Kennis van het werkingsprincipe van borstelmotoren en borstelloze motoren.

Werkingsprincipe van de borstelmotor

De hoofdstructuur vanborstelloze motorDe rotor bestaat uit een stator, een rotor en een borstel. Het koppel wordt verkregen door een roterend magnetisch veld dat kinetische energie levert. De borstel staat constant in contact met de commutator om elektriciteit te geleiden en de rotatiefase te veranderen.

Een borstelmotor maakt gebruik van mechanische commutatie; de ​​magneetpool beweegt niet, de spoel draait. Wanneer de motor werkt, draaien de spoel en de commutator, terwijl de magneet en de koolborstel niet meedraaien. De wisselende stroomrichting in de spoel wordt bewerkstelligd door de commutator en de borstel, die met de motor meedraaien.

Bij een borstelmotor worden de twee ingangen van de spoel, die de stroomtoevoer verzorgen, in een ring geplaatst en gescheiden door isolatiemateriaal. Deze ring vormt een soort cilinder en vormt een organisch geheel met de motoras. De stroomtoevoer verloopt via twee kleine koolstofspiralen (koolstofborstels). Onder invloed van een veer worden de twee cirkelvormige spoelen, die zich in een vaste positie bevinden, samengebracht om stroom te leveren.

Als demotorTijdens het draaien worden verschillende spoelen of verschillende polen van dezelfde spoel op verschillende tijdstippen bekrachtigd, zodat er een geschikt hoekverschil ontstaat tussen de ns-pool van de spoel die het magnetische veld opwekt en de ns-pool van de dichtstbijzijnde permanente magneetstator. De magnetische velden trekken elkaar aan en stoten elkaar af, waardoor een kracht ontstaat die de motor in beweging zet. De koolstofelektrode glijdt over de draadkop als een borstel over het oppervlak van een object, vandaar de naam "borstel".

Door wrijving tussen de koolborstels ontstaat er wrijving en slijten deze, waardoor ze regelmatig vervangen moeten worden. Het afwisselend in- en uitschakelen van de koolborstel en de draadkop van de bobine kan elektrische vonken, elektromagnetische storingen en interferentie met elektronische apparatuur veroorzaken.

Werkingsprincipe van een borstelloze motor

Bij een borstelloze motor wordt de commutatie uitgevoerd door het regelcircuit in de controller (meestal een Hall-sensor + controller, en bij meer geavanceerde technologieën wordt een magnetische encoder gebruikt).

Een borstelloze motor maakt gebruik van een elektronische commutator; de spoel beweegt niet, de magneetpool roteert. Een borstelloze motor gebruikt een set elektronische apparatuur om de positie van de magneetpool van een permanente magneet te detecteren met behulp van een Hall-sensor (SS2712). Op basis van deze detectie schakelt een elektronisch circuit de stroomrichting in de spoel op het juiste moment om, zodat de magnetische kracht in de juiste richting wordt opgewekt om de motor aan te drijven. Dit elimineert de nadelen van een borstelmotor.

Deze schakelingen worden motorcontrollers genoemd. De controller van de borstelloze motor kan ook functies uitvoeren die de borstelloze motor zelf niet kan, zoals het aanpassen van de schakelhoek, het remmen van de motor, het omkeren van de draairichting, het vergrendelen van de motor en het gebruik van een remsignaal om de stroomtoevoer naar de motor te stoppen. Nu maken elektronische alarmsystemen voor elektrische auto's optimaal gebruik van deze functies.

Een borstelloze gelijkstroommotor is een typisch mechatronisch product, bestaande uit de motorbehuizing en de driver. Omdat een borstelloze gelijkstroommotor in een automatische regelmodus werkt, wordt er geen aanloopwikkeling aan de rotor toegevoegd zoals bij een synchrone motor met variabele frequentieregeling en zware belastingstart. Hierdoor treden er geen oscillaties of sprongen op bij veranderende belasting.

Het verschil in snelheidsregeling tussen een borstelmotor en een borstelloze motor.

In feite wordt de aansturing van beide motortypes geregeld door middel van spanningsregeling. Omdat borstelloze gelijkstroommotoren een elektronische commutator gebruiken, kan dit digitaal worden geregeld, terwijl borstelloze gelijkstroommotoren een koolborstelcommutator gebruiken en dus met een traditioneel analoog circuit kunnen worden aangestuurd, wat relatief eenvoudig is.

1. Het snelheidsregelproces van een borstelmotor bestaat uit het aanpassen van de voedingsspanning van de motor. Na aanpassing worden de spanning en stroom door de commutator en de borstel omgezet om de sterkte van het door de elektroden opgewekte magnetische veld te veranderen, waardoor de snelheid wordt aangepast. Dit proces staat bekend als spanningsregeling.

2. Het snelheidsregelingsproces van een borstelloze motor houdt in dat de voedingsspanning van de motor ongewijzigd blijft, het stuursignaal van de elektrische regeling wordt aangepast en de schakelfrequentie van de krachtige MOS-transistor door de microprocessor wordt gewijzigd om de snelheid te veranderen. Dit proces wordt frequentieomzetting genoemd.

