Principio de funcionamiento del motor de escobillas
La estructura principal demotor sin escobillasEl conjunto está formado por estator, rotor y escobillas, y el par se obtiene mediante la rotación del campo magnético para generar energía cinética. Las escobillas están en contacto constante con el conmutador para conducir electricidad y cambiar de fase en la rotación.
El motor de escobillas utiliza conmutación mecánica; el polo magnético permanece fijo, mientras que la bobina gira. Cuando el motor funciona, la bobina y el conmutador giran, mientras que el imán y la escobilla de carbón no. El cambio alterno de la dirección de la corriente de la bobina se logra mediante el conmutador y la escobilla, que giran con el motor.
En un motor de escobillas, este proceso consiste en agrupar los dos extremos de entrada de potencia de la bobina, dispuestos a su vez en un anillo, separados entre sí por materiales aislantes, formando algo parecido a un cilindro, convirtiéndose repetidamente en un todo orgánico con el eje del motor, el suministro de potencia a través de dos pequeños pilares hechos de carbón (escobilla de carbón), bajo la acción de la presión del resorte, desde dos posiciones fijas específicas, la presión sobre la entrada de potencia, dos puntos de la bobina cilíndrica circular a la bobina de un conjunto de electricidad.
Como elmotorAl girar, diferentes bobinas o diferentes polos de la misma bobina se energizan en diferentes momentos, de modo que existe una diferencia de ángulo adecuada entre el polo ns de la bobina que genera el campo magnético y el polo ns del estator del imán permanente más cercano. Los campos magnéticos se atraen y se repelen entre sí, generando fuerza e impulsando el motor para que gire. El electrodo de carbono se desliza sobre el cabezal del alambre como un cepillo sobre la superficie de un objeto, de ahí el nombre de "cepillo".
El deslizamiento entre sí provocará fricción y desgaste de las escobillas de carbón, que deben reemplazarse periódicamente. El encendido y apagado alternado entre la escobilla de carbón y el cabezal de alambre de la bobina puede provocar chispas eléctricas, fallos electromagnéticos e interferir con los equipos electrónicos.
Principio de funcionamiento del motor sin escobillas
En un motor sin escobillas, la conmutación la realiza el circuito de control del controlador (generalmente un sensor Hall + controlador, y una tecnología más avanzada es el codificador magnético).
El motor sin escobillas utiliza un conmutador electrónico; la bobina permanece fija, mientras que el polo magnético gira. Este motor emplea un conjunto de componentes electrónicos para detectar la posición del polo magnético del imán permanente mediante un sensor Hall SS2712. En función de esta detección, un circuito electrónico conmuta la dirección de la corriente en la bobina en el momento preciso para generar la fuerza magnética en la dirección correcta y accionar el motor. De esta forma, se eliminan las desventajas de los motores con escobillas.
Estos circuitos se denominan controladores de motor. El controlador del motor sin escobillas también puede realizar algunas funciones que el motor sin escobillas no puede realizar, como ajustar el ángulo de conmutación de potencia, frenar el motor, invertir el giro del motor, bloquear el motor y utilizar la señal de freno para interrumpir el suministro de energía al motor. Ahora, el sistema de alarma electrónica para automóviles con batería aprovecha al máximo estas funciones.
El motor de CC sin escobillas es un producto mecatrónico típico, compuesto por el cuerpo del motor y el controlador. Dado que el motor de CC sin escobillas funciona en modo de control automático, no añade un devanado de arranque al rotor como el motor síncrono con regulación de velocidad de frecuencia variable y arranque con carga pesada, y no provoca oscilaciones ni pérdidas de sustentación cuando cambia la carga.
Diferencia en el modo de regulación de velocidad entre motor con escobillas y motor sin escobillas.
De hecho, el control de los dos tipos de motor es la regulación de voltaje, pero debido a que el motor de CC sin escobillas USA un conmutador electrónico, se puede lograr mediante control digital, y el motor de CC sin escobillas usa un conmutador de escobillas de carbón, se puede controlar mediante un circuito analógico tradicional controlado por silicio, lo que es relativamente simple.
1. El proceso de regulación de velocidad de un motor de escobillas consiste en ajustar el voltaje de la fuente de alimentación del motor. Después del ajuste, el conmutador y las escobillas convierten el voltaje y la corriente para cambiar la intensidad del campo magnético generado por el electrodo y así lograr el cambio de velocidad. Este proceso se conoce como regulación de presión.
2. El proceso de regulación de velocidad de un motor sin escobillas consiste en que el voltaje de la fuente de alimentación del motor permanece sin cambios, se modifica la señal de control del ajuste eléctrico y el microprocesador cambia la frecuencia de conmutación del transistor MOS de alta potencia para lograr el cambio de velocidad. Este proceso se denomina conversión de frecuencia.
