Principio di funzionamento del motore a spazzole
La struttura principale dimotore senza spazzoleÈ composto da statore + rotore + spazzole, e la coppia viene ottenuta ruotando il campo magnetico per produrre energia cinetica. Le spazzole sono costantemente a contatto con il commutatore per condurre l'elettricità e cambiare fase nella rotazione.
Il motore a spazzole utilizza la commutazione meccanica: il polo magnetico non si muove, mentre la bobina ruota. Quando il motore è in funzione, la bobina e il commutatore ruotano, mentre l'acciaio magnetico e le spazzole di carbone rimangono ferme. L'alternanza della direzione della corrente nella bobina è realizzata dal commutatore e dalle spazzole che ruotano con il motore.
In un motore a spazzole, questo processo consiste nel raggruppare le due estremità di ingresso di potenza della bobina, disposte a turno in un anello, separate tra loro da materiali isolanti, formando una sorta di cilindro, che diventa un tutto organico ripetutamente con l'albero motore, l'alimentazione di potenza attraverso due piccoli pilastri in carbonio (spazzole di carbone), sotto l'azione della pressione della molla, da due posizioni fisse specifiche, la pressione sull'ingresso di potenza, i due punti della bobina cilindrica circolare alla bobina di un insieme di elettricità.
Come ilmotoreRuotando, diverse bobine o diversi poli della stessa bobina vengono alimentati in momenti diversi, in modo da creare un'adeguata differenza d'angolo tra il polo ns della bobina che genera il campo magnetico e il polo ns dello statore a magnete permanente più vicino. I campi magnetici si attraggono e si respingono, generando forza e spingendo il motore a ruotare. L'elettrodo di carbonio scorre sulla testa del filo come una spazzola sulla superficie di un oggetto, da cui il nome "spazzola".
Lo scorrimento reciproco provoca attrito e usura delle spazzole di carbone, che devono essere sostituite regolarmente. L'alternanza tra la spazzola di carbone e la testina del filo della bobina può causare scintille elettriche, scariche elettromagnetiche e interferenze con le apparecchiature elettroniche.
Principio di funzionamento del motore brushless
Nei motori brushless, la commutazione viene effettuata dal circuito di controllo del controller (generalmente sensore di Hall + controller, mentre le tecnologie più avanzate utilizzano un encoder magnetico).
Il motore brushless utilizza un commutatore elettronico, la bobina non si muove, il polo magnetico ruota. Il motore brushless utilizza un set di apparecchiature elettroniche per rilevare la posizione del polo magnetico del magnete permanente tramite un elemento Hall SS2712. In base a questo rilevamento, un circuito elettronico viene utilizzato per commutare la direzione della corrente nella bobina al momento giusto per garantire la generazione della forza magnetica nella direzione corretta per azionare il motore. Elimina gli svantaggi del motore a spazzole.
Questi circuiti sono chiamati controllori del motore. Il controllore del motore brushless può anche realizzare alcune funzioni che non possono essere realizzate dal motore brushless stesso, come la regolazione dell'angolo di commutazione della potenza, la frenatura del motore, l'inversione del senso di rotazione, il blocco del motore e l'utilizzo del segnale di frenata per interrompere l'alimentazione al motore. Ora, il blocco elettronico dell'allarme dell'auto a batteria sfrutta appieno queste funzioni.
Il motore brushless a corrente continua è un tipico prodotto meccatronico, composto dal corpo motore e dal driver. Poiché il motore brushless a corrente continua funziona in modalità di controllo automatico, non aggiunge un avvolgimento di avviamento al rotore come il motore sincrono con regolazione della velocità a frequenza variabile e avviamento a carico elevato, e non provoca oscillazioni e scatti al variare del carico.
La differenza nella modalità di regolazione della velocità tra motore a spazzole e motore senza spazzole.
In realtà, il controllo dei due tipi di motore si basa sulla regolazione della tensione, ma poiché il motore brushless a corrente continua utilizza un commutatore elettronico, il controllo può essere effettuato tramite digitale, mentre il motore brushless a corrente continua utilizza un commutatore a spazzole di carbone e, grazie al tradizionale circuito analogico controllato al silicio, il controllo risulta relativamente semplice.
1. Il processo di regolazione della velocità di un motore a spazzole consiste nel regolare la tensione di alimentazione del motore. Dopo la regolazione, la tensione e la corrente vengono convertite dal commutatore e dalle spazzole per modificare l'intensità del campo magnetico generato dagli elettrodi, ottenendo così la variazione di velocità. Questo processo è noto come regolazione della tensione.
2. Il processo di regolazione della velocità del motore brushless consiste nel mantenere invariata la tensione di alimentazione del motore, modificare il segnale di controllo della regolazione elettrica e variare la frequenza di commutazione del transistor MOS ad alta potenza tramite il microprocessore, realizzando così la variazione di velocità. Questo processo è chiamato conversione di frequenza.
