Двигатель Pancake BLDC: как он работает, компромиссы и применение
Что придает двигателю BLDC форму «блина»
Блинный двигатель BLDC получил свое название благодаря своим пропорциям, а не функциям. Вместо высокой цилиндрической формы «суповой банки», как у обычного двигателя, он плоский и широкий, с настолько низким соотношением длины к диаметру, что все это больше похоже на диск, чем на трубку.
Эта форма возникает из-за того, как магнитный поток движется внутри него. В стандартном двигателе с радиальным магнитным потоком магнитное поле распространяется от вала к корпусу. В блинном двигателе, также называемом двигатель с осевым магнитным потоком Вместо этого поток течет параллельно валу, при этом ротор располагается ровно рядом со статором, а не обертывается вокруг него. Это единственное изменение геометрии позволяет всему двигателю свернуться и принять форму плоского диска.
Компромиссы в производительности плоского форм-фактора
Блинная компоновка — это не просто упаковочный трюк, она меняет работу двигателя. Поскольку обмотки расположены ближе к внешнему краю диска, где радиус наибольший, двигатель генерирует больший крутящий момент для данного количества меди, чем радиальная конструкция аналогичного объема. Плоская открытая конструкция также подвергает большую площадь поверхности воздействию воздуха, что делает охлаждение значительно более простым, чем отвод тепла из плотно намотанного цилиндрического сердечника.
Эти преимущества сопряжены с реальными затратами. Поддержание точного и равномерного воздушного зазора между плоским ротором и статором требует более жестких производственных допусков, чем концентрический зазор в радиальном двигателе, что увеличивает производственные затраты. Скорость также ограничена, поскольку форма диска ротора и действующие магнитные силы не допускают тех же диапазонов оборотов, с которыми комфортно работает радиальный двигатель. Для применений, где осевое пространство ограничено, но крутящий момент и тепловой запас имеют большее значение, чем максимальная скорость, этот компромисс, как правило, срабатывает в пользу блинообразной конструкции.
Где дизайн блинов проявляется в повседневных продуктах
Плоский профиль делает этот тип двигателя естественным решением везде, где недостающим ресурсом является осевая длина, а не диаметр. В подвесах камеры и роботизированных соединениях используются небольшие двигатели BLDC постоянного тока, которые позволяют вращающемуся узлу оставаться достаточно тонким, чтобы его можно было разместить внутри компактного корпуса. Дроны выигрывают от той же особенности: плоские двигатели устанавливаются непосредственно на руку без увеличения объема, который может повлиять на динамику полета.
В более крупном масштабе та же геометрия проявляется в электрических мотоциклах и трансмиссиях транспортных средств, где плоский двигатель может крепиться непосредственно к маятнику или колесу в сборе, вместо того, чтобы требовать отдельный корпус и карданный вал. Там, где больший диапазон крутящего момента и гибкость механической передачи имеют большее значение, чем плоский профиль, двигатели среднего привода как альтернатива, когда больший крутящий момент и гибкость передачи имеют большее значение, чем плоский профиль остаются более подходящими, поскольку они расположены на шатуне и передают мощность через существующую передачу автомобиля, а не непосредственно на колесо.
Мотор-концентратор: мотор BLDC-блин, который вы уже знаете
Если вы ездили на электровелосипеде или электросамокате, вы, вероятно, уже использовали блинный двигатель BLDC, даже не осознавая этого. Двигатель-ступица интегрирует приводной двигатель непосредственно в колесо, и это работает только потому, что двигатель достаточно плоский, чтобы поместиться внутри ступицы, не увеличивая при этом чрезмерную ширину узла колеса.
Отраслевые отчеты о внедрении двигателей с осевым магнитным потоком в электронную мобильность указывает именно на эту особенность: форма блина естественным образом подходит для интеграции в колесо, поскольку двигатель расположен внутри колеса, а не требует отдельной точки крепления и трансмиссии. Ступичные электродвигатели для электровелосипедов и скутеров построены по той же плоской схеме с осевым потоком. применить тот же принцип проектирования в масштабе, подходящем для ежедневных поездок на работу и на короткие расстояния, поменяв некоторую максимальную скорость на более простую, требующую меньшего обслуживания трансмиссию с меньшим количеством движущихся частей.
Подбор контроллера к двигателю блинного типа
Характеристики крутящего момента и скорости двигателя-блинки настолько отличаются от характеристик радиального двигателя, что соединение контроллеров заслуживает отдельного внимания. Эти двигатели, как правило, обеспечивают высокий крутящий момент при более низких оборотах в минуту, а это означает, что контроллер, настроенный на более высокий и высокоскоростной двигатель, может не раскрыть полную мощность двигателя-блинчика или, что еще хуже, может запустить его за пределами его эффективного рабочего диапазона.
Правильный подход начинается с правильного сопоставления номинальных токов и напряжений. Контроллеры бесщеточных двигателей постоянного тока, размер которых соответствует профилю тока и напряжения данного двигателя являются отправной точкой для любого решения о создании пары. Для применений, где характерный шум плоского двигателя должен оставаться минимальным, например, потребительские электровелосипеды или домашняя робототехника, сверхтихий контроллер, подходящий для низкоскоростных двигателей с высоким крутящим моментом как правило, лучше подходит, чем контроллер, оптимизированный исключительно для пиковых оборотов в минуту. Для тех, кто не знает, как преобразовать характеристики конкретного двигателя блина в выбор контроллера, руководство по сопряжению контроллера и двигателя для правильного соответствия характеристик шаг за шагом проходит через соответствующие параметры.
След.：Датчик Холла BLDC: как он работает, типы и руководство по устранению неполадок
Заинтересованы в сотрудничестве или есть вопросы?
Как Производители контроллеров синхронных двигателей с постоянными магнитами на заказ и Поставщики контроллеров двигателей с постоянными магнитами в Китае, Сосредоточение внимания на управлении приводом постоянного магнита синхронные двигатели, мы обеспечиваем безопасную и достаточную источник энергии для электрификации транспортных средств.
- [email protected]
- +86-170 9191 9800
- Комната 123А, № 1000 Зиюэ Роуд, район Минхан, Шанхай, Китай
Авторское право© Shanghai APT Power Technology Co., Ltd.All rights reserved
