Максимальные обороты бесколлекторного двигателя

Бесколлекторные моторы

Обзор бесколлекторных моторов для Arduino

Бесколлекторные моторы (рис. 1) появились сравнительно недавно и были созданы с целью оптимизации электродвигателей постоянного тока. Бесколлекторные моторы питаются трехфазным переменным током. Они эффективно работают в более широком диапазоне оборотов и имеют более высокий КПД. При этом конструкция двигателя проще, в ней нет щеточного узла, который постоянно трется с ротором и создает искры. Поэтому они практически не изнашиваются.

По конструкции бесколлекторные моторы делятся на две группы: inrunner и outrunner. Двигатели inrunner имеют расположенные по внутренней поверхности корпуса обмотки, и вращающийся внутри магнитный ротор. Двигатели outrunner имеют неподвижные обмотки, внутри двигателя, вокруг которых вращается корпус с помещенными на его внутреннюю стенку постоянными магнитами.

Коммутация в бесколлекторном двигателе (БД) осуществляется и контролируется с помощью электроники.

Контроллеры бесколлекторных моторов (ESC регуляторы)

Для управления бесколлекторными моторами используют специальные контроллеры — ESC (Electric speed controller — электронный контроллер скорости) регуляторы (рис. 3).

Рис. 3. ESC регуляторы

Задача контроллера состоит в том, что бы передать энергию постоянного тока от аккумулятора к трехфазному бесколлекторному мотору. Для передачи энергии контроллер использует MOSFETы — силовые ключи, которые могут открываться и закрываться за долю секунды. Если мощности одного ключа недостаточно, используется несколько ключей, включенных параллельно. Попеременное включение/выключение фаз поддерживает вращение мотора. За переключением фаз следит микроконтроллер регулятора. Функциональная схема ESC регулятора показана на рис. 4

Рис. 4. Функциональная схема ESC регулятора

Подключение к плате Arduino

Схема подключения бесколлекторного двигателя с ESC-регулятором к плате Arduino показана на рис.5. Для подключения регулятора к плате Arduino используется 2 провода:

Красный провод регулятора является не входом, выходом с напряжением +5В, который можно использовать для питания платы Arduino.

Показания потенциометра будем использовать для управления скоростью мотора.

Рис. 5. Подключение бесколлекторного двигателя с ESC-регулятором к плате Arduino

Для управления регулятором будем использовать Arduino-библиотеку Servo. Минимальные и максимальные значения управляющего сигнала 800 мксек и 2300 мксек.

Содержимое скетча представлено в листинге 1.

После загрузки скетча на плату Arduino видим что мотор не запускается и не реагирует на повороты потенциометра. Регулятор необходимо откалибровать, чтобы он знал минимальные и максимальное значения. Для этого перед подачей питания на регулятор, выставляем потенциометр в максимальное значение. Подаем питание. Слышим «пиканье» двигателя. Переводим потенциометр в минимальное значение, слышим 3 «пика». Регулятор откалиброван. Теперь поворотом потенциометра можем регулировать скорость двигателя.

Пример использования

В качестве примера настроим автоматическую калибровку ESC-регулятора при запуске скетча Arduino. Нам потребуются следующие компоненты:

Читайте также:  Сколько литров масла в двигателе инфинити qx56

Плата Arduino Uno – 1;

Плата прототипирования – 1;

Мотор бесколлекторный – 1;

Потенциометр 10 кОм – 1;

Блок питания 12 В – 1;

Для калибровки в процедуре setup() производим эмуляцию перевода потенциометра м максимальное и минимальное положение. Содержимое скетча показано в листинге 2.

После запуска Arduino в процедуре setup() происходит калибровка регулятора, и в процедуре loop() мотор крутится со скоростью, соответствующей положению потенциометра.

Часто задаваемые вопросы

1. Не запускаются моторы

Проверьте подключение моторов к ESC-регулятору, ESC-регулятора к блоку питания и Arduino.

Источник

Коллекторный и бесколлекторный двигатели. Недостатки и преимущества каждого.

В ассортименте продукции Greenworks есть инструменты с коллекторным (щёточным) и бесколлекторным (бесщёточным) двигателями. Но везде делается акцент только на бесколлекторном электродвигателе. Почему только на нём, и для чего тогда устройства с щёточным? Расскажем в данной статье преимущества и недостатки каждого электродвигателя и ответим на эти два вопроса.

