ブラシレスDCポンプのすべて - 決定版ガイド
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この記事では、ブラシレスDCポンプの重要な概念をいくつか紹介します。記事の最後では、 インフォグラフィック 紛らわしい概念が互いにどのように関連しているかを簡単に説明します。
なぜブラシレスDCポンプと呼ばれるのでしょうか?
ブラシレスDCポンプは当初 の使用により ブラシレスDCモーターそれではDCモーターの開発から始めましょう。
ブラシ付きDCモーターの長所と短所
初期のDCモーターは整流子とブラシによって整流されていたため、一般にはブラシ付きDCモーターと呼ばれていました。ブラシ付きDCモーターには、次のような長所と短所があります。
長所:
DC モーターは、AC モーターに比べて、速度制御性能が優れ、速度調整範囲が広く、トルクが大きく、低速性能が良好で、運転性能が安定しており、効率が高いという特徴があります。
短所:
しかし、従来の DC モーターはブラシと整流子の接点を介して整流されるため、いくつかの欠点があります。
火花、機械的摩耗、電磁干渉、大きな騒音、短い動作寿命…
ポンプの構造が複雑なため、信頼性が低く、故障しやすく、頻繁なメンテナンスが必要です。複雑なシステムにおいては、システムの信頼性を低下させる重要な要因となるため、その適用範囲は限られています。
ブラシレスDCモーターの利点
ブラシレス DC モーターの発明は、ブラシと整流子の代わりにトランジスタ整流回路を使用する電子技術の発展の恩恵を受けました。
ブラシレス DC モーターの構造は、固定子にコイル巻線、回転子に永久磁石を備えた AC 永久磁石同期モーターの構造に似ています。
ブラシ付きモーター
ブラシレスモーター
長所:
- ブラシ付きDCモーターの利点をすべて継承します。
- 火花なし、機械摩耗なし、高信頼性、長寿命、メンテナンスフリー。
ブラシレスDCモーターによる構造革新
ポンプの焼損の最も一般的な原因は、シャフトシールの故障と漏れです。この問題を完全に解決し、ウォーターポンプの寿命を延ばすために、ブラシレスDCポンプはポンプの構造を革新しました。
ブラシレスDCポンプ（BLDCポンプ）の構造
ローターファン - ローターファンはコイルによって発生する磁場によって駆動され、液体と連動して作動します。ステーターコイルおよび回路基板からは完全に分離されています。
セラミック シャフト - 高品質のジルコニア セラミック シャフトは回転抵抗を軽減し、ポンプの長寿命を保証します。
絶縁層 - 絶縁層はポンプ本体の一部です。ステーターコイルと回路基板をローターファンと液体から隔離し、ポンプを完全に防水します。
ステーターコイル - ローターを回転させるための磁場を生成します。
上記のBLDCポンプの構造図からわかるように、 ステータコイルと回路基板は絶縁層によって液体とローターから完全に分離されているOリングの動的シールとは異なり、これは完全な静的シールです。漏れが全くないことを保証します。
この構造は、液体の漏れを防ぐだけでなく、もう一つの利点ももたらします。 優れた放熱性これにより、ポンプの耐用年数が長くなります。 ポンプ液体媒体は高速運転ローターを冷却し、冷却効率が大幅に向上します。 従来のウォーターポンプ内部の空気流冷却よりも優れています。
ブラシレス DC ポンプのこの独特な構造のため、別の名前で呼ばれることがよくあります。 磁気駆動ポンプ.
2相と3相の違い
ブラシレスDCウォーターポンプの動作原理はACウォーターポンプと似ています。つまり、ステータ上の一対の巻線コイルによって発生する変化する磁場によってローターが回転します。ただし、ACウォーターポンプとは異なり、 ブラシレスDCウォーターポンプは低電圧DC電源を使用します 110V または 220V の AC 電源の代わりに電源を使用します。
2 相ブラシレス DC ポンプには 2 対の磁場と 4 スロットのステータがあり、3 相ブラシレス DC ポンプには 3 対の磁場と 6 スロットのステータがあります。
2相ブラシレスDCポンプ 通常、3相ブラシレスDCポンプよりもコストが低いこれは、ローターの位置を検出するためのホールセンサーをポンプ本体内に配置するための回路が必要になるためです。
電子部品の焼損を防ぐため、通常、ポンプ対象媒体の温度は60℃を超えないようにする必要があります。同時に、ポンプの出力は高すぎてもいけません（ポンプ作動時に巻線コイル自体が大量の熱を発生するため）。
3相ブラシレスDCポンプの使用 MCU制御 ホールセンサーの代わりに、インテリジェントな整流位置検出機能を搭載しています。必要に応じて、すべての電子部品を含む回路をポンプ本体外の制御ボックスに配置できます。
2相ブラシレスDCポンプと比較して、 1つの 3 相ブラシレス DC ポンプにより、ポンプの定格電力を大幅に増加させ、ポンプのパフォーマンスを向上させることができます。
同時に、3相ブラシレスDCポンプは、 高温環境.
さらに、MCUの使用により、 多くのプログラム機能を追加できます 逆回転保護、スタック保護、過電流保護、手動速度制御、ギフトプログラムなど、ポンプにさまざまな保護機能を提供します。
以上をまとめると、3 相ブラシレス DC ポンプは画期的なアップグレードです。
正弦波駆動制御 - 騒音低減
ACウォーターポンプや従来のDCウォーターポンプと比較すると、ブラシレスDCウォーターポンプの騒音は非常に低く、約40dB以下です。ただし、寝室の配管用マットレス、水槽の循環システム、CPUの冷却循環システムなど、特定の環境では、騒音に対する要件がより厳しくなります。
さらにノイズを低減するために、一部の製品モデルでは矩形波駆動ではなく正弦波駆動制御技術を採用しました。
正弦波駆動の原理は次のとおりです。
ポンプの制御システムは、3 相センサーレス制御技術によってローターの正確な位置を取得します。 それ 複雑な制御回路を使用して それぞれの反対起電力に一致する変化する相電流を提供します。 理想的には、正弦波駆動制御技術を使用することで、 一定のポンプトルク.
その結果、正弦波駆動は矩形波駆動に比べて、次のような利点が得られます。 低トルク変動、スムーズな動作、超低騒音など
正弦波駆動制御技術はコストが高いため、主に軍事用途や一部の高要求アプリケーションで使用されていました。しかし、近年、高速MCUやDSPの価格低下により、ますます注目を集めています。
ブラシレスDCポンプの関係インフォグラフィック
様々な技術の進歩と材料およびプロセスの継続的な革新により、ブラシレスDCポンプの性能はあらゆる面でますます向上し、過去数十年にわたり、ますます多くの分野で広く使用されるようになりました。
これは、現代の電子技術（パワーエレクトロニクス、マイクロエレクトロニクス技術を含む）、制御理論、モーター技術、流体力学、およびその他の分野の組み合わせの産物です。
正直なところ、その概念を理解するのは簡単ではありません。そこで、この記事が少しでもお役に立てればと思い、書きました。以下のインフォグラフィックでは、紛らわしい概念がどのように相互に関連しているかを、簡単にご説明いたします。お役に立てれば、ぜひお楽しみいただき、シェアしてください。
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