A Brief Primer Introduction To Brushed DC Motors

Šlifuotas nuolatinės srovės adapterisŠepetėlinis nuolatinės srovės variklis yra įprastas variklio tipas, veikiantis nuolatine srove (DC). Jie naudojami įvairiose srityse – nuo mažų plataus vartojimo elektronikos prietaisų iki didelių pramoninių mašinų. Šiame trumpame įvadiniame straipsnyje atidžiau panagrinėsime, kaip veikia šepeteliniai nuolatinės srovės varikliai, kokie yra jų komponentai ir pritaikymas.

Pagrindinis veikimas a8 mm skersmens haptinis variklisapima magnetinio lauko ir elektros srovės sąveiką, kad būtų sukurtas judesys. Pagrindiniai šepetinio nuolatinės srovės variklio komponentai yra statorius, rotorius, komutatorius ir šepečiai. Statorius yra fiksuota variklio dalis, kurioje yra magnetai arba elektromagnetinės ritės, o rotorius yra besisukanti variklio dalis, kurioje yra armatūra. Komutatorius yra sukamasis jungiklis, kuris valdo srovės tekėjimą į armatūrą, o šepetėliai liečiasi su komutatoriumi, kad perduotų energiją armatūrai.

Kai varikliui tiekiama srovė, statoriuje sukuriamas magnetinis laukas. Šis magnetinis laukas sąveikauja su rotoriaus magnetiniu lauku, todėl rotorius sukasi. Kai rotorius sukasi, komutatorius ir šepetėliai veikia kartu, nuolat keisdami srovės, tekančios per armatūrą, kryptį ir užtikrindami, kad rotorius toliau suktųsi ta pačia kryptimi.

Veikimo principas

Šepetėlinio nuolatinės srovės variklio veikimas pagrįstas pagrindiniu elektromagnetinės indukcijos principu ir magnetinių laukų sąveika. Kai varikliui tiekiama elektros srovė, statorius – nesvarbu, ar jame yra nuolatiniai magnetai, ar elektromagnetinės ritės – sukuria stabilų magnetinį lauką. Tuo pačiu metu srovė teka per rotoriaus armatūros apvijas, paversdama rotorių elektromagnetu. Statoriaus magnetinis laukas ir rotoriaus magnetinis laukas sąveikauja vienas su kitu, sukurdami sukimo momentą (Lorenco jėgą), kuris verčia rotorių suktis.

Svarbus nuolatinio sukimosi ta pačia kryptimi palaikymo aspektas yra komutatoriaus ir šepetėlių sąveika. Rotoriui sukant, komutatorius – prie rotoriaus veleno pritvirtintas žiedinis komponentas – sukasi kartu. Šepetėliai, paprastai pagaminti iš anglies arba grafito, palaiko nuolatinį kontaktą su komutatoriaus segmentais. Rotoriui pasiekus tam tikras padėtis, komutatorius pakeičia srovės, tekančios per armatūros apvijas, kryptį. Šis savalaikis srovės pasikeitimas užtikrina, kad rotoriaus magnetinis poliškumas statoriaus atžvilgiu išliktų pastovus, generuojant nuolatinę sukimosi jėgą ir neleidžiant rotoriui užstrigti ar pakeisti krypties.

Veikimo charakteristikos

Efektyvumas

Šepetėlių nuolatinės srovės variklių efektyvumas priklauso nuo jų konstrukcijos, dydžio ir eksploatavimo sąlygų. Mažesnių šepetėlių nuolatinės srovės variklių, tokių kaip naudojami plataus vartojimo elektronikoje, efektyvumas paprastai svyruoja nuo 50 iki 70 %, o didesnių pramoninių variklių efektyvumas gali siekti iki 85 % ar daugiau. Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką efektyvumui, yra šepetėlio ir komutatoriaus trintis, vario nuostoliai armatūros apvijose, geležies nuostoliai statoriaus ir rotoriaus šerdyse bei mechaniniai nuostoliai (pvz., guolių trintis). Šepetėlių susidėvėjimas ir komutatoriaus degradacija laikui bėgant taip pat gali lemti laipsnišką efektyvumo mažėjimą.