Коллекторный двигатель

Начнём с того, что двигатель — это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии в механический и наоборот. Эффективность данного процесса зависит от внутренней конструкции двигателя, которая в свою очередь зависит от источника тока (постоянного или переменного).

Устройство коллекторного двигателя

Якорь. Стержнем всей конструкции является якорь, он же металлический вал. Вал является движущимся элементом, от которого зависит крутящий момент. На нём также располагается ротор.

Ротор. Связан с ведущим валом. Его внешняя конструкция напоминает барабан, который вращается внутри статора. Задача ротора получать или отдавать напряжение рабочему телу.

Подшипники. Они расположены на противоположных концах якоря для его сбалансированного вращения.

Щётки. Выполнены обычно из графита. Их задача предавать напряжение через коллектор в обмотки.

Коллектор (коммутатор). Он выполнен в виде соединенных между собой медных контактов. Во время процесса вращения он принимает на себя энергию с щёток и направляет её в обмотки.

Обмотки. Расположены на роторе и статоре разных полярностей. Их функция в генерировании собственного магнитного поля под воздействием разных полярностей, за счёт чего якорь приходит в действие.

Сердечник статора. Выполнен из металлических пластин. Может иметь катушку возбуждения с полярным напряжением обмотки ротора. Или — постоянные магниты. Данная конструкция зависит от источника напряжения. Является статичным элементом всего механизма.

  • Стоимость меньше, чем у бесколлекторных двигателей (БД).
  • Конструкция относительно проще конструкции БД.
  • В виду этого, техническое обслуживание проще.

На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает:

  • Быстрый износ щёток.
  • Снижение мощности инструмента.
  • Появление искр.
  • Задымление инструмента.
  • Выход из строя инструмента раньше его «жизненного цикла».

Вывод: Если рассматривать бытовую сферу применения, то коллекторный двигатель является традиционным и бюджетным вариантом эксплуатации (и самым часто используемым). Инструменты на данном типе двигателя преданно и верно справятся с любой повседневной задачей в пределах своих возможностей. Т.к. такие инструменты по стоимости значительно дешевле инструментов на бесколлекторном двигателе, их рассматривает категория потребителей, которая придерживается мнения: «ничто не вечно». Зачем переплачивать, если любой агрегат в может выйти из строя? Мы же считаем, что при надлежащих условиях эксплуатации любой инструмент может прослужить верой и правдой довольно долгий срок. Но выбор за Вами.

Читайте также:  Какой двигатель в datsun

Бесколлекторный двигатель

Если в коллекторном двигателе всё приходит в действие за счёт механики, то в бесщёточном — чистая электроника. Также позиции некоторых элементов в конструкции меняются местами. В коллекторном двигателе обмотки находились на роторе, а постоянные магниты — на статоре. У бесколлекторного — постоянные магниты переносятся на ротор, а катушки с обмоткой располагаются на статоре. Также ротор и статор могут менять свои позиции: есть модели двигателей с внешним ротором. Здесь отсутствуют щётки и коллектор, вместо них добавлен микропроцессор (контроллер) и кулер для охлаждения системы. Микропроцессор контролирует положение ротора, скорость вращения, равномерное распределение напряжения по катушкам обмотки.

Основные типы бесщёточного двигателя :

  • Асинхронный — это двигатель, который преобразовывает электроэнергию переменного тока в механическую. Название происходит от разной скорости вращения магнитного поля и ротора. Частота вращения ротора меньше, чем у магнитного поля, создаваемого обмотками статора (Например, двигатель DigiPro, который используется в продукции Greenworks).
  • Синхронный — это двигатель переменного тока, у которого частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля.
  • Из-за отсутствия щёток меньше трения.
  • Меньше подвержены износу.
  • Отсутствие искр и возможного возгорания.
  • Упрощенная регулировка крутящего момента в больших пределах.
  • Экономия расходуемой энергии.
  • У инструментов с реверсом одинаковая мощность в обоих направлениях вращения.
  • Быстрый запуск с больших скоростей.
  • Могут разгоняться до предельных показателей.
  • Некоторые модели при сильной нагрузке оснащены системой защиты двигателя.
  • Значительно дороже в цене, чем коллекторные двигатели.
  • Техническое обслуживание более узкоспециализированное.

Вывод: Несомненно бесколлекторные двигатели ориентированы на профессиональные работы с приличной нагрузкой. Несмотря на высокие показатели усовершенствованного типа двигателя, его единственный недостаток бьёт по кошельку. И перед тем, как приобретать инструмент на том или ином двигателе, прежде всего надо поставить перед собой вопрос: для каких целей он нужен. Уже исходя из ответа делать свой выбор.

