มอเตอร์ทั้งหมดประกอบด้วยสเตเตอร์และโรเตอร์, ในมอเตอร์กระแสตรง, เพื่อให้โรเตอร์หมุนขึ้น, คุณต้องเปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง, มิฉะนั้นโรเตอร์จะหมุนได้เพียงครึ่งวงกลม, ซึ่งเหมือนกับการปั่นจักรยาน. ดังนั้นมอเตอร์กระแสตรงจึงต้องการคอมมิวเตเตอร์. มอเตอร์กระแสตรงทั่วไปประกอบด้วยมอเตอร์แปรงและมอเตอร์ไร้แปรง. มอเตอร์แปรงยังเรียกว่ามอเตอร์กระแสตรงหรือมอเตอร์แปรงคาร์บอน, มอเตอร์กระแสตรงที่กล่าวถึงบ่อย ๆ หมายถึงมอเตอร์กระแสตรงแปรง, ใช้การสลับทางกล, ขั้วแม่เหล็กภายนอกไม่เคลื่อนที่ขดลวดภายใน (อาร์มาเจอร์) เคลื่อนที่, คอมมิวเตเตอร์และขดลวดโรเตอร์หมุนไปด้วยกัน, แปรงและแม่เหล็กไม่เคลื่อนที่, ดังนั้นคอมมิวเตเตอร์และแปรงจึงเสียดสีกัน, ทำการสลับทิศทางกระแสไฟฟ้า.
ข้อเสียของมอเตอร์แปรง
1. ประกายไฟที่เกิดจากการสลับทางกลทำให้เกิดการเสียดสีของคอมมิวเตเตอร์และแปรง, การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า, เสียงดัง, อายุการใช้งานสั้น.
2. ความน่าเชื่อถือต่ำ, เกิดความล้มเหลว, ต้องการการบำรุงรักษาบ่อยครั้ง.
3. เนื่องจากการมีอยู่ของคอมมิวเตเตอร์, ความเฉื่อยของโรเตอร์ถูกจำกัด, ความเร็วสูงสุดถูกจำกัด, และประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิกได้รับผลกระทบ. เนื่องจากมีข้อบกพร่องมากมาย, ทำไมยังคงใช้อย่างแพร่หลาย, เพราะมีแรงบิดสูง, โครงสร้างง่ายและบำรุงรักษาง่าย (นั่นคือเปลี่ยนแปรงคาร์บอน) และราคาถูก.
มอเตอร์กระแสตรง — มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน
มอเตอร์ไร้แปรงถ่านยังเรียกว่ามอเตอร์กระแสตรงแบบปรับความถี่ได้ (BLDC) ในบางสาขา, ใช้คอมมิวเตเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ (เซ็นเซอร์ Hall), ขดลวด (อาร์มาเจอร์) ไม่เคลื่อนที่ขั้วแม่เหล็ก, ในขณะนี้แม่เหล็กถาวรสามารถอยู่ภายนอกขดลวดหรือภายในขดลวด, ดังนั้นจึงมีมอเตอร์ไร้แปรงถ่านโรเตอร์ภายนอกและมอเตอร์ไร้แปรงถ่านโรเตอร์ภายใน.
โครงสร้างมอเตอร์ไร้แปรงถ่านเหมือนกับมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร. อย่างไรก็ตาม, มอเตอร์ไร้แปรงถ่านเดี่ยวไม่ใช่ระบบพลังงานที่สมบูรณ์, มอเตอร์ไร้แปรงถ่านต้องถูกควบคุมโดยคอนโทรลเลอร์ไร้แปรงถ่าน, นั่นคือ, การควบคุมไฟฟ้า, เพื่อให้การทำงานต่อเนื่อง. สิ่งที่กำหนดประสิทธิภาพจริง ๆ คือผู้ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ไร้แปรงถ่าน (นั่นคือ, การควบคุมไฟฟ้า).
โดยทั่วไป, กระแสขับเคลื่อนมอเตอร์ไร้แปรงถ่านมีสองประเภท, หนึ่งคือคลื่นสี่เหลี่ยม, อีกหนึ่งคือคลื่นไซน์. บางครั้งประเภทแรกเรียกว่ามอเตอร์ไร้แปรงกระแสตรง, และประเภทหลังเรียกว่ามอเตอร์เซอร์โวกระแสสลับ, ซึ่งเป็นมอเตอร์เซอร์โวกระแสสลับชนิดหนึ่ง. (พอร์ทัลวิดีโอ) โหมดการทำงานของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านแตกต่างกัน, และสามารถแบ่งออกเป็นมอเตอร์ไร้แปรงถ่านโรเตอร์ภายในและมอเตอร์ไร้แปรงถ่านโรเตอร์ภายนอก. โรเตอร์ภายในเป็นสามเฟส, ราคาจะแพงกว่า. โรเตอร์ภายนอกมักใช้ในเฟสเดียว, ราคาย่อมเยา, การผลิตจำนวนมากใกล้เคียงกับมอเตอร์แปรงคาร์บอน, ดังนั้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาจึงถูกใช้อย่างแพร่หลาย. ราคาของสามเฟสของโรเตอร์ภายนอกได้เข้าใกล้ราคาของโรเตอร์ภายใน.