Differenza di prestazioni
1. Il motore a spazzole ha una struttura semplice, un lungo periodo di sviluppo e una tecnologia matura.
Nel XIX secolo, quando nacque il motore, il primo tipo di motore pratico era quello senza spazzole, ovvero il motore asincrono a gabbia di scoiattolo a corrente alternata, ampiamente utilizzato dopo l'invenzione della corrente alternata. Tuttavia, il motore asincrono presentava numerosi difetti insormontabili, il che ha rallentato lo sviluppo della tecnologia dei motori. In particolare, il motore a corrente continua senza spazzole non è riuscito a essere commercializzato. Con il rapido sviluppo della tecnologia elettronica, la sua diffusione sul mercato è stata lenta fino agli ultimi anni. In sostanza, appartiene ancora alla categoria dei motori a corrente alternata.
Il motore brushless è nato non molto tempo fa, grazie all'invenzione del motore a corrente continua senza spazzole. Il meccanismo del motore a corrente continua con spazzole è semplice, facile da produrre e lavorare, facile da manutenere e da controllare; inoltre, il motore a corrente continua ha una risposta rapida, un'elevata coppia di avviamento e può fornire la coppia nominale da zero alla velocità nominale, quindi è stato ampiamente utilizzato fin dalla sua introduzione.
2. Il motore brushless a corrente continua ha una velocità di risposta elevata e una coppia di avviamento elevata.
Il motore brushless CC ha una risposta di avviamento rapida, una coppia di avviamento elevata, una variazione di velocità stabile, quasi nessuna vibrazione percepibile da zero alla velocità massima e può azionare un carico maggiore in fase di avviamento. Il motore brushless ha un'elevata resistenza di avviamento (reattanza induttiva), quindi il fattore di potenza è basso, la coppia di avviamento è relativamente bassa, il suono di avviamento è un ronzio, accompagnato da forti vibrazioni e il carico di azionamento è basso in fase di avviamento.
3. Il motore brushless a corrente continua funziona senza intoppi e ha un buon effetto frenante.
Il motore brushless è regolato tramite regolazione di tensione, quindi l'avviamento e la frenata sono stabili, così come il funzionamento a velocità costante. Il motore brushless è solitamente controllato tramite conversione di frequenza digitale, che converte prima la corrente alternata in corrente continua e poi la corrente continua in corrente alternata, controllando la velocità attraverso la variazione di frequenza. Pertanto, il motore brushless non funziona in modo fluido in fase di avviamento e frenata, presenta forti vibrazioni e risulta stabile solo a velocità costante.
4, la precisione del controllo del motore a spazzole CC è elevata
Il motore brushless a corrente continua viene solitamente utilizzato insieme a un riduttore e a un decoder per aumentare la potenza di uscita del motore e la precisione di controllo, che può raggiungere 0,01 mm, consentendo di arrestare le parti mobili praticamente in qualsiasi posizione desiderata. Tutte le macchine utensili di precisione utilizzano motori a corrente continua per il controllo della precisione. Poiché il motore brushless non è stabile durante l'avvio e la frenata, le parti mobili si fermeranno in posizioni diverse ogni volta, e la posizione desiderata può essere raggiunta solo tramite un perno di posizionamento o un limitatore di posizione.
5. Il costo di utilizzo del motore a spazzole in corrente continua è basso e la manutenzione è semplice.
Grazie alla struttura semplice, ai bassi costi di produzione, alla presenza di numerosi produttori e alla tecnologia matura, i motori brushless a corrente continua sono ampiamente utilizzati in diversi settori, come fabbriche, macchine utensili, strumenti di precisione, ecc. In caso di guasto del motore, è sufficiente sostituire le spazzole di carbone, il cui costo è di pochi dollari, risultando quindi molto economici. La tecnologia dei motori brushless, invece, non è ancora matura, il prezzo è più elevato e il campo di applicazione è limitato, essendo principalmente impiegata in apparecchiature a velocità costante, come condizionatori d'aria a frequenza variabile, frigoriferi, ecc., dove l'unica soluzione è la sostituzione del motore.
6, senza spazzole, bassa interferenza
I motori brushless eliminano le spazzole; il cambiamento più diretto è l'assenza della scintilla prodotta dal motore a spazzole, riducendo così notevolmente le interferenze elettriche che potrebbero causare alle apparecchiature radio remote.
7. Bassa rumorosità e funzionamento fluido
Senza spazzole, il motore brushless presenta un attrito molto inferiore durante il funzionamento, garantendo un funzionamento più fluido e una rumorosità molto più bassa, il che contribuisce notevolmente alla stabilità del modello.
8. Lunga durata e bassi costi di manutenzione
Senza spazzole, l'usura del motore brushless si concentra principalmente nei cuscinetti; da un punto di vista meccanico, il motore brushless è praticamente esente da manutenzione, se necessario è sufficiente effettuare una pulizia dalla polvere.
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Data di pubblicazione: 29 agosto 2019