Сколько людей — столько и мнений. Компания Greenworks старается делать качественную продукцию на разных типах двигателя, чтобы каждый мог подобрать себе инструмент по предпочтениям, функционалу и необходимой мощности под конкретные задачи, которые у каждого клиента свои. Какой лучше? Выбор за Вами!

Источник

Бесколлекторный мотор с каким KV лучше и для чего? Где больше крутящий момент, а где больше оборотов?

Тема раздела Авто. Общий в категории Автомодели; Искал-искал и нифига не нашел. Подскажите в чем различие моторов по KV. Думаю насчет замены движка, неохота прогадать. А то .

Опции темы

Бесколлекторный мотор с каким KV лучше и для чего? Где больше крутящий момент, а где больше оборотов?

Искал-искал и нифига не нашел.
Подскажите в чем различие моторов по KV.
Думаю насчет замены движка, неохота прогадать. А то возьмешь мотор, а он будет не быстро ехать, зато тяга хорошая. Или наоборот слишком оборотистый.

Сейчас стоит родной HSP 2724kv, регуль Ezrun-s10. Скорость выше 60, тяга нормальная, правда 5км/ч ехать не может.

Читайте также:  Клапан холостого хода мерседес 124 103 двигатель

Ну и зависимость регуля от мотора объясните. Ведь не каждый регуль и мотор совместимы.
Всем заранее спасибо!

Машина то какая?

Думаю насчет замены движка, неохота прогадать. А то возьмешь мотор, а он будет не быстро ехать, зато тяга хорошая. Или наоборот слишком оборотистый.

Всем заранее спасибо!

Если мне не изменяет память то,чем меньше кв тем тяга больше.

Вроде да т.к. на краулеры ставят примерно от 4000 до 1200. KV это RPM/volt если я правильно понимаю.

а скорость на 2080 от 4800 примерно на сколько упадет?

Например, батарея 3S — 11,1 V — 4800*11,1=53280 оборотов в минуту соответственно 2080*11,1=23088 те > чем в два раза, но это максимальная скорость вращения вала при полностью заряженной батарее, а у нас есть еще раздатки-редуктора-диференциалы и количество оборотов вала колеса для каждой модели будет своё. например для движка 2724кв с пиньеном на 13 и спуром на 64 это будет примерно 30000 об\мин движка и 6000 об\мин кардана в идеале, в реале немного меньше, если я ваапще все это правильно понимаю. Если нет, поправьте знающие товарищи.

Да, бронтозавр работает на 3s 11.1v, 35С.

kV — Обороты/вольт
чем больше число тем более оборотистый двигатель, чем меньше тем он более тяговитый. Чем тяжелее машина тем более низкое kV нужно смотреть, чем легче и скоростнее тем более высокий kV можно ставить.

А тем временем и я в холивар вопрос заброшу — какую схему намотки выбрать — звезду или дельту? Большая часть моторов идет звездой (и кратна Х.5 витков), но есть и намотанные дельтой моторы (кратны целому числу витков). При этом намотанный дельтой мотор 12 витков по ТТХ ложится между 6.5 и 7.5 витков звездой. Говаривают, что у дельты ниже крутящий момент внизу, и выше максимальные обороты — что должно быть ОООЧЕНЬ вкусно для багги.

KV мотора можно сравнить с передаточным отношением, чем больше KV тем выше обороты, но ниже крутящий момент и наоборот, этот параметр нужно выбирать исходя из условий трассы, потребностей самого пилота, ну и само собой модели. Кто-то хочет большей приёмистости, ктото любить большую скорость. Да и не забывайте что пересчитав обороты двигателя при данной батареи, двигатель выдаст их без нагрузки на валу, значит на модели он их никогда не достигнет. Чем ниже KV тем ближе мотор к этим максимальным оборотам с нагрузкой. Это сугубо моё мнение.

Всем добрый день, давненько читаю Ваш форум, много полезной информации для себя подчерпнул, являюсь обладателем ревы с коллекторниками, они живы и катаются приемлемо, но вот решил сделать себе подарок и заказал бесколлекторную систему и комплектик к ней, подскажите что думаете по поводу такого приобретения:
Turnigy Brushless 1/8 Scale Car Power System 1965Kv/150A
Turnigy nano-tech 7600mah 2S 40

Источник

Adblock
detector