Come scegliere un motore BLDC adatto

Motori CC senza spazzole(BLDC) sono ampiamente utilizzati nell'automazione industriale, automobilistica, nelle apparecchiature mediche, nell'intelligenza artificiale e in altri settori grazie alla loro lunga durata, bassa rumorosità e coppia elevata. I BLDC sono disponibili in un'ampia gamma di dimensioni e tipi e, in pratica, noi necessario scegliere il motore BLDC giusto per soddisfare i requisiti prestazionali dell'applicazione. In questo blog, SIT introdurrà come scegliere il motore BLDC giusto per la tua applicazione.

 

1. Selezionare il tipo di motore BLDC corretto

In base alla struttura, i motori CC senza spazzole possono essere suddivisi in due tipi: tipo Inrunner e tipo Outrunner. Fondamentalmente funzionano secondo lo stesso principio ma presentano vantaggi e limiti diversi. I motori BLDC Inrunner posizionano lo statore (elemento fisso) all'esterno e il rotore (elemento rotante) all'interno, con il rotore che ruota all'interno dello statore. I motori BLDC Outrunner hanno il design opposto: lo statore è posizionato all'interno, il rotore è all'esterno e il rotore esterno ruota attorno allo statore al centro. In confronto, i motori brushless inrunner hanno un diametro più piccolo e sono più veloci, il che li rende più adatti per applicazioni ad alta velocità, mentre i motori brushless outrunner hanno un diametro maggiore e una migliore dissipazione del calore, che facilita l'uso della coppia a bassa velocità ed è adatto per motori a bassa velocità. applicazioni ad alta velocità.

 

 

A seconda che siano dotati o meno di sensori, i motori BLDC si dividono anche in motori BLDC con sensori e motori BLDC senza sensori. La scelta tra loro dipende solitamente dal costo. I motori sensorless vengono sempre più utilizzati in applicazioni quali motori a velocità variabile a basso costo come ventilatori, compressori per frigoriferi, condizionatori d'aria e attrezzi da giardino. Tuttavia, le applicazioni che richiedono una coppia elevata all’avvio, come gli utensili elettrici come le biciclette elettriche e le pedelec, richiedono l’uso di motori con sensori.

 

Inoltre, in termini di materiali, diamo priorità ai motori BLDC in ferrite ad alta efficienza, prezzo basso e basso aumento di temperatura. I motori BLDC Alnico o i motori BLDC a terre rare dovrebbero essere presi in considerazione solo in caso di requisiti prestazionali rigorosi, dimensioni ridotte e temperatura ambiente elevata.

 

2. Parametri prestazionali chiave per la selezione del motore

Quando si seleziona un motore DC brushless, i parametri sono uno dei fattori di selezione più importanti. Tra questi, i tre parametri prestazionali più importanti sono coppia, velocità e potenza.

 

2.1 Coppia

La coppia del motore, in termini semplici, è la dimensione della forza di rotazione del motore, che riflette la capacità di carico del motore: maggiore è la coppia, maggiore è il carico che il motore può sopportare e migliori saranno le prestazioni del motore in confronto.

 

In pratica, però, bisogna considerare la coppia massima richiesta per l'applicazione, che si ottiene sommando la coppia del motore, il momento di inerzia e l'attrito. Inoltre, ci sono alcuni ulteriori fattori che influenzano la coppia massima richiesta, ad esempio la resistenza del traferro, ecc., che richiedono un margine di coppia di almeno il 20%.

 

Oltre alla coppia massima richiesta, è necessario considerare anche la coppia radice quadrata (RMS) del motore. L'RMS può essere approssimato come la coppia di uscita continua richiesta per l'applicazione reale. È determinato da una serie di fattori: coppia massima, coppia di carico, momento di inerzia, accelerazione, decelerazione e tempo di funzionamento.

 

2.2 Velocità di rotazione

La velocità di rotazione del motore è strettamente correlata all'applicazione, ad esempio la velocità di rotazione del motore determinerà direttamente la velocità di volo del drone. Pertanto, quando si seleziona un motore, il numero di giri è una considerazione indispensabile.

 

La velocità del motore è rappresentata dal valore KV, KV - giri per volt o RPM/V, che indica quante volte il motore ruoterà per volt. La velocità massima (RPM) di un motore può essere determinata semplicemente moltiplicando il valore KV per la tensione della batteria.

 

RPM=KV * V (tensione di alimentazione)

 

Secondo la formula, la velocità di un motore brushless è teoricamente correlata linearmente alla tensione. il valore KV è la quantità di cui aumenta il numero di giri del motore per ogni aumento di volt della tensione. Se la tensione aumenta, il motore gira più velocemente.

 

Le tipiche biciclette elettriche ruotano a poche centinaia di giri al minuto, mentre i veicoli elettrici vanno un po' più in alto, fino a poche migliaia di giri al minuto o addirittura decine di migliaia di giri al minuto. Nel caso sia richiesta una velocità in uscita molto bassa è necessario valutare se abbinarlo ad un riduttore e con quale tipo di riduttore.

 

Inoltre, in alcune condizioni applicative, occorre considerare anche il range di regolazione della velocità. Ad esempio, il requisito di velocità dell'asciugacapelli è che la differenza tra la velocità massima e la velocità media non sia grande, vale a dire che l'intervallo di velocità del motore sia piccolo; mentre in alcuni sistemi di posizionamento punto a punto come nastri trasportatori e sistemi di bracci robotici, sono richiesti motori con un ampio intervallo di velocità.

