Harjattoman sähkömoottorin toiminta perustuu sähkökäyttöihin, jotka luovat magneettisen pyörivän kentän. Tällä hetkellä on olemassa useita erilaisia laitteita, joilla on erilaiset ominaisuudet. Teknologioiden kehittymisen ja uusien materiaalien käytön myötä, joille on ominaista suuri pakkovoima ja riittävä magneettinen kyllästys, tuli mahdolliseksi saada voimakas magneettikenttä ja sen seurauksena uudentyyppiset venttiilirakenteet, joissa roottorielementeissä tai käynnistimessä ei ole käämiä. Suuritehoisten ja kohtuuhintaisten puolijohdetyyppisten kytkimien laaja käyttö on nopeuttanut tällaisten mallien luomista, helpottanut toteutusta ja poistanut monia kytkentäongelmia.
Toimintaperiaate
Mekaanisten kytkinelementtien, roottorin käämityksen ja kestomagneettien puuttuminen takaa luotettavuuden kasvun, hinnan laskun ja helpomman tuotannon. Samaan aikaan tehokkuuden lisääminen on mahdollista, koskakitkahäviöt keräinjärjestelmässä. Harjaton moottori voi toimia vaihtovirralla tai jatkuvalla virralla. Jälkimmäisellä vaihtoehdolla on huomattava samank altaisuus keräinmoottoreiden kanssa. Sen ominaispiirre on magneettisen pyörivän kentän muodostuminen ja pulssivirran käyttö. Se perustuu elektroniseen kytkimeen, mikä lisää suunnittelun monimutkaisuutta.
Sijaintilaskenta
Ohjausjärjestelmässä generoidaan pulsseja roottorin asentoa kuvaavan signaalin jälkeen. Jännitteen ja jännitteen aste riippuu suoraan moottorin pyörimisnopeudesta. Käynnistimessä oleva anturi havaitsee roottorin asennon ja antaa sähköisen signaalin. Anturin läheltä kulkevien magneettinapojen myötä signaalin amplitudi muuttuu. Myös anturittomia paikannustekniikoita on olemassa, mukaan lukien virran kulkupisteet ja muuntimet. PWM tuloliittimissä tarjoaa säädettävän jännitteen säilytyksen ja tehonsäädön.
Kestomagneeteilla varustetulle roottorille virransyöttöä ei tarvita, joten roottorin käämeissä ei ole häviötä. Harjattomassa ruuvimeisselimoottorissa on alhainen inertia käämien ja koneellisen kommutaattorin puuttumisen vuoksi. Siten tuli mahdolliseksi käyttää suurilla nopeuksilla ilman kipinöitä ja sähkömagneettista kohinaa. Suuret virrat ja helpompi lämmönpoisto saavutetaan sijoittamalla lämmityspiirejä staattoriin. On myös syytä huomata, että joissakin malleissa on sisäänrakennettu elektroninen yksikkö.
Magneettiset elementit
Magneettien asento voi vaihdella moottorin koon mukaan, esimerkiksi navoissa tai koko roottorin ympärillä. Korkealaatuisten, tehokkaampien magneettien luominen on mahdollista käyttämällä neodyymiä yhdessä boorin ja raudan kanssa. Huolimatta korkeasta suorituskyvystä, harjattomalla kestomagneettiruuvimeisselimoottorilla on joitain haittoja, kuten magneettisten ominaisuuksien menetys korkeissa lämpötiloissa. Mutta ne ovat tehokkaampia ja niissä ei ole hävikkiä verrattuna koneisiin, joiden suunnittelussa on käämit.
Invertteripulssit määräävät mekanismin pyörimisnopeuden. Vakiosyöttötaajuudella moottori käy tasaisella nopeudella avoimessa piirissä. Vastaavasti pyörimisnopeus vaihtelee tehon taajuustason mukaan.
Ominaisuudet
Venttiilimoottori toimii asetetuissa tiloissa ja siinä on harjaanalogitoiminto, jonka nopeus riippuu käytetystä jännitteestä. Mekanismilla on monia etuja:
- ei muutosta magnetoinnissa ja virtavuodossa;
- kiertonopeuden ja itse vääntömomentin vastaavuus;
- nopeutta ei rajoita kollektoriin ja kiertokäämiin vaikuttava keskipakovoima;
- kommutaattoria ja kenttäkäämitystä ei tarvita;
- Käytetyt magneetit ovat kevyitä jakompakti koko;
- korkea vääntömomentti;
- energiakylläisyys ja tehokkuus.
Käytä
Kestoamagneettista harjatonta tasavirtamoottoria löytyy pääasiassa laitteista, joiden teho on enintään 5 kW. Tehokkaammissa laitteissa niiden käyttö on järjetöntä. On myös syytä huomata, että tämäntyyppisten moottoreiden magneetit ovat erityisen herkkiä korkeille lämpötiloille ja voimakkaille kentille. Induktio- ja harjavaihtoehdoissa ei ole tällaisia haittoja. Moottoreita käytetään laaj alti sähkömoottoripyörissä, autokäytöissä, koska jakoputkessa ei ole kitkaa. Ominaisuuksista on tarpeen korostaa vääntömomentin ja virran tasaisuutta, mikä varmistaa akustisen melun vähentämisen.
