Giriş: DC motorlar, küçük ev aletlerinden büyük endüstriyel otomobil ekipmanlarına kadar günlük hayatımızda yaygın olarak kullanılmaktadır. Çok sayıda DC motor vardır. DC motorlar genel olarak iki kategoriye ayrılır: sargılı manyetik alanlı DC motorlar ve kalıcı manyetik alanlı DC motorlar.
Fırçalı DC motorlar ve fırçasız DC motorlar
Sıkça bahsedilen iki motor türü arasında en büyük fark fırçadır. Fırçalı DC motor, stator olarak kalıcı manyetik kuvvet kullanır, bobin rotor üzerine sarılır ve enerji, karbon fırçanın ve komütatör makinesinin mekanik hareketi yoluyla iletilir. Fırçasız DC motorda rotor ile stator arasında komütatör gibi mekanik bir bileşen bulunmazken, fırçalı DC motor olarak adlandırılmasının nedeni budur.
Fırçalı DC motorların azalması, motor anahtarı olarak yüksek performanslı güç cihazlarının fırçalı motorların avantajlarının yerini alarak kontrol modunda daha pratik, daha ekonomik ve güvenilir olmasından kaynaklanmaktadır. İkincisi, fırçasız DC motorlarda fırça aşınması yoktur ve elektriksel gürültü ve mekanik gürültü, enerji verimliliği, güvenilirlik ve ömür açısından daha fazla avantaja sahiptir.
Ancak fırçalı motorlar düşük maliyetli uygulamalar için hala güvenilir bir seçimdir. Doğru denetleyici ve anahtarla iyi performans elde edilebilir. Neredeyse hiçbir elektronik kontrol cihazına ihtiyaç duyulmadığından motor kontrol sisteminin tamamı oldukça ucuz olacaktır. Ayrıca kablolama ve konnektörler için gereken yerden tasarruf sağlayabilir ve enerji verimliliği gerektirmeyen uygulamalarda oldukça uygun maliyetli olan kablo ve konnektörlerin maliyetini azaltabilir.
DC Motorlar ve Sürücüler
Motorlar ve sürücüler birbirinden ayrılamaz; özellikle son yıllarda pazar değişiklikleri, motor sürücülerine yönelik daha yüksek gereksinimleri ortaya çıkardı. Her şeyden önce güvenirlik gereksinimi yüksektir. Motor çalıştırıldığında, durduğunda veya durduğunda motor akımını kontrol etmek için çeşitli koruma fonksiyonları gereklidir ve dahili akım sınırlaması gereklidir. Bunların hepsi güvenilirlikteki iyileştirmelerdir.
Hız kontrolü ve faz kontrolü yoluyla elde edilen motor rotasyonu dijital kontrol teknolojisi ve aktüatörlerin ihtiyaç duyduğu yüksek hassasiyetli konumlandırma kontrol teknolojisi gibi yüksek verimli sürücü kontrol algoritmaları, yüksek performanslı motor uygulama sistemlerinin geliştirilmesi için vazgeçilmezdir. Bu, tasarımcıların kolayca kullanabileceği verimli sürücü kontrol algoritmaları gerektirir. Artık birçok üretici, algoritmayı doğrudan donanımlandıracak ve tasarımcıların kullanması daha uygun olan sürücü IC'sine uygulayacak. Kullanışlı sürücü tasarımı artık daha popüler.
İstikrar aynı zamanda sürüş teknolojisinin desteğini de gerektirir. Sürüş dalga formunun optimizasyonunun motor gürültüsünü ve titreşimi azaltmada büyük etkisi vardır. Çeşitli motor manyetik devrelerine uygun uyarma sürüş teknolojisi, çalışırken motorların stabilitesini büyük ölçüde azaltabilir. Buna ek olarak, daha düşük güç tüketimi ve daha yüksek verimin sürekli arayışıdır.
DC motorlar için tipik bir sürüş yöntemi olan yarım köprü sürüşünün rolü, güç tüpleri aracılığıyla AC tetikleme sinyalleri üretmek ve böylece motoru daha fazla sürmek için büyük akımlar üretmektir. Tam köprüyle karşılaştırıldığında yarım köprü tahrik devrelerinin maliyeti nispeten düşüktür ve oluşturulması daha kolaydır. Yarım köprü devreleri, dalga biçimi bozulmasına ve salınım dönüşümleri arasındaki girişime eğilimlidir. Tam köprü devreleri daha pahalı ve daha karmaşıktır ve sızıntı üretmesi kolay değildir.
Popüler PWM sürücüsü halihazırda DC motorlarda yaygın olarak kullanılan bir sürüş çözümüdür. Bunun nedenlerinden biri, tahrik eden güç kaynağının güç tüketimini azaltabilmesi ve giderek daha yaygın olarak kullanılmasıdır. Birçok motor PWM çözümü artık geniş görev döngüsünü, frekans kapsamını iyileştirmede ve güç tüketimini azaltmada yüksek bir seviyeye ulaştı.
Fırçalı motorlar PWM ile sürüldüğünde, PWM frekansının artmasıyla birlikte anahtarlama kaybı da artacaktır. Frekansı artırarak akım dalgalanmasını azaltırken frekans ve verimliliği dengelemek gerekir. Fırçasız motorun sinüs dalgası uyarımlı PWM sürücüsü, daha karmaşık olmasına rağmen verimlilik açısından da mükemmel bir çözümdür.
Özet
Terminal pazarının fonksiyonel gereksinimleri değiştikçe, DC motor performansı ve enerji verimliliğine yönelik gereksinimler de giderek artıyor. İster fırçalı DC motor ister fırçasız DC motor kullanıyor olun, daha güvenilir, istikrarlı ve verimli motor çalışması elde etmek için sahnenin ihtiyaçlarına göre uygun sürücü teknolojisinin seçilmesi gerekir.