 

2.3 Potenza

La potenza del motore deve essere selezionata in base alla potenza richiesta dal macchinario applicativo e provare a far funzionare il motore al carico nominale. Durante la selezione è necessario tenere presente i due punti seguenti

 

Se la potenza del motore viene selezionata troppo piccola, ciò causerà un sovraccarico del motore per un lungo periodo di tempo, con conseguenti fenomeni di riscaldamento del motore, vibrazioni, calo di velocità, rumore anomalo, ecc. In casi gravi, il motore verrà addirittura bruciato.

 

Se la potenza del motore viene selezionata troppo grande, la sua potenza meccanica in uscita non può essere completamente utilizzata e il fattore di potenza e l'efficienza non sono elevati, non solo per l'utente e la rete non sono buoni, ma causano anche uno spreco di energia.

 

Pertanto, è molto importante scegliere un motore con una potenza ragionevole in base alle esigenze dell'applicazione. Possiamo scegliere un motore utilizzando la formula per calcolare i valori di tre parametri: potenza, coppia e velocità.

 

Potenza (W)=Velocità (RPM) * Coppia (Nm) / 9,55

 

Ad esempio, se desideri selezionare un motore da 120W, come puoi farlo? Innanzitutto, puoi controllare il numero di giri, quindi puoi verificare quanta coppia richiede il carico. Ad esempio, se la velocità è 3000 RPM e la coppia è solo 0,3 NM, secondo la formula precedente, W=RPM*NM/9.55=90, ovvero la potenza massima confermata è 90 W , allora la scelta di un motore da 100 W dovrebbe andare bene. Tuttavia, se l'ambiente applicativo è difficile o il tempo di funzionamento continuo è più lungo, è possibile scegliere 125 W, il margine sarà leggermente maggiore e più sicuro.

 

Oltre ai tre parametri principali sopra indicati, a seconda dei requisiti dell'applicazione, potrebbe essere necessario considerare anche la tensione del motore, la corrente, il grado di impermeabilità, ecc.

 

2.4 Voltaggio

 

La tensione nominale di un motore CC indica la tensione più efficiente per il funzionamento. È necessario assicurarsi che la tensione applicata dall'applicazione sia adeguata alla tensione nominale del motore; se la tensione è troppo piccola, il motore non funzionerà, mentre una tensione applicata eccessiva cortocircuiterà gli avvolgimenti, provocando una perdita di potenza o un danno completo al motore.

 

2,5 corrente

La corrente è la potenza necessaria per azionare il motore e troppa corrente può danneggiare il motore. Per i motori CC, la corrente operativa e la corrente di stallo sono importanti. La corrente operativa è la corrente media che si prevede che il motore assorbirà alla coppia tipica. La corrente di stallo applicherà una coppia sufficiente per far funzionare il motore in stallo o a 0 giri/min.

 

2.6 Valutazione di impermeabilità

 

Il grado di protezione di un motore brushless è indicato da IP più un numero, più alto è il numero, maggiore è il grado di impermeabilità.

 

3. Definire gli obiettivi dell'applicazione

 

A seconda delle diverse applicazioni, i motori CC senza spazzole avranno design e metodi di azionamento diversi, rendendo la selezione molto complessa. Per semplificare la selezione del motore, dobbiamo definire i requisiti fondamentali in base all'utilizzo del motore.

 

NO	Campo di applicazione principale	Esempi di applicazione	Requisiti
1	Automazione industriale	Robot industriali, ventilatori da soffitto industriali di grandi dimensioni, pompe dell'acqua industriali di grandi dimensioni	Coppia di spunto elevata, struttura semplice, prezzo basso, alta affidabilità, facile manutenzione, ecc.
2	Auto	Motore di azionamento, sedile elettrico, alzacristalli elettrici, specchietti elettrici, pompa dell'acqua, pompa del carburante, ecc	Velocità ultraelevata, peso ridotto, ampia regolazione
3	Strumento elettrico	Trapani, seghe circolari, rettificatrici, pendoli	Alta potenza, alta velocità, ecc
4	Attrezzature mediche per la riabilitazione	Ventilatori, letti medici, sedie a rotelle elettriche, poltrone massaggianti, ecc	Ampia gamma di regolazione, dimensioni ridotte, lunga durata, bassa rumorosità, ecc.
5	Elettrodomestico	Frigorifero, lavatrice, asciugatrice, aspirapolvere, ventilatore a soffitto, ecc	bassa potenza, ecc
6	Prodotti per la cura personale	Asciugacapelli, apparecchi di bellezza, arricciacapelli. eccetera	Alto livello di isolamento, basso rumore, buona dissipazione del calore, ecc
7	Attrezzi da giardino	tosaerba, soffiatori per foglie, potatori elettrici. eccetera	Alta potenza e lunga durata, ecc
8	altro	droni, risciò e macchine di videosorveglianza. eccetera	Dipende dalla situazione

 

La selezione del BLDC è un processo di analisi completa del sistema, che richiede il bilanciamento di tutti gli aspetti della selezione del motore in base ai requisiti dell'applicazione. SIT è uno deiFornitori di motori BLDCin Cina. Abbiamo un team di ingegneri esperti, che può aiutarti a trovare la soluzione migliore per le tue applicazioni. Se hai dei requisiti per il motore, non esitare a contattarci.