Parametry silników bezszczotkowych
Główne zastosowanie popularnych silników BLDC – napęd dronów i modeli latających – sprawia, że produkty z tej grupy są opisywane za pomocą nieco innego zestawu parametrów technicznych, niż konwencjonalne silniki DC czy silniki krokowe. Sposób prawidłowego odczytywania specyfikacji pokażemy na przykładzie silnika Redox Brushless BBL 450/1400.
Prędkość obrotowa tego modelu wynosi 1400 RPM/V – jak widać, jest podana w jednostce odniesionej do napięcia zasilania, stąd rzeczywista liczba obrotów na minutę będzie w danej sytuacji zbliżona do iloczynu wartości napięcia zasilania i podanego powyżej współczynnika. Skoro wiemy, że zakres napięć zasilania dla tego konkretnego modelu wynosi 7,4 V do 11,1 V, to możemy łatwo oszacować na tej podstawie limity prędkości obrotowej: będzie to zatem zakres od 10360 RPM (7,4 V * 1400 RPM/V) do 15540 RPM. Moc silnika wynosi 180 W, zaś maksymalny prąd uzwojeń to 15,5 A – dlatego też zalecane jest użycie sterownika 20 A, tj. z zapasem około 30-procentowym. Co ciekawe, silniki BLDC dedykowane do modeli RC i dronów nie mają określonego wprost momentu obrotowego – zamiast niego producenci podają tzw. ciąg statyczny (przy założeniu, że silnik napędza śmigło o określonych parametrach standardowych), dzięki czemu bardzo łatwo można dobrać odpowiedni silnik do spodziewanej masy startowej maszyny.
Modelarskie silniki BLDC
Opisany powyżej silnik należy do markowej linii napędów BLDC firmy Redox. Oczywiście, w razie potrzeby można dobrać także silniki o mocy mniejszej (np. 100-watowy model Redox Brushless BBL 500/950) lub większej – tutaj imponującym przykładem jest 650-watowy model Redox Brushless BBL 1500/1350 o ciągu statycznym aż 1,5 kg! Warto pamiętać, że współczynnik przelicznika prędkości obrotowej, wyrażony w jednostkach RPM/V, nie ma większego związku z osiągami energetycznymi danego modelu. Przykładowo, zarówno model Redox Brushless BBL 450/1400, jak i pozornie podobny BBL 850/1400 oferują dokładnie taki sam poziom prędkości obrotowej, jednak ich moc różni się aż o 40 % (180 W vs. 225 W). W ślad za zwiększaniem mocy podąża rzecz jasna pobór prądu; pierwszy z wymienionych silników BLDC wymaga 15,5 A, podczas gdy drugi aż 23 A. Dobór silnika (lub silników) determinuje selekcję odpowiedniego modelu sterownika BLDC (koniecznie z uwzględnieniem marginesu bezpieczeństwa), a także pakietu akumulatorów – tutaj do wyboru są modele dostosowane do pracy z pakietami o 2 lub 3 celach (ogniwach).
Inne rodzaje silników BLDC
Silniki BLDC występują także w wersjach przeznaczonych do zgoła innych obszarów zastosowań, niż modele latające. Doskonałe osiągi, wysoka niezawodność oraz możliwość precyzyjnej regulacji obrotów predestynują ten rodzaj napędu do aplikacji małej automatyki, a nawet robotyki amatorskiej. Niezwykle interesującym modelem takiego napędu jest silnik bezszczotkowy z przekładnią 25Dx43L firmy DFRobot. W obudowie o rozmiarach wg standardu 25D, znanego z popularnej rodziny silników DC z przekładnią, znajduje się nie tylko wydajny silnik BLDC, ale także przekładnia redukcyjna o przełożeniu 45:1, enkoder inkrementalny oraz sterownik z wejściem PWM 5V. Moment powodujący zablokowanie wału wyjściowego wynosi 2,4 kg*cm, zaś prędkość (po redukcji) 159 RPM. Co ciekawe, omawiany silnik pobiera zaledwie 0,7 A (max) przy napięciu zasilania 12 V, doskonale nadaje się zatem do napędu małych robotów mobilnych.
