คุณภาพ มอเตอร์ DC แบบแปรงถ่าน & แม่เหล็กดีซีมอเตอร์ โรงงาน

มอเตอร์ไฟฟ้าถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิด จนถึงจุดที่เราสามารถพูดได้ว่ามีอยู่ทุกที่ในบ้านเรามีตัวอย่างมากมาย เช่น พัดลม ไดร์เป่าผม พัดลมฮีตเตอร์ เครื่องใช้ในครัว และอื่นๆหากเราพิจารณารถยนต์ เราจะพบว่าภายในรถยนต์มีมอเตอร์ไฟฟ้าหลายประเภท: ระบบทำความร้อน พัดลมระบายความร้อนหม้อน้ำ กระจกไฟฟ้า กระจกไฟฟ้า ระบบควบคุมที่นั่ง และอื่นๆ อีกมากมาย บทความนี้อ้างอิงจาก eBook จากซีรีส์ "For dummies" ที่เผยแพร่โดย Qorvo [1] จะแนะนำแนวคิดพื้นฐานที่นักออกแบบ ผู้ผลิต หรือนักเรียนทุกคนต้องเชี่ยวชาญเพื่อเผชิญกับแอปพลิเคชันควบคุมมอเตอร์ มอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน vs แบบไร้แปรงถ่านมีมอเตอร์หลายประเภทในท้องตลาด ซึ่งผู้ออกแบบต้องเลือกตามความต้องการทางเทคนิคและเศรษฐกิจของการใช้งานเฉพาะประเภทหลักของมอเตอร์มีดังต่อไปนี้: แบบมีแปรงถ่าน ไร้แปรงถ่าน (แบ่งเป็น BLDC และ PMSM) การเหนี่ยวนำ และสเต็ปเปอร์ รูปที่ 1 แสดงมอเตอร์ไฟฟ้าสี่ประเภทที่กล่าวถึงข้างต้น พร้อมสรุปข้อดีและข้อเสียหลักที่แต่ละประเภทมีให้ เนื้อหาของพันธมิตร3 ปัญหาการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตจริงแก้ไขได้ด้วยซอฟต์แวร์ MRP3 ปัญหาการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตจริงแก้ไขได้ด้วยซอฟต์แวร์ MRP08.10.2023การใช้พลังงานไฟฟ้าของยานพาหนะนอกทางหลวงการใช้พลังงานไฟฟ้าของยานพาหนะนอกทางหลวง08.10.2023ความต้องการแอปพลิเคชันทางการแพทย์อัจฉริยะขับเคลื่อนโอกาสทางธุรกิจใหม่สำหรับชิปหน่วยความจำความต้องการแอปพลิเคชันทางการแพทย์อัจฉริยะขับเคลื่อนโอกาสทางธุรกิจใหม่สำหรับชิปหน่วยความจำ08.09.2023รูปที่ 1: มอเตอร์ไฟฟ้าสี่ประเภทหลัก (ที่มา: [1])รูปที่ 1: มอเตอร์ไฟฟ้าสี่ประเภทหลัก (ที่มา: [1])สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย มอเตอร์ BLDC และ PMSM ซึ่งเป็นมอเตอร์ไร้แปรงถ่านสองประเภทที่สัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นมอเตอร์เหล่านี้ไม่ต้องใช้แปรงหรือตัวสับเปลี่ยน ทำให้มีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์แบบแปรงถ่านและช่วยยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ได้อย่างมาก อินเทอร์เฟซของแปรงถ่าน/คอมมิวเตเตอร์ในมอเตอร์แบบแปรงถ่านจะสร้างการสับเปลี่ยน ซึ่งเป็นกระบวนการเปลี่ยนการไหลของกระแสในเฟสเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหมุนซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนที่แรงเสียดทานและแรงเสียดทานเกิดจากการโต้ตอบนี้ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา มอเตอร์ BLDC และ PMSM ใช้สนามแม่เหล็กหมุนที่สร้างขึ้นด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อกำจัดแปรงและคอมมิวเตเตอร์แรงดันและกระแสที่จ่ายให้กับเฟสจะถูกมอดูเลตโดยใช้วงจรภายนอกที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้งานนี้สำเร็จ แม้ว่ามอเตอร์ BLDC และ PMSM จะซับซ้อนกว่า แต่ก็มีข้อดีที่เหนือกว่ามอเตอร์แบบแปรงถ่านทั่วไปเทคนิคการสับเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ของพวกเขาเชื่อถือได้มากกว่า เล็กกว่า เบากว่า และเงียบกว่ามอเตอร์แบบแปรงที่ทำงานด้วยความเร็วเท่ากัน เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้ 20% ถึง 30% ในขณะที่อยู่ในมอเตอร์แบบแปรงถ่าน ขดลวดจะอยู่ที่โรเตอร์ (ซึ่งหมุน) ในมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน ขดลวดจะอยู่ที่สเตเตอร์ (ซึ่งอยู่นิ่ง)แปรงไม่จำเป็นเนื่องจากวิธีการจัดเรียงแม่เหล็กถาวรและขดลวดภายในมอเตอร์ไฟฟ้าจำเป็นต้องมีตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์เพื่อควบคุมกระแสที่ไปยังขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ BLDC หรือ PMSM เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับ มอเตอร์ BLDC และ PMSM ช่วยให้ควบคุมความเร็วได้อย่างแม่นยำ เหมาะสำหรับการใช้งานแบบปรับความเร็วได้ และมีลักษณะความเร็วเทียบกับแรงบิดที่เหนือกว่า

