Il funzionamento del motore elettrico brushless si basa su azionamenti elettrici che creano un campo magnetico rotante. Attualmente esistono diversi tipi di dispositivi con caratteristiche diverse. Con lo sviluppo delle tecnologie e l'uso di nuovi materiali, caratterizzati da un'elevata forza coercitiva e da un sufficiente livello di saturazione magnetica, è stato possibile ottenere un forte campo magnetico e, di conseguenza, strutture valvolari di nuovo tipo, in cui non c'è avvolgimento sugli elementi del rotore o sul motorino di avviamento. L'uso diffuso di interruttori di tipo semiconduttore ad alta potenza e costi ragionevoli ha accelerato la creazione di tali progetti, facilitato l'esecuzione ed eliminato molte difficoltà di commutazione.
Principio di funzionamento
L'aumento dell'affidabilità, la diminuzione del prezzo e la facilità di produzione sono garantiti dall'assenza di elementi di commutazione meccanici, avvolgimenti del rotore e magneti permanenti. Allo stesso tempo, è possibile un aumento dell'efficienza a causa di una diminuzioneperdite per attrito nel sistema di collettori. Il motore brushless può funzionare in corrente alternata o continua. Quest'ultima opzione ha una notevole somiglianza con i motori da collezione. La sua caratteristica è la formazione di un campo magnetico rotante e l'applicazione di una corrente pulsata. Si basa su un interruttore elettronico, che aumenta la complessità del design.
Calcolo della posizione
Gli impulsi vengono generati nel sistema di controllo dopo un segnale che riflette la posizione del rotore. Il grado di tensione e alimentazione dipende direttamente dalla velocità di rotazione del motore. Un sensore nello starter rileva la posizione del rotore e fornisce un segnale elettrico. Insieme ai poli magnetici che passano vicino al sensore, l'ampiezza del segnale cambia. Esistono anche tecniche di posizionamento senza sensori, inclusi punti di passaggio della corrente e trasduttori. PWM sui terminali di ingresso fornisce mantenimento della tensione variabile e controllo della potenza.
Per un rotore con magneti permanenti, non è necessaria l'alimentazione di corrente, quindi non vi è alcuna perdita nell'avvolgimento del rotore. Il motore dell'avvitatore brushless è caratterizzato da una bassa inerzia grazie all'assenza di avvolgimenti e di un commutatore meccanizzato. Pertanto, è diventato possibile l'uso ad alte velocità senza scintille e rumore elettromagnetico. Correnti elevate e una più facile dissipazione del calore si ottengono posizionando i circuiti di riscaldamento sullo statore. Da segnalare anche la presenza di un'unità elettronica incorporata su alcuni modelli.
Elementi magnetici
La posizione dei magneti può essere diversa a seconda delle dimensioni del motore, ad esempio sui poli o attorno all'intero rotore. La creazione di magneti di alta qualità con maggiore potenza è possibile attraverso l'uso del neodimio in combinazione con boro e ferro. Nonostante le elevate prestazioni, il motore avvitatore brushless a magneti permanenti presenta alcuni svantaggi, tra cui la perdita delle caratteristiche magnetiche alle alte temperature. Ma sono più efficienti e non hanno perdite rispetto alle macchine che hanno avvolgimenti nel loro design.
Gli impulsi dell'inverter determinano la velocità di rotazione del meccanismo. Con una frequenza di alimentazione costante, il motore funziona a velocità costante in anello aperto. Di conseguenza, la velocità di rotazione varia a seconda del livello di frequenza di alimentazione.
Caratteristiche
Il motore della valvola funziona nelle modalità impostate e ha la funzionalità di un analogo a spazzola, la cui velocità dipende dalla tensione applicata. Il meccanismo ha molti vantaggi:
- nessuna variazione di magnetizzazione e dispersione di corrente;
- corrispondenza della velocità di rotazione e della coppia stessa;
- la velocità non è limitata dalla forza centrifuga che colpisce il collettore e l'avvolgimento rotante;
- non c'è bisogno di commutatore e avvolgimento di campo;
- I magneti utilizzati sono leggeri edimensioni compatte;
- coppia elevata;
- saturazione ed efficienza energetica.
Usa
Il motore brushless CC a magneti permanenti si trova principalmente in dispositivi con potenza entro 5KW. In apparecchiature più potenti, il loro uso è irrazionale. Vale anche la pena notare che i magneti in questo tipo di motori sono particolarmente sensibili alle alte temperature e ai campi forti. Le opzioni di induzione e spazzola sono prive di tali svantaggi. I motori sono ampiamente utilizzati nelle motociclette elettriche, negli azionamenti per auto grazie all'assenza di attrito nel collettore. Tra le caratteristiche, è necessario evidenziare l'uniformità di coppia e corrente, che garantisce la riduzione del rumore acustico.
