новини

1. Матовий двигун постійного струму

У щіткових двигунах це робиться за допомогою поворотного перемикача на валу двигуна, який називається комутатор.Він складається з обертового циліндра або диска, розділеного на кілька металевих контактних сегментів на роторі.Сегменти з'єднані з провідними обмотками на роторі.Два або більше нерухомих контактів, які називаються щітками, зроблені з м’якого провідника, такого як графіт, притискаються до комутатора, створюючи ковзний електричний контакт із послідовними сегментами під час обертання ротора.Щітки вибірково подають електричний струм в обмотки.Коли ротор обертається, комутатор вибирає різні обмотки, і спрямований струм прикладається до заданої обмотки таким чином, що магнітне поле ротора залишається несумісним із статором і створює крутний момент в одному напрямку.

2. Безщітковий двигун постійного струму

У безщіткових двигунах постійного струму електронна сервосистема замінює механічні контакти комутатора.Електронний датчик визначає кут ротора та керує напівпровідниковими перемикачами, такими як транзистори, які перемикають струм через обмотки, або змінюючи напрямок струму на протилежний, або, у деяких двигунах, вимикаючи його, під правильним кутом, щоб електромагніти створювали крутний момент в одному напрямок.Усунення ковзного контакту дозволяє безщітковим двигунам мати менше тертя та довший термін служби;їх термін служби обмежений лише терміном служби їх підшипників.

Щіткові двигуни постійного струму розвивають максимальний крутний момент у нерухомому стані, який лінійно зменшується зі збільшенням швидкості.Деякі обмеження щіткових двигунів можна подолати за допомогою безщіткових двигунів;вони включають більш високу ефективність і меншу схильність до механічного зносу.Ці переваги досягаються ціною потенційно менш міцної, складнішої та дорожчої електроніки керування.

Типовий безщітковий двигун має постійні магніти, які обертаються навколо нерухомого якоря, усуваючи проблеми, пов’язані з підключенням струму до рухомого якоря.Електронний контролер замінює комутаторний вузол щіткового двигуна постійного струму, який постійно перемикає фазу на обмотки, щоб підтримувати обертання двигуна.Контролер виконує подібний синхронізований розподіл потужності, використовуючи твердотільну схему, а не систему комутатора.

Безщіточні двигуни мають декілька переваг перед щітковими двигунами постійного струму, включаючи високе співвідношення крутного моменту до ваги, підвищену ефективність, що створює більше крутного моменту на ват, підвищену надійність, знижений шум, довший термін служби за рахунок усунення ерозії щіток і комутатора, усунення іонізуючих іскор від
комутатор і загальне зменшення електромагнітних перешкод (EMI).Оскільки на роторі немає обмоток, вони не піддаються дії відцентрових сил, а оскільки обмотки підтримуються корпусом, їх можна охолоджувати теплопровідністю, не потребуючи повітряного потоку всередині двигуна для охолодження.Це, у свою чергу, означає, що внутрішні елементи двигуна можуть бути повністю закриті та захищені від бруду та інших сторонніх речовин.

Комутація безщіткового двигуна може бути реалізована програмним забезпеченням за допомогою мікроконтролера або альтернативно може бути реалізована за допомогою аналогових чи цифрових схем.Комутація з електронікою замість щіток забезпечує більшу гнучкість і можливості, недоступні для щіткових двигунів постійного струму, включно з обмеженням швидкості, мікрокроковою роботою для повільного й точного керування рухом і утримуючим моментом у нерухомому стані.Програмне забезпечення контролера можна налаштувати відповідно до конкретного двигуна, що використовується в додатку, що призводить до більшої ефективності комутації.

Максимальна потужність, яку можна застосувати до безщіткового двигуна, обмежується майже виключно теплом; [потрібне цитування] занадто багато тепла послаблює магніти та пошкоджує ізоляцію обмоток.

При перетворенні електроенергії в механічну енергію безщіточні двигуни ефективніші, ніж щіткові, в першу чергу через відсутність щіток, що зменшує втрати механічної енергії на тертя.Підвищена ефективність є найбільшою в областях холостого ходу та низького навантаження кривої продуктивності двигуна.

Середовища та вимоги, у яких виробники використовують безщіточні двигуни постійного струму, включають роботу без обслуговування, високі швидкості та роботу, де іскріння є небезпечним (тобто вибухонебезпечне середовище) або може вплинути на чутливе до електроніки обладнання.

Конструкція безщіткового двигуна нагадує кроковий двигун, але двигуни мають важливі відмінності через відмінності у виконанні та експлуатації.Хоча крокові двигуни часто зупиняються з ротором у певному кутовому положенні, безщітковий двигун зазвичай призначений для безперервного обертання.Обидва типи двигунів можуть мати датчик положення ротора для внутрішнього зворотного зв'язку.Як кроковий двигун, так і добре сконструйований безщітковий двигун можуть підтримувати кінцевий крутний момент при нульових обертах.