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1. Verschiedene Trainingsarten
Derzeit sind verschiedene Motorsteuerungstopologien verfügbar: Bürsten, bürstenloser Gleichstrom (BLDC), Schrittmotoren und Induktivitäten. Bürstenlose Motoren und Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) sind zwei Arten von bürstenlosen Motoren, die eng verwandt sind.
Bürstenlose Motoren benötigen keine Motorbürsten und werden daher in vielen Anwendungen eingesetzt. Diese bürstenlosen DC-Topologien verwenden eine Kommutierungslogik, um den Rotor zu bewegen, wodurch die Effizienz und Zuverlässigkeit des Motors verbessert werden.
Die Kommutierung des Bürstenmotors wird über die Schnittstelle Bürste/Kommutator realisiert. Die Schnittstelle erzeugt Reibung und Lichtbogen, wodurch die Leistung der Bürste mit der Zeit verringert wird. Diese Reibung erzeugt Wärme und verkürzt die Lebensdauer des Motors.
Im Vergleich zu Bürstenmotoren haben bürstenlose Motoren viele Vorteile. Sie sind energieeffizienter, kleiner, leichter, leiser, zuverlässiger und langlebiger. Darüber hinaus bieten sie eine Drehzahlregelung und eignen sich besser für Anwendungen mit variabler Drehzahl.
2. Verstehen Sie die Arten von bürstenlosen DC- und Permanentmagnet-Synchronmotoren
Das Arbeitsprinzip von
bürstenloser DC-Getriebemotor und Permanentmagnet-Synchronmotor ist der gleiche wie der des Synchronmotors. Jedes Mal, wenn der Rotor die Richtung ändert, dreht er sich mit dem Stator weiter, sodass der Motor weiterlaufen kann. Die beiden Arten von Gleichstrommotor-Statorwicklungen verwenden jedoch unterschiedliche Geometrien, so dass sie unterschiedliche Reaktionen der elektromotorischen Gegenkraft (BEMF) erzeugen können. Das bürstenlose BEFM ist trapezförmig. Die elektromotorische Gegenkraft des Permanentmagnet-Synchronmotors ist sinusförmig, so dass die Spulenwicklung sinusförmig ist. Um eine höhere Leistung zu erreichen, werden diese Elektroden üblicherweise mit Sinuswellen kommutiert.
Bürstenlose Gleichstrommotoren und permanentmagneterregte Synchronmotoren erzeugen im Betrieb über ihre Wicklungen eine elektromotorische Kraft. In jedem Motor wird die aufgrund der Bewegung erzeugte elektromotorische Kraft als Gegen-Elektromotorische Kraft (BEMF) bezeichnet, da die im Motor induzierte elektromotorische Kraft der elektromotorischen Kraft des Generators entgegengesetzt ist.
3. Beschreibung der Magnetfeldrichtungssteuerung
Um die sinusförmige Wellenform eines Permanentmagnet-Synchronmotors zu steuern, ist ein feldorientierter Steuerungsalgorithmus (FOC) erforderlich. FOC verbessert im Allgemeinen den Wirkungsgrad von Permanentmagnet-Synchronmotoren. Im Vergleich zum bürstenlosen DC-Trapezregler ist der Sinusregler des Permanentmagnet-Synchronmotors aufwendiger und teurer. Die Kostensteigerung bringt jedoch auch einige Vorteile mit sich, wie beispielsweise die Reduzierung des Rauschens und der Oberwellen in der Stromwellenform. Der Hauptvorteil von bürstenlosen Gleichstrommotoren besteht darin, dass sie leicht zu steuern sind. Wählen Sie den Motor entsprechend den Anwendungsanforderungen.
4. Bürstenlose DC- und PMSM-Motoren mit und ohne Sensoren
Bürstenlose DC- und PMSM-Motoren können mit oder ohne Sensoren ausgestattet werden. Motoren mit Sensoren eignen sich für Anwendungen, bei denen der Motor unter Lastbedingungen gestartet werden muss. Diese Motoren verwenden Hallsensoren, die in den Elektrodenstator eingebettet sind. Der Sensor ist im Wesentlichen ein Schalter, und sein digitaler Ausgang entspricht der Polarität des erfassten Magnetfelds. Jede Stufe des Motors erfordert einen separaten Hall-Sensor. Daher benötigt ein Drehstrommotor drei Hall-Sensoren. Ein Motor ohne Sensor muss den Motor als Sensor verwenden und einen Algorithmus verwenden, um zu laufen. Sie verlassen sich auf Informationen der Gegen-EMF. Durch Abtasten der Gegen-EMK kann auf die Position des Rotors geschlossen werden, wodurch Hardwaresensoren überflüssig werden. Unabhängig von der Topologie des Motors erfordert die Steuerung dieser Maschinen die Kenntnis der Rotorposition, damit der Motor effektiv kommutieren kann.
5. Algorithmus der Motorsteuerungssoftware
Heute werden Softwarealgorithmen wie Computerprogramme (dh ein Satz von Anweisungen zur Ausführung bestimmter Aufgaben) verwendet, um bürstenlose Gleichstrom- und Permanentmagnet-Synchronmotoren zu steuern. Diese Softwarealgorithmen verbessern den Wirkungsgrad des Motors und reduzieren die Betriebskosten, indem sie den Betrieb des Motors überwachen. Zu den Hauptfunktionen des Algorithmus gehören die Motorinitialisierung, die Hall-Sensor-Positionserkennung und die Schaltsignalprüfung zum Erhöhen oder Verringern der Stromreferenz.
6. Wie verarbeitet der Controller Motorsensorinformationen?
Dreiphasige bürstenlose Gleichstrommotoren haben 6 Zustände. Wie in der Abbildung unten gezeigt, kann ein dreistelliger Code verwendet werden, um die Anzahl der Betriebscodes zwischen 1 und 6 anzugeben. Der Sensor wird verwendet, um eine Drei-Bit-Datenausgabe an 68 Opcodes (1-6) bereitzustellen. Diese Informationen sind sehr nützlich, da die Steuerung feststellen kann, dass bei Ausgabe eines illegalen Operationscodes der Operationsoperationscode (1-6) gemäß dem Gesetz ausgeführt wird. Wie in der Abbildung unten gezeigt, erhält der Algorithmus den Betriebscode des Hall-Sensors und decodiert ihn. Wenn sich der Betriebscodewert des Hall-Sensors ändert, ändert der Controller das Energieübertragungsschema, um eine Kommutierung zu erreichen. Der Einchip-Mikrocomputer verwendet den Opcode, um die Energieübertragungsinformationen aus der Nachschlagetabelle zu extrahieren. Nach Verwendung des neuen Sektorbefehls zur Stromversorgung des Dreiphasen-Wechselrichters bewegt sich das Magnetfeld in eine neue Position, während der Rotor in die Bewegungsrichtung gedrückt wird. Dieser Vorgang wird bei laufendem Motor kontinuierlich wiederholt.
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