսանքը, ինչը թույլ է տալիս ճկունություն և վերահսկում կիրառման տարբեր սցենարներում:

Տարբերությունները խոզանակով և առանց խոզանակների DC շարժիչների միջև

Խոզանակի ընթացքում և Անխոզանակ DC շարժիչները ունեն որոշակի նմանություններ, դրանք նաև զգալի տարբերություններ ունեն կատարողականի և առավելությունների առումով: Խոզանակով DC շարժիչները օգտագործում են խոզանակներ, որպեսզի փոխեն շարժիչի ուղղությունը, ինչը հնարավորություն է տալիս պտտել: Ի հակադրություն, առանց խոզանակների շարժիչները օգտագործում են էլեկտրոնային հսկողություն՝ փոխարինելու մեխանիկական կոմուտացիայի գործընթացը:

Անխոզանակ DC շարժիչի տեսակը

Jkongmotor BLDC շարժիչի տեսակը

Կան բազմաթիվ տեսակներ Jkongmotor-ի կողմից վաճառվող առանց խոզանակ DC շարժիչը  և հասկանալով տարբեր տեսակի ստեպպեր շարժիչների բնութագրերն ու օգտագործումը կօգնի ձեզ որոշել, թե որ տեսակն է լավագույնը ձեզ համար:

1. Ստանդարտ BLDC շարժիչ (ներքին ռոտոր)

Jkongmotor-ը մատակարարում է NEMA 17, 23, 24, 34, 42, 52 շրջանակ և մետրային չափս 36 մմ - 130 մմ ստանդարտ Անխոզանակ DC շարժիչ  Շարժիչները (ներքին ռոտոր) ներառում են 3 փուլային 12V/24V/36V/48V/72V/110V ցածր լարման և 310V բարձր լարման էլեկտրական շարժիչներ՝ 10W - 3500W հզորության միջակայքով և 10rpm-100rpm արագության միջակայքով: Ինտեգրված Hall սենսորները կարող են օգտագործվել այնպիսի ծրագրերում, որոնք պահանջում են ճշգրիտ դիրքի և արագության հետադարձ կապ: Թեև ստանդարտ տարբերակներն առաջարկում են գերազանց հուսալիություն և բարձր արդյունավետություն, մեր շարժիչների մեծ մասը կարող է նաև հարմարեցվել տարբեր լարումների, հզորությունների, արագությունների և այլնի հետ աշխատելու համար: Անհատականացված լիսեռի տեսակը/երկարությունը և մոնտաժային եզրերը հասանելի են ըստ ցանկության:

2. Փոխանցվող BLDC շարժիչ

Անխոզանակ DC փոխանցման շարժիչը ներկառուցված փոխանցման տուփով շարժիչ է (ներառյալ պտտվող փոխանցումատուփը, ճիճու փոխանցման տուփը և մոլորակային փոխանցումատուփը): Փոխանցումները միացված են շարժիչի շարժիչ լիսեռին: Այս նկարը ցույց է տալիս, թե ինչպես է փոխանցման տուփը տեղավորվում շարժիչի պատյանում:

Փոխանցման տուփերը վճռորոշ դեր են խաղում առանց խոզանակի DC շարժիչների արագությունը նվազեցնելու համար՝ միաժամանակ մեծացնելով ելքային ոլորող մոմենտը: Սովորաբար, առանց խոզանակի DC շարժիչները արդյունավետորեն աշխատում են 2000-ից մինչև 3000 պտ/րոպե արագությամբ: Օրինակ, երբ զուգակցվում է փոխանցման տուփի հետ, որն ունի փոխանցման 20:1 հարաբերակցությունը, շարժիչի արագությունը կարող է կրճատվել մինչև 100-ից 150 պտույտ/րոպե, ինչի արդյունքում մոմենտը քսան անգամ ավելանում է:

Բացի այդ, շարժիչի և փոխանցման տուփի ինտեգրումը մեկ պատյանում նվազագույնի է հասցնում փոխանցման առանց խոզանակների DC շարժիչների արտաքին չափերը՝ օպտիմալացնելով մեքենայի հասանելի տարածքի օգտագործումը:

