novinky

História vývoja bezkartáčových DC motorov

Jun 17, 2022 Zanechajte správu

Bezkartáčový jednosmerný motor nie je najskorším produktom, ale vyvinutým na základe brúseného motora a jeho štruktúra je zložitejšia ako štruktúra brúseného motora.


Bezkartáčový jednosmerný motor sa skladá z motorového tela a vodiča. Líši sa od brúseného jednosmerného motora. Bezkartáčový jednosmerný motor nepoužíva mechanické kefovacie zariadenie, ale samoriadený synchrónny motor s permanentným magnetom so štvorcovými vlnami a namiesto uhlíka sa používajú Hallove senzory. Komutátor kefy používa NdFeB ako materiál s permanentným magnetom rotora.


Avšak už v minulom storočí, keď sa zrodil elektromotor, bol vyrobený praktický elektromotor v bezkartáčovej forme.


1740: Začína sa vynález elektromotora


Prvé modely elektrických strojov sa prvýkrát objavili v 40. rokoch 19. storočia prostredníctvom práce škótskeho benediktínskeho mnícha a vedca Andrewa Gordona. Iní vedci, ako napríklad Michael Faraday a Joseph Henry, pokračovali vo vývoji predchádzajúcich elektrických strojov, experimentovali s elektromagnetickými poľami a objavovali, ako premeniť elektrickú energiu na mechanickú energiu.


1832: Vynález prvého komutovaného jednosmerného motora


V roku 1832 britský fyzik William Sturgeon vynašiel prvý jednosmerný motor, ktorý mohol poskytnúť dostatok energie na pohon strojov, ale jeho aplikácia bola výrazne obmedzená kvôli nízkemu výkonu.


1834: Výroba prvého skutočného elektromotora


Po Sturgeonových šľapajach sa Thomas Davenport z Vermontu zapísal do histórie, keď v roku 1834 vynašiel prvý oficiálny elektromotor poháňaný batériami. Bol to prvý elektromotor s dostatočným výkonom na vykonanie úlohy a jeho vynález bol použitý na napájanie malého tlačiarenského stroja.


V roku 1837 thomas Davenport a jeho manželka Emily Davenport získali prvý patent na jednosmerný motor.


Ale ich konštrukcia motora stále trpí rovnakými problémami s výkonom a účinnosťou ako William Sturgeon. A bohužiaľ, kvôli vysokým nákladom na batériu, Thomas zbankrotoval a stroj nebol komerčne dostupný.


1886: Vynález praktického jednosmerného motora


V roku 1886 bol predstavený prvý praktický JEDNOSMERNÝ motor, ktorý mohol bežať pri konštantnej rýchlosti s premenlivou hmotnosťou. Frank Julian Sprague bol jeho vynálezcom a práve tento motor poskytol katalyzátor pre široké používanie motorov v priemyselných aplikáciách.


Stojí za zmienku, že tento praktický motor prijíma bezkartáčovú formu, a to asynchrónny motor striedavého prúdu veveričky, ktorý nielenže eliminuje iskry a straty napätia na vinutiach, ale môže dodávať energiu konštantnou rýchlosťou. Asynchrónne motory však majú mnoho neprekonateľných chýb, takže vývoj motorovej technológie je pomalý.


Krátko po narodení bezkartáčového motora ľudia vynašli dc kefový motor. Vďaka svojej jednoduchej štruktúre, jednoduchej výrobe a spracovaniu, pohodlnej údržbe a jednoduchému ovládaniu sa dc kefový motor stal v tom čase hlavným prúdom, keď vyšiel.


1887: patentovaný indukčný motor striedavého prúdu


V roku 1887 Nikola Tesla vynašiel indukčný motor striedavého prúdu a o rok neskôr ho úspešne patentoval. Nebol vhodný pre cestné vozidlá, ale neskôr bol upravený inžiniermi Westinghouse. V roku 1892 bol navrhnutý prvý praktický indukčný motor, po ktorom nasledoval rotujúci rotor navíjania tyče, vďaka čomu bol motor vhodný pre automobilové aplikácie.


1891: Vývoj trojfázového motora


V roku 1891 začala spoločnosť General Electric vyvíjať trojfázové indukčné motory. Aby ge a Westinghouse využili konštrukciu rotora rany, podpísali v roku 1896 dohodu o krížovom udeľovaní licencií.


1955: Začína sa éra bezkartáčových DC motorov


V roku 1955 spojené štáty d. Harrison a spol. požiadali o prvý patent na nahradenie mechanických kefiek brúsených jednosmerných motorov tranzistorovými komutačnými obvodmi, čo oficiálne znamenalo zrod moderných bezkartáčových jednosmerných motorov. V tom čase však neexistovalo žiadne zariadenie na detekciu polohy rotora motora a motor nemal žiadnu štartovaciu schopnosť.


1962: Vynález prvého bezkartáčového dc (BLDC) motora


Vďaka pokroku v technológii solid-state na začiatku 60. rokov 20. storočia, v roku 1962, TG Wilson a PH Trickey vynašli prvý bezkartáčový DC (BLDC) motor, ktorý nazvali "DC motor s dochádzaním v pevnom stave". Kľúčovým prvkom bezkartáčového motora je, že nevyžaduje fyzický komutátor, čo z neho robí najobľúbenejšiu voľbu pre počítačové diskové jednotky, roboty a lietadlá.


Použili Hallove prvky na detekciu polohy rotora a riadenie dochádzania vinutého prúdu, vďaka čomu bol bezkartáčový jednosmerný motor praktický, ale obmedzený tranzistorovou kapacitou, výkon motora bol relatívne malý.


70. roky 20. storočia: Rýchly vývoj bezkartáčových dc motorových aplikácií


Od 70. rokov 20. storočia, so vznikom nových výkonových polovodičových zariadení (ako sú GTR, MOSFET, IGBT, IPM), rýchlym rozvojom technológie riadenia počítača (MCU, DSP, nová teória riadenia) a rýchlym vývojom vysokovýkonných materiálov permanentného magnetu vzácnych zemín (ako je samárium S príchodom kobaltu, NdFeB) sa bezkartáčový jednosmerný motor rýchlo rozvíjal a kapacita sa naďalej zvyšovala.


Potom, s predstavením klasického bezkartáčového jednosmerného motora Mac a jeho vodičom v roku 1978 a vývojom bezkartáčového motora so štvorcovými vlnami a bezkartáčového jednosmerného motora so sínusovými vlnami v 80. rokoch, bezkartáčový motor skutočne začal vstupovať do praktického štádia a rýchlo sa rozvíjal.


Zaslať požiadavku