Övervakningskamera DC borstlös motor för fotoutrustning

Övervakningskameror och fotoutrustning kräver exakta rörelser för att fånga högkvalitativa bilder och filmer. A DC borstlös motor är den idealiska lösningen som erbjuder snabba svarstider och tyst drift. En sensor översätter kodarinformation till inkrementella positionssignaler som kommuniceras över långa kablar i kvadraturform (sinus cosinus). En drivenhet använder sedan PWM-tekniken för att kapa ström för att optimalt aktivera varje fas som en funktion av rotorns position. En av de viktigaste egenskaperna hos en säkerhetskamera är motorn som driver den. Det spelar ingen roll hur bra videokvaliteten är om motorn går sönder och slutar fungera. Den vanligaste typen av motor som används i övervakningskameror är en borstad DC-motor. Dessa använder två stationära metallborstar som kontaktar olika segment av kommutatorn för att överföra ström och skapa rotation. Dessa motorer genererar mycket värme, slits snabbt och kräver regelbundet underhåll.

Ett mer pålitligt alternativ är en borstlös DC-motor. Generellt med tre lindningsfaser kommuteras dessa elektroniskt. Elektroniken detekterar nollgenomgången av fasspänningarna för att bestämma rotorns position och aktivera faserna som en funktion av detta läge. Detta eliminerar behovet av Hall-sensorer, förenklar kabeldragningen och ökar tillförlitligheten. BLDC-motorer har också längre livslängd än borstade likströmsmotorer. Borstlösa motorer förbrukar mindre ström än borstade motorer för att uppnå samma effekt, vilket är särskilt viktigt i övervakningsutrustning där förmågan att spara batteri är kritisk. Dessa motorer har också färre rörliga delar än borstade motorer, vilket minskar sannolikheten för mekaniska fel och underhållsbehov och ger dem en längre livslängd. En borstlös motor kan använda den bakre EMF som genereras av dess spolar för att övervaka rotorns position och hastighet, vilket eliminerar behovet för sensorer. Detta gör det möjligt att använda ett korrekt utformat styrsystem med öppen slinga utan några sensorer i själva motorn, vilket ytterligare förbättrar effektiviteten och tillförlitligheten.

Dessa motorer identifieras av sin diameter och längd i ett kodningsschema, inklusive B för slitsade (högprestanda-kritiska kirurgiska kraftenheter), BH för linjära och EC för industriell automationsutrustning. DC borstlösa motorer har förmågan att producera högt vridmoment som kan användas för att lyfta kameror med tunga laster eller flytta dem runt utmanande platser. De har också en längre livslängd än borstade motorer, vilket minskar behovet av underhåll och reparationer. Till skillnad från borst DC-motorer där kommuteringen åstadkommes mekaniskt genom att borstar klämmer ihop kommutatorringarna, är borstlösa DC-motorer elektroniskt kommuterade. De använder hallsensorer för att detektera rotormagnetens position (blå pil) och elektroniska omkopplare, kallade en H-brygga (en grupp av 6 transistorer), för att aktivera motorns faser i en sekvens som bäst bibehåller orienteringen av statorns och rotorns magnetfält.

Detta gör dem bättre lämpade för tillämpningar som kräver precision och kontroll, såsom positioneringssystem som PTZ-kameror (Figur 4), scenbelysningsutrustning eller industrirobotar. Denna motortyp kallas också ofta för en servodrivning. Övervakningsutrustning, såsom pan-tilt-zoom-kameror (PTZ) och fotografiutrustning, såsom kardan, kräver exakta rörelser för att fånga exakta bilder och filmer. De måste också fungera tyst, eftersom alla ljud kan varna eller störa personer. Att använda en borstlös motor kan bidra till att säkerställa jämna och tysta rörelser, vilket gör den till ett idealiskt val för dessa typer av applikationer. Till skillnad från borstade motorer, som använder borstar som skapar gnistor och buller, är en borstlös likströmsmotor elektriskt kommuterad. Detta möjliggör tyst drift, eftersom inga mekaniska komponenter är inblandade. Dessutom är sensorlös kommutering möjlig genom att använda en unipolär pulsbreddsmodulering (PWM) med rätt terminalspänningsavkänning. Detta kan övervinna känsligheten för omkopplingsljud hos den traditionella ZCD-metoden och uppnå bra motorprestanda över ett brett hastighetsområde.