A Brief Primer Introduction To Brushed DC Motors

Щетка белән бизәлгән DCдвигатель - даими ток (DC) белән эшли торган киң таралган двигатель төре. Алар төрле кушымталарда кулланыла, кечкенә кулланучы электроникасыннан алып зур сәнәгать җиһазларына кадәр. Бу кыска кереш мәкаләдә без щеткалы DC двигательләренең ничек эшләвен, аларның компонентларын һәм кулланылышын якыннанрак карап чыгачакбыз.

Аның төп эшләве8 мм диаметрлы тактиль моторхәрәкәт тудыру өчен магнит кыры һәм электр тогы үзара бәйләнешен үз эченә ала. Щеткалы даими ток моторының төп компонентларына статор, ротор, коллектор һәм щеткалар керә. Статор - моторның хәрәкәтсез өлеше һәм аның эчендә магнитлар яки электромагнит катушкалар бар, ә ротор - моторның әйләнүче өлеше һәм якорьны үз эченә ала. Коллектор - якорьга ток агымын контрольдә тотучы әйләндергеч ачкыч, ә щеткалар якорьга көч тапшыру өчен коллектор белән элемтәгә керә.

Двигательгә ток бирелгәндә, статорда магнит кыры барлыкка килә. Бу магнит кыры роторның магнит кыры белән үзара бәйләнештә була, шуның белән ротор әйләнә. Ротор әйләнгәндә, коллектор һәм щеткалар берлектә якорь аша агучы ток юнәлешен өзлексез үзгәртеп, роторның шул ук юнәлештә әйләнүен тәэмин итәләр.

Эш принцибы

Щеткалы даими ток двигателе эшләве электромагнит индукциясенең төп принцибына һәм магнит кырлары арасындагы үзара бәйләнешкә нигезләнгән. Двигательгә электр тогы бирелгәндә, статор - даими магнитлар яки электромагнит катушкалар белән җиһазландырылганмы - тотрыклы магнит кыры барлыкка китерә. Бер үк вакытта ток ротордагы якорь чыбыклары аша үтә, роторны электромагнитка әйләндерә. Статорның магнит кыры һәм роторның магнит кыры бер-берсе белән үзара бәйләнештә була, роторның әйләнүенә китерә торган әйләнү моментын (Лоренц көче) барлыкка китерә.

Бер үк юнәлештә өзлексез әйләнүне тәэмин итүнең мөһим аспекты - коллектор һәм щеткалар арасындагы хезмәттәшлек. Ротор әйләнгәндә, ротор валына беркетелгән икегә бүленгән боҗралы компонент - бергә әйләнә. Гадәттә углерод яки графиттан ясалган щеткалар коллектор сегментлары белән даими бәйләнештә торалар. Ротор билгеле бер позицияләргә җиткәч, коллектор якорь чыбыклары аша агучы ток юнәлешен үзгәртә. Токның бу вакытында үзгәрүе роторның статорга карата магнит полярлыгының даими булып калуын тәэмин итә, өзлексез әйләнү көчен тудыра һәм роторның туктап калуына яки юнәлешен үзгәртүенә комачаулый.

Эшчәнлек үзенчәлекләре

Нәтиҗәлелек

Щеткалы даими ток моторларының нәтиҗәлелеге аларның конструкциясенә, зурлыгына һәм эш шартларына карап үзгәрә. Кечерәк щеткалы даими ток моторлары, мәсәлән, кулланучы электроникасында кулланыла торганнары, гадәттә 50-70% нәтиҗәлелек диапазонына ия, ә зуррак сәнәгать класслы моторлар 85% яки аннан да югарырак нәтиҗәлелеккә ирешә ала. Нәтиҗәлелеккә тәэсир итүче төп факторларга щетка-коммутатор ышкылуы, якорь чыбыкларында бакыр югалтулары, статор һәм ротор үзәкләрендә тимер югалтулары һәм механик югалтулар (мәсәлән, подшипник ышкылуы) керә. Щетка тузуы һәм коллекторның вакыт узу белән начарлануы да нәтиҗәлелекнең әкренләп кимүенә китерергә мөмкин.

