Sådan vælger du en passende BLDC-motor
Jan 08, 2024
Børsteløse DC-motorer(BLDC) er meget udbredt i industriel automation, bilindustrien, medicinsk udstyr, kunstig intelligens og andre industrier på grund af deres lange levetid, lave støj og høje drejningsmoment. BLDC'er kommer i en lang række størrelser og typer, og i praksis har vi skal vælge den rigtige BLDC-motor for at opfylde applikationens ydeevnekrav. I denne blog vil SIT introducere, hvordan du vælger den rigtige BLDC-motor til din applikation.
1. Vælg den korrekte BLDC-motortype
I henhold til strukturen kan børsteløse jævnstrømsmotorer opdeles i to typer: Inrunner type og outrunner type. Grundlæggende arbejder de efter samme princip, men har forskellige fordele og begrænsninger. Inrunner BLDC-motorer placerer statoren (fast element) udenfor og rotoren (roterende element) indeni, med rotoren roterende inde i statoren. Outrunner BLDC-motorer har det modsatte design: Statoren er placeret inde, rotoren er udenfor, og den eksterne rotor roterer rundt om statoren i midten. Forholdsmæssigt er børsteløse motorer med inrunner mindre i diameter og hurtigere, hvilket gør dem mere velegnede til højhastighedsapplikationer, mens outrunner børsteløse motorer har en større diameter og bedre varmeafledning, hvilket letter brugen af drejningsmoment ved lav hastighed og er velegnet til lav hastighed. -hastighedsapplikationer.
Alt efter om de har sensorerne eller ej, er BLDC-motorer også opdelt i sensorede BLDC-motorer og sensorløse BLDC-motorer. Valget mellem dem afhænger normalt af omkostningerne. Sensorløse motorer bliver i stigende grad brugt i applikationer såsom lavpris motorapplikationer med variabel hastighed, såsom ventilatorer, køleskabskompressorer, klimaanlæg og haveredskaber. Anvendelser, der kræver et højt drejningsmoment ved opstart, såsom elektrisk værktøj som e-cykler og pedelecs, kræver dog brug af motorer med sensorer.
Derudover prioriterer vi materialemæssigt ferrit BLDC-motorer med høj effektivitet, lav pris og lav temperaturstigning. Alnico BLDC-motorer eller sjældne jordarters BLDC-motorer bør kun overvejes i tilfælde af strenge krav til ydeevne, lille størrelse og høj omgivelsestemperatur.
2. Nøgleydelsesparametre for motorvalg
Når du vælger en børsteløs jævnstrømsmotor, er parametre en af de vigtigste valgfaktorer. Blandt dem er de tre vigtigste præstationsparametre drejningsmoment, hastighed og effekt.
2.1 Moment
Motormoment er i enkle vendinger størrelsen af motorens rotationskraft, som afspejler motorens belastningskapacitet – jo højere moment, jo større belastning kan motoren modstå, og jo bedre vil motorens ydeevne være i sammenligning.
I praksis skal vi dog overveje det maksimale drejningsmoment, der kræves til applikationen, som kan opnås ved at tilføje motordrejningsmoment, inertimoment og friktion. Derudover er der nogle yderligere faktorer, der påvirker det maksimale behovsmoment, f.eks. modstanden af luftspalteluften osv., som kræver en momentmargin på mindst 20%.
Ud over det maksimale krævede drejningsmoment skal motorens kvadratiske drejningsmoment (RMS) også tages i betragtning. RMS kan tilnærmes som det kontinuerlige udgangsmoment, der kræves til den aktuelle anvendelse. Det bestemmes af en række faktorer: maksimalt drejningsmoment, belastningsmoment, inertimoment, acceleration, deceleration og køretid.
2.2 Rotationshastighed
Motorens rotationshastighed er tæt forbundet med applikationen, for eksempel vil motorens rotationshastighed direkte bestemme dronens flyvehastighed. Derfor er RPM en uundværlig overvejelse, når du vælger en motor.
Motorhastigheden er repræsenteret ved KV-værdien, KV - omdrejninger pr. volt, eller RPM/V, som angiver, hvor mange gange motoren vil rotere pr. volt. En motors maksimale hastighed (RPM) kan bestemmes ved blot at gange KV-værdien med batterispændingen.
RPM=KV * V (forsyningsspænding)
Ifølge formlen er hastigheden af en børsteløs motor teoretisk lineært relateret til spændingen. KV-værdien er den mængde, hvormed motorens omdrejningstal stiger for hver voltstigning i spænding. Hvis spændingen stiger, roterer motoren hurtigere.
Typiske e-cykler roterer med et par hundrede omdrejninger i minuttet, og e-køretøjer går lidt højere, op til et par tusinde omdrejninger eller endda titusindvis af omdrejninger i minuttet. Hvis der kræves en meget lav udgangshastighed, er det nødvendigt at overveje, om den skal parres med en reduktionsgearkasse og med hvilken slags gearkasse.
Derudover skal vi under nogle anvendelsesforhold også overveje hastighedsjusteringsområdet. For eksempel er hastighedskravet til hårtørrer, at forskellen mellem den maksimale hastighed og gennemsnitshastigheden ikke er stor, det vil sige, at motorens hastighedsområde er lille; mens der i nogle punkt-til-punkt positioneringssystemer såsom transportbånd og robotarmsystemer kræves motorer med stort hastighedsområde.