Diferencia de rendimiento
1. El motor de escobillas tiene una estructura simple, un largo tiempo de desarrollo y una tecnología madura.
En el siglo XIX, cuando surgió el motor, el motor práctico era el de tipo sin escobillas, concretamente el motor asíncrono de jaula de ardilla de corriente alterna, que se utilizó ampliamente tras la aparición de la corriente alterna. Sin embargo, el motor asíncrono presentaba numerosos defectos insuperables, lo que ralentizó el desarrollo de la tecnología de motores. En particular, el motor de corriente continua sin escobillas no había logrado comercializarse. Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica, su comercialización se ha ido produciendo gradualmente hasta los últimos años. En esencia, sigue perteneciendo a la categoría de motor de corriente alterna.
El motor sin escobillas nació hace relativamente poco tiempo; se inventó el motor de CC sin escobillas. Debido a que el mecanismo del motor de CC con escobillas es simple, fácil de producir y procesar, fácil de mantener y fácil de controlar; el motor de CC también tiene una respuesta rápida, un gran par de arranque y puede proporcionar un rendimiento de par nominal desde velocidad cero hasta velocidad nominal, por lo que se ha utilizado ampliamente desde su aparición.
2. El motor de CC sin escobillas tiene una velocidad de respuesta rápida y un gran par de arranque.
El motor CC sin escobillas tiene una respuesta de arranque rápida, un gran par de arranque, un cambio de velocidad estable, casi no se siente vibración desde cero hasta la velocidad máxima y puede mover cargas más grandes al arrancar. El motor sin escobillas tiene una gran resistencia de arranque (reactancia inductiva), por lo que el factor de potencia es pequeño, el par de arranque es relativamente pequeño, el sonido de arranque es un zumbido, acompañado de una fuerte vibración, y la carga de accionamiento es pequeña al arrancar.
3. El motor de CC sin escobillas funciona sin problemas y tiene un buen efecto de frenado.
El motor sin escobillas se regula mediante regulación de voltaje, lo que garantiza un arranque y frenado estables, así como un funcionamiento a velocidad constante. Generalmente, el motor sin escobillas se controla mediante conversión digital de frecuencia, que primero transforma la corriente alterna en corriente continua y luego la continua en corriente alterna, controlando la velocidad mediante la variación de frecuencia. Por lo tanto, el motor sin escobillas no funciona con suavidad al arrancar y frenar, presentando grandes vibraciones, y solo se estabiliza a velocidad constante.
4. La precisión del control del motor de escobillas de CC es alta.
El motor CC sin escobillas se suele utilizar junto con una caja reductora y un decodificador para aumentar la potencia de salida del motor y la precisión de control. Esta precisión puede alcanzar los 0,01 mm, lo que permite que las piezas móviles se detengan prácticamente en cualquier posición deseada. Todas las máquinas herramienta de precisión utilizan motores CC con una precisión de control alta. Dado que el motor sin escobillas no es estable durante el arranque y el frenado, las piezas móviles se detendrán en posiciones diferentes cada vez, y la posición deseada solo se puede lograr mediante un pasador de posicionamiento o un limitador de posición.
5. El costo de uso del motor de escobillas de CC es bajo y el mantenimiento es sencillo.
Debido a la estructura simple del motor de CC sin escobillas, su bajo costo de producción, la gran cantidad de fabricantes y su tecnología madura, se utiliza ampliamente en fábricas, máquinas herramienta, instrumentos de precisión, etc. Si el motor falla, basta con reemplazar las escobillas de carbón, que cuestan solo unos pocos dólares, lo que lo hace muy económico. La tecnología de los motores sin escobillas no está tan desarrollada, su precio es más elevado y su ámbito de aplicación es limitado; principalmente deben utilizarse en equipos de velocidad constante, como aires acondicionados con convertidor de frecuencia, refrigeradores, etc. En estos casos, el motor sin escobillas solo puede reemplazarse si se daña.
6, sin cepillo, baja interferencia
Los motores sin escobillas eliminan las escobillas; el cambio más directo es la ausencia de la chispa de funcionamiento del motor de escobillas, lo que reduce considerablemente la interferencia de la chispa eléctrica en los equipos de radio remotos.
7. Bajo nivel de ruido y funcionamiento suave.
Al no tener escobillas, un motor sin escobillas tendrá mucha menos fricción durante su funcionamiento, un funcionamiento suave y mucho menos ruido, lo que supone una gran ayuda para la estabilidad del funcionamiento del modelo.
8. Larga vida útil y bajos costos de mantenimiento.
En los motores sin escobillas, el desgaste se produce principalmente en los rodamientos. Desde un punto de vista mecánico, un motor sin escobillas es prácticamente un motor que no requiere mantenimiento; cuando sea necesario, basta con realizar una limpieza para eliminar el polvo.
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Fecha de publicación: 29 de agosto de 2019
