Бесколлекторный двигатель

Более подробное описание в Википедии

Бесколлекторный электродвигатель

статья не завершена.

Конструкции

По конструкции двигатели бывают с внутренним и внешним ротором.

Например обычные компьютерные вентиляторы это бесколлекторные двигатели с внешним ротором.

Как правило двигатели с внешним ротором имеют больший крутящий момент, за счёт большего плеча, по сравнению с аналогичными по размеру двигателями с внутренним ротором.

К недостаткам можно отнести повышенную опасность, т.к. быстро вращающийся ротор ничем не защищён от внешних воздействий.

К отдельному виду можно отнести так называемые Мотор-колесо,

это многополюсный (20 и более полюсов), бесколлекторный электродвигатель с внешним ротором, на ротор которого одето колесо.

Такие мотор-колёса применяются на луноходах, и на огромных самосвалах типа Белаз.

Бесколлекторные двигатели доступны в любом магазине авиамоделистов.

Существуют как очень маленькие так и очень большие двигатели мощности которых достаточно чтобы сделать электровелосипед.

Бесколлекторынй двигатель это синхронная машина, частота вращения магнитного поля синхронизирована с вращением ротора.

Синхронизация может быть организованна с использованием внешних датчиков (оптические или датчики холла), так и на основе противоэдс которая возникает в двигателе при вращении,

такой способ называется безсенсорный.

Сенсорное управление даёт чёткое управление во всём диапазоне оборотов, в то время как безсенсорное не работает на малых скоростях.

Для того чтобы стронуть с места двигатель при безсенсорном управление используется специальная асинхронная стартовая последовательность включения обмоток,

которая вовлекает во вращение ротор, и разгоняет его до такой скорости когда контроллер может "почувствовать" противоэдс.

При этом, используется ШИМ 30-40%, чтобы гарантированно стронуть ротор с места, соответственно, ввиду малой скорости и большой подаваемой мощности,

старт происходит при повышенных токах, когда контроллер переключится в синхронную фазу ток упадёт до нормального рабочего уровня.

Бесколекторные двигатели бывают :

- двух фазные (компьютерные кулер)

- трёх фазные (двигатель в CD-ROM,большинство авиамодельных и другие).

- много фазные (достаточно экзотические)

Управление бесколлекторным электродвигателем на основе контроллера avr хорошо описано в следующих документах:

сенсорное управление http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/AVR492.htm

безсенсорное управление http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/AVR444.htm

Практическая реализация безсенсорного управления рассмотрена на форуме http://roboforum.ru/forum11/topic10041.html

По конструкции двигатели так же можно разделить по количеству зубов статора и количеству магнитов ротора (количество пар полюсов).

В трёх фазном бесколекторном двигателе количество зубов статора всегда кратно трём, а количество магнитов кратно двум (но возможны исключения).

Чем больше количество зубов статора, тем больше разница между электрическим и механическим градусом.

Например в двигателе с девятью зубьями за один оборот ротора происходит три оборота магнитного поля.

Грубо говоря с точки зрения микроконтроллера, это означает, что контроллер будет переключать транзисторы со скоростью в три раза большей чем частота вращения вала двигателя.

Чем больше количество зубьев статора тем меньше пульсация момента на валу двигателя, а так же ниже минимальная скорость.

Но есть и недостатки, большее количество зубов означает больше количество витков, а значит больше индуктивность,

больше противоэдс, и соответственно ниже максимальная скорость вращения.

При выборе электродвигателя нужно обратить внимание на максимальные обороты которые он должен развивать.

Для колёсных роботов целесообразней выбирать низкооборотистые двигатели.

Как правило для авиамодельных электродвигателей приводится коэффициент KV - обороты на вольт.

Чем больше это значение тем большие обороты будет развивать мотор.

Оптимальное значение меньше тысячи ( зависит от коэффициента передачи редуктора).

Так же моторы различаются по типу обмотки статора.

Есть два вида соединения намотки звездой и треугольником, как и в асинхронных машинах, соединение звездой даёт больший момент, а соединение треугольником большую максимальную скорость.

Как правило авиамодельные двигатели с большим количеством оборотов имеют обмотку типа треугольник.