Hoe u een geschikte BLDC-motor kiest
Jan 08, 2024
Borstelloze gelijkstroommotoren(BLDC) worden veel gebruikt in industriële automatisering, de automobielsector, medische apparatuur, kunstmatige intelligentie en andere industrieën vanwege hun lange levensduur, lage geluidsniveau en hoog koppel. BLDC's zijn er in een breed scala aan maten en typen, en in de praktijk zijn we moet de juiste BLDC-motor kiezen om aan de prestatie-eisen van de toepassing te voldoen. In deze blog laat SIT zien hoe u de juiste BLDC-motor voor uw toepassing kiest.
1. Selecteer het juiste BLDC-motortype
Volgens de structuur kunnen borstelloze gelijkstroommotoren in twee typen worden verdeeld: het inrunner-type en het outrunner-type. In principe werken ze volgens hetzelfde principe, maar hebben ze verschillende voordelen en beperkingen. Inrunner BLDC-motoren plaatsen de stator (vast element) buiten en de rotor (roterend element) binnen, terwijl de rotor in de stator draait. Outrunner BLDC-motoren hebben het tegenovergestelde ontwerp: de stator wordt binnen geplaatst, de rotor bevindt zich buiten en de externe rotor draait rond de stator in het midden. Relatief gesproken hebben borstelloze inrunner-motoren een kleinere diameter en sneller, waardoor ze geschikter zijn voor toepassingen met hoge snelheden, terwijl borstelloze outrunner-motoren een grotere diameter en betere warmteafvoer hebben, wat het gebruik van koppel bij lage snelheden vergemakkelijkt en geschikt is voor lage toerentallen. -snelheid toepassingen.
Afhankelijk van het feit of ze over sensoren beschikken of niet, zijn BLDC-motoren ook onderverdeeld in BLDC-motoren met sensor en BLDC-motoren zonder sensor. De keuze tussen beide hangt meestal af van de kosten. Sensorloze motoren worden steeds vaker gebruikt in toepassingen zoals goedkope motortoepassingen met variabele snelheid, zoals ventilatoren, koelkastcompressoren, airconditioners en tuingereedschap. Toepassingen die bij het opstarten een hoog koppel vereisen, zoals elektrische gereedschappen zoals e-bikes en elektrische fietsen, vereisen echter het gebruik van motoren met sensoren.
Bovendien geven we qua materialen prioriteit aan ferriet BLDC-motoren met een hoog rendement, een lage prijs en een lage temperatuurstijging. Alnico BLDC-motoren of BLDC-motoren met zeldzame aardmetalen mogen alleen worden overwogen in het geval van strikte prestatie-eisen, kleine afmetingen en hoge omgevingstemperaturen.
2. Belangrijkste prestatieparameters voor motorselectie
Bij het selecteren van een borstelloze DC-motor zijn parameters een van de belangrijkste selectiefactoren. Onder hen zijn de drie belangrijkste prestatieparameters koppel, snelheid en vermogen.
2.1 Koppel
Het motorkoppel is, simpel gezegd, de grootte van de rotatiekracht van de motor, die het draagvermogen van de motor weerspiegelt: hoe hoger het koppel, hoe groter de belasting die de motor kan weerstaan, en hoe beter de prestaties van de motor in vergelijking zullen zijn.
In de praktijk moeten we echter rekening houden met het maximale koppel dat nodig is voor de toepassing, dat kan worden verkregen door het motorkoppel, het traagheidsmoment en de wrijving op te tellen. Daarnaast zijn er enkele aanvullende factoren die het maximale gevraagde koppel beïnvloeden, bijvoorbeeld de weerstand van de luchtspleet, enz., waarvoor een koppelmarge van minstens 20% vereist is.
Naast het maximale vraagkoppel moet ook rekening worden gehouden met het wortelkwadratenkoppel (RMS) van de motor. De RMS kan worden benaderd als het continue uitgangskoppel dat nodig is voor de daadwerkelijke toepassing. Het wordt bepaald door een aantal factoren: maximaal koppel, belastingskoppel, traagheidsmoment, acceleratie, vertraging en looptijd.
2.2 Rotatiesnelheid
Het toerental van de motor hangt nauw samen met de toepassing. Zo zal het toerental van de motor direct de vliegsnelheid van de drone bepalen. Daarom is het toerental een onmisbare overweging bij het selecteren van een motor.
Het motortoerental wordt weergegeven door de KV-waarde, KV - omwentelingen per volt, of RPM/V, wat aangeeft hoe vaak de motor per volt zal draaien. Het maximale toerental (RPM) van een motor kan worden bepaald door simpelweg de KV-waarde te vermenigvuldigen met de accuspanning.
RPM=KV * V (voedingsspanning)
Volgens de formule is de snelheid van een borstelloze motor theoretisch lineair gerelateerd aan de spanning. de KV-waarde is de hoeveelheid waarmee het toerental van de motor toeneemt voor elke voltverhoging van de spanning. Als de spanning toeneemt, draait de motor sneller.
Typische e-bikes draaien met een paar honderd toeren per minuut, en e-voertuigen gaan iets hoger, tot een paar duizend toeren of zelfs tienduizenden toeren. Als een zeer laag uitgangstoerental vereist is, moet worden overwogen of deze moet worden gecombineerd met een reductiekast en met wat voor soort versnellingsbak.
Bovendien moeten we onder sommige toepassingsomstandigheden ook rekening houden met het snelheidsaanpassingsbereik. De snelheidseis van een haardroger is bijvoorbeeld dat het verschil tussen de maximale snelheid en de gemiddelde snelheid niet groot is, dat wil zeggen dat het snelheidsbereik van de motor klein is; terwijl bij sommige point-to-point positioneringssystemen, zoals transportbanden en robotarmsystemen, motoren met een groot snelheidsbereik vereist zijn.