2.3 Strøm
Motorens effekt skal vælges i overensstemmelse med den effekt, der kræves af applikationsmaskineriet, og prøv at køre motoren med nominel belastning. Følgende to punkter skal bemærkes, når du vælger
Hvis motoreffekten vælges for lille, vil det medføre, at motoren bliver overbelastet i længere tid, hvilket vil føre til fænomener som motoropvarmning, vibrationer, hastighedsfald, unormal lyd osv. I alvorlige tilfælde vil motoren vil endda blive brændt.
Hvis motoreffekten er valgt for stor, kan dens mekaniske udgangseffekt ikke udnyttes fuldt ud, og effektfaktoren og effektiviteten er ikke høj, ikke kun for brugeren, og nettet er ikke godt, men forårsager også spild af strøm.
Derfor er det meget vigtigt at vælge en motor med rimelig effekt i henhold til applikationens behov. Vi kan vælge en motor ved at bruge formlen til at beregne værdierne af tre parametre: effekt, drejningsmoment og hastighed.
Effekt (W)=Hastighed (RPM) * Moment (Nm) / 9,55
For eksempel, hvis du vil vælge en 120W motor, hvordan gør du det? Først kan du tjekke omdrejningstallet, og derefter kan du tjekke, hvor meget drejningsmoment belastningen kræver. Hvis f.eks. hastigheden er 3000 RPM, og drejningsmomentet kun er 0,3NM, ifølge ovenstående formel, W=RPM*NM/9.55=90, dvs. den maksimale effekt er bekræftet til at være 90W , så skulle det være fint at vælge en 100W motor. Men hvis applikationsmiljøet er barskt eller den kontinuerlige køretid er længere, så kan du vælge 125W, margenen bliver lidt større og sikrere.
Ud over de ovennævnte tre hovedparametre, afhængigt af applikationskravene, kan det også være nødvendigt at overveje motorspænding, strøm, vandtæthed osv.
2.4 Spænding
En jævnstrømsmotors nominelle spænding angiver den mest effektive spænding til drift. Det er nødvendigt at sikre sig, at den spænding, der påføres af applikationen, er passende til motorens nominelle spænding; hvis spændingen er for lille, vil motoren ikke fungere, mens for meget påført spænding vil kortslutte viklingerne, hvilket resulterer i strømtab eller fuldstændig beskadigelse af motoren.
2,5 strøm
Strøm er kraften til at drive motoren, og for meget strøm kan beskadige motoren. For DC-motorer er driftsstrøm og stallstrøm vigtige. Driftsstrømmen er den gennemsnitlige strøm, som motoren forventes at trække ved typisk drejningsmoment. Standsningsstrømmen vil påføre tilstrækkeligt drejningsmoment til at køre motoren ved en standsning eller 0 RPM.
2.6 Vandtæt vurdering
Beskyttelsesgraden for en børsteløs motor er angivet med IP plus et tal, jo højere tal, jo højere vandtæthed.
3. Definer ansøgningsmål
Til forskellige anvendelser vil børsteløse jævnstrømsmotorer have forskellige designs og drivmetoder, hvilket gør valget meget komplekst. For at forenkle motorvalg skal vi definere kernekravene baseret på motorbrug.
| Ingen | Hovedanvendelsesfelt | Anvendelseseksempler | Krav |
| 1 | Industriel automation | Industrirobotter, industrielle store loftsventilatorer, industrielle store vandpumper | Højt startmoment, enkel struktur, lav pris, høj pålidelighed, nem vedligeholdelse osv. |
| 2 | Bil | Køremotor, el-sæde, el-ruder, el-spejle, vandpumpe, brændstofpumpe mv | Ultrahøj hastighed, lille vægt, bred justering |
| 3 | Elektrisk værktøj | Boremaskiner, rundsave, slibemaskiner, penduler | Høj effekt, høj hastighed osv |
| 4 | Medicinsk rehabiliteringsudstyr | Ventilatorer, medicinske senge, elektriske kørestole, massagestole mv | Bredt justeringsområde, lille størrelse, lang levetid, lav støj osv. |
| 5 | Husholdningsgrej | Køleskab, vaskemaskine, tørretumbler, støvsuger, loftsventilator mv | lav effekt osv |
| 6 | Personlige plejeprodukter | Hårtørrere, skønhedsapparater, krøllejern. etc | Højt isoleringsniveau, lav støj, god varmeafledning mv |
| 7 | Haveredskaber | plæneklippere, løvblæsere, elektriske beskærere. etc | Høj effekt og lang varighed mv |
| 8 | Andet | droner, pedicabs og videoovervågningsmaskiner. etc | Afhænger af situationen |
BLDC-valg er en proces med omfattende systemanalyse, som kræver afbalancering af alle aspekter af motorvalg i henhold til applikationskravene. SIT er en af deBLDC motorleverandøreri Kina. Vi har et erfarent ingeniørteam, som kan hjælpe dig med at finde den bedste løsning til dine applikationer. Hvis du har nogle krav til motoren, er du velkommen til at kontakte os.