Выбор конденсатора для трехфазного двигателя: Расчёт конденсатора для электродвигателя 380 на 220: особенности, принцип работы электромоторов

Определение рабочей и пусковой емкости конденсаторного двигателя

Подробности

Категория: Электрические машины

• диагностика и измерения
• электродвигатель
• конденсатор
• расчеты

Номинальными напряжением и током конденсаторного двигателя условимся называть фазные значения этих величин, указанные в паспорте машины. Например, на — щитке трехфазного асинхронного двигателя обозначено: 1 кВт, 127/220 В, 7,3/4,2 А, 1410 об/мин, КПД=78,5 %, cosφ=0,79. В зависимости от напряжения сети обмотки статора при трехфазном включении соединяются в треугольник (при напряжении 127 В) либо в звезду (при напряжении 220 В). Соответственно ток двигателя при полезной мощности 1 кВт составляет 7,3 А (соединение треугольником) или 4,2 А (соединение звездой). Однако независимо от схемы соединения фазными значениями напряжения и тока в приведенном примере остаются 127 В и 4,2 А.

Их мы и будем считать номинальными при использовании двигателя в качестве конденсаторного.
Емкость и реактивное сопротивление конденсатора находятся в обратной зависимости. Чем меньше емкость, тем больше сопротивление. Изменение емкости сопровождается изменением тока. Из этого следует, что ток конденсаторной фазы   может оказаться меньше или больше номинального. В первом случае мощность двигателя недоиспользуется, во втором — возникает опасность недопустимого перегрева обмоток и повышения напряжений на отдельных участках схемы (на конденсаторной фазе, на конденсаторе). Особенно неблагоприятным оказывается явление резонанса напряжений, при котором ток конденсаторной фазы во много раз превышает номинальное значение, а возникающие перенапряжения представляют опасность для персонала и, кроме того, могут вызвать пробой изоляции обмотки или конденсатора.
В практике эксплуатации конденсаторного двигателя правильный выбор рабочей емкости имеет поэтому весьма большое значение.

Рабочая (постоянно включенная) емкость выбрана правильно, если фазные токи и напряжения при нагрузке становятся практически номинальными. Развиваемая полезная мощность при этом принимается за номинальную мощность двигателя. Удовлетворяющую отмеченным условиям рабочую емкость будем обозначать через Ср, НОм.
Следует отметить, что полная симметрия напряжений и токов конденсаторного двигателя не достигается, особенно для схем на рис. 1, а и б. Тем не менее любой схеме включения соответствует одна вполне определенная емкость, при которой токи в обмотках нагруженного двигателя несущественно отличаются от номинальных.
Рабочая емкость пропорциональна мощности двигателя (номинальному току) и обратно пропорциональна напряжению. Применительно к рассмотренным схемам включения конденсаторного двигателя для частоты 50 Гц рабочая емкость приближенно может быть определена по следующим соотношениям:

для схемы рис. 1, а
 
для схемы рис. 1, б
 
для схемы рис. 1, в
 
для схемы рис. 1, г

где /ном — номинальный ток, A; U — напряжение сети, В.
Таким образом, исходными данными, по которым определяется Ср, ном, являются номинальный ток двигателя и напряжение сети.
Пример. Определить рабочую емкость для двигателя 0,25 кВт, 127/220 В, 2,1/1,15 А, если двигатель включен по схеме, приведенной на рис 91, а, а напряжение сети 220 В Как видно, номинальный ток конденсаторного двигателя равен 1,15 А. На основании (12) находим.

Принимаем Срвом=15 мкФ
При определении пусковой емкости исходят прежде всего из требований создания необходимого пускового момента. Если по условиям работы электропривода пуск
двигателя происходит без нагрузки, то пусковая емкость обычно принимается равной рабочей. В этом случае схема включения упрощается.
Пуск под нагрузкой совершается при наличии в цепи двигателя и рабочей, и отключаемой емкостей. Увеличение отключаемой емкости приводит к возрастанию пускового момента, и при некотором определенном ее значении момент достигает своего наибольшего значения. Дальнейшее увеличение емкости приводит к обратному результату: пусковой момент начинает уменьшаться.
Наибольший пусковой момент зависит не только от емкости, но и от схемы включения двигателя. При соединении обмоток звездой (рис. 1, а) или треугольником (рис. 2, б) пусковой момент не превосходит номинального при трехфазном включении. Для других схем (рис.1, виг) наибольший пусковой момент может в несколько раз превышать значение номинального момента, но его реализация сопряжена с появлением значительных перенапряжений в цепи конденсаторной фазы.
Однако на практике не возникает необходимости в создании такого большого момента при пуске.
Исходя из условия получения пускового момента, близкого к номинальному (при трехфазном включении), необходимо иметь пусковую емкость, примерное значение которой равно:
 
