Børsteløs motor

En børsteløs motor , eller "  motor børsteløs  " eller synkron maskine selvkørende permanentmagnet er en elektrisk maskine af klassen af synkronmaskiner , den rotor består af en eller flere permanente magneter og forsynet med oprindelse en sensor rotorposition  : Hall effekt sensor , synchro - resolver , roterende encoder (for eksempel en inkremental encoder) eller ethvert andet system, der tillader selvstyring af maskinen.

Operation

Set udefra fungerer den på jævnstrøm . Dets navn (fra engelsk børsteløs ) stammer fra det faktum, at denne type motor ikke indeholder nogen roterende kollektor og derfor ingen børster. På den anden side skal et elektronisk styresystem sikre, at strømmen skiftes i statorviklingerne. Denne enhed kan enten integreres i motoren til mindre strøm eller ekstern i form af en strømomformer ( inverter ). Sensorsamlingens rolle plus elektronisk styring er at sikre motorens selvkontrol, det vil sige rotorens magnetiske fluxs ortogonalitet i forhold til statorfluxen, den rolle, der tidligere var tildelt enheden. jævnstrøm maskine .

Udvikling i forhold til jævnstrømsmaskinen

Denne type elmotor eliminerer alle ulemperne ved den klassiske jævnstrømsmotor : omskiftningsproblemer på niveauet med opsamleren, afrimning, inerti, afkøling ( Joule-tabene er placeret ved statoren, de er lettere at evakuere), betydeligt større effektmasse , geometri, levetid især beskyttelsesindekset (IP) kan øges sammenlignet med jævnstrømsmaskiner på grund af manglen på børster.

Ved lige ydelse er dens effektivitet altid bedre, hvilket delvis skyldes manglen på mekaniske og elektriske tab knyttet til børsterne (især ved lave belastninger). Men også det meste af tiden til sin markant reducerede inerti - især for modeller, der bruger samarium-cobalt- eller neodym-jern-bor-magneter  - sammenlignet med en ækvivalent jævnstrømsmaskine, hvor denne parameter er fremherskende i mange applikationer, især især i acceleration faser.

Stadig med samme ydeevne har den børsteløse motor en lavere omkostningspris end jævnstrømsmaskinen på grund af udskiftning af kollektoren og børsterne med en elektronisk sensor til en meget lav pris. For små kræfter udfører denne sensor de to funktioner til at detektere rotorpositionen og skifte strøm. I dette tilfælde er operationen identisk set fra ydersiden til en jævnstrømsmaskine: det er tilstrækkeligt at variere forsyningsspændingen for at variere omdrejningshastigheden, og i mange anvendelser kræver dette ikke brugen af ​​en elektronisk hastighedsvariator ( for eksempel små ventilatorer, Hall- effektsensorer, der er indbygget i statoren, sikrer også skift af faser).

For langt de fleste applikationer, der kræver elektronisk styring og regulering af drejningsmoment , hastighed og / eller position, er fordelene ved den børsteløse motor sådan, at den fuldstændigt har erstattet jævnstrømsmaskinen og i forbindelse med fremskridt inden for effektelektronik (for eksempel IGBT'er ) , er omkostningsprisen for disse løsninger reduceret på samme tid, som deres ydeevne er forbedret markant.

Anvendelser

Børsteløse motorer bruges i vid udstrækning i industrien, især i servomekanismer til værktøjsmaskiner og robotik , hvor de fjernede jævnstrømsmaskinerne . Sådanne motorer findes til drejningsmomenter på et par newtonmeter op til flere hundrede Nm og effekt på et par hundrede watt op til hundreder kilowatt.

De bruges især på harddiske og DVD-brændere .

En forenklet og populær form for disse teknologier bruges i blæsere til afkøling af elektroniske systemer, herunder mikrocomputere . I dette tilfælde er statoren (såret) på indersiden og rotoren (inklusive magneterne) på ydersiden.

Disse motorer er blevet brugt siden 1990'erne til ventilations- / klimaanlæg til biler på grund af deres lydløse drift. I dag findes de i de fleste motorcykler, scootere og elbiler , hybridbiler , elassisterede cykler , men også i hjulene på visse modeller af elektriske scootere.

De bruges også i vid udstrækning til modelfremstilling for at flytte modelfly , helikoptere ( modelfly ) såvel som små droner . De er mindre støjende end børstede motorer, og deres vægt / effekt-forhold er meget gunstigt for deres anvendelse på dette område.

De findes også i motoriseringer af paraboliske antenner .

Denne motorisering har også en tendens til at træde i stedet for børstemotorer (ofte universelle motorer ) monteret på bærbart elværktøj. Dette kaldes en børsteløs boremaskine for blot at nævne dette eksempel.

Noter og referencer

  1. (i) P. Zimmermann, "  Elektronisk kommuteret DC Feed Drev til værktøjsmaskiner  ", Robert Bosch GmbH - Geschäftsbereich Industrieaurüstung, Erbach, Tyskland, s.  69-86, i Procedure for PCI Motorcon , september 1982, s.  72.
  2. P. Zimmermann, op. cit. , s.  81.
  3. P. Zimmermann, op. cit. , s.  78-81.
  4. (i) David Jiles, Introduktion til magnetisme og magnetiske materialer , New York, CRC Press ,1998, 568  s. ( ISBN  978-0-412-79860-3 , læs online ) , s.  100-102.
  5. P. Zimmermann, op. cit. , s.  69.

Bibliografi

Dokument, der bruges til at skrive artiklen : dokument brugt som kilde til denne artikel.

Tillæg

Relaterede artikler

eksterne links