Nguyên lý làm việc động cơ không chổi than BLDC

      Động cơ DC không chổi than BLDC (Brushles DC motor) có các ưu điểm của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu như: tỷ lệ momen/quán tính lớn, tỷ lệ công suất trên khối lượng cao. Do máy được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu nên giảm tổn hao đồng và sắt trên Rotor hiệu suất động cơ cao hơn.

Động cơ kích từ nam châm vĩnh cửu không cần chổi than và vành trượt nên không tốn chi phí bảo trì chổi than. Ta cũng có thể thay đổi đặc tính động cơ bằng cách thay đổi đặc tính của nam châm kích từ và cách bố trí nam châm trên Rotor.

Một số đặc tính nổi bật của động cơ BLDC khi hoạt động:

+ Mật độ từ thông khe hở không khí lớn.

+ Tỷ lệ công suất/khối lượng máy điện cao.

+ Tỷ lệ momen/quán tính lớn (có thể tăng tốc nhanh).

+ Vận hành nhẹ nhàng (dao động của momen nhỏ) thậm chí ở tốc độ thấp (để đạt được điều khiển vị trí một cách chính xác).

+ Mômen điều khiển được ở vị trí bằng không.

+ Vận hành ở tốc độ cao.

+ Có thể tăng tốc và giảm tốc trong thời gian ngắn.

+ Hiệu suất cao.

+ Kết cấu gọn.

      Do động cơ được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu nên khi chế tạo giá thành cao do nam châm vĩnh cửu khá cao nhưng với sự phát triển công nghệ hiện nay thì giá thành nam châm có thể giảm.

      Động cơ BLDC được điều khiển bằng một bộ điều khiển với điện ngõ ra dạng xung vuông và cảm biến Hall được đặt bên trong động cơ để xác định vị trí Rotor. Điều này làm tăng giá thành đầu tư khi sử dụng động cơ BLDC. Tuy nhiên điều này cho phép điều khiển tốc độ và Mômen động cơ dễ dàng, chính xác hơn.

     Nếu dùng các loại nam châm sắt từ chúng dễ từ hóa nhưng khả năng tích từ không cao, dễ bị khử từ và đặc tính từ của nam châm bị giảm khi tăng nhiệt độ. Nhưng với loại nam châm hiếm như hiện nay thì nhược điểm này đã được cải thiện đáng kể.        

Stator gồm các cuộn dây được sắp đặt như hình minh họa; 

Nó gồm ba cuộn A, B và C được móc nối như hình 3. 

     Quá trình này được lặp đi lặp lại, và rotor tiếp tục xoay. Dòng điện DC yêu cầu trong mỗi cuộn dây được thể hiện trong đồ thị dưới đây. 

     Đối với này ngay lập tức, một cùng cực hiện nay là thông qua các cuộn dây thứ hai. Các hiệu ứng kết hợp sản xuất mô-men xoắn và công suất đầu ra nhiều hơn từ các động cơ. Các lực lượng kết hợp cũng làm cho chắc chắn rằng một BLDC có một, tính chất mô men không đổi đẹp. Tính chất mô-men xoắn như vậy là khó khăn để đạt được trong bất kỳ loại hình khác của động cơ.

Các hình thức hiện tại cần thiết cho việc xoay 360 độ hoàn chỉnh được thể hiện trong đồ thị dưới đây. 

      Với cấu hình này 2 cuộn dây cần được nạp năng lượng một cách riêng biệt, nhưng bằng cách làm cho một sự thay đổi nhỏ cho các cuộn dây stator, chúng ta có thể đơn giản hóa quá trình này. Chỉ cần kết nối một đầu tự do của các cuộn dây với nhau, như thể hiện trong Hình.10. 

      Các con số trên sơ đồ trên cho thấy, cách ECU điều khiển nhiệm vụ cung cấp năng lượng của cuộn dây. Nhiệm vụ này được gọi là mạch đảo. Thông thường, một bộ cảm biến hiệu ứng Hall được sử dụng cho mục đích này. Các cảm biến hiệu ứng Hall được gắn ở mặt sau của động cơ như trong Hình.15. 

      Out-Runner thiết kế cũng có mặt lợi thế nhất định hơn thiết kế In-Runner. Ở tốc độ cao hơn các Rotor có tốc độ tăng nhẹ do lực ly tâm. Đối với In-Runner cần phải thiết kế sao cho khoảng cách hợp lý giữa Stator và Rotor để tránh va chạm, nhiệt tỏa ra cao hơn cũng như tăng rò rỉ từ thông và làm giảm hiệu quả làm việc của động cơ. Tuy nhiên với thiết kế Out-Runner không có nhược điểm như vậy, Rotor bên ngoài nên tùy biến được khoảng cách.