บทความนี้จะอธิบายวิธีการออกแบบและสร้างตัวควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ DC แบบแปรงถ่านที่มีเสียงรบกวนต่ำ ประสิทธิภาพสูง และต้นทุนต่ำเรกูเลเตอร์มีภูมิคุ้มกันต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ แรงดันไฟฟ้า และภาระของมอเตอร์นอกจากนี้ วงจรนี้ไม่ไวต่อความต้านทานของขดลวดมอเตอร์ ซึ่งทำให้สามารถใช้มอเตอร์ที่แตกต่างกันในการใช้งานเดียวกันโดยไม่ต้องปรับแต่งใดๆ วงจรที่อธิบายได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้มอเตอร์กระแสตรงแบบแปรงถ่านกำลังต่ำ ซึ่งความเสถียรของความเร็วมอเตอร์และสัญญาณรบกวนต่ำเป็นสิ่งสำคัญความเร็วของมอเตอร์ได้รับการตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าและไม่จำเป็นต้องตัดแต่งภายหลังการประกอบ แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะตั้งโปรแกรมใหม่ให้เป็นความเร็วที่แตกต่างกันผ่าน I2C ซึ่งแตกต่างจากวงจรแบบดั้งเดิม (ดูรูปที่ 1) การออกแบบนี้ไม่ต้องการเซนเซอร์ป้อนกลับใดๆในกรณีนี้ มอเตอร์เองเป็นเซ็นเซอร์การออกแบบแบบดั้งเดิมอื่นๆ (ดูรูปที่ 2) ขึ้นอยู่กับความต้านทานของขดลวดมอเตอร์ทั้งคู่ต้องการการปรับแต่งหลังการถ่ายทำแอปพลิเคชั่นบางตัว (เช่น แอปพลิเคชั่นเสียง) ไวต่อสัญญาณรบกวนมากนั่นทำให้ตัวควบคุมมอเตอร์ PWM ไม่เหมาะสม ตัวควบคุมความเร็วโปรแกรมมอเตอร์ DC แบบแปรงถ่านรูปที่ 1: ตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ DC แบบดั้งเดิมพร้อมเซ็นเซอร์ปัจจุบันตัวควบคุมความเร็วโปรแกรมมอเตอร์ DC แบบแปรงถ่านรูปที่ 2: ตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ DC แบบดั้งเดิมที่ใช้ TDA7275Aมอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่านทุกตัวจะสร้างสัญญาณรบกวนเมื่อแปรงถ่านเปลี่ยนจากขดลวดเป็นขดลวดนี่ถือเป็นหนึ่งในข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของมอเตอร์ดังกล่าวไม่มีการกรอง มันสามารถรบกวนการทำงานปกติของวงจรที่ขับเคลื่อนจากแหล่งพลังงานเดียวกันหรือเพียงแค่อยู่ใกล้ ๆแม้ว่าจะสามารถกรองสัญญาณรบกวนให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้โดยใช้ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานกับมอเตอร์ (ในบางกรณี ขดลวดเฟอร์ไรต์เป็นอนุกรม) ก็ไม่สามารถกำจัดได้อย่างสมบูรณ์ เนื้อหาของพันธมิตร3 ปัญหาการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตจริงแก้ไขได้ด้วยซอฟต์แวร์ MRP3 ปัญหาการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตจริงแก้ไขได้ด้วยซอฟต์แวร์ MRP08.10.2023การใช้พลังงานไฟฟ้าของยานพาหนะนอกทางหลวงการใช้พลังงานไฟฟ้าของยานพาหนะนอกทางหลวง08.10.2023ความต้องการแอปพลิเคชันทางการแพทย์อัจฉริยะขับเคลื่อนโอกาสทางธุรกิจใหม่สำหรับชิปหน่วยความจำความต้องการแอปพลิเคชันทางการแพทย์อัจฉริยะขับเคลื่อนโอกาสทางธุรกิจใหม่สำหรับชิปหน่วยความจำ08.09.2023ในกรณีของการออกแบบที่อธิบายไว้ในเอกสารนี้ สัญญาณรบกวนที่เหลือเพียงเล็กน้อยจะถูกใช้เพื่อกำหนดความเร็วของมอเตอร์ในกรณีส่วนใหญ่ มอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่านราคาถูก แรงดันต่ำ กำลังไฟต่ำจะมีขดลวดเคลื่อนที่สามขดแต่ละอันก่อให้เกิดการรบกวนในรูปแบบของหนามแหลมดังนั้นความถี่ของเดือยคือ 3 เท่าของรอบการหมุนของโรเตอร์ดังนั้นเมื่อนับสไปค์แล้ว ไม่เพียงแต่กำหนดความเร็วเท่านั้น แต่ยังควบคุมได้โดยการปรับเป็นค่าที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าโดยอัตโนมัติทั้งหมดนี้และอื่น ๆ สามารถทำได้โดยใช้ SLG47004 ซึ่งเป็น IC แบบผสมที่ตั้งโปรแกรมได้อเนกประสงค์พร้อมส่วนประกอบภายนอกพื้นฐานเท่านั้นดูแผนผังในรูปที่ 3