Struktura silnika prądu stałego

Struktura sterowania bezszczotkowego silnika prądu stałego: Bezszczotkowy silnik prądu stałego jest rodzajem silnika synchronicznego, co oznacza, że ​​na prędkość jego wirnika wpływa prędkość wirującego pola magnetycznego stojana oraz liczba biegunów wirnika (P), N=120f/P. Przy stałej liczbie biegunów wirnika zmiana częstotliwości wirującego pola magnetycznego stojana powoduje zmianę prędkości wirnika. Bezszczotkowy silnik prądu stałego jest zasadniczo silnikiem synchronicznym z dodatkowym sterowaniem elektronicznym (sterownikiem). Kontroluje częstotliwość wirującego pola magnetycznego stojana i przekazuje prędkość wirnika z powrotem do centrum sterowania w celu wielokrotnej korekty, mając na celu osiągnięcie charakterystyki zbliżonej do silnika prądu stałego. Innymi słowy, bezszczotkowy silnik prądu stałego może utrzymać określoną prędkość wirnika w swoim zakresie obciążenia znamionowego, nawet gdy obciążenie się zmienia.

Bezszczotkowy sterownik prądu stałego składa się z sekcji zasilania i sekcji sterowania: sekcja zasilania zapewnia trójfazowe zasilanie silnika-, natomiast sekcja sterowania przetwarza w razie potrzeby częstotliwość zasilania wejściowego. Sekcja zasilania może przyjmować bezpośrednie wejście DC (zwykle 24 V) lub wejście AC (110 V/220 V). Jeżeli sygnał wejściowy to prąd przemienny, należy go najpierw przekonwertować na prąd stały za pomocą konwertera. Niezależnie od tego, czy sygnał wejściowy to prąd stały, czy przemienny, napięcie stałe musi najpierw zostać przekształcone na napięcie trójfazowe-za pomocą falownika w celu napędzania cewek silnika. Falownik składa się zazwyczaj z sześciu tranzystorów mocy (Q1-Q6) podzielonych na ramiona górne (Q1, Q3, Q5) i ramiona dolne (Q2, Q4, Q6), podłączonych do silnika jako przełączniki sterujące przepływem prądu przez cewki silnika. Jednostka sterująca zapewnia PWM (modulację szerokości impulsu) w celu określenia częstotliwości przełączania tranzystorów mocy i czasu komutacji falownika. Bezszczotkowe silniki prądu stałego zazwyczaj wymagają kontroli prędkości, która zapewnia, że ​​prędkość pozostaje stabilna na ustawionym poziomie, bez znaczących wahań w przypadku zmiany obciążenia. Dlatego silnik jest wyposażony w czujnik Halla, który wykrywa pole magnetyczne, służąc jako kontrola prędkości w pętli zamkniętej, a także jako podstawa do kontroli kolejności faz. Jednakże jest ono wykorzystywane wyłącznie do sterowania prędkością i nie może być wykorzystywane do sterowania pozycjonowaniem.