Все о бесщёточном насосе постоянного тока — подробное руководство
Расчетное время чтения: 6 минут.
В этой статье перечислены некоторые важные концепции бесщеточных насосов постоянного тока. В конце статьи мы используем инфографика чтобы дать вам краткое представление о том, как некоторые из его запутанных концепций соотносятся друг с другом.
Почему насос постоянного тока называется бесщеточным?
Бесщеточный насос постоянного тока изначально назывался из-за использования бесщеточный двигатель постоянного токаИтак, начнем с разработки двигателя постоянного тока.
Плюсы и минусы щеточного двигателя постоянного тока
Ранние двигатели постоянного тока коммутировались коллекторами и щетками, поэтому их называли щеточными двигателями постоянного тока, как они были известны широкой публике. Они имеют следующие плюсы и минусы.
Плюсы:
По сравнению с двигателем переменного тока двигатель постоянного тока имеет превосходные характеристики регулирования скорости, широкий диапазон регулирования скорости, большой крутящий момент, хорошие характеристики на низких скоростях, стабильные рабочие характеристики и высокую эффективность.
Минусы:
Однако, поскольку обычные двигатели постоянного тока коммутируются через щетки и контакты коллектора, существует ряд недостатков:
Искры, механический износ, электромагнитные помехи, громкий шум, короткий срок службы…
Из-за сложной конструкции надежность насоса низкая, он легко выходит из строя и требует частого обслуживания. В сложной системе это важный источник ненадежности системы, поэтому его применение ограничено.
Преимущества бесщеточного двигателя постоянного тока
Изобретение бесщеточного двигателя постоянного тока стало возможным благодаря развитию электронных технологий, в которых вместо щеток и коммутаторов использовались транзисторные коммутационные схемы.
Конструкция бесщеточного двигателя постоянного тока аналогична конструкции синхронного двигателя переменного тока с постоянными магнитами, с катушечными обмотками на статоре и постоянными магнитами на роторе.
Щеточный двигатель
Бесщеточный двигатель
Плюсы:
- Унаследовал все преимущества щеточных двигателей постоянного тока.
- Отсутствие искр, отсутствие механического износа, высокая надежность, длительный срок службы, отсутствие необходимости в обслуживании.
Инновационная структура на основе бесщеточных двигателей постоянного тока
Неисправность уплотнения вала и утечка являются наиболее распространенной причиной сгорания насоса. Чтобы полностью решить эту проблему и продлить срок службы водяного насоса, бесщеточный насос постоянного тока модернизировал конструкцию насоса.
Структура бесщеточного насоса постоянного тока (BLDC PUMP)
Роторный вентилятор - Роторный вентилятор приводится в действие магнитным полем, создаваемым катушкой, и работает с жидкостью. Он полностью изолирован от катушки статора и печатной платы.
Керамический вал. Качественный циркониевый керамический вал помогает снизить сопротивление вращению и гарантирует длительный срок службы насосов.
Изоляционный слой - Изоляционный слой является частью корпуса насоса. Он изолирует катушку статора и печатную плату от вентилятора ротора и жидкости. И делает насос полностью водонепроницаемым.
Катушка статора — генерирует магнитное поле, необходимое для вращения ротора.
Как видно из структурной схемы BLDC-НАСОСА выше, катушка статора и печатная плата полностью изолированы от жидкости и ротора изоляционным слоем. В отличие от динамического уплотнения о-ринга, это полное статическое уплотнение. Оно гарантировало полное отсутствие протечек.
Помимо предотвращения утечки жидкости, эта конструкция также имеет еще одно преимущество: хорошее рассеивание тепла, что позволяет увеличить срок службы насоса. Перекачиваемая жидкая среда охлаждает высокоскоростной рабочий ротор, и эффективность охлаждения значительно выше. чем охлаждение потоком воздуха внутри традиционного водяного насоса.
Из-за этой уникальной конструкции бесщеточного насоса постоянного тока его часто называют еще одним названием: насос с магнитным приводом.
Разница между 2-фазным и 3-фазным
Принцип работы бесщеточного водяного насоса постоянного тока аналогичен принципу работы водяного насоса переменного тока. То есть ротор приводится во вращение изменяющимися магнитными полями, создаваемыми парными обмотками катушек на статоре. Но, пожалуйста, обратите внимание, что в отличие от водяных насосов переменного тока, Бесщеточные водяные насосы постоянного тока используют низковольтный источник постоянного тока источников вместо переменного тока напряжением 110 В или 220 В.
