Att sekventiellt excitera statorspolarna med enkelriktad "pulsad likström" för att generera ett stegvis roterande magnetfält, vilket attraherar rotorn att rotera kontinuerligt. Visuell förklaring och styrning av borstlösa motorer.
Varje magnet har två ändar, kallade N-pol (Nordpol/Röd) och S-pol (Sydpol/Blå).
När två magnetpoler kommer nära varandra:
• Lika poler stöter bort varandra: N-pol möter N-pol, eller S-pol möter S-pol, de stöter bort varandra kraftigt.
• Olika poler attraherar varandra: N-pol och S-pol möts och dras till varandra som nära vänner.
En vanlig kopparspole förvandlas omedelbart till en elektromagnet när ström flyter genom den. Genom att styra strömbrytaren kan vi slå på och stänga av den magnetiska kraften när som helst. Motorn förlitar sig på dessa slå-på-och-stäng-av-elektromagneter för att kontinuerligt attrahera och rotera den centrala magneten!
I denna modell är statorns tre spolar (A, B, C) var och en anslutna to en strömbrytare (MOSFET). Den externa ingången är en ren likströmskälla (VCC). Genom att sekventiellt slå på strömbrytarna enligt en specifik tidsinställning via en mikrokontroller (MCU), flyter likströmmen i en riktning i form av pulser genom spolen i varje fas. Varje spole blir en elektromagnet med en fast N-pol när den spänningssätts, vilket attraherar rotorns S-pol sekventiellt för att rikta in sig, och därmed uppnås kontinuerlig rotation.
Laddar...
| Steg | Rotorvinkel | MOS A (Spole A) | MOS B (Spole B) | MOS C (Spole C) | Magnetfältets riktning | Strömtyp |
|---|
Traditionella borstlösa växelströmsmotorer ändrar spolströmmens riktning för att växla poler mellan N och S. I en unipolär borstlös motor is polariteten för varje spole fast (genererar endast N-pol). Vi behöver inte växla positiva och negativa poler; vi behöver bara följa sekvensen "A på -> A av/B på -> B av/C på". Detta liknar att sekventiellt tända magnetfältssignallampor på olika fysiska platser. Rotorns S-pol dras, tack vare attraktionen mellan olika poler, sekventiellt av magnetfältet från statorspolarna för att rotera i en viss riktning.
I det 3-stegs helstegsläget måste rotorns magnetfält hoppa 120° vid varje spolbyte. En för stor stegvinkel orsakar kraftiga vibrationer i motorn. Halvstegsläget introducerar tillståndet "två faser samtidigt aktiverade": när spole A och B är aktiverade samtidigt, överlagras deras magnetfält och producerar ett kombinerat magnetfält precis i mitten (60°). Detta halverar hoppvinkeln från 120° till 60°, för totalt 6 steg. Rotationen blir avsevärt mjukare och stabilare jämfört med helstegsläget.
Även om den unipolära pulsade DC-drivkretsen är extremt enkel, är vid varje tidpunkt 2/3 av motorlindningarna helt inaktiva, och kopparspolarna används inte effektivt i båda riktningarna. Detta resulterar i en mycket låg effekttäthet och materialeffektivitet. Moderna borstlösa motorer använder äkta dubbelriktad växelström (trefas sinusformad växelström) i spolarna, vilket innebär att statorspolarna används 100 % av tiden, vilket ger en extremt hög effektivitet och ett mycket mjukt vridmoment.
Statorspolarna är höginduktiva laster. När MOSFET stängs av plötsligt kan strömmen i spolen inte försvinna omedelbart, vilket genererar en mycket hög transient mot-elektromotorisk kraft (EMK) (upp till hundratals volt), vilket lätt kan skada MOSFET-chippet. Frihjulsdioder som är parallellkopplade med varje spole ger en väg för att ladda ur denna kvarvarande energi; strömmen cirkulerar och avtar i dioden och spolen, vilket garanterar drivkretsens säkerhet.
Detta visualiseringsverktyg är utmärkt som kompletterande undervisningsmaterial för elektroteknik, automation, mekatronik och andra relaterade områden. Lärare kan använda denna interaktiva modell för att demonstrera spolexcitering, MOSFET-växling, unipolär pulsad likström och rotorns rotation i stegfältet utan tråkiga formler.
Sidan innehåller ett enkelt "Magneternas hemlighet"-kort. Genom visuella jämförelser av polaritet kan elever och hobbyister utan fysikbakgrund snabbt och intuitivt förstå konceptet med magnetisk attraktion, avstötning och elektromagneter.
Det i realtid synkroniserade drivkretsschemat visar MOSFET-styrsignaler, frihjulsdioders funktion och strömflödet i spolarna, vilket hjälper ingenjörer att snabbt förstå logiken bakom enkla pulsade likströmsmotorer.
Utvecklare kan observera mikrokontrollerns tidsinställningar vid växling mellan helstegs- och halvstegsläge. Sanningstabellen illustrerar logiken för styrstegen.
Svenska, kinesiska, engelska, japanska och 30 andra huvudspråk stöds. Alla gränssnittstexter kan ändras dynamiskt utan att sidan laddas om.
Gör det möjligt att växla mellan helstegs- (3 steg) och halvstegsläge (6 steg) för att se hur stegvinkeln påverkar motorns rotationsmjukhet.
Stöder automatisk körning samt manuell stegvis styrning (Föregående/Nästa/Återställ) med steglöst inställbar uppspelningshastighet (0,3 till 2,5 sekunder per steg) för detaljerad analys.
Rotorrotation, spolbelysning, MOSFET-indikatorer och strömflödets riktning är helt synkroniserade i realtid.
Sanningstabellen markeras i synkronisering med det aktuella steget. Klicka direkt på tidslinjenoderna för att hoppa till motsvarande status.
Växlar mellan mörkt och ljust tema med ett klick och sparar valet i localStorage för visuell komfort under upprepade studier.