โครงสร้างของมอเตอร์กระแสตรง

โครงสร้างการควบคุมของมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน: มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านเป็นมอเตอร์ซิงโครนัสชนิดหนึ่ง ซึ่งหมายความว่าความเร็วของโรเตอร์จะได้รับผลกระทบจากความเร็วของสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนของสเตเตอร์และจำนวนขั้วของโรเตอร์ (P), N=120f/P ด้วยจำนวนขั้วโรเตอร์คงที่ การเปลี่ยนความถี่ของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์จะเปลี่ยนความเร็วของโรเตอร์ มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านโดยพื้นฐานแล้วคือมอเตอร์ซิงโครนัสที่มีระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ไดรเวอร์) เพิ่ม โดยจะควบคุมความถี่ของสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนของสเตเตอร์ และป้อนความเร็วของโรเตอร์กลับไปยังศูนย์ควบคุมเพื่อแก้ไขซ้ำ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้คุณลักษณะที่ใกล้เคียงกับมอเตอร์กระแสตรง กล่าวอีกนัยหนึ่ง มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านสามารถรักษาความเร็วของโรเตอร์ให้อยู่ภายในช่วงโหลดที่กำหนดได้ แม้ว่าโหลดจะเปลี่ยนไปก็ตาม

ไดรเวอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านประกอบด้วยส่วนจ่ายไฟและส่วนควบคุม โดยส่วนจ่ายไฟจะจ่ายไฟสาม-เฟสให้กับมอเตอร์ ในขณะที่ส่วนควบคุมจะแปลงความถี่พลังงานอินพุตตามต้องการ ส่วนแหล่งจ่ายไฟสามารถรับอินพุต DC โดยตรง (โดยทั่วไปคือ 24V) หรืออินพุต AC (110V/220V) หากอินพุตเป็น AC จะต้องแปลงเป็น DC ก่อนโดยใช้ตัวแปลง ไม่ว่าอินพุตจะเป็น DC หรือ AC อันดับแรกแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะต้องถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าสาม-เฟสโดยใช้อินเวอร์เตอร์เพื่อขับเคลื่อนขดลวดมอเตอร์ โดยทั่วไปอินเวอร์เตอร์ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์กำลังหกตัว (Q1-Q6) แบ่งออกเป็นแขนส่วนบน (Q1, Q3, Q5) และแขนส่วนล่าง (Q2, Q4, Q6) ซึ่งเชื่อมต่อกับมอเตอร์เป็นสวิตช์เพื่อควบคุมการไหลของไฟฟ้าผ่านขดลวดมอเตอร์ ชุดควบคุมมี PWM (การปรับความกว้างพัลส์) เพื่อกำหนดความถี่ในการสวิตชิ่งของทรานซิสเตอร์กำลังและจังหวะเวลาของการเปลี่ยนอินเวอร์เตอร์ โดยทั่วไป มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านจำเป็นต้องมีการควบคุมความเร็วเพื่อให้แน่ใจว่าความเร็วจะคงที่ตามค่าที่ตั้งไว้ โดยไม่มีความผันผวนอย่างมีนัยสำคัญเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง ดังนั้น มอเตอร์จึงติดตั้งเซ็นเซอร์ฮอลล์ที่ตรวจจับสนามแม่เหล็ก ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมความเร็ววงปิดและยังเป็นพื้นฐานสำหรับการควบคุมลำดับเฟสอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ใช้สำหรับการควบคุมความเร็วเท่านั้น และไม่สามารถใช้สำหรับการควบคุมตำแหน่งได้