Zasada działania silnika szczotkowego
Główna strukturasilnik bezszczotkowystojan + wirnik + szczotka, a moment obrotowy uzyskuje się poprzez obrót pola magnetycznego w celu wyprowadzenia energii kinetycznej. Szczotka jest stale w kontakcie z komutatorem, aby przewodzić prąd i zmieniać fazę obrotu
Silnik szczotkowy WYKORZYSTUJE komutację mechaniczną, biegun magnetyczny nie porusza się, a cewka obraca się. Podczas pracy silnika cewka i komutator obracają się, natomiast stal magnetyczna i szczotka węglowa pozostają nieruchome. Przemienna zmiana kierunku prądu w cewce jest realizowana przez komutator i szczotkę, które obracają się wraz z silnikiem.
W silniku szczotkowym proces ten polega na zgrupowaniu dwóch końcówek wejściowych zasilania cewki, ułożonych kolejno w pierścień, oddzielonych od siebie materiałem izolacyjnym, tworzących coś w rodzaju cylindra, które stają się organiczną całością wielokrotnie z wałem silnika, zasilanie poprzez dwa małe słupki wykonane z węgla (szczotki węglowe), pod działaniem nacisku sprężyny, z dwóch określonych stałych pozycji, nacisk na wejście zasilania, dwa punkty okrągłej cylindrycznej cewki do cewki zestawu elektryczności.
JakosilnikObraca się, różne cewki lub różne bieguny tej samej cewki są zasilane w różnym czasie, tak aby istniała odpowiednia różnica kątów między biegunem ns cewki generującej pole magnetyczne a biegunem ns najbliższego stojana magnesu trwałego. Pola magnetyczne przyciągają się i odpychają, generując siłę i wprawiając silnik w ruch obrotowy. Elektroda węglowa ślizga się po głowicy drutu jak szczotka po powierzchni przedmiotu, stąd nazwa „szczotka”.
Wzajemne przesuwanie się szczotek węglowych powoduje tarcie i utratę szczotek węglowych, które należy regularnie wymieniać. Naprzemienne włączanie i wyłączanie szczotki węglowej i głowicy drutu cewki może spowodować iskrzenie elektryczne, przerwanie pola elektromagnetycznego i zakłócenia w pracy urządzeń elektronicznych.
Zasada działania silnika bezszczotkowego
W silniku bezszczotkowym komutację realizuje układ sterujący w regulatorze (zwykle czujnik Halla + regulator, a w przypadku bardziej zaawansowanej technologii jest to enkoder magnetyczny).
Silnik bezszczotkowy WYKORZYSTUJE komutator elektroniczny, cewka nie porusza się, a biegun magnetyczny obraca się. Silnik bezszczotkowy WYKORZYSTUJE zestaw urządzeń elektronicznych do wykrywania położenia bieguna magnetycznego magnesu trwałego za pomocą elementu Halla SS2712. Zgodnie z tym czujnikiem, układ elektroniczny przełącza kierunek prądu w cewce w odpowiednim momencie, aby zapewnić generowanie siły magnetycznej we właściwym kierunku, napędzającej silnik. Eliminuje to wady silnika szczotkowego.
Te obwody nazywane są regulatorami silników. Regulator silnika bezszczotkowego może również realizować pewne funkcje, których nie może realizować silnik bezszczotkowy, takie jak regulacja kąta przełączania mocy, hamowanie silnika, cofanie silnika, blokowanie silnika i używanie sygnału hamulca do zatrzymania zasilania silnika. Teraz akumulator samochodowy z elektroniczną blokadą alarmową umożliwia pełne wykorzystanie tych funkcji.
Bezszczotkowy silnik prądu stałego to typowy produkt mechatroniczny, który składa się z korpusu silnika i sterownika. Ponieważ bezszczotkowy silnik prądu stałego pracuje w trybie sterowania automatycznego, nie dodaje uzwojenia rozruchowego do wirnika, jak ma to miejsce w przypadku silnika synchronicznego z regulacją prędkości obrotowej o zmiennej częstotliwości i rozruchu przy dużym obciążeniu, i nie powoduje oscylacji ani skoków przy zmianie obciążenia.
Różnica w trybie regulacji prędkości pomiędzy silnikiem szczotkowym a silnikiem bezszczotkowym
W rzeczywistości sterowanie dwoma rodzajami silnika odbywa się poprzez regulację napięcia, ale ponieważ bezszczotkowy silnik prądu stałego wykorzystuje komutator elektroniczny, więc można to osiągnąć poprzez sterowanie cyfrowe, a bezszczotkowy silnik prądu stałego wykorzystuje komutator szczotek węglowych, można sterować tradycyjnym obwodem analogowym za pomocą sterowanego krzemem, co jest stosunkowo proste.
1. Proces regulacji prędkości silnika szczotkowego polega na regulacji napięcia zasilania silnika. Po dokonaniu regulacji napięcie i prąd są przekształcane przez komutator i szczotkę, aby zmienić siłę pola magnetycznego wytwarzanego przez elektrodę, co pozwala na zmianę prędkości. Proces ten znany jest jako regulacja ciśnienia.
2. Proces regulacji prędkości silnika bezszczotkowego polega na tym, że napięcie zasilania silnika pozostaje niezmienne, sygnał sterujący regulacją elektryczną ulega zmianie, a częstotliwość przełączania lampy MOS dużej mocy jest zmieniana przez mikroprocesor w celu realizacji zmiany prędkości. Proces ten nazywa się konwersją częstotliwości.
