Beschreibung von Gleichstrommotoren

Um eine elektronische Kommutierung zu erreichen, ist ein Positionssignal zur Steuerung der Schaltung erforderlich. Positionssignale wurden in der Anfangszeit mit elektromechanischen Positionssensoren gewonnen. Mittlerweile werden nach und nach elektronische Positionssensoren oder andere Methoden zur Gewinnung von Positionssignalen eingesetzt. Die einfachste Methode besteht darin, als Positionssignal das Potentialsignal der Ankerwicklung zu verwenden.
Um die Motorgeschwindigkeit steuern zu können, ist ein Geschwindigkeitssignal erforderlich. Die einfachste Methode zur Gewinnung von Geschwindigkeitssignalen durch Gewinnung ähnlicher Positionssignale ist die Kombination eines frequenzmessenden Tachogenerators und elektronischer Schaltkreise.
Der Kommutierungsschaltkreis eines bürstenlosen Gleichstrommotors besteht aus zwei Teilen: Antrieb und Steuerung, die nicht einfach zu trennen sind, insbesondere in Schaltkreisen mit geringer Leistung, in denen beide häufig in einem einzigen dedizierten integrierten Schaltkreis integriert sind.
Bei Hochleistungsmotoren können Antriebsschaltung und Steuerschaltung getrennt integriert werden. Die Antriebsschaltung gibt elektrische Energie aus, treibt die Ankerwicklung des Motors an und wird von der Steuerschaltung gesteuert. Die Treiberschaltung ist von einem linearen Verstärkungszustand zu einem pulsweitenmodulierten Schaltzustand übergegangen, und auch die entsprechende Schaltungszusammensetzung hat sich von einer diskreten Transistorschaltung zu einer modularen integrierten Schaltung gewandelt. Modulare integrierte Schaltkreise bestehen aus Leistungs-Bipolartransistoren, Leistungs-Feldeffekttransistoren und Feldeffekt-Bipolartransistoren mit isoliertem Gate. Obwohl Isolationsgate-Feldeffekt-Bipolartransistoren teurer sind, ist ihre Wahl im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Sicherheit und Leistung dennoch angemessener.
Der Steuerkreis dient zur Steuerung von Geschwindigkeit, Richtung, Strom (oder Drehmoment) des Motors sowie zum Schutz des Motors vor Überstrom, Überspannung, Überhitzung usw. Die oben genannten Parameter lassen sich relativ einfach in analoge Signale umwandeln einfach zu kontrollieren. Aus entwicklungstechnischer Sicht sollten die Parameter des Motors jedoch in digitale Größen umgewandelt und über digitale Regelkreise gesteuert werden. Derzeit bestehen Steuerschaltungen aus drei Typen: spezialisierte integrierte Schaltkreise, Mikroprozessoren und digitale Signalprozessoren. In Situationen, in denen die Anforderungen an die Motorsteuerung nicht hoch sind, ist die Verwendung spezieller integrierter Schaltkreise zur Bildung von Steuerschaltkreisen ein einfacher und praktischer Ansatz. Die Verwendung digitaler Signalprozessoren zur Bildung von Steuerschaltungen ist die zukünftige Entwicklungsrichtung, und verwandte digitale Signalprozessoren werden im folgenden Abschnitt über AC-Synchronservomotoren vorgestellt.
Bürstenlose Gleichstrommotoren sind ein sich schnell entwickelnder neuer Motortyp im Bereich kleiner Leistungen. Aufgrund des Bedarfs an einzigartigen bürstenlosen Gleichstrommotoren in verschiedenen Anwendungsbereichen gibt es viele Arten bürstenloser Gleichstrommotoren. Im Allgemeinen gibt es flache kernlose Motorstrukturen für externe Computerspeicher und VCD-, DVD- und CD-Spindelantriebe, Außenrotormotorstrukturen für kleine Ventilatoren, multipolare Magnetfeldstrukturen und Einbaustrukturen für Haushaltsgeräte sowie multipolare und externe Rotorstrukturen für Elektrofahrräder usw. Der Motor und die Schaltung des oben genannten bürstenlosen Gleichstrommotors sind integriert, was die Verwendung sehr bequem macht und auch eine sehr große Leistung aufweist. Um den Anforderungen großer und kostengünstiger Märkte gerecht zu werden, muss die Produktion bürstenloser Gleichstrommotoren Skaleneffekte erzielen. Daher sind bürstenlose Gleichstrommotoren eine Branche mit hohen Investitionen und hoher Leistung. Gleichzeitig sollten wir die kontinuierliche Entwicklung des Marktes berücksichtigen, beispielsweise die Umstellung von 3A auf 3D für Haushaltsklimamotoren, die eine große Anzahl kleiner und mittlerer bürstenloser Gleichstrommotoren erfordert. Auch die Forschung und Entwicklung kleiner und mittlerer bürstenloser Gleichstrommotoren ist zu einer dringenden Aufgabe geworden.