กล้องวงจรปิด DC มอเตอร์ไร้แปรงถ่านสำหรับอุปกรณ์ถ่ายภาพ

กล้องวงจรปิดและอุปกรณ์ถ่ายภาพต้องการการเคลื่อนไหวที่แม่นยำเพื่อจับภาพและฟุตเทจคุณภาพสูง ก มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน เป็นโซลูชันในอุดมคติที่ให้เวลาตอบสนองที่รวดเร็วและการทำงานที่เงียบ เซ็นเซอร์จะแปลข้อมูลตัวเข้ารหัสเป็นสัญญาณตำแหน่งที่เพิ่มขึ้นซึ่งสื่อสารผ่านสายเคเบิลยาวในรูปแบบพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส (ไซน์โคไซน์) จากนั้นไดร์ฟจะใช้เทคนิค PWM เพื่อตัดกระแสไฟเพื่อให้แต่ละเฟสทำงานในตำแหน่งโรเตอร์อย่างเหมาะสม คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของกล้องวงจรปิดคือมอเตอร์ที่ขับเคลื่อน ไม่สำคัญว่าคุณภาพของวิดีโอจะดีเพียงใดหากมอเตอร์ไม่ทำงานและหยุดทำงาน รูปแบบมอเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปในกล้องวงจรปิดคือมอเตอร์ DC แบบแปรงถ่าน สิ่งเหล่านี้ใช้แปรงโลหะสองอันที่อยู่กับที่ซึ่งติดต่อกับส่วนต่าง ๆ ของคอมมิวเตเตอร์เพื่อถ่ายโอนกระแสและสร้างการหมุน มอเตอร์เหล่านี้สร้างความร้อนสูง สึกหรอเร็ว และต้องการการบำรุงรักษาเป็นประจำ

ตัวเลือกที่เชื่อถือได้มากขึ้นคือมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน โดยทั่วไปมีสามเฟสที่คดเคี้ยว เฟสเหล่านี้จะถูกสับเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะตรวจจับการข้ามศูนย์ของแรงดันเฟสเพื่อกำหนดตำแหน่งของโรเตอร์และจ่ายพลังงานให้กับเฟสตามฟังก์ชันของตำแหน่งนี้ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้เซ็นเซอร์ Hall ลดความซับซ้อนของการเดินสายและเพิ่มความน่าเชื่อถือ นอกจากนี้ มอเตอร์ BLDC ยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน มอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านจะใช้พลังงานน้อยกว่ามอเตอร์แบบมีแปรงถ่านเพื่อให้ได้เอาต์พุตที่เท่ากัน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในอุปกรณ์เฝ้าระวังที่ความสามารถในการประหยัดพลังงานแบตเตอรี่เป็นสิ่งสำคัญ มอเตอร์เหล่านี้ยังมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่ามอเตอร์แบบแปรงถ่าน ซึ่งช่วยลดโอกาสที่กลไกจะขัดข้องและความต้องการในการบำรุงรักษา และทำให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น มอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านสามารถใช้ EMF ด้านหลังที่สร้างโดยขดลวดเพื่อตรวจสอบตำแหน่งและความเร็วของโรเตอร์ ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ สำหรับเซ็นเซอร์ ทำให้สามารถใช้ระบบควบคุมโอเพ่นลูปที่ออกแบบอย่างเหมาะสมโดยไม่ต้องใช้เซ็นเซอร์ใดๆ ในมอเตอร์ ปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือให้ดียิ่งขึ้น

มอเตอร์เหล่านี้ระบุด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวในรูปแบบการเข้ารหัส ซึ่งรวมถึง B สำหรับอุปกรณ์ผ่าตัดแบบเจาะรู (อุปกรณ์พลังงานสูงที่สำคัญต่อการผ่าตัด) BH สำหรับอุปกรณ์เชิงเส้นตรง และ EC สำหรับอุปกรณ์อัตโนมัติทางอุตสาหกรรม มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน DC มีความสามารถในการสร้างแรงบิดสูงซึ่ง สามารถใช้เพื่อยกกล้องที่มีน้ำหนักบรรทุกมากหรือเคลื่อนย้ายไปรอบ ๆ สถานที่ที่ท้าทาย อีกทั้งยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามอเตอร์แบบแปรงถ่าน ทำให้ลดความจำเป็นในการบำรุงรักษาและการซ่อมแซม มอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านจะสับเปลี่ยนทางกลไกด้วยแปรงที่บีบวงแหวนสับเปลี่ยน ซึ่งแตกต่างจากมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านที่เปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาใช้เซ็นเซอร์ฮอลล์เพื่อตรวจจับตำแหน่งของแม่เหล็กโรเตอร์ (ลูกศรสีน้ำเงิน) และสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่าสะพาน H (กลุ่มของทรานซิสเตอร์ 6 ตัว) เพื่อกระตุ้นเฟสของมอเตอร์ตามลำดับที่จะรักษาทิศทางของมอเตอร์ได้ดีที่สุด สนามแม่เหล็กสเตเตอร์และโรเตอร์

ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำและการควบคุม เช่น ระบบกำหนดตำแหน่ง เช่น กล้อง PTZ (รูปที่ 4) อุปกรณ์ให้แสงสว่างบนเวที หรือหุ่นยนต์อุตสาหกรรม มอเตอร์ประเภทนี้มักถูกเรียกว่าเซอร์โวไดรฟ์ อุปกรณ์เฝ้าระวัง เช่น กล้องแพน-เอียง-ซูม (PTZ) และอุปกรณ์ถ่ายภาพ เช่น กิมบอล จำเป็นต้องมีการเคลื่อนไหวที่แม่นยำเพื่อจับภาพและฟุตเทจที่แม่นยำ พวกเขายังต้องทำงานอย่างเงียบ ๆ เนื่องจากเสียงใด ๆ ที่สามารถแจ้งเตือนหรือรบกวนวัตถุได้ การใช้มอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านสามารถช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นและเงียบ จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานประเภทนี้ มอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านนั้นแตกต่างจากมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านซึ่งใช้แปรงที่สร้างประกายไฟและเสียง สิ่งนี้ช่วยให้การทำงานเงียบ เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบทางกลที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้ การเปลี่ยนแบบไร้เซ็นเซอร์ยังเป็นไปได้โดยใช้การปรับความกว้างพัลส์แบบยูนิโพลาร์ (PWM) ด้วยรูปแบบการตรวจจับแรงดันไฟฟ้าของขั้วต่อที่ถูกต้อง สิ่งนี้สามารถเอาชนะความไวในการเปลี่ยนสัญญาณรบกวนของวิธี ZCD แบบดั้งเดิม และทำให้ได้ประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่ดีในช่วงความเร็วที่กว้าง