Variklių istorija prasidėjo nuo elektromagnetinių reiškinių atradimo XIX amžiaus pradžioje ir pamažu tapo viena svarbiausių elektronikos sistemų pramoniniame amžiuje. Tobulėjant technologijoms, inžinieriai ir technikai išrado daugybę variklių tipų, įskaitant nuolatinės srovės (DC) variklius, asinchroninius variklius ir sinchroninius variklius.
Kaip nuolatinio magneto sinchroninio variklio (PMSM) tipas, varikliai be šepetėlių turi ilgą istoriją. Tačiau iš pradžių dėl sunkumų paleidžiant ir keičiant greitį jis nebuvo plačiai naudojamas, išskyrus pramoninius pritaikymus su brangiais valdymo mechanizmais. Tačiau pastaraisiais metais tobulėjant galingiems nuolatiniams magnetams ir didėjant žmonių sąmoningumui taupyti energiją, bešepetėliai varikliai sparčiai vystėsi įvairiose srityse.
Skirtumas tarp nuolatinės srovės šepečių variklių ir variklių be šepetėlių
Nuolatinės srovės šepečiu varomas variklis (paprastai vadinamas nuolatinės srovės varikliu) pasižymi geru valdomumu, dideliu efektyvumu ir lengvu miniatiūrizavimu. Tai dažniausiai naudojamas variklio tipas. Palyginti su nuolatinės srovės šepečiu varikliu, bešepetėliu varikliui nereikia šepečių ir komutatorių, todėl jis turi ilgą tarnavimo laiką, yra lengvai prižiūrimas ir turi mažą veikimo triukšmą. Be to, jis ne tik pasižymi dideliu nuolatinės srovės variklio valdomumu, bet ir turi aukštą konstrukcinės laisvės laipsnį ir yra lengvai įmontuojamas į įrangą. Dėl šių privalumų bešepetėlių variklių pritaikymas palaipsniui išsiplėtė. Šiuo metu jis buvo plačiai naudojamas pramoninėje įrangoje, biuro automatikos įrangoje ir buitiniuose prietaisuose.
Bešepetėlių variklių darbo sąlygos
Kai veikia variklis be šepetėlių, nuolatinis magnetas pirmiausia naudojamas kaip rotorius (sukamoji pusė), o ritė – kaip statorius (fiksuota pusė). Tada išorinė keitiklio grandinė kontroliuoja srovės perjungimą į ritę pagal variklio sukimąsi. Variklis be šepetėlių naudojamas kartu su inverterio grandine, kuri nustato rotoriaus padėtį ir įveda srovę į ritę pagal rotoriaus padėtį.
Yra trys pagrindiniai rotoriaus padėties nustatymo metodai: vienas yra srovės aptikimas, kuris yra būtina sąlyga valdant į magnetinį lauką; antrasis yra Holo jutiklio aptikimas, kuris naudoja tris Holo jutiklius, kad aptiktų rotoriaus padėtį per rotoriaus magnetinį lauką; trečiasis – indukcinės įtampos aptikimas, kuris aptinka rotoriaus padėtį per sukeltą rotoriaus sukimosi generuojamą įtampos pokytį, kuris yra vienas iš indukcinio variklio padėties nustatymo būdų.
Yra du pagrindiniai bešepetėlių variklių valdymo būdai. Be to, yra keletas valdymo metodų, kuriems reikalingi sudėtingi skaičiavimai, pvz., vektoriaus valdymas ir silpno lauko valdymas.
Kvadratinės bangos pavara
Pagal rotoriaus sukimosi kampą perjungiama keitiklio grandinės maitinimo elemento perjungimo būsena, o tada pakeičiama statoriaus ritės srovės kryptis, kad suktųsi rotorius.
Sinusinės bangos pavara
Rotorius sukamas nustatant rotoriaus sukimosi kampą, generuojant trifazę kintamąją srovę su 120 laipsnių fazės poslinkiu inverterio grandinėje, o tada keičiant srovės kryptį ir statoriaus ritės dydį.
Bešepetėliai nuolatinės srovės varikliai šiuo metu plačiai naudojami įvairiose srityse, įskaitant buitinę techniką, automobilių elektroniką, pramoninę įrangą, biuro automatiką, robotus ir nešiojamąją plataus vartojimo elektroniką. Ateityje, nuolat tobulėjant variklių technologijoms, nuolatinės srovės variklių be šepetėlių taikymas turės platesnę plėtros erdvę.
