כיצד לבחור מנוע BLDC מתאים

מנועי DC ללא מברשות(BLDC) נמצאים בשימוש נרחב באוטומציה תעשייתית, רכב, ציוד רפואי, בינה מלאכותית ותעשיות אחרות בגלל אורך החיים הארוך, הרעש הנמוך והמומנט הגבוה שלהם. BLDCs מגיעים במגוון רחב של גדלים וסוגים, ובפועל, אנו צריך לבחור את מנוע ה-BLDC המתאים כדי לעמוד בדרישות הביצועים של האפליקציה. בבלוג זה, SIT יציג כיצד לבחור את מנוע ה-BLDC המתאים ליישום שלך.

 

1. בחר את סוג מנוע ה-BLDC הנכון

על פי המבנה, ניתן לחלק מנועי DC ללא מברשות לשני סוגים: סוג Inrunner וסוג Outrunner. בעיקרון, הם עובדים על אותו עיקרון אבל יש להם יתרונות ומגבלות שונות. מנועי BLDC Inrunner מציבים את הסטטור (אלמנט קבוע) בחוץ ואת הרוטור (אלמנט מסתובב) בפנים, כשהרוטור מסתובב בתוך הסטטור. למנועי Outrunner BLDC יש עיצוב הפוך: הסטטור ממוקם בפנים, הרוטור בחוץ, והרוטור החיצוני מסתובב סביב הסטטור במרכז. באופן השוואתי, מנועים ללא מברשות Inrunner הם קטנים יותר בקוטר ומהירים יותר, מה שהופך אותם למתאימים יותר ליישומים במהירות גבוהה, בעוד למנועי Outrunner ללא מברשות יש קוטר גדול יותר ופיזור חום טוב יותר, מה שמקל על השימוש במומנט במהירות נמוכה ומתאימים למנועים נמוכים -יישומי מהירות.

 

 

לפי אם יש את החיישנים או לא, מנועי BLDC מחולקים גם למנועי BLDC מחוושים ולמנועי BLDC ללא חיישנים. הבחירה ביניהם תלויה בדרך כלל בעלות. מנועים נטולי חיישן נמצאים בשימוש יותר ויותר ביישומים כגון יישומי מנועים בעלי מהירות משתנה בעלות נמוכה כגון מאווררים, מדחסי מקררים, מזגנים וכלי גינה. עם זאת, יישומים הדורשים מומנט גבוה בהפעלה, כגון כלים חשמליים כמו אופניים חשמליים ופדלקים, דורשים שימוש במנועים עם חיישנים.

 

בנוסף, מבחינת חומרים, אנו נותנים עדיפות למנועי פריט BLDC בעלי יעילות גבוהה, מחיר נמוך ועליית טמפרטורה נמוכה. יש לשקול מנועי Alnico BLDC או מנועי BLDC נדירים רק במקרה של דרישות ביצועים קפדניות, גודל קטן וטמפרטורת סביבה גבוהה.

 

2. פרמטרי ביצועים מרכזיים לבחירת מנוע

בעת בחירת מנוע DC ללא מברשות, פרמטרים הם אחד מגורמי הבחירה החשובים ביותר. ביניהם, שלושת פרמטרי הביצועים החשובים ביותר הם מומנט, מהירות והספק.

 

2.1 מומנט

מומנט מנוע, במילים פשוטות, הוא גודל כוח הסיבוב של המנוע, המשקף את כושר העומס של המנוע – ככל שהמומנט גבוה יותר, כך יכול המנוע לעמוד בעומס גדול יותר, וביצועי המנוע יהיו טובים יותר בהשוואה.

 

אולם בפועל, עלינו לשקול את המומנט המקסימלי הנדרש ליישום, אותו ניתן לקבל על ידי הוספת מומנט המנוע, מומנט האינרציה והחיכוך. בנוסף, ישנם מספר גורמים נוספים המשפיעים על מומנט הביקוש המקסימלי, למשל התנגדות אוויר מרווח האוויר וכו', הדורשים מרווח מומנט של לפחות 20%.

 

בנוסף למומנט הדרישה המקסימלי, יש להתייחס גם למומנט השורש הריבועי (RMS) של המנוע. ניתן להעריך את ה-RMS כמומנט הפלט הרציף הנדרש עבור היישום בפועל. הוא נקבע על ידי מספר גורמים: מומנט מרבי, מומנט עומס, מומנט אינרציה, תאוצה, האטה וזמן ריצה.

 

2.2 מהירות סיבוב

מהירות הסיבוב של המנוע קשורה קשר הדוק ליישום, למשל, מהירות הסיבוב של המנוע תקבע ישירות את מהירות הטיסה של המל"ט. לכן, בעת בחירת מנוע, סל"ד הוא שיקול הכרחי.

 

מהירות המנוע מיוצגת על ידי ערך KV, KV - סיבובים לוולט, או RPM/V, המציין כמה פעמים המנוע יסתובב לוולט. ניתן לקבוע את המהירות המקסימלית (RPM) של מנוע פשוט על ידי הכפלת ערך KV במתח הסוללה.

 

סל"ד=KV * V (מתח אספקה)

 

לפי הנוסחה, המהירות של מנוע ללא מברשות קשורה באופן ליניארי למתח. ערך KV הוא הכמות שבה גדל הסל"ד של המנוע עבור כל עליית וולט במתח. אם המתח עולה, המנוע אכן מסתובב מהר יותר.

 

אופניים חשמליים טיפוסיים מסתובבים בכמה מאות סל"ד, וכלי רכב חשמליים עולים מעט יותר, עד כמה אלפי סל"ד או אפילו עשרות אלפי סל"ד. אם נדרשת מהירות תפוקה נמוכה מאוד, יש צורך לשקול האם להתאים אותה לתיבת הפחתה ועם איזה סוג של תיבת הילוכים.

 

בנוסף, בתנאי יישום מסוימים, עלינו לשקול גם את טווח התאמת המהירות. לדוגמה, דרישת המהירות של מייבש שיער היא שההבדל בין המהירות המקסימלית למהירות הממוצעת אינו גדול, כלומר, טווח המהירות של המנוע קטן; בעוד שבכמה מערכות מיקום מנקודה לנקודה כמו מסועים ומערכות זרועות רובוטיות, נדרשים מנועים עם טווח מהירויות גדול.

 

2.3 כוח

יש לבחור את הספק המנוע בהתאם להספק הנדרש על ידי מכונות היישום ולנסות להפעיל את המנוע בעומס נקוב. יש לשים לב לשתי הנקודות הבאות בעת הבחירה

 

אם הספק המנוע נבחר קטן מדי, הדבר יגרום לעומס יתר על המנוע למשך תקופה ארוכה, דבר שיוביל לתופעות של חימום המנוע, רטט, ירידת מהירות, צליל לא תקין וכו'. במקרים חמורים, המנוע אפילו יישרף.

 

אם הספק המנוע נבחר גדול מדי, לא ניתן לנצל את ההספק המכני שלו במלואו, ומקדם ההספק והיעילות אינם גבוהים, לא רק עבור המשתמש והרשת אינה טובה, אלא גם גורם לבזבוז כוח.

 

לכן, חשוב מאוד לבחור מנוע בעל הספק סביר בהתאם לצרכי היישום. נוכל לבחור מנוע באמצעות הנוסחה לחישוב ערכי שלושה פרמטרים: הספק, מומנט ומהירות.

 

הספק (W)=מהירות (RPM) * מומנט (Nm) / 9.55

 

לדוגמה, אם אתה רוצה לבחור מנוע 120W, איך אתה עושה את זה? ראשית, אתה יכול לבדוק את הסל"ד, ולאחר מכן אתה יכול לבדוק כמה מומנט דורש העומס. לדוגמה, אם המהירות היא 3000RPM והמומנט הוא רק 0.3NM, לפי הנוסחה לעיל, W=RPM*NM/9.55=90, כלומר, ההספק המרבי מאושר כ-90W , אז הבחירה במנוע 100W אמורה להיות בסדר. עם זאת, אם סביבת האפליקציה קשה או זמן הריצה הרציף ארוך יותר, אז אתה יכול לבחור 125W, השוליים יהיו מעט גדולים יותר ובטוחים יותר.

