Ketahui asas EMF belakang, cara mengukurnya, dan kelebihan dan kekurangan jenis motor yang berbeza.
Dalam Bahagian 1 Soalan Lazim ini, kami melihat motor DC berus dan DC tanpa berus (BLDC), dengan yang kedua mempunyai beberapa persamaan dengan motor segerak magnet kekal (PMSM). Gambar rajah PMSM yang dipermudahkan dalam Rajah 1 menyerupai rajah yang dibentangkan dalam Bahagian 1 untuk motor BLDC tolak litar tukar elektronik. Perbezaan yang halus namun ketara antara kedua-duanya, bagaimanapun, nyata dalam motor BLDC yang mempunyai daya gerak elektrik belakang sinusoidal (EMF) manakala PMSM mempunyai EMF belakang trapezoid.
Apakah semula EMF, dan bagaimana saya boleh mengukurnya?
EMF belakang (VBEMF) ialah voltan yang dijana oleh motor berputar dalam dua peranannya sebagai penjana dan berkadar dengan kelajuan. Rajah 2a menunjukkan model yang dipermudahkan VBEMF, rintangan siri (RS), dan kearuhan siri (LS). Untuk mengukur VBEMF, cabut motor daripada mana-mana sumber kuasa input, sambungkan osiloskop anda ke terminal motor, dan putar motor pada kelajuan yang diketahui. Anda boleh memerhati secara langsung VBEMF pada osiloskop (Rajah 2b) kerana tanpa arus yang mengalir, RS and LS tidak akan menyumbang sebarang penurunan voltan.
Selalunya, anda ingin mengukur kembali EMF semasa operasi motor untuk mendapatkan maklumat kelajuan dan kedudukan. Dalam skim pertukaran elektronik motor BLDC tiga fasa biasa, pada bila-bila masa, hanya dua fasa membawa arus, dan pengawal motor boleh mengukur kembali EMF pada fasa ketiga yang tidak bertenaga. Sebagai alternatif, anda boleh mengukur arus siri I dan hitung EMF belakang:
Untuk maklumat lanjut, lihat “Hukum Lenz dan Back EMF” dalam Petua Kawalan Pergerakan.
Apakah keburukan motor PMSM atau BLDC?
Berkenaan motor DC, kadangkala adalah mudah untuk mengubah kekuatan medan, yang tidak boleh anda lakukan dengan magnet kekal. Memandangkan kekuatan medan yang berterusan, motor DC konvensional beroperasi dalam mod tork malar sehingga kelajuan di mana EMF belakang motor menghampiri voltan masukan. Pada ketika ini, mengurangkan arus medan mengurangkan EMF belakang, dan motor boleh beroperasi pada kelajuan yang lebih tinggi tetapi pada tork yang lebih rendah, mewujudkan mod kuasa kuda malar. Mod ini boleh berguna dalam aplikasi seperti alat mesin, di mana alat boleh beroperasi dengan kuasa pemotongan yang berterusan walaupun ketumpatan bahan berubah.
Bagi mana-mana motor magnet kekal, isu rantaian bekalan magnet kekal menjadi kritikal, seperti yang diserlahkan dalam laporan Jabatan Tenaga AS ini. Oleh itu, penyelidikan berterusan untuk mencari alternatif. Pilihan telah lama wujud, termasuk motor DC berus yang dibincangkan dalam bahagian 1, walaupun dengan kelemahan. Alternatif lain ialah motor segerak pemutar luka (WRSM). Rajah 3 menunjukkan berus dan gelang gelincir yang membawa arus DC ke dan dari belitan rotor WRSM. Gelang gelincir dan berus tidak mempunyai risiko kearkaan dan kelipan komutator motor DC yang disikat, namun ia tetap tertakluk kepada kehausan mekanikal.
Pilihan lain ialah motor aruhan AC. Dalam Rajah 4 kiri, rotor terdiri daripada gelung pengalir yang mengelilingi teras besi berlamina. Apabila aci berputar, medan magnet stator mendorong arus AC dalam gelung, menyebabkan pembalikan kekutuban magnet dalam teras pemutar, seperti yang ditunjukkan dalam pandangan serong di sebelah kanan. Rotor cuba untuk bersaing dengan medan magnet berputar stator, tetapi ia tidak pernah berjaya. Sekiranya ia berbuat demikian, gelung pengalir tidak lagi memotong medan magnet stator, dan arusnya akan turun kepada sifar. Akibatnya, motor beroperasi pada "gelincir" - beberapa peratus daripada kelajuan segerak.
Daripada satu gelung konduktif, motor aruhan tiga fasa biasa mempunyai berbilang konduktor yang disusun dalam konfigurasi yang menyerupai sangkar tupai, dan ia sering dipanggil motor sangkar tupai. Tanpa komutator atau gelang gelincir, motor ini telah lama menjadi kuda kerja yang boleh dipercayai. Ia optimum apabila berjalan pada kelajuan penuh dan memuatkan dalam aplikasi seperti mengisi semula menara air secara berkala kerana motor memacu pam berkelajuan malar. Kecekapannya terjejas apabila beroperasi pada kelajuan dan beban yang berbeza-beza—memacu pam kelajuan berubah-ubah yang mengekalkan tekanan air yang berterusan walaupun permintaan berbeza-beza, contohnya, atau berfungsi sebagai motor daya tarikan dalam kenderaan elektrik.
Apa lagi yang perlu saya ketahui tentang motor?
Dalam bahagian 3 siri ini, saya akan menerangkan motor elektrik yang tidak mempunyai magnet kekal, tiada komutator, tiada berus, tiada gelang gelincir dan tiada sangkar tupai. Kami juga akan melihat peranan elektronik pemacu moden dalam menjadikan motor ini praktikal dan dalam meningkatkan prestasi dan kecekapan jenis motor lain. Akhir sekali, kita akan melihat pada ukuran kuasa dan kecekapan. Sementara itu, EEWorld baru sahaja menghasilkan satu siri pembentangan mengenai reka bentuk pemacu motor, yang boleh anda lihat atas permintaan di sini.
Berkaitan
Bagaimanakah saya memilih motor elektrik, dan bagaimana saya mengujinya? Bahagian 1
Memandu motor DC berus dan tanpa berus
Asas motor dan motor DC
Webinar: Reka Bentuk Pemacu Motor
Motor DC berus: Masih merupakan pilihan yang sangat berdaya maju, Bahagian 1: Operasi
Motor DC yang disikat: Masih merupakan pilihan yang sangat berdaya maju, Bahagian 2: Aplikasi
Motor DC yang disikat: Masih merupakan pilihan yang sangat berdaya maju, Bahagian 3: Pemandu
FAQ: Apakah perbezaan antara BLDC dan motor AC segerak?
Membandingkan motor dc stepper dan tanpa berus