Có thể nói sự xuất hiện của động cơ Bruslless (động cơ không chổi than) là một cuộc cách mạng lớn trong công nghệ điều khiển giúp tốc độ và độ bền của mô tơ tăng lên đáng kể. Chi tiết hơn về động cơ này bài viết dưới đây xin giới thiệu đến bạn định nghĩa, nguyên lý, cấu tạo,... của động cơ Bruslless để bạn có thể tham khảo.
Động cơ Bruslless là gì?
Động cơ Bruslless DC hay còn gọi là động cơ không chổi than là loại động cơ điện được chuyển mạch bằng điện tử với các nam châm điện dòng DC di chuyển rotor xung quanh stator. Được biết, động cơ Bruslless DC không chổi than sử dụng bộ điều khiển động cơ bước để tạo ra sự chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học.
Cấu tạo của động cơ Bruslless
Cũng giống như các động cơ đồng bộ thông thường khác, động cơ không chổi than DC bao gồm 3 bộ phận chính là: Stator, Rotor và Hall sensor.
- Stator: Bao gồm lõi sắt (các lá thép kỹ thuật điện ghép cách điện với nhau) và dây cuốn đặt lệch nhau 120 độ trong không gian của stator. Trong đó thân rotor được các thanh nam châm gắn chắc chắn vào và làm nhiệm vụ kích từ cho động cơ.
- Rotor: Cũng như các động cơ nam châm vĩnh cửu khác.
- Hall sensor: Có nhiệm vụ xác định vị trí của từ trường rotor so với các pha của cuộn dây stator. Lưu ý vị trí của Hall sensor là nằm gắn trên stator của động cơ Bruslless chứ không phải trên rotor.
Hình ảnh cấu tạo của động cơ Bruslless
Nguyên lý hoạt động của động cơ Bruslless
Động cơ Bruslless được cài đặt nhằm xác định vị trí của rotor để điều khiển dòng điện vào cuộn dây starto sao cho tương ứng. Trường hợp nếu không sử dụng động cơ thì thiết bị không thể tự thay đổi chiều quay và khởi động tự động được.
Cũng vì nguyên tắc điều khiển chủ yếu dựa vào vị trí của rotor mà động cơ không chổi than DC luôn cần có một bột điều khiển chuyên phối hợp với cảm biến hall để điều khiển động cơ một cách trơn tru và ổn định.
Ưu nhược điểm của động cơ Bruslless
Ưu điểm: Thiết bị sử dụng động cơ không chổi than DC bao sẽ đem lại rất nhiều lợi ích tuyệt vời như:
- Tỷ lệ công suất/khối lượng máy điện cao
- Động cơ cho khả năng tăng tốc nhanh nhờ tỷ lệ momen quán tính lớn
- Thay vì nhỏ như một số động cơ khác, động cơ không chổi than DC có mật độ từ thông khe hở không khí lớn.
- Động cơ cho thiết bị vận hành nhẹ nhàng ngay cả với tốc độ cao
- Chỉ trong một thời gian ngắn động cơ sẽ cho tăng tốc và giảm tốc nhanh mà không bị chững lại hay bị ì động cơ.
- Hiệu suất cao
- Kết cấu của động cơ Bruslless vô cùng nhỏ gọn
- Được sử dụng đa dạng hiện nay
- Về hiệu quả công suất thì động cơ không chổi than DC cho độ tin cậy đến 90%
- Động cơ Bruslless đem lại hiệu quả kiểm soát tốc độ tốt nhất (trê 10.000r/min)
- Thiết bị sử dụng động cơ Bruslless tiết kiệm chi phí bảo trì nhờ không phải thay thế chổi than và vành trượt.
Nhược điểm: Hiện nay giá thành của động cơ Bruslless khá cao bởi cấu tạo từ nam châm vĩnh cửu và cảm biến hall.
Sử dụng động cơ Bruslless đem lại nhiều lợi ích như cho khả năng tăng tốc nhanh
Điều khiển động cơ Bruslless như thế nào
Ví dụ: Chế độ điều khiển cơ bản của Bruslless là 120o
Động cơ Bruslless có đặc tính cơ và đặc tính điều khiến giống với động cơ một chiều bởi dưới mỗi pha điện của động cơ Bruslless đều có dòng điện 1 chiều và sức điện động 1 chiều. Cũng chính bởi lý do vậy mà động cơ Bruslless còn có tên là động cơ điện một chiều không chổi than nhưng bản chất vẫn là động cơ xoay chiều đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
Vòng điều khiển tốc độ ở ngoài giống với động cơ một chiều. Sai số giữa tốc độ đặt và tốc độ thực được đưa vào bộ điều chỉnh tốc độ G, đầu ra của bộ điều chỉnh G là lượng đặt dòng điện Id*.
Khi đó tín hiệu Hall sensor sẽ được đưa về và giải mã thành thông tin về dòng điện yêu cầu ở 3 pha la, Ib, Ic được kết hợp với giá trị dòng Id* qua khâu logic và đưa ra các lượng đặt dòng điện Ia*, Ib*, Ic*.
3 khâu relay 2 trạng thái đồng thời sử dụng nhằm đóng cắt các khóa mạch lực. Bước này có tác dụng làm cho các dòng điện vào động cơ (hay còn gọi là phương pháp điều khiển dải trễ dòng điện).
Về các dong điện, chúng được giải thích như sau:
- Dòng điện chuyển mạch 6 lần trong 1 chu kỳ bằng phương pháp điều chỉnh dòng HCC. Sự chuyển mạch không lý tưởng này gây lên những hạn chế nhất định của động cơ không chổi than DC. Cụ thể là nhấp nhô moment, quỹ đạo từ thông không tròn dẫn đến khó xác định dòng điện.
- Được biết nhấp nhô moment khiến động cơ Bruslless hoạt động không ổn định nên đây là điểm yếu của động cơ Bruslless.
- Do sự chuyển mạch không lý tưởng của dòng điện nên quỹ đạo từ thông của động cơ không phải hình tròn mà trở thành dộng cơ Bruslless có 6 gai, bậc trong 1 chu kỳ. Cũng chính vì sự ước lượng từ thông tại các bậc là rất khó khăn nên rất khó để điều khiển từ thông động cơ.
Điều khiển động cơ Bruslless khá phức tạp
Các ứng dụng của động cơ Bruslless
Có thể nói động cơ brushless DC cho ứng dụng rất rộng như với: ngành công nghiệp ô tô, công cụ, công nghiệp điều khiển, tụ động hóa và vũ trụ. Tuy nhiên về ứng dung thì động cơ brushless DC sẽ cho 3 ứng dụng chính như:
- Ứng dụng tải trọng trong biến đổi: chẳng hạn như thiết bị gia dụng, drier, máy nén khí
- Vị trí các ứng dụng: Kiểm soát đặt công nghiệp và các ứng dụng điều khiển tự động
Trên đây là chi tiết các thông tin về động cơ Brushless DC, hy vọng rằng với những gợi ý trên sẽ giúp bạn hiểu hơn về loại động cơ này.
Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !
Hotline / Zalo: 0903 666 014
Website: https://uniduc.com/vi
-------------////--------------------------------------------////------------
HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.