Różnica w wydajności
1. Silnik szczotkowy ma prostą konstrukcję, długi czas rozwoju i dojrzałą technologię
W XIX wieku, kiedy narodził się silnik elektryczny, praktycznym silnikiem był silnik bezszczotkowy, a mianowicie asynchroniczny silnik klatkowy prądu przemiennego, który zyskał szerokie zastosowanie po wynalezieniu prądu przemiennego. Silnik asynchroniczny ma jednak wiele wad, których nie da się wyeliminować, co powoduje powolny rozwój technologii silników. W szczególności bezszczotkowy silnik prądu stałego nie mógł zostać wprowadzony do użytku komercyjnego. Wraz z szybkim rozwojem technologii elektronicznej, był on stopniowo wprowadzany do użytku komercyjnego aż do ostatnich lat. W zasadzie nadal należy on do kategorii silników prądu przemiennego.
Silnik bezszczotkowy narodził się niedawno, ludzie wynaleźli bezszczotkowy silnik prądu stałego. Ponieważ mechanizm szczotkowego silnika prądu stałego jest prosty, łatwy w produkcji i przetwarzaniu, łatwy w konserwacji i łatwy do kontrolowania; silnik prądu stałego charakteryzuje się również szybką reakcją, dużym momentem początkowym i może zapewnić znamionowy moment obrotowy od prędkości zerowej do prędkości znamionowej, dlatego znalazł szerokie zastosowanie od momentu jego pojawienia się.
2. Bezszczotkowy silnik prądu stałego charakteryzuje się szybką reakcją i dużym momentem początkowym
Bezszczotkowy silnik prądu stałego charakteryzuje się szybką reakcją rozruchową, dużym momentem obrotowym, stabilną zmianą prędkości, niemal całkowitym brakiem wibracji od zera do prędkości maksymalnej oraz możliwością napędzania większego obciążenia podczas rozruchu. Silnik bezszczotkowy ma dużą rezystancję początkową (reaktancję indukcyjną), więc współczynnik mocy jest mały, moment obrotowy początkowy jest stosunkowo niewielki, dźwięk rozruchu jest brzęczący, któremu towarzyszą silne wibracje, a obciążenie napędowe jest niewielkie podczas rozruchu.
3. Bezszczotkowy silnik prądu stałego pracuje płynnie i ma dobry efekt hamowania
Silnik bezszczotkowy jest regulowany poprzez regulację napięcia, dzięki czemu rozruch i hamowanie są stabilne, a praca ze stałą prędkością również. Silnik bezszczotkowy jest zazwyczaj sterowany cyfrową konwersją częstotliwości, która najpierw zamienia prąd przemienny na stały, a następnie prąd stały na przemienny, a prędkość jest regulowana poprzez zmianę częstotliwości. W związku z tym silnik bezszczotkowy nie pracuje płynnie podczas rozruchu i hamowania, generując duże wibracje, i będzie stabilny tylko przy stałej prędkości.
4. Wysoka precyzja sterowania silnikiem szczotkowym prądu stałego
Silnik bezszczotkowy prądu stałego jest zwykle stosowany razem ze skrzynką redukcyjną i dekoderem w celu zwiększenia mocy wyjściowej silnika i zwiększenia precyzji sterowania. Dokładność sterowania może osiągnąć nawet 0,01 mm, co pozwala na zatrzymanie ruchomych części w dowolnym miejscu. Wszystkie precyzyjne obrabiarki sterują dokładnymi silnikami prądu stałego. Ponieważ silnik bezszczotkowy nie jest stabilny podczas rozruchu i hamowania, ruchome części zatrzymują się za każdym razem w różnych pozycjach, a pożądaną pozycję można zatrzymać tylko za pomocą sworznia pozycjonującego lub ogranicznika położenia.
5. Silnik szczotkowy prądu stałego charakteryzuje się niskim kosztem użytkowania i łatwą konserwacją
Ze względu na prostą konstrukcję bezszczotkowego silnika prądu stałego, niskie koszty produkcji, wielu producentów i dojrzałą technologię, jest on szeroko stosowany, na przykład w fabrykach, obrabiarkach, precyzyjnych instrumentach itp., w przypadku awarii silnika wystarczy wymienić szczotkę węglową, każda szczotka węglowa kosztuje tylko kilka dolarów, jest bardzo tania. Technologia silników bezszczotkowych nie jest dojrzała, cena jest wyższa, zakres zastosowań jest ograniczony, głównie w urządzeniach o stałej prędkości, takich jak klimatyzacja z konwersją częstotliwości, lodówka itp. Uszkodzony silnik bezszczotkowy można wymienić.
6, brak szczotki, niskie zakłócenia
Silniki bezszczotkowe nie posiadają szczotki. Najbardziej wyraźną zmianą jest brak iskry podczas pracy silnika szczotkowego, co w znacznym stopniu zmniejsza zakłócenia powodowane przez iskrę elektryczną w odległych urządzeniach radiowych.
7. Niski poziom hałasu i płynna praca
Bez szczotek silnik bezszczotkowy będzie miał znacznie mniejsze tarcie podczas pracy, płynniejszą pracę i znacznie niższy poziom hałasu, co znacznie wpływa na stabilność pracy modelu.
8. Długa żywotność i niskie koszty utrzymania
W przypadku silników bezszczotkowych zużycie następuje głównie w łożyskach. Z mechanicznego punktu widzenia silniki bezszczotkowe są silnikami praktycznie bezobsługowymi; w razie potrzeby wystarczy przeprowadzić konserwację polegającą na usuwaniu kurzu.
Może Ci się spodobać:
Czas publikacji: 29-08-2019