Отключаемые конденсаторы работают непродолжительное время (всего несколько секунд за весь период включения или доли секунды). Это позволяет использовать при пуске наиболее дешевые электролитические конденсаторы типа ЭП, специально предназначенные для этой цели.

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• Оборудование
• Эл. машины
• Технология и оборудование производства электрических машин

Еще по теме:

• Определение коэффициента трансформации асинхронных электродвигателей
• Определение тока и потерь холостого хода асинхронных двигателей
• Определение области безыскровой работы машин постоянного тока
• Производственная инструкция для операторов вычислительных машин группы расчетов с населением
• Тепловизионный контроль силовых конденсаторов

Какой конденсатор нужен для двигателя от стиральной машины?

Прекрасно, когда есть возможность подключить мотор к нужному типу напряжения. Но иногда возникает ситуация, что трехфазный мотор приходится «питать» от однофазной сети. Например, если умельцы берут движок от стиралки и создают на его основе токарный станок или другую «самоделку». В таких случаях придется использовать конденсатор для двигателя от стиральной машины. Но их целое множество, поэтому не лишним будет разобраться, как правильно подобрать устройство.

Если нужно запустить трехфазный мотор

Подобрать конденсатор для двигателя от стиральной машины непросто. Самое главное – правильно определить емкость устройства. Но как ее посчитать? Для более точного вычисления показателя применяется сложная формула, но можно воспользоваться и более упрощенным вариантом.

Как быстро прикинуть, какое устройство подойдет в вашем случае? Для расчета конденсаторной емкости упрощенным методом необходимо узнать мощность движка и на каждые 100 Ватт «набросить» примерно 7-8 мкФ. Однако важно не забыть во время вычислений учесть показатель напряжения, воздействующий на статорную обмотку. Это значение не должно превышать номинальный уровень.

Когда запуск электромотора может осуществляться только на основе максимальной загрузки, нужно включить в цепь пусковой конденсатор. Данное устройство характеризуется кратковременным периодом работы – оно функционирует около 3 секунд, до тех пор, пока обороты ротора не достигнут своего пика.

При выборе пускового конденсатора необходимо учитывать, что:

• по емкости он должен в 2-3 раза превышать показатели рабочего конденсатора;
• его номинальное напряжение должно превышать сетевой минимум в 1,5 раза.

Главная функция пускового конденсатора – довести ротор электромотора до оптимальной частоты вращения.

Разобравшись в нюансах, можно подбирать и сетевой, и пусковой конденсатор для трехфазного электромотора. Чтобы не ошибиться, важно следовать всем рекомендациям.

Подбираем конденсатор для однофазного мотора

В подавляющем большинстве случаев конденсаторы для асинхронных движков применяются для подключения к «стандартному» напряжению (220 В) с учетом включения устройства в однофазную сеть. Однако процесс их применения гораздо сложнее. Разберемся, почему.

Трехфазные моторы функционируют на основе конструктивного подключения, в то время как для однофазных движков приходится достигать смещенного вращательного момента. Обеспечивается это дополнительным слоем роторной обмотки для запуска. Фаза сдвигается конденсатором.

Почему непросто подобрать конденсатор?

Хотя существенных отличий нет, но разные конденсаторы для асинхронных движков требуют отличные друг от друга способы вычисления допустимого показателя напряжения. Обычно необходимо примерно 100 Ватт на 1 мкФ емкости прибора. У таких моторов существуют несколько возможных режимов работы:

• ставится пусковой конденсатор, организуется вспомогательный слой обмотки (именно для этапа пуска). В данной ситуации расчет емкости устройства будет таковым – 70 мкФ на киловатт мощности электродвигателя;
• устанавливается рабочее устройство, конденсаторная емкость которого в пределах 25-35 мкФ. В этом случае будет нужна дополнительная обмотка и постоянное подключение конденсатора на протяжении всего срока работы мотора;
• используется сетевой конденсатор при одновременном подключении пускового устройства.

В любом случае важно отслеживать уровень нагрева электромотора в ходе его эксплуатации. Заметив перегревание элементов двигателя, следует принять срочные меры. Если стоит рабочий конденсатор, потребуется уменьшить его емкость. Специалисты рекомендуют применять устройства, функционирующие на основе мощности от 450 Ватт или больше, так как они считаются универсальными.

Еще до установки рекомендуется проверить работоспособность конденсатора специальным прибором – мультиметром.

Пусковой конденсатор – это маленький элемент электрической цепи, необходимый для того, чтобы движок как можно скорее «набрал» нужные обороты. Рабочее устройство служит для поддержания оптимальной нагрузки на мотор.

Сконструировать полностью работоспособную схему можно самостоятельно. Между электромотором и кнопкой ПНВС нужно поставить рабочий, а, при необходимости, еще и пусковой конденсатор. Обычно выводы обмоток расположены в клеммной части движка, поэтому модернизация подключения может быть любой.

Следует помнить, что рабочее напряжение пускового конденсатора должно составлять 330-400 Вольт. Это объясняется «всплеском» мощности при запуске или завершении работы мотора.

Так в чем же отличие однофазного асинхронного мотора? Такой тип двигателя чаще встречается в бытовой технике, для его активации необходима вспомогательная пусковая обмотка и конденсатор для смещения фазы. Подключить его допускается на основе множества доступных схем. В продаже встречаются конденсаторы трех видов:

• полярные;
• неполярные;
• электролитические.

Полярные запрещено применять для подключения электромоторов в сеть переменного тока. Диэлектрик внутри устройства быстро разрушится и произойдет замыкание.

Поэтому в данном случае нужно использовать неполярные конденсаторы. Их обкладки будут одинаково взаимодействовать и с источником тока, и с диэлектриком.

   

• Поделитесь своим мнением — оставьте комментарий

404 ОШИБКА WOODWEB

404 ОШИБКА WOODWEB

Поиск по всему сайту Поиск в каталоге продуктов Поиск в базе знаний Поиск по всем форумам Поиск по биржевому оборудованию Поиск биржи пиломатериалов Поиск вакансий Поиск объявлений Новости отрасли Поиск Аукционы, распродажи и специальные предложения Календарь событий поиска ———————— Поиск отдельных форумов Клеи Архитектурная мастерская Бизнес Изготовление шкафов САПР ЧПУ Пыль/Безопасность/Завод Отделка Лесное хозяйство Мебель Монтаж Ламинат/твердая поверхность Распиловка и сушка Обработка массивной древесины Добавленная стоимость Древесина Прод. Шпон ВУДнетВорк

Главная || Новые посетители

Карта сайта

Извините… введенный вами адрес недоступен. Скорее всего, вы ввели неверный адрес (URL) Список ссылок для навигации по сайту можно найти на карте сайта WOODWEB Все комментарии направляйте по адресу: [email protected] Тип ошибки: 404 Меня интересует ………. Бизнес Купить и продать Изготовление шкафов Компьютеры и производство Работа Пиломатериалы Машины Распиловка и сушка Рекламные возможности Стандартная карта сайта Ресурсы Главная Что нового Новые посетители Видео Библиотека Программное обеспечение и мобильные приложения Аукционы, Распродажи и специальные предложения  – Знак оповещения о продаже Промышленность Новости Деревообработчики Каталог Пиление и Сушка Справочник The Wood Doctor Книжный магазин Пиломатериалы/древесина/разное Калькуляторы Медиа-кит О WOODWEB Часто задаваемые вопросы Связаться с WOODWEB Пользовательское соглашение и условия использования Политика конфиденциальности Ссылка на WOODWEB Стать Член Логин Каталог продукции Каталог продукции (Основной) Алфавитный список предприятий Клеи и крепежные изделия Ассоциации Бизнес Шкафы Комплектующие Компьютер Программное обеспечение Чертеж Дизайнерские услуги Образование Электроника Отделка и Абразивы Лесное хозяйство Ручные инструменты Метизы -Кабинет Аксессуары -Декоративный -Ящик Системы -Петли -Осветительные приборы -Панель Установка Работа Возможности и услуги по деревообработке Ламинирование и наплавка Пиломатериалы и Фанера -Розничная торговля Пиломатериал и Фанера Машины -Воздух Компрессоры -Аукционы & Оценки -Скучный Машины -Резьба Машины -Зажимное оборудование -ЧПУ Машины -Комбинация Механизм -Копинг Машины -Настольное оборудование -Дверь и оконное оборудование -Снаряжение ласточкиного хвоста -Шпоночное оборудование -Производство дюбелей Машины -Пыль Коллекция -Нисходящий поток Столы -Кадр Оборудование -Край Бандерс -Энергия Производство Оборудование -Палец Фуганки -Отделка Оборудование -Напольное покрытие Машины -Склеивание Оборудование -Петля Вставка -Столярки — Ламинирование Оборудование — Лазер Обработка -Токарные станки -Материал Обработка -Измерительное оборудование -Разное -Врезное Оборудование -Формовщики -Панель Обработка Оборудование -строгальные станки -Прессы -Начальный Обработка -Роутеры -Шлифовка Машины -Распиловка Машины -Услуга и ремонт -шейперы -Заточка Оборудование -Запасной Запчасти -Лестница Производство -Tenoners — V-образная канавка Оборудование -Шпон Оборудование -Древесина Отходы Обработка Оборудование -Нисходящий поток Таблицы Молдинги и столярные изделия -Пол -Лестница Корпус Упаковка и транспорт Электроинструменты Планы и публикации Завод Техническое обслуживание и управление Распиловка и сушка Поставщики Инструменты -Улучшения и Аксессуары Шпон -Кромка -Inlays и Маркетри Токарная обработка дерева Галереи Проект Галерея Лесопилка Галерея Магазин Галерея Галерея оборудования Последние изображения Галерея Форумы Последние сообщения со всех форумов Клеи Архитектура Деревообработка Бизнес и менеджмент Монтаж шкафов и столярных изделий Изготовление шкафов CAD Сушка в промышленных печах ЧПУ Сбор пыли, Безопасность и оборудование Эксплуатация Профессиональная отделка Лесное хозяйство Профессиональная мебель Изготовление Ламинирование и Наплавка Распиловка и Сушка Производство в цеху Оборудование Массив дерева Механическая обработка Обработка древесины с добавленной стоимостью Торговля eer WOODnetWORK Exchanges Последние Сообщения со всех бирж Вакансии и обмен услугами  — Job-Gram Биржа пиломатериалов — Lumber-Gram Обмен машинами  — Machinery-Gram Обмен объявлениями База знаний База знаний: поиск или просмотр Клеи, склеивание и ламинирование  — Клеи и склеивание Агент s  – Оборудование для склеивания и зажима Архитектурный Столярные изделия  — Пользовательские Столярные изделия  — Двери и Окна  — Полы — Общие — Столярные изделия Установщик  — Токарный станок Токарная обработка — Погонаж — Столярные работы Реставрация — Лестницы — Запас Производство Бизнес  – Сотрудник Отношения  -Оценка — Бухгалтерский учет — Рентабельность -Юридический -Маркетинг -Растение Управление  -Проект Управление -Продажи Изготовление шкафов  -Коммерческий Шкафчик -Обычай Шкаф Конструкция -Кабинет Дизайн  – Шкаф Дверь Конструкция -Общий -Установка -Жилой Шкафчик -Магазин Светильники Компьютеризация  -Программное обеспечение  -CAD и дизайн  -ЧПУ Машины и Техники Пыль Сбор, безопасность, эксплуатация установки  — Общий -Материал Обработка  -дерево Отходы Утилизация -Безопасность Оборудование  – Опасность Связь Отделка  – Общий Дерево Отделка  -Высокая Скорость Производство -Покраска Лесное хозяйство -Агролесхоз -Лес Продукт Лаборатория Артикул  -Дерево Вредители и Болезни -древесина Сбор  -Дерево Посадка  -Вудлот Менеджмент Мебель  – Пользовательский Мебель  – Мебель Дизайн  — Общий -Мебель Производство -Открытый Мебель  – Мебель Ремонт  -Мебель Репродукция -Реставрация Ламинирование и Solid Surfacing — Производство Методы -Материалы -Оборудование Пиломатериалы и Фанера  -Покупка -Хранилище -Дерево Идентификационный номер -Общая панель Обработка -Общий -Машина Настройка и обслуживание Основной Обработка  -Воздух Сушка Пиломатериал -Печь Строительство  -Печь Операция  -Пиломатериалы Класс  — Лесопильное дело -Вудлот Управление -Урожай Формулы Твердая древесина Механическая обработка  -Общие -Настраивать и Техническое обслуживание -Инструмент -Инструмент Шлифовка Шпон  — Машины -Обработка и Производство -Техника Дерево Инженерное дело  – Общее -Древесина Недвижимость Деревообработка Разное — Аксессуары -Гибка Дерево  – Лодка Строение  -Лодка Ремонт  -Резьба -Мюзикл Инструменты -Картина Рамы  -Инструмент Техническое обслуживание  – Деревообработка

Алюминиевые электролитические конденсаторы в трехфазных контроллерах двигателей постоянного тока BLDC

В этой статье технического блога, написанной Роном Демко и Славомиром Пала, KYOCERA-AVX Components Corporation, объясняется использование алюминиевых электролитических конденсаторов в трехфазных контроллерах двигателей постоянного тока BLDC.

Использование промышленных систем управления и робототехники быстро расширяется благодаря их положительному влиянию на затраты и качество. В этой статье обсуждается роль алюминиевого электролитического конденсатора в качестве конденсатора выходного фильтра для улучшения качества электроэнергии в контроллерах и приводах бесщеточных двигателей постоянного тока (BLDC).

Алюминий Электролитические конденсаторы могут использоваться для подачи требуемого напряжения привода на двигатели. Это, в свою очередь, повышает надежность и производительность системы. Исследуемым случаем будет 3-фазный двигатель постоянного тока 24 В / 30 Вт с номинальной скоростью 4000 об/мин и номинальным крутящим моментом 0,072 Н·м.

Введение

Как двигатели, так и приводы преобразуют управляющие сигналы в физическое движение. Двигатели и приводы бесполезны, если их движение не может управляться. Управление двигателями и приводами обычно осуществляется с помощью ИС низкого уровня. Эти ИС могут быть простыми микроконтроллерами, микропроцессорами или ПЛИС, но независимо от конкретного устройства эти ИС не имеют достаточного выходного напряжения для непосредственного управления двигателем. Таким образом, необходим интерфейс между управляющим кремнием и двигателем нагрузки двигателя. Введите контроллер двигателя.

Контроллер двигателя — это устройство, позволяющее низкоуровневой логике управлять двигателем. По сути, он действует как промежуточное устройство между кремнием и источником питания двигателей и двигателем. Некоторые контроллеры двигателей имеют на борту достаточную вычислительную мощность, чтобы управлять двигателем напрямую. Драйверы двигателей с регулируемой скоростью, регулируемые вручную, являются возможным примером контроллера двигателя, имеющего достаточную вычислительную мощность на борту. Для более сложных сценариев обратной связи и управления может потребоваться дополнительная вычислительная мощность и, возможно, шина данных от логики управления к драйверу двигателя.

Контроллеры двигателей сильно различаются в зависимости от типа двигателя, уровня/размера мощности, требуемого уровня управления и множества других факторов. Независимо от их точной конфигурации контроллеры двигателей являются неотъемлемой частью промышленных контроллеров и робототехники. Цель этого исследования — показать влияние алюминиевых электролитических конденсаторов подходящего размера на линии привода напряжения к обычному 3-фазному двигателю, используемому в робототехнике или промышленной автоматизации.

Типы двигателей сильно различаются, и это исследование было основано на бесколлекторных двигателях постоянного тока (BLDC). Эти двигатели доступны в однофазных, двухфазных и трехфазных конфигурациях. Чаще всего используется трехфазный тип, поэтому в данном исследовании исследуется именно этот тип.

