Historie motorů začala objevem elektromagnetických jevů na počátku 19. století a postupně se stala jedním z nejdůležitějších elektronických systémů v průmyslovém věku. S rozvojem technologie vynalezli inženýři a technici mnoho typů motorů, včetně stejnosměrných (DC) motorů, indukčních motorů a synchronních motorů.
Jako typ synchronního motoru s permanentními magnety (PMSM) mají bezkomutátorové motory dlouhou historii. Avšak v počátcích, kvůli jeho obtížnosti při startování a změně rychlosti, nebyl široce používán s výjimkou průmyslových aplikací s drahými ovládacími mechanismy. V posledních letech se však se zdokonalením výkonných permanentních magnetů a zlepšením povědomí lidí o úsporách energie rychle rozvíjely bezkomutátorové motory v různých oblastech.
Rozdíl mezi stejnosměrnými kartáčovými motory a bezkomutátorovými motory
Stejnosměrný kartáčovaný motor (obvykle označovaný jako DC motor) má vlastnosti dobré ovladatelnosti, vysoké účinnosti a snadné miniaturizace. Je to nejpoužívanější typ motoru. Bezkomutátorový motor ve srovnání se stejnosměrným kartáčovaným motorem nepotřebuje kartáče a komutátory, má tedy dlouhou životnost, snadno se udržuje a má nízkou provozní hlučnost. Kromě toho má nejen vysokou ovladatelnost stejnosměrného motoru, ale také vysoký stupeň konstrukční volnosti a lze jej snadno zabudovat do zařízení. Díky těmto výhodám se postupně rozšířila aplikace bezkomutátorových motorů. V současné době je široce používán v průmyslových zařízeních, kancelářských automatizačních zařízeních a domácích spotřebičích.
Pracovní podmínky bezkomutátorových motorů
Při provozu bezkomutátorového motoru se nejprve jako rotor (rotační strana) použije permanentní magnet a jako stator (pevná strana) se použije cívka. Poté obvod externího invertoru řídí spínání proudu do cívky podle otáčení motoru. Bezkomutátorový motor se používá ve spojení s invertorovým obvodem, který detekuje polohu rotoru a přivádí proud do cívky podle polohy rotoru.
Pro detekci polohy rotoru existují tři hlavní metody: jednou je detekce proudu, která je nezbytnou podmínkou pro řízení orientované magnetickým polem; druhý je detekce Hallovým senzorem, který využívá tři Hallovy senzory k detekci polohy rotoru prostřednictvím magnetického pole rotoru; třetí je detekce indukovaného napětí, která detekuje polohu rotoru prostřednictvím indukované změny napětí generované otáčením rotoru, což je jedna z metod detekce polohy indukčního motoru.
Pro bezkomutátorové motory existují dva základní způsoby řízení. Kromě toho existují některé metody řízení, které vyžadují složité výpočty, jako je vektorové řízení a řízení slabého pole.
Pohon čtvercových vln
Podle úhlu natočení rotoru se přepne stav sepnutí výkonového prvku obvodu invertoru a následně se změní směr proudu statorové cívky pro otáčení rotoru.
Sinusový pohon
Rotor se otáčí detekcí úhlu natočení rotoru, generováním třífázového střídavého proudu s fázovým posunem 120 stupňů v obvodu invertoru a následnou změnou směru proudu a velikosti statorové cívky.
Bezkomutátorové stejnosměrné motory jsou v současnosti široce používány v různých oblastech, včetně domácích spotřebičů, automobilové elektroniky, průmyslového vybavení, kancelářské automatizace, robotů a přenosné spotřební elektroniky. V budoucnu, s neustálým pokrokem v technologii motorů, bude mít aplikace bezkomutátorových stejnosměrných motorů širší vývojový prostor.
