DC-moottorin rakenne

Harjattoman tasavirtamoottorin ohjausrakenne: Harjaton tasavirtamoottori on synkronisen moottorin tyyppi, eli sen roottorin nopeuteen vaikuttavat staattorin pyörivän magneettikentän nopeus ja roottorin napojen lukumäärä (P), N=120f/P. Kiinteällä määrällä roottorin napoja staattorin pyörivän magneettikentän taajuuden muuttaminen muuttaa roottorin nopeutta. Harjaton DC-moottori on pohjimmiltaan synkroninen moottori, johon on lisätty elektroninen ohjaus (ohjain). Se ohjaa staattorin pyörivän magneettikentän taajuutta ja syöttää roottorin nopeuden takaisin ohjauskeskukseen toistuvaa korjausta varten tavoitteenaan saavuttaa DC-moottoria lähellä olevat ominaisuudet. Toisin sanoen harjaton DC-moottori voi ylläpitää tietyn roottorin nopeuden nimelliskuormitusalueellaan myös kuorman muuttuessa.

Harjaton DC-ohjain sisältää virtalähdeosan ja ohjausosan: virtalähdeosa antaa kolmivaiheisen virran moottorille, kun taas ohjausosa muuntaa syöttötehotaajuuden tarpeen mukaan. Virtalähdeosa voi hyväksyä suoran DC-tulon (yleensä 24 V) tai AC-tulon (110 V/220 V). Jos tulo on AC, se on ensin muutettava DC:ksi muuntimella. Olipa tulo DC tai AC, DC-jännite on ensin muutettava kolmivaiheiseksi jännitteeksi vaihtosuuntaajan avulla moottorin kelojen ohjaamiseksi. Invertteri koostuu tyypillisesti kuudesta tehotransistorista (Q1-Q6), jotka on jaettu ylävarsiin (Q1, Q3, Q5) ja alavarsiin (Q2, Q4, Q6), jotka on kytketty moottoriin kytkiminä ohjaamaan sähkön virtausta moottorin kelojen läpi. Ohjausyksikkö tarjoaa PWM:n (Pulse Width Modulation) tehotransistorien kytkentätaajuuden ja invertterin kommutoinnin ajoituksen määrittämiseksi. Harjattomat DC-moottorit vaativat yleensä nopeudensäädön, joka varmistaa, että nopeus pysyy vakaana asetetussa arvossa ilman merkittäviä vaihteluita kuormituksen muuttuessa. Siksi moottori on varustettu Hall-anturilla, joka tunnistaa magneettikentän ja toimii suljetun kierron nopeuden säätäjänä ja myös vaihejärjestyksen perustana. Tätä käytetään kuitenkin vain nopeuden säätöön, eikä sitä voi käyttää paikannusohjaukseen.