ดี, คุณสามารถเดาได้ว่าข้อเสียของมอเตอร์แปรงคือข้อดีของมอเตอร์ไร้แปรง. มันมีข้อดีของประสิทธิภาพสูง, การใช้พลังงานต่ำ, เสียงรบกวนต่ำ, อายุการใช้งานยาวนาน, ความน่าเชื่อถือสูง, การควบคุมเซอร์โว, การปรับความเร็วแบบไม่มีขั้นตอน (สูงถึงความเร็วสูงมาก), มันมีขนาดเล็กกว่ามอเตอร์กระแสตรงแปรง, การควบคุมง่ายกว่ามอเตอร์กระแสสลับแบบอะซิงโครนัส, แรงบิดเริ่มต้นใหญ่, ความสามารถในการโอเวอร์โหลด, สำหรับข้อเสีย... แพงกว่าแปรง, ยากต่อการบำรุงรักษา.
มอเตอร์กระแสตรง – หลักการปรับความเร็ว
การปรับความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง: การปรับความเร็วที่เรียกว่า, นั่นคือ, โดยการปรับความเร็วของมอเตอร์เพื่อให้ได้แรงบิดที่ต้องการ. มอเตอร์กระแสตรง (แปรง) โดยการปรับแรงดันไฟฟ้า, ความต้านทานแบบอนุกรม, การเปลี่ยนการกระตุ้นสามารถปรับได้, แต่การปรับแรงดันไฟฟ้าจริงเป็นวิธีที่สะดวกที่สุดและใช้กันมากที่สุด, ปัจจุบันการใช้การปรับความเร็ว PWM เป็นหลัก, PWM จริง ๆ แล้วผ่านการสลับความเร็วสูงเพื่อให้ได้การปรับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง, วงจรหนึ่ง, เวลาการเปิดยาว, แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยสูง, เวลาการปิดยาว, แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยต่ำ, มันสะดวกมากในการปรับ, ตราบใดที่ความเร็วในการสลับเร็วพอ, ฮาร์มอนิกของกริดน้อยลง, และกระแสต่อเนื่องมากขึ้น.
อย่างไรก็ตาม, แปรงและคอมมิวเตเตอร์สึกหรอเป็นเวลานาน, ในขณะที่มีการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เมื่อกลับทิศทาง, มันง่ายมากที่จะเกิดประกายไฟ, คอมมิวเตเตอร์และแปรงจำกัดความจุและความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง, ทำให้การปรับความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงพบกับคอขวด. สำหรับมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน, เพียงแค่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าขาเข้าในพื้นผิวของการปรับความเร็ว, แต่ระบบปรับความเร็วอัตโนมัติของมอเตอร์ (มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านเองมาพร้อมกับตัวตรวจจับตำแหน่งโรเตอร์และอุปกรณ์เก็บสัญญาณตำแหน่งโรเตอร์อื่น ๆ, และใช้สัญญาณตำแหน่งโรเตอร์ของอุปกรณ์นี้เพื่อควบคุมเวลาการกลับทิศทางของอุปกรณ์ปรับความเร็วแบบปรับแรงดันไฟฟ้าแบบปรับความถี่) ควบคุมความถี่โดยอัตโนมัติตามแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง.
มันเกือบจะเหมือนกับมอเตอร์กระแสตรง (แปรง) และสะดวกมาก. เนื่องจากโรเตอร์ใช้แม่เหล็กถาวร, ไม่ต้องการขดลวดกระตุ้นพิเศษ, ในกรณีที่มีความจุเท่ากัน, มอเตอร์มีขนาดเล็กกว่า, เบากว่า, มีประสิทธิภาพมากกว่า, กะทัดรัดกว่า, การทำงานที่น่าเชื่อถือมากขึ้น, และประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิกที่ดีกว่า, ซึ่งถูกใช้อย่างแพร่หลายในระบบขับเคลื่อนของยานพาหนะไฟฟ้า.