3. Արտաքին ռոտոր BLDC շարժիչ

Տեխնոլոգիաների վերջին զարգացումները հանգեցնում են ավելի հզոր անլար արտաքին էլեկտրական սարքավորումների և գործիքների զարգացմանը: Էլեկտրական գործիքների ուշագրավ նորամուծությունը արտաքին ռոտորի առանց խոզանակների շարժիչի դիզայնն է:

Արտաքին ռոտոր BLDC շարժիչները կամ արտաքին սնուցմամբ առանց խոզանակների շարժիչները ունեն դիզայն, որը ներառում է ռոտորը դրսից, ինչը թույլ է տալիս ավելի հարթ աշխատել: Այս շարժիչները կարող են ձեռք բերել ավելի մեծ ոլորող մոմենտ, քան նմանատիպ չափի ներքին ռոտորների նախագծերը: Արտաքին ռոտորային շարժիչների կողմից տրամադրվող ավելացված իներցիան դրանք դարձնում է հատկապես հարմար այն ծրագրերի համար, որոնք պահանջում են ցածր աղմուկ և կայուն աշխատանք ավելի ցածր արագությամբ:

Արտաքին ռոտորային շարժիչում ռոտորը դրված է արտաքինից, մինչդեռ ստատորը գտնվում է շարժիչի ներսում:

Արտաքին ռոտոր BLDC շարժիչները  սովորաբար ավելի կարճ են, քան իրենց ներքին ռոտորային գործընկերները՝ առաջարկելով ծախսարդյունավետ լուծում: Այս դիզայնում մշտական ​​մագնիսները կցվում են ռոտորի պատյանին, որը պտտվում է ոլորուններով ներքին ստատորի շուրջ: Ռոտորի ավելի բարձր իներցիայի շնորհիվ արտաքին ռոտորային շարժիչներն ավելի քիչ պտտվող մոմենտ ունեն՝ համեմատած ներքին ռոտորային շարժիչների հետ:

4. Ինտեգրված BLDC շարժիչ

Ինտեգրված առանց խոզանակների շարժիչները առաջադեմ մեխատրոնիկ արտադրանք են, որոնք նախատեսված են արդյունաբերական ավտոմատացման և կառավարման համակարգերում օգտագործելու համար: Այս շարժիչները հագեցած են մասնագիտացված, բարձր արդյունավետությամբ առանց խոզանակների DC շարժիչի վարորդի չիպով, որն ապահովում է բազմաթիվ առավելություններ, ներառյալ բարձր ինտեգրումը, կոմպակտ չափը, ամբողջական պաշտպանությունը, պարզ լարերը և ուժեղացված հուսալիությունը: Այս շարքը առաջարկում է 100-ից 400 Վտ հզորությամբ ինտեգրված շարժիչների շարք: Ավելին, ներկառուցված դրայվերն օգտագործում է ժամանակակից PWM տեխնոլոգիան, որը թույլ է տալիս առանց խոզանակների շարժիչին աշխատել բարձր արագություններով՝ նվազագույն թրթռումներով, ցածր աղմուկով, գերազանց կայունությամբ և բարձր հուսալիությամբ: Ինտեգրված շարժիչներն ունեն նաև տարածություն խնայող դիզայն, որը հեշտացնում է լարերը և նվազեցնում ծախսերը՝ համեմատած ավանդական առանձին շարժիչի և շարժիչի բաղադրիչների հետ:

BLDC շարժիչների օգտագործման առավելությունները ռոբոտաշինության մեջ

1. Բարձր արդյունավետություն

Հիմնական պատճառներից մեկը BLDC շարժիչները  ռոբոտաշինության մեջ նախընտրելի են, քանի որ դրանց բարձր արդյունավետությունը: Քանի որ չկան վրձիններ, որոնք կարող են շփում առաջացնել, էներգիայի կորուստը նվազագույնի է հասցվում, ինչը հանգեցնում է ավելի քիչ ջերմության արտադրության և շարժման համար հասանելի ավելի շատ էներգիայի: Սա հատկապես կարևոր է ռոբոտային համակարգերում, որտեղ էներգիայի սպառումը և ջերմության կառավարումը կարող են ուղղակիորեն ազդել աշխատանքի արդյունավետության և մարտկոցի աշխատանքի վրա:

2. Երկարակեցություն և երկարակեցություն

Առանց խոզանակների, որոնք ժամանակի ընթացքում մաշվում են, BLDC շարժիչները  , ընդհանուր առմամբ, ունեն շատ ավելի երկար կյանք, քան խոզանակով շարժիչները: Սա դրանք դարձնում է իդեալական այնպիսի ծրագրերի համար, որոնք պահանջում են երկար գործառնական ժամանակաշրջաններ, ինչպիսիք են ռոբոտային զենքերը, ինքնավար ռոբոտները և անօդաչու սարքերը: Դրանց երկարակեցությունը նվազեցնում է պահպանման անհրաժեշտությունը՝ դարձնելով դրանք ծախսարդյունավետ ընտրություն արդյունաբերական և առևտրային միջավայրերում օգտագործվող ռոբոտների համար:

3. Ճշգրտություն և վերահսկում

BLDC շարժիչներն  առաջարկում են ճշգրիտ արագության և դիրքի կառավարում, ինչը կարևոր է ռոբոտաշինական շատ ծրագրերի համար: Փակ օղակի կառավարման համակարգի օգտագործումը հետադարձ կապով, ինչպիսիք են կոդավորիչները կամ լուծիչները, ապահովում է, որ շարժիչը աշխատի ցանկալի արագությամբ և դիրքով բարձր ճշգրտությամբ: Այս հատկությունը կարևոր է ռոբոտային ծրագրերում, որոնք պահանջում են հստակ շարժումներ, ինչպիսիք են հավաքման գծի ռոբոտները, վիրաբուժական ռոբոտները և շարժական ռոբոտները:

4. Կոմպակտ և թեթև դիզայն

BLDC շարժիչները,  ընդհանուր առմամբ, ավելի կոմպակտ և թեթև են, քան իրենց սանրված գործընկերները, ինչը նրանց հարմար է դարձնում շարժական ռոբոտների համար, որոնք պահանջում են մեծ ոլորող մոմենտ փոքր ձևի գործոնով: Անկախ նրանից, թե դա շարժական ռոբոտ է, թե ինքնավար մեքենա, շարժիչի չափսերի կրճատումը, միաժամանակ հզորությունը պահպանելով, զգալի առավելություն է համակարգի ճարտարապետության մեջ:

5. Ցածր սպասարկում

Քանի որ վրձիններ չկան, որոնք մաշվում են կամ սպասարկման խնդիրներ են առաջացնում, BLDC շարժիչները  պահանջում են նվազագույն սպասարկում: Սա հատկապես ձեռնտու է ռոբոտաշինության մեջ, որտեղ վերանորոգման կամ շարժիչի փոխարինման համար խափանումները կարող են ծախսատար և խանգարող լինել: Սպասարկման կրճատված կարիքը մեծացնում է ռոբոտային համակարգի ընդհանուր հուսալիությունը և գործառնական արդյունավետությունը:

6. Բարձր հզորություն-քաշ հարաբերակցություն

BLDC շարժիչները  կարող են ավելի շատ հզորություն ապահովել իրենց չափսերի համեմատ, քան խոզանակով շարժիչները: Այս հատկանիշը նրանց դարձնում է հիանալի ընտրություն այն ծրագրերում, որտեղ քաշի սահմանափակումները մտահոգիչ են, օրինակ՝ օդային անօդաչու սարքերում կամ շարժական ռոբոտներում: Օգտագործելով թեթև և հզոր շարժիչ՝ դիզայներները կարող են օպտիմալացնել ռոբոտի աշխատանքը և մարտկոցի կյանքը:

Ռոբոտաշինության համար BLDC շարժիչներ ընտրելու հիմնական նկատառումները

1. Մոմենտ և արագության պահանջներ

Ռոբոտային համակարգի ոլորող մոմենտ և արագության պահանջները պետք է լինեն առաջին ուշադրությունը a BLDC շարժիչ : Օրինակ, ռոբոտային թեւը կարող է պահանջել բարձր ոլորող մոմենտ ցածր արագություններում ճշգրիտ շարժումների համար, մինչդեռ շարժական ռոբոտը կարող է պահանջել շարժիչ, որը կարող է ապահովել բարձր արագություն և չափավոր ոլորող մոմենտ՝ տեղանքով ավելի արագ շարժվելու համար:

2. Controller and Drive Electronics

Ա BLDC շարժիչը  պահանջում է էլեկտրոնային կարգավորիչ կամ վարորդ՝ շարժիչի ոլորուններում հոսանքի միացումը կառավարելու համար: Այս կարգավորիչները ապահովում են շարժիչի աշխատանքը ցանկալի արագությամբ և ոլորող մոմենտով, միաժամանակ տրամադրելով այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են գերհոսանքից պաշտպանությունը, արագության հետադարձ կապը և սխալի հայտնաբերումը: Դաշտային կառավարումը (FOC) սովորական տեխնիկա է, որն օգտագործվում է առաջադեմ BLDC շարժիչի կարգավորիչներում՝ ապահովելու շարժիչի սահուն, արդյունավետ և ճշգրիտ աշխատանքը:

Ռոբոտային համակարգ նախագծելիս շարժիչի ճիշտ կարգավորիչի ընտրությունը նույնքան կարևոր է, որքան ինքնին շարժիչը: Կարգավորիչը պետք է համապատասխանի շարժիչի բնութագրերին և ռոբոտի կառավարման համակարգին:

3. Հետադարձ կապի համակարգեր

Բարձր ճշգրտության ռոբոտաշինության համար կարևոր են հետադարձ կապի համակարգերը, ինչպիսիք են կոդավորիչները, լուծիչները կամ սրահի սենսորները: Այս համակարգերը տրամադրում են իրական ժամանակի տվյալներ շարժիչի դիրքի, արագության և ուղղության մասին՝ թույլ տալով կարգավորիչին կարգավորել հոսանքը և լարումը ճշգրիտ հսկողության հասնելու համար: Հետադարձ կապը հատկապես կարևոր է այնպիսի ծրագրերում, ինչպիսիք են ռոբոտային զենքերը, որտեղ ճշգրտությունն ու կրկնելիությունը կարևոր են:

4. Էլեկտրամատակարարում

BLDC շարժիչները  պահանջում են DC էլեկտրամատակարարում, որը պետք է համապատասխանի շարժիչի լարման և հոսանքի բնութագրերին: Կախված կիրառությունից, շարժիչը կարող է պահանջել մարտկոց կամ արտաքին էներգիայի աղբյուր՝ անհրաժեշտ լարումը և հոսանքն ապահովելու համար: Շարժական ռոբոտներում, օրինակ, մարտկոցի ընտրությունը և դրա արդյունավետությունը վճռորոշ դեր են խաղում ռոբոտի ընդհանուր կատարողականության և աշխատանքի ժամանակի որոշման հարցում:

5. Բնապահպանական գործոններ

Շրջակա միջավայրի պայմանները, որոնցում աշխատում է ռոբոտը, նույնպես կարևոր գործոն են BLDC շարժիչի ընտրության հարցում: Շարժիչները, որոնք կօգտագործվեն կոշտ միջավայրում (օրինակ՝ ստորջրյա, բարձր ջերմաստիճանի կամ փոշոտ պայմաններում) պետք է ընտրվեն՝ ելնելով այդ պայմաններին դիմակայելու նրանց կարողությունից: Օրինակ, IP գնահատված շարժիչներն առաջարկում են պաշտպանություն փոշուց և ջրի ներթափանցումից՝ ապահովելով հուսալիություն դժվարին միջավայրում:

6. Չափի և ձևի գործոն

Ռոբոտային համակարգում առկա տարածքը թելադրում է շարժիչի չափը և ձևը: Կոմպակտ և թեթև շարժիչներ հաճախ պահանջվում են շարժական ռոբոտների կամ անօդաչու թռչող սարքերի համար, մինչդեռ արդյունաբերական ռոբոտները կարող են ավելի շատ տեղ ունենալ ավելի մեծ և մեծ ոլորող մոմենտ շարժիչների համար: Ապահովել, որ շարժիչը համապատասխանում է ռոբոտի ճարտարապետությանը, մինչդեռ կատարողականի պահանջները բավարարում են, ընդհանուր դիզայնի օպտիմալացման համար էական է:

BLDC Motors-ի կիրառությունները ռոբոտաշինության մեջ

1. Շարժական ռոբոտներ և ինքնավար մեքենաներ

BLDC շարժիչները  սովորաբար օգտագործվում են շարժական ռոբոտներում և ինքնավար մեքենաներում: Այս ռոբոտները պահանջում են բարձր արդյունավետություն և հուսալի շահագործում, հատկապես բարդ միջավայրերում նավարկելու ժամանակ: BLDC շարժիչներն ապահովում են բարձր պտտման և բարձր արագության անհրաժեշտ հավասարակշռությունը արդյունավետ շարժման համար՝ դրանք դարձնելով իդեալական ցամաքային ռոբոտների, անօդաչու թռչող սարքերի և ավտոմատ կառավարվող մեքենաների համար (AGV):

2. Ռոբոտային զենքեր և մանիպուլյատորներ

Ռոբոտային զենքերում BLDC շարժիչներն առաջարկում են բարձր ճշգրտություն և ոլորող մոմենտ հսկողություն, որոնք կարևոր են այնպիսի խնդիրների համար, ինչպիսիք են հավաքումը, եռակցումը և փաթեթավորումը: BLDC շարժիչների օգտագործումը հնարավորություն է տալիս ճշգրիտ դիրքավորումը և հարթ շարժումը, հատկապես արդյունաբերական ավտոմատացման, վիրաբուժության և այլ ծրագրերում, որտեղ ճշգրտությունը առաջնային է:

3. Անօդաչու թռչող սարքեր և անօդաչու թռչող սարքեր

Անօդաչու թռչող սարքերը և անօդաչու թռչող սարքերը (ԱԹՍ) ապավինում են BLDC շարժիչներ  իրենց շարժիչ համակարգերի համար: Հզորության և քաշի բարձր հարաբերակցությունը և BLDC շարժիչների պահպանման ցածր պահանջները դրանք դարձնում են իդեալական օդային ռոբոտների համար, որոնք պահանջում են արագ և արդյունավետ շարժում: BLDC շարժիչներով հագեցած դրոնները կարող են իրականացնել այնպիսի խնդիրներ, ինչպիսիք են հսկողությունը, փաթեթների առաքումը և օդային լուսանկարահանումը նվազագույն սպասարկման կարիքներով:

4. Պրոթեզավորում և Էկզոկմախք

BLDC շարժիչները  օգտագործվում են նաև պրոթեզավորման և էկզոկմախքի մեջ, որտեղ ճշգրտությունն ու հուսալիությունը կենսական նշանակություն ունեն: Այս սարքերը հիմնված են BLDC շարժիչների վրա՝ սահուն, վերահսկվող շարժումների համար, որոնք ընդօրինակում են մարդու բնական շարժումը: Կոմպակտ ձևի գործոնով բարձր ոլորող մոմենտ ապահովելու նրանց կարողությունը դրանք իդեալական է դարձնում կրելի ռոբոտային համակարգերի համար:

Եզրակացություն

BLDC շարժիչները  առանցքային դեր են խաղում ժամանակակից ռոբոտային համակարգերի ճարտարապետության մեջ՝ ապահովելով բազմաթիվ առավելություններ, ինչպիսիք են բարձր արդյունավետությունը, ամրությունը և ճշգրտությունը: Ռոբոտային կիրառման համար BLDC շարժիչ ընտրելիս կարևոր է հաշվի առնել այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են ոլորող մոմենտը, արագությունը, կարգավորիչի համատեղելիությունը և շրջակա միջավայրի պայմանները: Զգուշորեն ընտրելով ճիշտ BLDC շարժիչը՝ դիզայներները կարող են ապահովել իրենց ռոբոտային համակարգերի օպտիմալ կատարումը, հուսալիությունը և երկարակեցությունը՝ հնարավորություն տալով ստեղծել ավելի առաջադեմ և ընդունակ ռոբոտներ: