W tym artykule przedstawimy najważniejsze informacje na temat bezszczotkowych silników prądu stałego BLDC (ang. BrushLess Direct-Current Motor) - omówimy ich charakterystyczne właściwości, wady i zalety, a także typowe zastosowania.
Charakterystyczną cechą wyróżniającą opisywane silniki jest brak szczotek i komutatora mechanicznego. Zamiast nich zastosowano komutację elektroniczną tj. odpowiednie włączanie i wyłączanie nieruchomych cewek, czyli stojana z uzwojeniami.
W wirnikach silników BLDC najczęściej stosuje się magnesy ziem rzadkich, które umożliwiają osiągnięcie większej mocy takiego układu. Dla uzyskania informacji o aktualnym położeniu wirnika i odpowiedniego sterowania załączaniem poszczególnych cewek stojana najczęściej stosuje się czujniki Halla, jednak niekiedy można się spotkać również z wykorzystaniem enkoderów hallotronowych, elektromagnetycznych, optoelektronicznych lub z układami bez czujnika generującego sygnał sprzężenia zwrotnego.
Podział ze względu na liczbę uzwojeń silnika:
Podział ze względu na obecność czujnika położenia wirnika:
Podział ze względu na rodzaj zasilania uzwojeń:
Podział ze względu na konstrukcję wirnika:
Podział ze względu na liczbę biegunów wirnika.
Zasada działania silników BLDC:
Jak wskazuje sama nazwa silniki te pozbawione są szczotek, których zużycie w standardowych konstrukcjach jest główną przyczyną awarii. Wyeliminowanie szczotek z konstrukcji silników BLDC znacznie wydłużyło ich średni bezawaryjny czas pracy, a jedynym zużywającym się elementem pozostały łożyska.
Bezszczotkowe silniki prądu stałego oferują znacznie lepszy stosunek generowanej mocy do masy własnej, niż ma to miejsce w przypadku tradycyjnych silników prądu stałego.
Kompaktowe wymiary oraz niewielki ciężar umożliwiają umieszczenie silników BLDC w szczelnych obudowach zapewniającym im ochronę na poziomie IPX6 zabezpieczających je przed silnym strumieniem wody oraz zalewniem z dowolnego kierunku.
Płaska charakterystyka generowanego przez silniki BLDC momentu obrotowego pozwala na precyzyjne regulowanie prędkości pracy napędu, co jest szczególnie istotne w przypadku maszyn i technologii wymagających dokładnego pozycjonowania w osiach ruchomych.
Brak szczotek rozwiązuje problem iskrzenia, który występował w tradycyjnych silnikach i był przyczyną powstawania zakłóceń elektromagnetycznych wpływających na pobliską elektronikę. Dodatkowo brak iskrzenia umożliwia zastosowanie silników BLDC w strefach zagrożonych wybuchem.
Główną wadą bezszczotkowych silników prądu stałego jest ich wysoka cena, na którą główny wpływ ma koszt sterownika elektronicznego oraz magnesów stałych. W ostatnich latach ceny tych podzespołów stopniowo spadają, przez co silniki BLDC można spotkać w coraz większej gamie aplikacji.
Typowe zastosowania silników BLDC:
Zarejestruj się
Nasz blog o falownikach
Znajdź nas na Twitter
Znajdź nas na Facebook
Odwiedź nas na Google+
