Dlaczego silniki bezszczotkowe nie są „krótkie”?

W szkole zawsze uczysz się, że nigdy nie należy zwierać zacisków akumulatora, ponieważ przewody przegrzewają się z powodu dużego prądu.

Jeśli spojrzysz na silnik bezszczotkowy, zobaczysz, że to nic innego jak cewki z drutu. Dlaczego więc te silniki nie „zwierają” przewodów zasilających? Czym to się różni od zwarcia zacisków akumulatora? W jaki sposób regulowany jest prąd podczas pracy silnika?

Te druty tworzą cewki, więc są długie . Każdy kawałek drutu ma pewien opór, a wszystkie te fragmenty drutu od końca do końca dają wystarczająco znaczny opór, aby nie wyglądać jak „krótki”.

Przewody zwarte do źródła napięcia są dokładnie tam, skąd pochodzi prąd utknięcia silnika. Jest to po prostu napięcie przyłożone do cewek podzielone przez ich rezystancję.

Gdy silnik pracuje, pojawia się inny efekt. Silnik faktycznie działa jak generator, więc wirowanie w kierunku do przodu powoduje generowanie napięcia na cewkach. Napięcie to jest przeciwne do napięcia przykładanego przez zewnętrzne źródło zasilania. Prąd w silniku jest zatem napięciem zasilania pomniejszonym o odwrotną siłę elektromagnetyczną wytwarzaną przez silnik działający jako generator, a wynik ten jest dzielony przez rezystancję cewki. Im szybciej silnik się obraca, tym mniej prądu, ponieważ wyższe napięcie elektromagnetyczne jest odejmowane od napięcia sterującego.

Ten efekt wstecznego pola elektromagnetycznego ogranicza również maksymalną prędkość silnika. Przy pewnej prędkości wygenerowane wewnętrznie pole elektromagnetyczne anuluje przyłożone napięcie i nic nie pozostaje w napędzie silnika. Oczywiście nie obracałby się przy tej prędkości, ponieważ nic już go nie napędza, ale działa przy nieco niższej prędkości, jeśli nic nie ładuje silnika.

„Krótkie” to połączenie o niskiej rezystancji i niskiej indukcyjności. Cewka silnika to połączenie o średniej rezystancji i wysokiej indukcyjności. Indukcyjność zmniejsza szybkość, z jaką przepływ prądu wzrasta od 0 (w początkowym momencie podłączenia), a rezystancja ogranicza maksymalną ilość prądu, która może płynąć. Więc nawet jeśli cewka silnika znajduje się bezpośrednio na akumulatorze, dopóki połączenie nie jest utrzymywane przez bardzo długi czas, nie ma możliwości, aby przepływający przez niego prąd wymknął się spod kontroli.

Wspominasz o maszynie bezszczotkowej. Wymagają one formy wzbudzenia AC (falownik, sterownik itp.). Weź jednofazową bezszczotkową maszynę prądu stałego (ten sam argument za jednofazowym BLAC lub polifazą ...)

Gdyby wziąć akumulator i podłączyć go bezpośrednio do faz tej bezszczotkowej maszyny, wydarzyło się kilka rzeczy

1. natychmiast stojan maszyny wyglądałby jak obwód otwarty, ponieważ zasadniczo jest to induktor w świecie rzeczywistym: R + L (dla indukcyjności linii 100 uH można mieć 0,1R)

2. Prąd narastałby zgodnie z V = L di / dt

3. Gdy prąd płynie, wytwarzany byłby strumień szczeliny powietrznej wirnika, który z kolei narzucałby moment obrotowy na wirnik i obracałby się (o ile nie jest już wyrównany) i zasadniczo blokowałby wirnik.

4. W zależności od innych rozważań należy zwrócić uwagę na kilka innych interesujących punktów. Ograniczenie prądu będzie oparte na rezystancji równoważnej serii źródła oraz rezystancji uzwojenia. Teraz stojan działa jak naprawdę dobry radiator, więc biorąc to pod uwagę.

   4a Jeśli prąd zwarciowy w stanie ustalonym jest wartością, którą maszyna może tolerować, wówczas będzie tam siedział wytwarzając moment obrotowy na wale

   4b. Jeśli jednak tak nie jest (bardziej niż prawdopodobne w przypadku niewielkiej baterii ...) uzwojenia stojana rozgrzeją się, a izolacja ulegnie zniszczeniu, zwarte zwoje, propagowane zwarte zwoje, twarde krótkie.

Jeśli obecny był falownik + sterownik, w zależności od złożoności mogą PWM stojana do stałego poziomu prądu, aby kontrolować moment utyku w granicach konstrukcji maszyny + falownika.

Mówiąc prosto, w zależności od akumulatora, jego zdolności do rozruchu i prądu utknięcia maszyny, nie można go umieścić bezpośrednio na maszynie bezszczotkowej z dokładnie tych samych powodów.

Teraz, jeśli byłyby podłączone do maszyny PMDC (szczotki), wirnik zacząłby się obracać, a prąd byłby ograniczony z powodu komutacji i prędkości wirnika

Myślę, że próbuje zrozumieć, dlaczego cewki, które się dotykają, nie wszystkie są krótkie. Uważam, że odpowiedź, której szuka, to to, że drut ma cienką powłokę z żywicy, zanim zostanie owinięty wokół laminacji stojana. Jest to powłoka z żywicy, która utrzymuje prąd płynący „w linii” wzdłuż drutu. Gdy silnik bezszczotkowy zostanie wypchnięty powyżej swojej wartości znamionowej, może się przegrzać i spalić trochę żywicy. Kiedy tak się dzieje, druty mogą teraz swobodnie dotykać i wymieniać elektrony, a silnik nie działa. Ta powłoka jest przezroczysta, więc jeśli nie przyjrzysz się jej bliżej lub nie podrapiesz, naprawdę nie widzisz, że jest.