Børsteløse vs. børstede motorer: Hvilken er egnet til dit projekt?

Indledning

To almindelige typer DC-motorer er børstemotorer og børsteløse motorer (BLDC-motorer). Som navnet antyder, bruger børstemotorer børster til at kommutere retningen, så motoren kan rotere. I modsætning hertil erstatter børsteløse motorer den mekaniske kommuteringsfunktion med elektronisk styring. Begge typer fungerer efter samme princip, nemlig magnetisk tiltrækning og magnetisk frastødning mellem spolen og permanentmagneten. Hver har sine egne fordele og ulemper, som kan påvirke dit valg baseret på de specifikke krav i din applikation. Det er afgørende at forstå forskellene mellem børstede DC-motorer og børsteløse DC-motorer for at evaluere deres ydeevne. Beslutningen om at vælge én type frem for en anden er baseret på en række kriterier, herunder effektivitet, levetid og omkostninger.

Vigtige faktorer for forskellen mellem børstet og børsteløs DC-motor:

#1. Bedre effektivitet

Børsteløse motorer er mere effektive end børstemotorer. De omdanner elektrisk energi til mekanisk energi med større præcision, hvilket reducerer energispild. I modsætning til børstede DC-motorer oplever børsteløse motorer ikke den friktion eller det energitab, der er forbundet med børster og kommutatorer. Dette forbedrer ydeevnen, forlænger driftstiden og reducerer energiforbruget.

Omvendt betragtes børstemotorer som mindre effektive end børsteløse DC-motorer på grund af effekttab forbundet med friktion og energioverførsel gennem kommutatorsystemet.

#2. Vedligeholdelse og levetid

Børsteløse motorerhar færre bevægelige dele og mangler mekaniske forbindelser, hvilket resulterer i længere levetid og reduceret vedligeholdelsesbehov. Fraværet af børster eliminerer problemer forbundet med børsteslid og andre vedligeholdelsesproblemer. Derfor er børsteløse motorer ofte en mere omkostningseffektiv løsning for brugerne.

Derudover kræver børstemotorer mere vedligeholdelse på grund af slid på børsterne og kommutatoren, hvilket kan føre til reduceret ydeevne og motorproblemer. For at opretholde optimal ydeevne skal børsterne udskiftes regelmæssigt.

#3. Støj og vibrationer

I børsteløse motorer kan viklingsstrømmen styres, hvilket hjælper med at reducere momentpulseringer, der kan forårsage vibrationer og mekanisk støj. Derfor producerer børsteløse motorer generelt mindre støj og vibrationer end børstemotorer, fordi de ikke har børster eller kommutatorer. Reduktionen af ​​vibrationer og støj forbedrer brugerkomforten og minimerer slitage ved længere tids brug.

I en børstet DC-motor arbejder børsterne og kommutatoren sammen som en koblingsmekanisme. Når motoren kører, åbner og lukker disse kontakter konstant. Denne proces tillader høje strømme at flyde gennem de induktive rotorviklinger, hvilket producerer en smule elektrisk støj på grund af den store strøm.

#4. Omkostninger og kompleksitet

Børsteløse motorer er ofte dyrere og mere komplekse på grund af det elektroniske styresystem til kommutering. Den højere pris på børsteløse DC-motorer sammenlignet medbørstede DC-motorerskyldes primært den avancerede elektronik, der er involveret i deres design.

#5. Design og drift

Børsteløse DC-motorer er ikke selvkommuterende. De kræver et drivkredsløb, der bruger transistorer til at styre strømmen, der løber gennem motorviklingsspolerne. Disse motorer bruger elektroniske styringer og Hall-effektsensorer til at styre strømmen i viklingerne i stedet for at være afhængige af mekaniske forbindelser.

Børstede DC-motorer er selvkommuterende, hvilket betyder, at de ikke kræver et driverkredsløb for at fungere. I stedet bruger de mekaniske børster og kommutatorer til at styre strømmen i viklingerne og derved skabe et magnetfelt. Dette magnetfelt skaber drejningsmoment, hvilket får motoren til at rotere.

#6. Applikationer

Som omkostningerne vedvibrationsmotorerog deres tilhørende elektronik fortsætter med at falde, stiger efterspørgslen efter børsteløse motorer og børstemotorer. Børsteløse motorer er meget populære til smartwatches, medicinsk udstyr, skønhedsprodukter, robotter osv.

Men der er stadig steder, hvor børstemotorer giver mere mening. Der er en enorm anvendelse af børstemotorer i smartphones, e-cigaretter, spillecontrollere, øjenmassageapparater osv.