Penggerak frekuensi variabel yang dikendalikan sendiri yang menggunakan motor PMAC (Permanent Magnet Alternating Current) sinusoidal disebut penggerak motor DC tanpa sikat (brushless).
Penggerak motor DC tanpa sikat (brushless) memiliki beberapa keunggulan seperti praktis tidak memerlukan perawatan dan memiliki umur yang panjang. Mereka juga memiliki frekuensi rendah, inersia dan gesekan rendah, dan gangguan dan kebisingan frekuensi radio rendah. Satu-satunya kelemahan penggerak adalah biayanya yang tinggi dan torsi awal yang rendah.
Penggerak motor DC tanpa sikat digunakan pada pemutar rekaman, penggerak pita untuk perekam, penggerak spindel pada hard disk untuk komputer, dan penggerak daya rendah pada instrumen periferal komputer dan sistem kontrol. Mereka juga memiliki aplikasi di ruang angkasa, biomedis dan dalam menggerakkan kipas pendingin, dll.
Penampang melintang motor PMAC trapesium dua kutub tiga fasa ditunjukkan pada gambar di bawah. Drive ini memiliki rotor magnet permanen dengan busur kutub lebar. Stator penggerak memiliki tiga belitan kutub yang dipindahkan sebesar 120º dan setiap belitan fasa membentang 60º di setiap sisi.
Tegangan induksi dalam tiga fase ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Alasan untuk mendapatkan bentuk gelombang trapesium adalah bahwa ketika rotor berputar berlawanan arah jarum jam, maka hingga 120º rotasi dari posisi semua penghantar atas fasa A akan menghubungkan kutub selatan dan semua bagian bawah fasa A akan menghubungkan. kutub Utara.
Tegangan yang diinduksi dalam fase A akan sama selama rotasi 120º dan di luar 120º beberapa konduktor di kutub utara tautan atas dan yang lainnya di kutub selatan. Demikian pula, tegangan menginduksi di konduktor bawah. Tegangan gelombang menginduksi dalam fase A terbalik secara linier pada putaran 60º berikutnya. Demikian pula, tegangan menginduksi dalam fase B dan C.
Penggerak motor DC brushless menggunakan inverter sumber tegangan dan motor PMAC trapesium yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Gulungan stator terhubung bintang. Bentuk gelombang tegangan fasa untuk motor PMAC trapesium ditunjukkan pada gambar di bawah.
Belitan stator diumpankan dengan pulsa arus, dan masing-masing pulsa memiliki durasi 120º dan terletak di wilayah di mana tegangan induksi konstan dan maksimum. Polaritas pulsa arus sama dengan tegangan induksi. Fluks celah udara konstan dan tegangan induksi sebanding dengan kecepatan rotor.
Selama setiap 60º internal arus memasuki satu fasa dan keluar dari fasa lain, oleh karena itu daya yang disuplai ke motor di setiap interval tersebut dinyatakan sebagai:
Torsi yang dikembangkan oleh motor:
Bentuk gelombang torsi diberikan oleh gambar yang ditunjukkan di bawah ini. Torsi sebanding dengan arus yang mengalir di tautan daya DC. Pemutusan regeneratif drive diperoleh dengan membalikkan arus fasa dan karenanya Id sumber arus juga akan terbalik. Daya mengalir dari mesin ke inverter dan dari inverter ke sumber DC.
Ketika kecepatan penggerak dibalik, polaritas tegangan induksi dibalik dan penggerak memberikan operasi pengereman regeneratif, dan ketika arah arus dibalik, operasi penggerakan diperoleh. Bentuk gelombang arus ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Jenis Penggerak Motor DC Tanpa Sikat
Penggerak motor DC brushless terutama diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu, penggerak motor dc brushless berbiaya rendah dan penggerak motor dc brushless fase tunggal. Jenisnya dijelaskan di bawah ini secara rinci.
Penggerak Motor DC Brushless Murah
Drive ini hanya memiliki tiga transistor dan tiga konverter dioda yang hanya dapat mensuplai arus atau tegangan positif ke motor tiga fasa. Tegangan dan arus induksi yang disuplai ke motor untuk pengoperasian motor dan pengereman. Ketika pulsa arus positif 120º disuplai ke motor, maka aksi motor diperoleh dalam arah berlawanan arah jarum jam. Ketika pulsa ini digeser ke 180º, maka aksi pengereman diperoleh
Arus fase A dikendalikan oleh thyristor Tr1 dan dioda D1. Ketika Tr1 pada sumber Vd terhubung melintasi belitan A dan laju perubahan iA adalah positif. Ketika Tr1 dimatikan arus iA freewheels melalui dioda D1 dan laju perubahan iA negatif. Dengan demikian, selama periode 0 hingga 120º, Tr1 dapat dihidupkan dan dimatikan secara bergantian. Sehingga arus iA dibuat mengikuti arus referensi persegi panjang iA dalam pita histeresis.
Penggerak Motor DC Brushless Satu Fasa
Penggerak motor DC brushless fase tunggal ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Mari kita pertimbangkan motor disuplai dari konverter fase tunggal setengah jembatan dengan bentuk gelombang arus persegi panjang seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Torsi yang dihasilkan motor memiliki riak yang besar. Saat motor berjalan dengan kecepatan tinggi, torsi yang bergelombang akan disaring oleh inersia sistem beban motor yang memberikan kecepatan seragam.