Prestatieverschil

1. De borstelmotor heeft een eenvoudige structuur, een lange ontwikkelingsgeschiedenis en een vol成熟e technologie.

In de 19e eeuw, toen de elektromotor zijn intrede deed, was de meest gebruikte motor de borstelloze variant, namelijk de asynchrone wisselstroommotor met kortsluitanker. Deze motor werd na de introductie van wisselstroom veelvuldig toegepast. De asynchrone motor kende echter veel onoverkomelijke gebreken, waardoor de ontwikkeling van de motortechnologie traag verliep. Met name de borstelloze gelijkstroommotor kon lange tijd niet commercieel worden ingezet. Dankzij de snelle ontwikkeling van de elektronische technologie is deze motor pas de laatste jaren geleidelijk aan commercieel in gebruik genomen. In essentie valt hij echter nog steeds onder de categorie wisselstroommotoren.

De borstelloze motor is nog niet zo lang geleden ontstaan; mensen hebben de borstelloze gelijkstroommotor uitgevonden. Omdat het mechanisme van de gelijkstroommotor met borstels eenvoudig is, gemakkelijk te produceren en te verwerken, gemakkelijk te onderhouden en gemakkelijk te besturen, en omdat de gelijkstroommotor snel reageert, een groot startkoppel heeft en het nominale koppel kan leveren van stilstand tot de nominale snelheid, is hij vanaf zijn introductie op grote schaal gebruikt.

2. De borstelloze gelijkstroommotor heeft een snelle reactiesnelheid en een groot startkoppel.

Een borstelloze gelijkstroommotor heeft een snelle startrespons, een groot startkoppel, een stabiele snelheidsverandering, er is vrijwel geen trilling voelbaar van nul tot de maximale snelheid en hij kan een grotere belasting aandrijven bij het opstarten. Een borstelloze motor heeft een grote startweerstand (inductieve reactantie), waardoor de arbeidsfactor klein is, het startkoppel relatief laag is, het startgeluid zoemend is, gepaard gaat met sterke trillingen en de aandrijfbelasting klein is bij het opstarten.

3. De borstelloze gelijkstroommotor loopt soepel en heeft een goede remwerking.

De borstelloze motor wordt geregeld door spanningsregeling, waardoor het starten en remmen stabiel verloopt en de constante snelheid ook stabiel is. Borstelloze motoren worden doorgaans aangestuurd door digitale frequentieomzetting, waarbij eerst wisselstroom (AC) wordt omgezet in gelijkstroom (DC) en vervolgens gelijkstroom (DC) in wisselstroom (AC). De snelheid wordt geregeld door middel van frequentieverandering. Hierdoor loopt een borstelloze motor niet soepel tijdens het starten en remmen, met veel trillingen, en is deze alleen stabiel bij een constante snelheid.

4. De nauwkeurigheid van de aansturing van de DC-borstelmotor is hoog.

Een borstelloze gelijkstroommotor wordt meestal gebruikt in combinatie met een reductiekast en een decoder om het uitgangsvermogen van de motor te vergroten en de regelprecisie te verbeteren. De regelprecisie kan oplopen tot 0,01 mm, waardoor de bewegende onderdelen vrijwel op elke gewenste positie kunnen stoppen. Alle precisiegereedschappen maken gebruik van een nauwkeurige gelijkstroommotor. Omdat de borstelloze motor niet stabiel is tijdens het starten en remmen, zullen de bewegende onderdelen elke keer op een andere positie stoppen. De gewenste positie kan alleen worden bereikt met behulp van een positioneringspen of een positiebegrenzer.

5. DC-borstelmotor: lage gebruikskosten, eenvoudig onderhoud.

Door de eenvoudige structuur, lage productiekosten, de vele fabrikanten en de volwassen technologie worden borstelloze gelijkstroommotoren veel gebruikt, bijvoorbeeld in fabrieken, bewerkingsmachines en precisie-instrumenten. Bij een motorstoring hoeft men alleen de koolborstel te vervangen, wat slechts een paar dollar kost. Borstelloze motoren daarentegen zijn nog niet volledig ontwikkeld, waardoor ze duurder zijn en een beperkter toepassingsgebied hebben. Ze worden voornamelijk gebruikt in apparatuur met een constante snelheid, zoals frequentiegestuurde airconditioners en koelkasten. Bij een defecte borstelloze motor kan deze alleen worden vervangen.

6, geen borstel, lage interferentie

Bij borstelloze motoren zijn de borstels verwijderd. De meest directe verandering is de afwezigheid van de vonk die normaal gesproken in borstelmotoren ontstaat, waardoor de kans op elektrische vonken die radioapparatuur op afstand kunnen beïnvloeden, aanzienlijk wordt verminderd.

7. Laag geluidsniveau en soepele werking

Doordat borstels ontbreken, heeft een borstelloze motor veel minder wrijving tijdens het gebruik, werkt hij soepeler en produceert hij veel minder geluid, wat de stabiliteit van het model ten goede komt.

8. Lange levensduur en lage onderhoudskosten

Bij borstelloze motoren treedt slijtage voornamelijk op in de lagers. Vanuit mechanisch oogpunt is een borstelloze motor vrijwel onderhoudsvrij; indien nodig volstaat wat stofverwijdering.

Dit vind je misschien ook interessant: