Mootorite ajalugu sai alguse elektromagnetiliste nähtuste avastamisest 19. sajandi alguses ja sellest sai järk-järgult üks tähtsamaid elektroonikasüsteeme tööstusajastul. Tehnoloogia arenedes on insenerid ja tehnikud leiutanud mitut tüüpi mootoreid, sealhulgas alalisvoolumootoreid, asünkroonmootoreid ja sünkroonmootoreid.
Püsimagnetiga sünkroonmootorite (PMSM) tüübina on harjadeta mootoritel pikk ajalugu. Kuid esimestel päevadel ei olnud seda käivitamise ja kiiruse muutmise raskuste tõttu laialdaselt kasutatud, välja arvatud kallite juhtimismehhanismidega tööstuslikes rakendustes. Viimastel aastatel on aga võimsate püsimagnetite täiustamise ja inimeste energiasäästuteadlikkuse tõusuga harjadeta mootorid erinevates valdkondades kiiresti arenenud.
Erinevus alalisvooluharjaga mootorite ja harjadeta mootorite vahel
DC-harjatud mootoril (tavaliselt nimetatakse seda alalisvoolumootoriks) on hea juhitavus, kõrge efektiivsus ja lihtne miniatuur. See on kõige sagedamini kasutatav mootoritüüp. Võrreldes alalisvooluharjaga mootoriga ei vaja harjadeta mootor harju ega kommutaatoreid, seega on sellel pikk kasutusiga, seda on lihtne hooldada ja sellel on madal töömüra. Lisaks sellele pole sellel mitte ainult alalisvoolumootori kõrge juhitavus, vaid ka suur konstruktsioonivabadus ja seda on lihtne seadmesse kinnitada. Tänu nendele eelistele on harjadeta mootorite kasutusala järk-järgult laienenud. Praegu on seda laialdaselt kasutatud tööstusseadmetes, kontoriautomaatikaseadmetes ja kodumasinates.
Harjadeta mootorite töötingimused
Kui harjadeta mootor töötab, kasutatakse esmalt püsimagnetit rootorina (pöörlev pool) ja mähist staatorina (fikseeritud pool). Seejärel juhib väline inverteri ahel voolu lülitamist mähisele vastavalt mootori pöörlemisele. Harjadeta mootorit kasutatakse koos inverteri ahelaga, mis tuvastab rootori asendi ja juhib voolu mähisesse vastavalt rootori asendile.
Rootori asendi tuvastamiseks on kolm peamist meetodit: üks on voolu tuvastamine, mis on magnetväljale orienteeritud juhtimise vajalik tingimus; teine on Halli anduri tuvastamine, mis kasutab kolme Halli andurit, et tuvastada rootori asend läbi rootori magnetvälja; kolmas on indutseeritud pinge tuvastamine, mis tuvastab rootori asendi läbi rootori pöörlemisel tekkiva indutseeritud pingemuutuse, mis on üks asünkroonmootori asendituvastusmeetodeid.
Harjadeta mootorite jaoks on kaks peamist juhtimismeetodit. Lisaks on mõned juhtimismeetodid, mis nõuavad keerulisi arvutusi, näiteks vektorjuhtimine ja nõrk väljakontroll.
Ruutlaine sõit
Vastavalt rootori pöörlemisnurgale lülitatakse inverteri vooluahela toiteelemendi lülitusolek ja seejärel muudetakse staatori pooli voolusuunda rootori pööramiseks.
Siinuslaine ajam
Rootori pööramiseks tuvastatakse rootori pöördenurk, genereeritakse inverteri ahelas kolmefaasiline vahelduvvool 120-kraadise faasinihkega ning seejärel muudetakse staatori pooli voolu suunda ja suurust.
Harjadeta alalisvoolumootoreid kasutatakse praegu laialdaselt erinevates valdkondades, sealhulgas kodumasinate, autoelektroonika, tööstusseadmete, kontoriautomaatika, robotite ja kaasaskantava tarbeelektroonika valdkonnas. Tulevikus on mootoritehnoloogia pideva arenguga harjadeta alalisvoolumootorite kasutamisel laiem arendusruum.
