Бесщёточные электрические двигатели

Опубликовано 29.10.2011 Ведущий Антон Панкратов

Бесщеточные двигатели, получившие в этом десятилетии очень большое распространение, не являются, строго говоря, двигателями постоянного тока. Они используют импульсы постоянного тока, которые подаются на катушки статоров для создания вращающегося магнитного поля и работают при синхронной скорости. Механическая коммутация заменена в них электронной, способной обеспечить быструю смену полярности на обмотках, и в результате высокую скорость вращения вала такого двигателя. На рисунке показано, что подача напряжения на пару полюсов намагничивает полюс A1 как южный полюс и A2, как северный полюс магнита. Когда магнит проходит первую намагниченную пару полюсов, в данном случае полюса A1 и A2, ток на паре полюсов отключается, и следующая пара полюсов получает аналогичные импульсы постоянного тока, что вызывает намагничение полюса B1 как южного полюса и B2 как северного полюса. Магнит будет вращаться по часовой стрелке, чтобы привести их в соответствие с полюсом Б. Смена полярности на парах полюсов статора будет продолжать вращение по часовой стрелке, со скоростью, зависящей от напряжения на паре полюсов. На практике полюса питаются многофазным напряжением для обеспечения стабильности вращения вала. Фазовый преобразователь - контроллер используется для сознания напряжения питания необходимого для обеспечения вращающего поля в таком двигателе. Так как в таком двигателе от частоты следования импульсов зависит мгновенное угловое положение ротора, то скорость его вращения может быть легко подсчитана, так как зависит от частоты следования импульсов. Положение ротора может быть определено по показаниям датчика холла встроенного в статор. Управление бесщеточным двигателем в большинстве случаев осуществляется с помощью широтно-импульсной модуляции. Характерным примером такого двигателя можно считать Impact 4020/10, который при размерах 65х44х50 мм имеет электрическую мощность в 810 ватт при напряжении 18 вольт и весе 280 грамм. Подобный двигатель может использоваться в беспилотном летательном аппарате с размахом крыльев до 4 метров и весом в несколько килограмм. Единственный важный момент, о котором нельзя забывать при использовании подобного двигателя-это необходимость использовать преобразователь контроллер, т.к. напрямую от источника постоянного тока такой двигатель работать не сможет.