 

בנוסף לשלושת הפרמטרים העיקריים שלעיל, בהתאם לדרישות היישום, ייתכן שיהיה צורך לשקול גם את מתח המנוע, זרם, דירוג עמיד למים וכו'.

 

2.4 מתח

 

המתח הנקוב של מנוע DC מציין את המתח היעיל ביותר לפעולה. יש צורך לוודא שהמתח המופעל על ידי היישום מתאים למתח הנקוב של המנוע; אם המתח קטן מדי, המנוע לא יעבוד, בעוד שמתח רב מדי יקצר את הפיתולים, וכתוצאה מכך לאובדן חשמל או נזק מוחלט למנוע.

 

2.5 זרם

זרם הוא הכוח להניע את המנוע, וזרם רב מדי עלול להזיק למנוע. עבור מנועי DC, זרם הפעלה וזרם עצירה חשובים. זרם הפעולה הוא הזרם הממוצע שהמנוע צפוי למשוך במומנט טיפוסי. זרם העצירה יפעיל מספיק מומנט כדי להפעיל את המנוע בעצירה או 0 סל"ד.

 

דירוג עמיד למים 2.6

 

דירוג ההגנה של מנוע ללא מברשות מסומן על ידי IP פלוס מספר, ככל שהמספר גבוה יותר, דירוג עמיד למים גבוה יותר.

 

3. הגדירו יעדי יישום

 

עבור יישומים שונים, למנועי DC ללא מברשות יהיו עיצובים ושיטות הנעה שונות, מה שהופך את הבחירה למורכבת מאוד. כדי לפשט את בחירת המנוע, עלינו להגדיר את דרישות הליבה על סמך השימוש במנוע.

 

לא	שדה יישום ראשי	דוגמאות ליישום	דרישות
1	אוטומציה תעשייתית	רובוטים תעשייתיים, מאווררי תקרה גדולים תעשייתיים, משאבות מים גדולות תעשייתיות	מומנט התחלה גבוה, מבנה פשוט, מחיר נמוך, אמינות גבוהה, תחזוקה קלה וכו'.
2	אוטו	מנוע הנעה, מושב חשמלי, חלונות חשמליים, מראות חשמליות, משאבת מים, משאבת דלק וכו'	מהירות גבוהה במיוחד, משקל קטן, התאמה רחבה
3	כלי חשמלי	מכונות קידוח, מסורים עגולים, מכונות שחיקה, מטוטלות	הספק גבוה, מהירות גבוהה וכו'
4	ציוד רפואי לשיקום	מאווררים, מיטות רפואיות, כסאות גלגלים חשמליים, כסאות עיסוי וכו'	טווח התאמה רחב, גודל קטן, חיים ארוכים, רעש נמוך וכו '.
5	מכשירי חשמל ביתיים	מקרר, מכונת כביסה, מייבש, שואב אבק, מאוורר תקרה וכו'	הספק נמוך וכו'
6	מוצרי טיפוח אישי	מייבשי שיער, מכשירי יופי, מגהצים. וכו	רמת בידוד גבוהה, רעש נמוך, פיזור חום טוב וכו'
7	כלי גינה	מכסחות דשא, מפוחי עלים, גזם חשמלי. וכו	עוצמה גבוהה ומשך זמן ארוך וכו'
8	אַחֵר	מזל"טים, פדיקבים ומכונות מעקב וידאו. וכו	תלוי במצב

 

בחירת BLDC היא תהליך של ניתוח מערכת מקיף, הדורש איזון בין כל ההיבטים של בחירת המנוע בהתאם לדרישות היישום. SIT הוא אחד מהספקי מנועים BLDCבסין. יש לנו צוות הנדסה מנוסה, שיכול לעזור לך למצוא את הפתרון הטוב ביותר עבור היישומים שלך. אם יש לך דרישות לגבי המנוע, אנא אל תהסס לפנות אלינו.