BLDC используются в самых разных отраслях, таких как транспорт, аэрокосмическая промышленность, бытовая техника, контрольно-измерительные приборы и промышленная автоматизация. Много раз номинальное напряжение BLDC намекает на его конечное использование. BLDC с напряжением меньше или равным 48 В обычно используются в автомобилестроении, робототехнике, стрелковом оружии и т. д. Для сравнения, BLDC с напряжением> 100 В обычно используются в бытовой технике и промышленной автоматизации.

На первый взгляд, наиболее заметной особенностью BLDC по сравнению с двигателями других типов является то, что BLDC демонстрируют более высокое отношение крутящего момента к размеру двигателя. Это уменьшает размер двигателя, необходимого во многих приложениях, и делает BLDC исключительно полезными в приложениях, где объем и вес имеют большое значение.

Однако BLDC обладают еще одним важным преимуществом — электрическим КПД. BLDC может снизить потребление энергии на 20–30 процентов по сравнению с традиционными коллекторными двигателями при аналогичных условиях работы и нагрузки [1]. Это очень важно и приводит к увеличению времени работы на 20-30 процентов при использовании батарей аналогичного размера. В качестве альтернативы батарея для конечного использования BLDC может быть на 20–30 % меньше, что делает изделия меньшего размера и легче. Эта функция особенно важна для дронов, ручных инструментов и робототехники. Дополнительные функции, которые помогут разработчикам использовать бесконтактные двигатели постоянного тока, и сравнение с коллекторными двигателями постоянного тока показаны на рис. 9.0028 Рисунок 1 [1]:

Рисунок 1: BLDC по сравнению с щеточным двигателем постоянного тока

В двигателях BLDC не используются щетки для коммутации, а вместо этого используется электроника для создания функции коммутации. По сути, контроллер двигателя будет создавать переменное магнитное поле, генерируемое электронным способом, путем изменения напряжения и тока, подаваемых на различные фазы двигателя. Поэтому потенциальным недостатком BLDC является дополнительная стоимость и сложность контроллеров двигателей. Однако стоимость контроллеров моторов снижается за счет:

1. Традиционное и ожидаемое снижение стоимости полупроводников за счет оптимизации эффективности и роста объемов
2. Интеграция микроконтроллеров достаточной мощности с потенциально внутренними полевыми транзисторами на основе металл-оксид-полупроводник (MOSFET). Более мощные полупроводники
   могут по существу действовать как система на кристалле с меньшими затратами.

Многочисленные поставщики создали широкий спектр контроллеров двигателей, которые недороги и просты в реализации. Современные контроллеры двигателей выполняют несколько функций [2]:

• Регулирует скорость двигателя, крутящий момент или выходную мощность
• Управляет пуском или плавным пуском
• Защищает от неисправностей цепи
• Плавно ускоряет и замедляет двигатель
• Защищает от перегрузок

Подводя итог, достижения в области полупроводниковых технологий позволили легко использовать мощные и экономичные контроллеры двигателей.

Платформа для тестирования

При тестировании контроллера мотора главной задачей было найти доступный, надежный и поддерживающий широкий спектр приложений. Аллегро A4915 был выбран на основе наших критериев отбора. A4915 — это экономичный трехфазный драйвер двигателя постоянного тока, который устраняет необходимость в управляющем микропроцессоре. Номинальное напряжение устройства и возможности привода поддерживают широкий диапазон нагрузок двигателя с минимальным напряжением 5 В, а также предлагают встроенную функцию сна. Эти особенности делают его идеальным для приложений с батарейным питанием. A4915 подходит для различных нагрузок с управляющим напряжением затвора
, рассчитанным на 50 вольт, и поддерживает токи нагрузки до 150 ампер.

Отладочная плата Allegro A4915

A4915 имеет внутреннюю схему управления синхронным выпрямлением. Он предназначен для улучшения рассеивания мощности во внешних полевых МОП-транзисторах во время работы ШИМ. Защита внутренней цепи включает защелкивающееся отключение при перегреве, защиту от мертвого времени и блокировку при пониженном напряжении. Специальной последовательности включения питания не требуется. A4915 поставляется в 28-контактном TSSOP с открытой термопрокладкой (суффикс LP) и 28-контактном QFN 5 × 5 мм с открытой термопрокладкой. [3]

A4915 может иметь широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для управления током. Существует два метода применения ШИМ к устройству:

• Внешний ШИМ.
• Внутренний ШИМ — скорость регулируется путем подачи постоянного напряжения на контакт SPEED.

В нашем тестировании использовался метод внутренней ШИМ. В качестве двигателя был выбран трехфазный BLDC от Applied Motion Products с номинальным напряжением 24 В постоянного тока и номинальным крутящим моментом 0,072 Н-м. Небольшой размер двигателя, малый вес (0,32 кг) и скорость вращения 4000 об/мин с максимальной скоростью 5000 об/мин делают его идеальным кандидатом для различных портативных приложений.

Рисунок 2: Схема оценочной платы Allegro A4915 [3] с маркированными алюминиевыми конденсаторами

Результаты испытаний и обсуждение

Алюминиевые электролитические конденсаторы предназначены для приложений, где требуются большие значения емкости в относительно небольших и легких корпусах. Танталовые конденсаторы технически предлагают более высокую плотность емкости, но алюминиевые электролиты соответствуют целевым показателям стоимости для общих объемных конденсаторов, необходимых для всех, кроме самых миниатюрных / микроразмерных приводов двигателей BLDC.

Были проведены испытания, чтобы проиллюстрировать влияние алюминиевых электролитических выходных конденсаторов при идентичных условиях нагрузки двигателя. В этом тесте формы выходных сигналов ШИМ были захвачены на аналогичных выходных портах управления.

Три сценария выходного конденсатора были оценены для конденсаторов C1 и C2. Расположение C1 и C2 показано в обведенной области на рис. 2. Эта схема является выдержкой из документации по оценочной плате Allegro 4915 [3]. Тестовые случаи были:

• Вариант 1 – Конденсаторы C1 и C2 не установлены
• Вариант 2 – C1 и C2 оба радиальные электролитические конденсаторы 1000 мкФ 50 В
• Вариант 3 – C1 и C2 оба радиальные электролитические конденсаторы 1500 мкФ 80 В
9 0466

Аналогичная нагрузка двигателя, об/мин и время работы использовалось для сравнения целостности сигнала привода. Как и ожидалось, устранение конденсаторов C1 и C2 влияет на форму выходного сигнала с введением измеримого звона (примерно 8 вольт). Такой звон может снизить реакцию управления приводом и целостность двигателя.

Использование двух конденсаторов емкостью 1000 мкФ, размещенных на клеммах C1 и C2, значительно уменьшило звон примерно до 4 вольт. Наконец, замена C1 и C2 на алюминиевый электролит 1500 мкФ привела к звону ~ 0,5 вольт. Сводка результатов этих испытаний показана на Рисунке 3. Качество формы выходного сигнала в зависимости от емкости конденсатора большой емкости.

Рис. 3. Качество формы выходного сигнала в зависимости от емкости конденсатора большой емкости

Величина выходных конденсаторов играет решающую роль в надежности контроллеров моторов. Конкретные значения емкости, которые являются оптимальными для различных конструкций, сильно различаются, поскольку контроллеры двигателей бывают различных конфигураций и уровней мощности, предназначенных для работы с широким спектром BLDC и конечных приложений.

Независимо от точного номинала и конфигурации конденсатора, алюминиевые электролитические конденсаторы идеально подходят для этих типов низкочастотных импульсных приложений с широким диапазоном напряжения. Размер конденсатора должен быть таким, чтобы скачки напряжения не превышали номинального постоянного напряжения конденсатора. Как правило, алюминиевые электролитические конденсаторы должны быть терпимы к значениям емкости, превышающим номинальное значение, а в случае поляризованных алюминиевых электролитических конденсаторов не должно применяться обратное напряжение.

Подавляющее большинство контроллеров двигателей используют алюминиево-электролитическую технологию для выходных конденсаторов из-за вышеуказанных характеристик.

Резюме и выводы

Бесщеточные двигатели постоянного тока широко используются практически во всех областях применения. BLDC привлекательны для конечных пользователей из-за преимуществ по размеру и весу по сравнению с традиционными щеточными двигателями постоянного тока. Несмотря на то, что контроллеры двигателей необходимы для управления BLDC, затраты на проектирование и сложность могут быть сведены к минимуму благодаря широкому спектру контроллеров, доступных практически для любого типа BLDC и приложений уровня мощности.

No related posts.