Бесщеточный двигатель постоянного тока камеры наблюдения для фотооборудования

Камеры видеонаблюдения и фотооборудование требуют точных движений для получения высококачественных изображений и видеоматериалов. А Бесщеточный двигатель постоянного тока является идеальным решением, обеспечивающим быстрое время отклика и бесшумную работу. Датчик преобразует информацию энкодера в инкрементальные сигналы положения, передаваемые по длинным кабелям в квадратурной форме (синус-косинус). Затем привод использует метод ШИМ для прерывания тока, чтобы оптимально активировать каждую фазу в зависимости от положения ротора. Одной из наиболее важных особенностей камеры видеонаблюдения является приводной двигатель. Неважно, насколько хорошее качество видео, если двигатель выйдет из строя и перестанет работать. Наиболее распространенный тип двигателя, используемый в камерах наблюдения, — это щеточный двигатель постоянного тока. В них используются две стационарные металлические щетки, которые контактируют с разными сегментами коммутатора для передачи тока и создания вращения. Эти двигатели выделяют много тепла, быстро изнашиваются и требуют регулярного обслуживания.

Более надежный вариант – бесколлекторный двигатель постоянного тока. Как правило, с тремя фазами обмотки они коммутируются электронным способом. Электроника обнаруживает переход фазных напряжений через ноль, чтобы определить положение ротора и активирует фазы в зависимости от этого положения. Это устраняет необходимость в датчиках Холла, упрощает проводку и повышает надежность. Двигатели BLDC также имеют более длительный срок службы, чем щеточные двигатели постоянного тока. Бесщеточные двигатели потребляют меньше энергии, чем щеточные двигатели, для достижения той же мощности, что особенно важно в оборудовании наблюдения, где способность сохранять заряд батареи имеет решающее значение. Эти двигатели также имеют меньше движущихся частей, чем щеточные двигатели, что снижает вероятность механических отказов и потребность в техническом обслуживании и увеличивает срок их службы. Бесщеточный двигатель может использовать обратную ЭДС, генерируемую его катушками, для контроля положения и скорости ротора, что устраняет необходимость для датчиков. Это позволяет использовать правильно спроектированную систему управления с разомкнутым контуром без каких-либо датчиков в самом двигателе, что еще больше повышает эффективность и надежность.

Эти двигатели идентифицируются по их диаметру и длине в схеме кодирования, включая B для щелевых (хирургические устройства с высокой производительностью), BH для линейных и EC для оборудования промышленной автоматизации. Бесщеточные двигатели постоянного тока обладают способностью создавать высокий крутящий момент, который может использоваться для подъема камер с тяжелыми грузами или перемещения их в труднодоступных местах. Они также имеют более длительный срок службы, чем щеточные двигатели, что снижает потребность в техническом обслуживании и ремонте. В отличие от щеточных двигателей постоянного тока, где коммутация достигается механическим путем, когда щетки сжимают кольца коммутатора, бесщеточные двигатели постоянного тока коммутируются электронным способом. Они используют датчики Холла для определения положения магнита ротора (синяя стрелка) и электронные переключатели, называемые Н-мостом (группа из 6 транзисторов), для включения фаз двигателя в последовательности, которая наилучшим образом поддерживает ориентацию магнитные поля статора и ротора.

Это делает их более подходящими для приложений, требующих точности и контроля, таких как системы позиционирования, такие как PTZ-камеры (рис. 4), сценическое осветительное оборудование или промышленные роботы. Этот тип двигателя также часто называют сервоприводом. Оборудование для наблюдения, такое как камеры с панорамированием, наклоном и зумом (PTZ), и фотографическое оборудование, такое как подвесы, требуют точных движений для получения точных изображений и видеоматериалов. Они также должны работать тихо, так как любой шум может насторожить или побеспокоить субъектов. Использование бесщеточного двигателя может помочь обеспечить плавное и бесшумное движение, что делает его идеальным выбором для таких приложений. В отличие от щеточных двигателей, в которых используются щетки, создающие искры и шум, бесщеточный двигатель постоянного тока коммутируется электрически. Это обеспечивает бесшумную работу, поскольку механические компоненты не задействованы. Кроме того, коммутация без датчика возможна за счет использования униполярной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) со схемой измерения напряжения на правой клемме. Это может преодолеть чувствительность к шуму переключения традиционного метода ZCD и добиться хороших характеристик двигателя в широком диапазоне скоростей.