ساختار یک موتور DC

ساختار کنترل یک موتور DC بدون جاروبک: موتور DC بدون جاروبک نوعی موتور سنکرون است، به این معنی که سرعت روتور آن تحت تأثیر سرعت میدان مغناطیسی دوار استاتور و تعداد قطب‌های روتور (P)، N=120f/P است. با تعداد ثابتی از قطب های روتور، تغییر فرکانس میدان مغناطیسی دوار استاتور باعث تغییر سرعت روتور می شود. موتور DC بدون جاروبک در اصل یک موتور سنکرون با کنترل الکترونیکی (درایور) اضافه شده است. فرکانس میدان مغناطیسی دوار استاتور را کنترل می‌کند و سرعت روتور را برای اصلاح مکرر به مرکز کنترل برمی‌گرداند، با هدف دستیابی به ویژگی‌های نزدیک به یک موتور DC. به عبارت دیگر، یک موتور DC بدون جاروبک می‌تواند سرعت روتور مشخصی را در محدوده بار نامی خود حفظ کند، حتی زمانی که بار تغییر می‌کند.

درایور DC بدون جاروبک شامل یک بخش منبع تغذیه و یک بخش کنترل است: بخش منبع تغذیه برق سه فاز را به موتور ارائه می‌کند، در حالی که بخش کنترل فرکانس برق ورودی را در صورت نیاز تبدیل می‌کند. بخش منبع تغذیه می تواند ورودی مستقیم DC (معمولاً 24 ولت) یا ورودی AC (110 ولت / 220 ولت) را بپذیرد. اگر ورودی AC باشد، ابتدا باید توسط مبدل به DC تبدیل شود. خواه ورودی DC باشد یا AC، ابتدا باید ولتاژ DC توسط یک اینورتر به ولتاژ سه فاز تبدیل شود تا سیم پیچ های موتور را به حرکت درآورد. اینورتر معمولاً شامل شش ترانزیستور قدرت (Q1-Q6) است که به بازوهای بالایی (Q1، Q3، Q5) و بازوهای پایینی (Q2، Q4، Q6) تقسیم می‌شوند که به عنوان سوئیچ به موتور متصل می‌شوند تا جریان برق را از طریق سیم‌پیچ‌های موتور کنترل کنند. واحد کنترل PWM (مدولاسیون عرض پالس) را برای تعیین فرکانس سوئیچینگ ترانزیستورهای قدرت و زمان کموتاسیون اینورتر ارائه می دهد. موتورهای DC بدون جاروبک معمولاً به کنترل سرعت نیاز دارند که تضمین می کند سرعت در یک مقدار تنظیم شده بدون نوسانات قابل توجه در هنگام تغییر بار ثابت می ماند. بنابراین، موتور مجهز به یک سنسور هال است که میدان مغناطیسی را حس می کند، به عنوان یک کنترل سرعت حلقه بسته و همچنین به عنوان پایه ای برای کنترل توالی فاز عمل می کند. با این حال، این فقط برای کنترل سرعت استفاده می شود و نمی توان از آن برای کنترل موقعیت استفاده کرد.