Чыдамлык һәм гомер озынлыгы

Щеткалы даими ток двигателенең гомер озынлыгы, нигездә, щетка һәм коллектор тузуы белән билгеләнә. Гадәти эш шартларында щеткалар берничә меңнән алып ун меңгә кадәр сәгатькә кадәр хезмәт итә ала, бу эш тизлеге, йөкләнеш, температура һәм щетка һәм коллектор материалларының сыйфаты кебек факторларга бәйле. Югары тизлектә яки югары йөкләнешле кушымталарда щетка тузуы тизләнә, бу двигательнең гомер озынлыгын киметә. Моннан тыш, щеткалар һәм коллектор арасындагы ышкылу тузан һәм җылылык барлыкка китерә, бу дөрес идарә ителмәгән очракта двигательнең эшчәнлегенә һәм ныклыгына тагын да тәэсир итә ала.

Кушымталар

Башлангыч праймерда кайбер төп кулланылышлар күрсәтелгән булса да, щеткалы даими ток моторлары, үзләренең уникаль үзенчәлекләре аркасында, күпкә киңрәк сценарийларда кулланыла.

Кулланучылар электроникасы

Щеткалы даими ток моторлары кулланучы электроникасында киң таралган, аларның кечкенә зурлыгы, арзан бәясе һәм гади дизайны аларны идеаль итә:

Күчмә җайланмалар: Смартфоннарда һәм планшетларда тактиль кире элемтә өчен вибратор моторлары (мәсәлән, хәбәрләр, уен контроллерлары).

Көнкүреш техникасы: Электр кыргычлардагы, чәч киптергечләрдәге, блендерлардагы һәм тузан суырткычлардагы моторлар.

Аудио җиһазлар: Вертикаль һәм кайбер заманча аудио җайланмалар өчен винтаж двигательләр һәм кассета уйнаткыч двигательләре.

Робототехника һәм аэрокосмик

Компакт зурлыклары һәм югары башлап җибәрү моменты аркасында щеткалы даими ток моторлары робототехникада һәм аэрокосмик тармакта киң кулланыла:

Кечкенә роботлар: уенчык роботлар, белем бирү роботлары һәм гади хәрәкәт таләп итә торган һәвәскәр роботлар.

Медицина җайланмалары

Медицина җиһазларында, щеткалы даими ток моторлары төгәл һәм ышанычлы хәрәкәт таләп итә торган кушымталарда кулланыла:

Инвалид коляскалары: Инвалидларның хәрәкәтләнүен тәэмин итү өчен, тизлекне контрольдә тоту җайланмасы кулланучы ихтыяҗларына туры китереп көйләнгән.

Медицина насослары: дарулар яки сыеклыкларны контрольдә тотылган тизлектә җиткерә торган инфузион насослар һәм перисталтик насослар.

Диагностика җиһазлары: УЗИ аппаратларындагы кечкенә моторлар һәм механик хәрәкәт өчен кан басымын үлчәү җайланмалары.

Йомгак

Гади конструкциясе һәм югары башлап җибәрү моментыннан тыш, щеткалы даими ток моторлары экономияле һәм куллану җиңел, шуңа күрә алар күп кушымталар өчен популяр сайлау булып тора. Ләкин аларның кайбер чикләүләре бар, мәсәлән, тизлекне чикләү һәм щетка һәм коллектор тузуы аркасында югарырак хезмәт күрсәтү таләпләре.

Бу чикләүләргә карамастан,щеткалы даими токлы моторs әле дә төрле тармакларда, шул исәптән автомобиль, робототехника һәм аэрокосмик тармакларда киң кулланыла. Алар автомобиль электр тәрәзәләрендә, пыяла сөрткечләрендә һәм электр утыргычларын көйләүдә, шулай ук сәнәгать автоматизациясендә робот кулларында һәм актуаторларында кулланыла.

Кыскасы, щеткалы даими ток моторлары, гади дизайны, югары башлап җибәрү моменты һәм тизлекне җиңел көйләү аркасында, күп кушымталар өчен универсаль һәм ышанычлы сайлау булып тора. Аларның кайбер чикләүләре булса да, аларның чыгымнарының нәтиҗәлелеге һәм мөмкин булуы аларны төрле сәнәгать һәм кулланучы кушымталары өчен популяр сайлау итә. Технология алга китешен дәвам иткән саен, щеткалы даими ток моторларытәңкә моторларыкиләсе елларда да автомобиль ландшафтының мөһим өлеше булып калачак, мөгаен.