یادگیری اصول کنترل حرکتی

موتورهای الکتریکی به طور گسترده در چندین کاربرد الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند، تا جایی که می توان گفت در همه جا وجود دارند.در خانه هایمان نمونه های متعددی مانند پنکه، سشوار، بخاری فن، لوازم آشپزخانه و غیره داریم.اگر خودرویی را در نظر بگیریم، به زودی متوجه می‌شویم که انواع مختلفی از موتورهای الکتریکی در داخل خودرو وجود دارد: سیستم گرمایش، فن‌های خنک‌کننده رادیاتور، شیشه‌های برقی، آینه‌های برقی، کنترل صندلی و بسیاری موارد دیگر.

این مقاله، بر اساس کتاب الکترونیکی از سری «برای آدمک‌ها» منتشر شده توسط قروو [1]، مفاهیم اساسی را معرفی می‌کند که هر طراح، سازنده یا دانش‌آموزی برای رویارویی با یک برنامه کنترل موتور باید بر آن مسلط باشد.

براش در مقابل موتورهای براشلس
انواع مختلفی از موتورها در بازار وجود دارد که طراح باید بر اساس نیازهای فنی و اقتصادی کاربرد خاص آنها را انتخاب کند.دسته های اصلی موتورها عبارتند از: برس دار، بدون جاروبک (به نوبه خود به BLDC و PMSM تقسیم می شوند)، القایی و پله ای.

شکل 1 چهار نوع موتور الکتریکی ذکر شده در بالا را به همراه خلاصه ای از مزایا و معایب اصلی که هر یک از آنها ارائه می دهد نشان می دهد.

محتوای شریک
3 مسائل مربوط به تولید الکترونیک در زندگی واقعی با نرم افزار MRP حل شد
3 مسائل مربوط به تولید الکترونیک در زندگی واقعی با نرم افزار MRP حل شد
08.10.2023
برقی سازی وسایل نقلیه خارج از بزرگراه
برقی سازی وسایل نقلیه خارج از بزرگراه
08.10.2023
تقاضا برای برنامه های کاربردی پزشکی هوشمند فرصت های تجاری جدیدی را برای تراشه های حافظه ایجاد می کند
تقاضا برای برنامه های کاربردی پزشکی هوشمند فرصت های تجاری جدیدی را برای تراشه های حافظه ایجاد می کند
08.09.2023
شکل 1: چهار نوع اصلی موتور الکتریکی (منبع: [1])
شکل 1: چهار نوع اصلی موتور الکتریکی (منبع: [1])
برای کاربردهای مختلف، موتورهای BLDC و PMSM، دو نوع موتور براشلس که نزدیک به هم مرتبط هستند، محبوبیت زیادی پیدا کرده اند.این موتورها نیازی به برس یا کموتاتور ندارند و این باعث می شود که آنها نسبت به موتورهای برس خورده موثرتر باشند و عمر موتور را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.

رابط برس/کموتاتور در یک موتور جاروبرقی، کموتاسیون ایجاد می کند، که فرآیند تغییر جریان جریان در فازها برای تولید یک میدان مغناطیسی دوار است که باعث حرکت می شود.اصطکاک و قوس هر دو توسط این تعامل ایجاد می شوند که هر دو نامطلوب هستند.

موتورهای BLDC و PMSM از یک میدان مغناطیسی دوار تولید شده الکترونیکی برای از بین بردن برس ها و کموتاتور استفاده می کنند.ولتاژها و جریان های ارائه شده به فازها با استفاده از مدارهای خارجی که به طور خاص برای انجام این کار طراحی شده اند مدوله می شوند.

اگرچه موتورهای BLDC و PMSM پیچیده تر هستند، مزایای قابل توجهی نسبت به موتورهای برس دار معمولی دارند.تکنیک‌های کموتاسیون الکترونیکی آن‌ها نسبت به موتورهای برس‌کشی که با همان سرعت کار می‌کنند قابل اعتمادتر، کوچک‌تر، سبک‌تر و بی‌صداتر هستند و بازده انرژی را بین 20 تا 30 درصد افزایش می‌دهند.

در حالی که در موتورهای برس دار سیم پیچ ها روی روتور (که می چرخد) قرار دارند، در موتورهای براشلس روی استاتور (که ساکن است) قرار دارند.به دلیل نحوه چیدمان آهنرباها و سیم پیچ های دائمی در موتور الکتریکی، برس ها ضروری نیستند.برای کنترل جریان ورودی به سیم پیچ های استاتور موتورهای BLDC یا PMSM به یک کنترل کننده الکترونیکی نیاز است.

در مقایسه با موتورهای القایی AC، موتورهای BLDC و PMSM امکان کنترل دقیق سرعت را فراهم می‌کنند، برای کاربردهای با سرعت متغیر مناسب‌تر هستند و دارای ویژگی‌های سرعت برتر در برابر گشتاور هستند.