2.3 Vermogen
Het vermogen van de motor moet worden geselecteerd op basis van het vermogen dat nodig is voor de toepassingsmachines en er moet worden geprobeerd de motor op nominale belasting te laten draaien. Bij het selecteren moeten de volgende twee punten in acht worden genomen
Als het motorvermogen te klein wordt gekozen, zal de motor gedurende een lange periode overbelast raken, wat zal leiden tot verschijnselen als opwarming van de motor, trillingen, snelheidsdaling, abnormaal geluid, enz. In ernstige gevallen kan de motor zal zelfs verbrand worden.
Als het motorvermogen te groot wordt gekozen, kan het mechanische uitgangsvermogen niet volledig worden benut en zijn de arbeidsfactor en de efficiëntie niet hoog, niet alleen voor de gebruiker en het elektriciteitsnet, maar ook voor energieverspilling.
Daarom is het erg belangrijk om een motor met een redelijk vermogen te kiezen, afhankelijk van de toepassingsbehoeften. We kunnen een motor kiezen door de formule te gebruiken voor het berekenen van de waarden van drie parameters: vermogen, koppel en snelheid.
Vermogen (W)=Snelheid (RPM) * Koppel (Nm) / 9,55
Als u bijvoorbeeld een motor van 120W wilt selecteren, hoe doet u dat dan? Ten eerste kunt u het toerental controleren, en vervolgens kunt u controleren hoeveel koppel de belasting vereist. Als de snelheid bijvoorbeeld 3000 RPM is en het koppel slechts 0,3 NM is, volgens de bovenstaande formule, W= RPM*NM/9.55=90, dwz dat het maximale vermogen 90 W is. , dan zou het prima moeten zijn om een motor van 100 W te kiezen. Als de toepassingsomgeving echter zwaar is of de continue looptijd langer is, dan kunt u 125W kiezen, de marge zal iets groter en veiliger zijn.
Naast de bovengenoemde drie hoofdparameters kan het, afhankelijk van de toepassingsvereisten, ook nodig zijn om rekening te houden met de motorspanning, stroom, waterdichtheid, enz.
2.4 Spanning
De nominale spanning van een gelijkstroommotor geeft de meest efficiënte bedrijfsspanning aan. Het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de door de toepassing toegepaste spanning geschikt is voor de nominale spanning van de motor; als de spanning te klein is, zal de motor niet werken, terwijl een te hoge spanning de wikkelingen zal kortsluiten, wat resulteert in vermogensverlies of volledige schade aan de motor.
2,5 stroom
Stroom is het vermogen om de motor aan te drijven, en te veel stroom kan de motor beschadigen. Voor DC-motoren zijn bedrijfsstroom en blokkeerstroom belangrijk. De bedrijfsstroom is de gemiddelde stroom die de motor naar verwachting zal trekken bij een typisch koppel. De blokkeerstroom levert voldoende koppel om de motor te laten draaien bij een blokkeerstand of 0 RPM.
2.6 Waterdichtheidsgraad
De beschermingsgraad van een borstelloze motor wordt aangegeven met IP plus een getal. Hoe hoger het getal, hoe hoger de waterdichtheid.
3. Definieer toepassingsdoelstellingen
Voor verschillende toepassingen zullen borstelloze gelijkstroommotoren verschillende ontwerpen en aandrijfmethoden hebben, waardoor de selectie zeer complex wordt. Om de motorselectie te vereenvoudigen, moeten we de kernvereisten definiëren op basis van het motorgebruik.
| Nee | Belangrijkste toepassingsgebied | Toepassingsvoorbeelden | Vereisten |
| 1 | Industriële automatie | Industriële robots, industriële grote plafondventilatoren, industriële grote waterpompen | Hoog startkoppel, eenvoudige structuur, lage prijs, hoge betrouwbaarheid, eenvoudig onderhoud, enz. |
| 2 | Auto | Aandrijfmotor, elektrische stoel, elektrische ramen, elektrische spiegels, waterpomp, brandstofpomp, etc | Ultrahoge snelheid, laag gewicht, brede aanpassing |
| 3 | Elektrisch gereedschap | Boormachines, cirkelzagen, slijpmachines, slingers | Hoog vermogen, hoge snelheid, etc |
| 4 | Medische revalidatieapparatuur | Ventilatoren, medische bedden, elektrische rolstoelen, massagestoelen, etc | Groot instelbereik, klein formaat, lange levensduur, laag geluidsniveau, enz. |
| 5 | Huishoudelijk apparaat | Koelkast, wasmachine, droger, stofzuiger, plafondventilator, etc | laag vermogen, enz |
| 6 | Producten voor persoonlijke verzorging | Haardrogers, schoonheidsapparaten, krultangen. enz | Hoog isolatieniveau, laag geluidsniveau, goede warmteafvoer, etc |
| 7 | Tuingereedschap | grasmaaiers, bladblazers, elektrische snoeischaren. enz | Hoog vermogen en lange duur, enz |
| 8 | ander | drones, fietstaxi's en videobewakingsmachines. enz | Ligt aan de situatie |
BLDC-selectie is een proces van uitgebreide systeemanalyse, waarbij alle aspecten van de motorselectie moeten worden afgewogen op basis van de toepassingsvereisten. SIT is een van deBLDC-motorleveranciersin China. Wij beschikken over een ervaren engineeringteam dat u kan helpen bij het vinden van de beste oplossing voor uw toepassingen. Heeft u wensen aan de motor, neem dan gerust contact met ons op.