miercuri, 11 ianuarie 2012

Brushless DC Electric Motor


        Motorul de curent continuu fără perii (fără colector), în engleză Brushless DC electric motor, prescurtat BLDC motor, este un motor electric de curent continuu, la care comutația căilor de curent necesară învărtirii rotorului se realizează electronic. Poate fi numit și motor de c.c. fără colector, fiindcă colectorul și periile colectoare formează împreună (la motorul cu perii), un dispozitiv complet de comutare electromecanică. 
Constructia motorului BLDC 

          Principiu de bază 
Motorul fără colector și perii, este un motor electric sincron alimentat în curent continuu, care funcționează cu ajutorul unui sistem electronic de comutație. Comutarea necesară rotirii rotorului este comandată și controlată prin intermediul unui circuit electronic microprocesor. 
Motorul de curent continuu fără perii posedă înfăşurări statorice şi magneţi permanenţi pe rotor. Înfăşurările sunt conectate la sistemul electronic de control şi nu există perii şi comutatoare în interiorul motorului. Partea electronică alimentează înfăşurările proprii similar unui comutator, bobinele sunt alimentate într-un model de mişcare rotativă în jurul statorului. Înfăşurările statorice alimentate de tensiune, încarcă magnetul rotorului. Motoarele BLDC sunt mai eficiente, sunt mai repide şi mai silenţioase, şi necesită o parte electronică pentru controlul câmpului învârtitor. Motoarele BLDC sunt, de asemenea, sunt mai ieftine în  fabricare şi eficiente de întreţinut.    
Trei faze invertoare sunt necesare pentru a conduce motoarele BLDC. Invertorul este format din trei    punţi–H , comutarea superioara si inferioara a cărora,  controlate folosind semnale complementare. Este important de a păstra  o întârziere (reţinere) între comutările de la „0” la „1” şi invers. Acest lucru va elimina apariţia un potenţial scurt pe switch-uri.
Diagrama bloc

         Avantaje faţă de motorul cu perii:
Principalul avantaj este o comutare "fără scântei de perii", care reprezintă la motorul cu perii un factor de distorsiune a sistemului de alimentare de curent continuu, prin reinjectarea de impulsuri parazite în sens invers. Impulsurile de tensiune parazite deranjează pe alți consumatori conectați la aceeași rețea. 
Durata de viață este sensibil mai mare în raport cu motorul cu colector, unde uzura periilor grafitoase o limitează și generează periodic probleme de service (întreținere).
 Lipsa dispozitivului electromecanic, colector și perii, înlătură limitarea vitezei maxime dictată de încălzira perii lor colectoare existentă la motorul de c.c. clasic.
         Sesizarea pozitiei rotorului: 
 Pentru perceperea poziției reale a rotorului aflat în mișcare și a numărului de rotații pe unitatea de timp (turație) se folosesc diferite metode:

  • Senzori Hall;
  • Senzori optici dispuși pe stator;
  • Comutare nesenzorizată;

        Comutarea nesenzorială
Pentru comutarea nesenzorizată a sensului curentului, se percepe poziția reală momentană a rotorului folosind contratensiunile induse în bobinele statorului, care sunt preluate de circuitul de comandă și control electronic (microprocesat), și prelucrate ca atare (valorificate). Totuși pentru a putea fi folosite (amplitudinal) respectivele tensiuni, este necesar mai întâi, ca rotorul să ajungă la o anumită turație și de aceea, pornirea acestui tip de motoare (MCCFP = motoare de c.c. fără perii) cu comutare nesenzorizată se face fără control al poziției (plastic exprimat: "orbește"), la fel ca la motoarele sincrone clasice.


Referinţe: