Accionamientos de motor de CC sin escobillas

<p>Definici贸n: La unidad de frecuencia variable autocontrolada que emplea un motor PMAC (corriente alterna de im谩n permanente) sinusoidal se denomina unidad de motor de CC sin escobillas. El motor de CC sin escobillas tiene algunas ventajas, como que pr谩cticamente no requiere mantenimiento y tiene una larga vida 煤til. Tambi茅n tienen baja frecuencia, baja inercia y fricci贸n, y baja interferencia y ruido de radiofrecuencia. La 煤nica desventaja de la unidad es que tienen altos costos y bajo par de arranque.

La unidad de motor de CC sin escobillas se usa en tocadiscos, la unidad de cinta para grabadoras, la unidad de eje en discos duros para computadoras y las unidades de baja potencia en instrumentos perif茅ricos de computadoras y sistemas de control. Tambi茅n tienen aplicaciones en la industria aeroespacial, biom茅dica y en la conducci贸n de ventiladores de refrigeraci贸n, etc.

La secci贸n transversal de un motor PMAC trapezoidal trif谩sico de dos polos se muestra en la siguiente figura. Este variador tiene un rotor de imanes permanentes con arco polar amplio. El estator del variador tiene un devanado tripolar desplazado 120潞 y cada devanado de fase se extiende 60潞 a cada lado.

secci贸n-transversal-pmac-motor

El voltaje induce en tres fases se muestran en la siguiente figura. La raz贸n para obtener la forma de onda trapezoidal es que cuando el rotor gira en sentido contrario a las agujas del reloj, entonces hasta 120潞 de rotaci贸n desde la posici贸n, todo el conductor superior de la fase A se conectar谩 con el polo sur y toda la parte inferior de la fase A se conectar谩. el polo Norte.

formas de onda de voltaje

La tensi贸n inducida en la fase A ser谩 la misma durante rotaciones de 120潞 y m谩s all谩 de los 120潞 unos conductores en la parte superior enlazan el polo norte y otros el polo sur. De manera similar, el voltaje induce en los conductores inferiores. La tensi贸n de onda induce en la fase A una inversi贸n lineal en los pr贸ximos 60潞 de rotaci贸n. Del mismo modo, el voltaje induce en las fases B y C.

El controlador de motor de CC sin escobillas utiliza un inversor de fuente de voltaje y un motor PMAC trapezoidal que se muestra en la siguiente figura. Los devanados del estator est谩n conectados en estrella. La forma de onda de voltaje de fase para un motor PMAC trapezoidal se muestra en la siguiente figura.

brushless-dc-motor-drive-diagrama-1

El devanado del estator es alimentado con un pulso de corriente, y cada uno de los pulsos tuvo una duraci贸n de 120潞 y se ubicaron en la regi贸n donde el voltaje inducido es constante y m谩ximo. La polaridad del pulso de corriente es la misma que la del voltaje inducido. El flujo del entrehierro es constante y el voltaje inducido es proporcional a la velocidad del rotor.

brushless-dc-motor-drive-ecuaci贸n-1

Durante cada 60潞 internos la corriente entra por una fase y sale por otra, por lo que la potencia suministrada al motor en cada uno de esos intervalos se expresa como

brushless-dc-motor-drive-ecuaci贸n-2

El par desarrollado por el motor

brushless-dc-motor-drive-ecuaci贸n-3

La forma de onda del par est谩 dada por la figura que se muestra a continuaci贸n. El par es proporcional a los flujos de corriente en los enlaces de alimentaci贸n de CC. La interrupci贸n regenerativa del variador se obtiene invirtiendo la corriente de fase y, por lo tanto, la fuente de corriente Id tambi茅n se invertir谩. La energ铆a fluye de la m谩quina al inversor y del inversor a la fuente de CC.

forma de onda de par

Cuando se invierte la velocidad del variador, se invierte la polaridad de los voltajes inducidos y el variador proporciona una operaci贸n de frenado regenerativo, y cuando se invierte la direcci贸n de la corriente, se obtiene la operaci贸n de motorizaci贸n. Las formas de onda actuales se muestran en la siguiente figura.

forma de onda actual

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Tipos de motores de CC sin escobillas

El controlador de motor de CC sin escobillas se clasifica principalmente en dos tipos, es decir, el controlador de motor de CC sin escobillas de bajo costo y el controlador de motor de CC sin escobillas monof谩sico. Sus tipos se explican a continuaci贸n en detalle.

Motor de CC sin escobillas de bajo costo

Esta unidad tiene solo tres transistores y tres convertidores de diodos que pueden suministrar solo corriente positiva o voltaje al motor trif谩sico. El voltaje inducido y la corriente suministrada al motor para la operaci贸n de motorizaci贸n y frenado. Cuando se suministran pulsos de corriente positivos de 120潞 al motor, la acci贸n de motorizaci贸n se obtiene en sentido contrario a las agujas del reloj. Cuando estos pulsos se desplazan a 180潞, entonces se obtiene la acci贸n de frenado.

accionamiento-motor-cc-sin-escobillas-trif谩sico-de-bajo-costoLa corriente de la fase A est谩 controlada por el tiristor Tr1 y el diodo D1. Cuando Tr1 est谩 en la fuente, Vd est谩 conectado a trav茅s del devanado A y la tasa de cambio de IA es positiva. Cuando Tr1 se apaga, la corriente iA circula libremente a trav茅s del diodo D1 y la tasa de cambio de iA es negativa. As铆, durante el per铆odo de 0 a 120潞, Tr1 puede encenderse y apagarse alternativamente. De modo que se hace que la corriente IA siga una corriente de referencia rectangular iA dentro de una banda de hist茅resis.

Motor de CC sin escobillas monof谩sico

El controlador de motor de CC sin escobillas monof谩sico se muestra en la siguiente figura. Consideremos que el motor se alimenta desde el convertidor monof谩sico de medio puente con una forma de onda de corriente rectangular como se muestra en la figura.

accionamiento de motor de CC monof谩sico sin escobillas

El par producido por el motor tiene una gran ondulaci贸n. Cuando el motor est谩 funcionando a gran velocidad, la inercia del sistema de carga del motor filtrar谩 el par ondulado que proporciona una velocidad uniforme.

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