Принцип работы и применение бесколлекторных двигателей постоянного тока 

Бесколлекторные двигатели постоянного тока способны обеспечивать стабильный крутящий момент при номинальных значениях, поскольку электромагнитное поле синхронного двигателя и электромагнитное поле ротора всегда поддерживают угол в 90 градусов. В обычных двигателях это обязательно реализуется через угольные щетки и коммутатор, что в процессе работы двигателя легко вызывает искрение и приводит к повреждению компонентов. Двигатели переменного тока не имеют щеток и коммутатора, поэтому не требуют соответствующего технического обслуживания, однако управление их производительностью гораздо сложнее, чем у бесколлекторных двигателей постоянного тока. Частота переключения полупроводниковых материалов становится все выше, что позволяет значительно улучшить характеристики привода двигателя. Скорость микропроцессоров также постоянно растет, обеспечивая точное управление двигателями переменного тока в двухмерной системе прямоугольных координат. Кроме того, благодаря тому, что многие микропроцессоры играют важную роль в управлении двигателями, их габариты становятся все меньше.
Датчик положения в бесколлекторном двигателе постоянного тока выполняет функцию измерения положения магнитного поля ротора, предоставляя логической схеме достоверную информацию для коммутации. Он преобразует сигнал о положении магнитного поля магнитной плиты ротора в электрический сигнал, который затем управляет коммутацией обмоток статора. Существует множество типов датчиков положения, каждый из которых обладает своими особенностями. В бесколлекторных двигателях постоянного тока чаще всего используются следующие типы: индуктивные датчики положения, оптические датчики положения и магниточувствительные бесконтактные переключатели положения.

Среди индуктивных датчиков положения в бесколлекторных двигателях постоянного тока чаще всего используются трансформаторы с разомкнутым магнитопроводом. Такой трансформатор для трехфазного бесколлекторного двигателя состоит из двух частей: статора и следящего ротора. Статор обычно имеет шесть полюсов, расположенных с интервалом 60 градусов друг от друга. На трех полюсах намотаны первичные обмотки, которые соединены последовательно и подключены к высокочастотному источнику питания. На остальных трех полюсах намотаны вторичные обмотки WA, WB и WC, расположенные под углом 120 градусов друг к другу. Следящий ротор представляет собой цилиндр из немагнитного материала, на котором закреплен 120-градусный сектор из магнитопроводящего материала. При сборке он соединяется с валом двигателя, и его положение соответствует определенному магнитному полю. Высокочастотный магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой, через магнитный материал на следящем роторе передается на вторичную обмотку, индуцируя в ней напряжение. В то же время во вторичных обмотках двух других фаз наведенное напряжение практически равно нулю из-за отсутствия цепи связи с первичной обмоткой. По мере вращения ротора двигателя сектор также вращается, удаляясь от текущей первичной обмотки и приближаясь к следующей. Таким образом, при движении ротора двигателя на вторичных обмотках трансформатора поочередно индуцируется напряжение. Угол магнитопроводящего сектора обычно немного больше 120 электрических градусов, часто используется значение около 130 градусов. В трехфазных полномостовых схемах управления для селектора данных коммутации угол сектора составляет 180 электрических градусов. При этом количество магнитопроводящих секторов должно соответствовать числу пар полюсов бесколлекторного двигателя.