Двухфазный бесщеточный насос постоянного тока имеет две пары магнитных полей и статор с 4 прорезями, а трехфазный бесщеточный насос постоянного тока имеет три пары магнитных полей и статор с 6 прорезями.
Двухфазный бесщеточный насос постоянного тока обычно имеет более низкую стоимость, чем 3-фазный бесщеточный насос постоянного тока. Это связано с тем, что для определения положения ротора требуется наличие цепи внутри корпуса насоса, в которой установлен датчик Холла.
Чтобы электронные компоненты не сгорели, мы обычно требуем, чтобы температура перекачиваемой среды не превышала 60 градусов по Цельсию. При этом мощность насоса не должна быть слишком большой (т.к. сама обмотка катушки будет выделять много тепла при работе насоса).
Трехфазный бесщеточный насос постоянного тока использует Управление микроконтроллером и интеллектуальное определение положения коммутации вместо датчика Холла. Вы можете разместить схему со всеми электронными компонентами в блоке управления снаружи корпуса насоса в соответствии с вашими потребностями.
По сравнению с двухфазным бесщеточным насосом постоянного тока, а Трехфазный бесщеточный насос постоянного тока позволяет значительно увеличить номинальную мощность насоса, что улучшает его производительность.
В то же время, 3-фазный бесщеточный насос постоянного тока может работать в более высокая температура окружающей среды.
Кроме того, благодаря использованию MCU, мы можно добавить много функций программы к насосу, такие как защита от обратного хода, защита от заклинивания, защита от перегрузки по току, ручное управление скоростью, подарочная программа и т. д.
Подводя итог вышесказанному, можно сказать, что трехфазный бесщеточный насос постоянного тока — это знаковое усовершенствование.
Управление синусоидальным приводом — для снижения шума
По сравнению с водяным насосом переменного тока и традиционным водяным насосом постоянного тока, шум бесщеточного водяного насоса постоянного тока очень низкий, около 40 дБ или меньше. Однако в некоторых конкретных средах, таких как сантехнический матрас, используемый в спальне, система циркуляции аквариума, система циркуляции охлаждения процессора и т. д., наши требования к шуму будут более критичными.
Для дальнейшего снижения уровня шума в некоторых моделях продукции мы применили технологию управления синусоидальным сигналом вместо прямоугольного сигнала.
Принцип действия синусоидального привода заключается в следующем:
Система управления насосом получает точное положение ротора с помощью технологии трехфазного бессенсорного управления. Это использует сложную схему управления для обеспечивают изменение фазового тока, согласованного с каждой противоположной электродвижущей силой. В идеале, использование технологии управления синусоидальным приводом может обеспечить постоянный крутящий момент насоса.
В результате, по сравнению с прямоугольным импульсным приводом, синусоидальный привод может достичь некоторых преимуществ, в том числе: низкие колебания крутящего момента, плавная работа, сверхнизкий уровень шума, и т. д.
Из-за высокой стоимости технология управления синусоидальным приводом в основном использовалась в военных целях и в нескольких высокотребовательных приложениях. Однако в последние годы из-за снижения цен на высокоскоростные MCU и DSP она привлекла все больше внимания.
Инфографика взаимосвязи бесщеточного насоса постоянного тока
С развитием различных технологий и постоянными инновациями материалов и процессов производительность бесщеточных насосов постоянного тока во всех аспектах становится все более превосходной. За последние несколько десятилетий они постепенно стали широко использоваться во все большем количестве областей.
Это продукт объединения современных электронных технологий (включая силовую электронику, микроэлектронные технологии), теории управления, технологии двигателей, механики жидкостей и других дисциплин.
Честно говоря, разобраться в некоторых его концепциях нелегко. Поэтому мы написали эту статью, надеясь, что она поможет. Следующая инфографика даст вам быстрое представление о том, как некоторые из его запутанных концепций связаны друг с другом. Если это полезно, пожалуйста, наслаждайтесь и делитесь.
Russian 
English 
Spanish 
Japanese 
German 
Arabic 