Patvarumas ir tarnavimo laikas

Šepetėlinio nuolatinės srovės variklio tarnavimo laikas daugiausia priklauso nuo šepetėlių ir komutatoriaus susidėvėjimo. Įprastomis eksploatavimo sąlygomis šepetėliai gali tarnauti nuo kelių tūkstančių iki dešimčių tūkstančių valandų, priklausomai nuo tokių veiksnių kaip veikimo greitis, apkrova, temperatūra ir šepetėlių bei komutatorių medžiagų kokybė. Esant dideliam greičiui arba didelei apkrovai, šepetėlių susidėvėjimas pagreitėja, todėl sutrumpėja variklio tarnavimo laikas. Be to, trintis tarp šepetėlių ir komutatoriaus sukuria dulkes ir šilumą, o tai, jei netinkamai valdoma, gali dar labiau paveikti variklio veikimą ir ilgaamžiškumą.

Paraiškos

Nors originaliame vadove buvo išvardytos kelios pagrindinės taikymo sritys, šepečiais varomi nuolatinės srovės varikliai dėl savo unikalių savybių naudojami daug platesniame scenarijų spektre.

Buitinė elektronika

Šepetėliniai nuolatinės srovės varikliai yra visur paplitę plataus vartojimo elektronikoje, kur dėl mažo dydžio, mažos kainos ir paprasto dizaino jie idealiai tinka:

Nešiojamieji įrenginiai: išmaniųjų telefonų ir planšetinių kompiuterių vibraciniai varikliai, skirti lytėjimo grįžtamajam ryšiui (pvz., pranešimai, žaidimų valdikliai).

Buitiniai prietaisai: elektrinių skustuvų, plaukų džiovintuvų, trintuvų ir dulkių siurblių varikliai.

Garso įranga: Patefonų varikliai ir kasečių grotuvų varikliai (senoviniuose ir kai kuriuose šiuolaikiniuose garso įrenginiuose).

Robotai ir aviacija

Šepetėliniai nuolatinės srovės varikliai plačiai naudojami robotikoje ir aviacijos bei kosmoso technikoje dėl savo kompaktiško dydžio ir didelio paleidimo sukimo momento:

Maži robotai: žaisliniai robotai, edukaciniai robotai ir mėgėjų robotai, kuriems reikia pagrindinių judesių.

Medicinos prietaisai

Medicinos įrangoje šepetiniai nuolatinės srovės varikliai naudojami tose srityse, kurioms reikalingas tikslus ir patikimas judėjimas:

Neįgaliųjų vežimėliai: skirti užtikrinti neįgaliųjų asmenų mobilumą, reguliuojant greitį pagal naudotojo poreikius.

Medicininiai siurbliai: infuziniai ir peristaltiniai siurbliai, kurie kontroliuojamu greičiu tiekia vaistus ar skysčius.

Diagnostinė įranga: maži varikliai ultragarso aparatuose ir kraujospūdžio matuokliuose mechaniniam judėjimui.

Išvada

Be paprastos konstrukcijos ir didelio paleidimo sukimo momento, šepetiniai nuolatinės srovės varikliai yra ekonomiški ir lengvai naudojami, todėl jie yra populiarus pasirinkimas daugeliui pritaikymų. Tačiau jie turi tam tikrų apribojimų, pavyzdžiui, ribotą greičio valdymą ir didesnius priežiūros reikalavimus dėl šepečių ir komutatorių susidėvėjimo.

Nepaisant šių apribojimų,šepečiu valdomas nuolatinės srovės variklisvis dar plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose, įskaitant automobilių, robotikos ir aviacijos pramonę. Jie naudojami tokiose srityse kaip automobilių elektra valdomi langai, valytuvai ir elektrinės sėdynės, taip pat robotinės rankos ir pavaros pramoninėje automatizacijoje.

Apibendrinant, šepetiniai nuolatinės srovės varikliai yra universalus ir patikimas pasirinkimas daugeliui pritaikymų dėl savo paprastos konstrukcijos, didelio paleidimo sukimo momento ir lengvo greičio reguliavimo. Nors jie turi tam tikrų apribojimų, dėl savo ekonomiškumo ir prieinamumo jie yra populiarus pasirinkimas įvairioms pramonės ir vartotojų reikmėms. Tobulėjant technologijoms, šepetiniai nuolatinės srovės varikliai...monetų varikliaitikėtina, kad ateinančiais metais ir toliau išliks svarbia motorinių transporto priemonių rinkos dalimi.