มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านคืออะไร?
มอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่านเป็นมอเตอร์กระแสตรงที่ไม่ต้องใช้แปรงที่ใช้ในมอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่านแบบดั้งเดิม
เมื่อเทียบกับมอเตอร์ DC แบบมีแปรงถ่าน มอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรงมีข้อดีสองประการดังต่อไปนี้
อายุการใช้งานยาวนานและความถี่ในการบำรุงรักษาต่ำ
ไม่มีเสียงรบกวน
แปรงที่ใช้ในมอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่านจะสัมผัสกับตัวสับเปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง จำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นประจำเนื่องจากการหมุนของมอเตอร์ทำให้แปรงและสับเปลี่ยนเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป อายุการใช้งานสั้นและข้อกำหนดในการบำรุงรักษาเป็นข้อเสียของมอเตอร์ดังกล่าว ในทางตรงกันข้าม เนื่องจากมอเตอร์ BLDC ไม่ได้ใช้เครื่องสับเปลี่ยนและแปรงวัสดุสิ้นเปลืองเหล่านี้ จึงมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและได้รับการบำรุงรักษาน้อยกว่ามาก ดังนั้นความถี่ของการใช้มอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่านจึงสูงขึ้นเรื่อยๆ
ข้อเท็จจริงที่ว่ามอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านไม่ได้ใช้สับเปลี่ยนและแปรงก็หมายความว่าเสียงไฟฟ้าและเสียงที่เกิดจากการสัมผัสระหว่างส่วนประกอบเหล่านี้จะถูกขจัดออกไป ดังนั้นมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านจึงทำงานเงียบมาก
มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านใช้ที่ไหน?
มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านให้การทำงานที่เงียบ อายุการใช้งานยาวนาน และการบำรุงรักษาต่ำ และสามารถใช้งานได้หลากหลาย ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ เครื่องใช้ในบ้าน เช่น เครื่องปรับอากาศ เครื่องฟอกอากาศ และตู้เย็น
มอเตอร์เหล่านี้ยังใช้ในอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ที่หลากหลาย เช่น เครื่องพิมพ์อุตสาหกรรม ตู้จำหน่ายสินค้า เครื่องทำน้ำอุ่น และโปรเจ็กเตอร์ ควบคู่ไปกับการใช้งานอื่นๆ เช่น รถยนต์และเครื่องจักรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านได้กลายเป็นส่วนสำคัญในชีวิตของเรา
มอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรงจำเป็นต้องมีวงจรขับหรือไม่?
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น การควบคุมแบบอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องขับเคลื่อนมอเตอร์ BLDC มากกว่าการควบคุมทางกล เหตุผลนี้สามารถอธิบายได้ด้วยความแตกต่างในการสร้างสนามแม่เหล็กหมุนในมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านจากมอเตอร์อื่นๆ
เพื่อให้มอเตอร์หมุนได้ คุณต้องเปลี่ยนทิศทางของกระแสที่ไหลผ่านขดลวดของมอเตอร์และสร้างสนามแม่เหล็กที่หมุนได้ ในขณะที่มอเตอร์เหนี่ยวนำและมอเตอร์อื่นๆ ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟ AC สามารถใช้แรงดันไฟ AC เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ มอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วย DC จำเป็นต้องมีสวิตช์บางรูปแบบเพื่อเปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟในมอเตอร์ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่หมุนได้
ในกรณีของมอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่าน สามารถทำได้โดยการใช้แปรงและเครื่องสับเปลี่ยน อย่างไรก็ตาม ด้วยมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่าน แทนที่จะใช้แปรงอายุสั้น การสลับของกระแสและสนามแม่เหล็กที่หมุนตามมานั้นทำได้โดยสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น ทรานซิสเตอร์สองขั้วหรือ FET ชีวิตไม่ใช่ปัญหาใหญ่
การกำหนดค่าและการเปลี่ยนคอยล์สำหรับมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน
มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านโดยทั่วไปมีสามขดลวด ปลายด้านหนึ่งของขดลวดทั้งสามเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ดังนั้นโดยการเชื่อมต่อปลายอีกด้านหนึ่งของขดลวดหนึ่งเข้ากับขั้วบวกและปลายอีกด้านหนึ่งเข้ากับขั้วลบ กระแสจะไหลผ่านขดลวดทั้งสอง สวิตช์เซมิคอนดักเตอร์สองตัวเชื่อมต่อกับคอยล์แต่ละตัว ตัวหนึ่งเป็นขั้วบวกและอีกตัวหนึ่งเชื่อมต่อกับขั้วลบ ซึ่งจะทำให้สวิตช์ทั้งหมดหกตัว ซึ่งเมื่อเปิดและปิดในลำดับที่ถูกต้อง จะทำให้มอเตอร์หมุน จังหวะเวลาของสวิตชิ่งนี้กำหนดโดยการวางแนวโรเตอร์ที่ตรวจจับโดยเซ็นเซอร์ฮอลล์
กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเปิดและปิดสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ตามลำดับที่ถูกต้องจะสร้างสนามแม่เหล็กหมุนที่หมุนมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่าน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวงจรไดรเวอร์เพื่อดำเนินการตามขั้นตอนเหล่านี้
องค์ประกอบของวงจรขับมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่าน
วงจรไดรฟ์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้
เซ็นเซอร์ตำแหน่งโรตารี
เซ็นเซอร์ Hall สำหรับตรวจจับขั้ว N และ S ของแม่เหล็กโรเตอร์
วงจรตรวจจับตำแหน่ง
วงจรที่แปลงสัญญาณจากเซ็นเซอร์ Hall เป็นสัญญาณลอจิกดิจิตอล
วงจรลอจิก
ตามสัญญาณจากเซ็นเซอร์ตรวจจับตำแหน่งโรเตอร์ วงจรจะแสดงลำดับที่ควบคุมทิศทางของกระแสที่ไหลผ่านแต่ละขดลวด
วงจรขับก่อน
วงจรที่แปลงสัญญาณตามลำดับเป็นสัญญาณที่ใช้เพื่อเปิดและปิดเซมิคอนดักเตอร์
สวิตช์เซมิคอนดักเตอร์
โดยทั่วไปจะใช้สวิตช์เซมิคอนดักเตอร์หกตัว พวกเขาเปิดและปิดตามสัญญาณการจัดลำดับเพื่อให้กระแสไหลผ่านขดลวดที่จำเป็นในการหมุนมอเตอร์
กำลังขับมอเตอร์
จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟเพื่อให้กระแสไฟผ่านขดลวดมอเตอร์และจ่ายไฟให้กับวงจรลอจิกและเซ็นเซอร์
ด้วยวิธีนี้ แม้ว่าจะต้องใช้วงจรขับเคลื่อน แต่มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านก็มีประสิทธิภาพสูง เนื่องจากไม่ได้รับผลกระทบจากเสียงและปัญหาอายุการใช้งานสั้นที่เกิดขึ้นกับมอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่าน
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการควบคุมมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน
เนื่องจากไม่ได้ใช้สับเปลี่ยนและแปรง การขับมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านจึงต้องมีการควบคุมแบบอิเล็กทรอนิกส์มากกว่าการใช้กลไกทางกล ซึ่งทำโดยใช้วงจรขับเคลื่อน วงจรขับเคลื่อนประกอบด้วยเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรตารี วงจรตรวจจับตำแหน่ง วงจรลอจิก วงจรพรีไดรฟ์ สวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ และแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์ไดรฟ์ ใครก็ตามที่ทำงานเกี่ยวกับการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่านต้องมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งถึงสิ่งที่แต่ละองค์ประกอบทำ เราหวังว่าข้อมูลที่ให้ไว้นี้จะเป็นประโยชน์กับคุณ
