Принцип роботи щіткового двигуна
Основна структурабезщітковий двигунце статор + ротор + щітка, а крутний момент отримується шляхом обертання магнітного поля для виведення кінетичної енергії. Щітка постійно контактує з колектором для проведення електрики та зміни фази обертання.
Щітковий двигун ВИКОРИСТОВУЄ механічну комутацію, магнітний полюс не рухається, котушка обертається. Коли двигун працює, котушка та комутатор обертаються, тоді як магнітна сталева та вугільна щітка не обертаються. Поперемінна зміна напрямку струму котушки здійснюється комутатором та щіткою, які обертаються разом з двигуном.
У щітковому двигуні цей процес полягає в тому, щоб згрупувати два кінці котушки, що входять до складу живлення, які, своєю чергою, розташовані в кільці, розділених ізоляційними матеріалами між собою, утворюючи щось на зразок циліндра, що багаторазово стає органічним цілим з валом двигуна. Живлення подається через два невеликі стовпчики, виготовлені з вуглецю (вуглецева щітка), під дією тиску пружини, з двох певних фіксованих положень, тиск на вхід живлення, дві точки круглої циліндричної котушки до котушки набору електроенергії.
Якдвигунобертається, різні котушки або різні полюси однієї й тієї ж котушки подаються на живлення в різний час, так що існує відповідна різниця кутів між ns-полюсом котушки, що генерує магнітне поле, та ns-полюсом найближчого статора з постійним магнітом. Магнітні поля притягуються та відштовхуються, створюючи силу та змушуючи двигун обертатися. Вугільний електрод ковзає по дротяній головці, як щітка по поверхні предмета, звідси й назва "щітка".
Ковзання одна об одну призведе до тертя та втрати вугільних щіток, які необхідно регулярно замінювати. Чергове вмикання та вимикання вугільної щітки та дротяної головки котушки може спричинити електричну іскру, електромагнітний розрив та перешкоди в роботі електронного обладнання.
Принцип роботи безщіткового двигуна
У безщітковому двигуні комутація здійснюється схемою керування в контролері (зазвичай датчик Холла + контролер, а більш просунутою технологією є магнітний енкодер).
Безщітковий двигун ВИКОРИСТОВУЄ електронний комутатор, котушка не рухається, магнітний полюс обертається. Безщітковий двигун ВИКОРИСТОВУЄ набір електронного обладнання для визначення положення магнітного полюса постійного магніту за допомогою елемента Холла SS2712. Відповідно до цього відчуття, електронна схема використовується для перемикання напрямку струму в котушці в потрібний момент, щоб забезпечити генерацію магнітної сили в правильному напрямку для приведення двигуна в рух. Усуває недоліки щіткового двигуна.
Ці схеми називаються контролерами двигунів. Контролер безщіткового двигуна також може реалізувати деякі функції, які неможливо реалізувати за допомогою безщіткового двигуна, такі як регулювання кута перемикання живлення, гальмування двигуна, реверс двигуна, блокування двигуна та використання сигналу гальма для зупинки живлення двигуна. Тепер електронне блокування сигналізації автомобіля з акумулятором дозволяє повноцінно використовувати ці функції.
Безщітковий двигун постійного струму – це типовий мехатронний продукт, який складається з корпусу двигуна та драйвера. Оскільки безщітковий двигун постійного струму працює в режимі автоматичного керування, він не додає пускову обмотку до ротора, як синхронний двигун із регулюванням швидкості зі змінною частотою та пуском під великим навантаженням, і не викликає коливань та стрибків при зміні навантаження.
Різниця в режимі регулювання швидкості між щітковим двигуном та безщітковим двигуном
Фактично, керування обома типами двигунів здійснюється за допомогою регулювання напруги, але оскільки безщітковий двигун постійного струму використовує електронний комутатор, це може бути досягнуто за допомогою цифрового керування, а безщітковий двигун постійного струму — за допомогою вугільного щіткового комутатора, використання традиційної аналогової схеми з кремнієвим керуванням може бути відносно простим.
1. Процес регулювання швидкості щіткового двигуна полягає в регулюванні напруги живлення двигуна. Після регулювання напруга та струм перетворюються комутатором та щіткою для зміни сили магнітного поля, що генерується електродом, для досягнення мети зміни швидкості. Цей процес відомий як регулювання тиску.
2. Процес регулювання швидкості безщіткового двигуна полягає в тому, що напруга живлення двигуна залишається незмінною, сигнал керування електричним регулюванням змінюється, а швидкість перемикання потужної МОП-лампи змінюється мікропроцесором для реалізації зміни швидкості. Цей процес називається перетворенням частоти.
Різниця в продуктивності
1. Щітковий двигун має просту структуру, тривалий час розробки та зрілу технологію
У 19 столітті, коли з'явилися двигуни, практичним двигуном був безщітковий тип, а саме асинхронний двигун змінного струму з короткозамкненим ротором, який широко використовувався після генерації змінного струму. Однак асинхронний двигун має багато нездоланних недоліків, через що розвиток технології двигунів відбувається повільно. Зокрема, безщітковий двигун постійного струму не міг бути введений у комерційну експлуатацію. Зі швидким розвитком електронних технологій він повільно вводився в комерційну експлуатацію до останніх років. По суті, він все ще належить до категорії двигунів змінного струму.
Безщітковий двигун з'явився нещодавно, люди винайшли безщітковий двигун постійного струму. Оскільки механізм щіткового двигуна постійного струму простий, легкий у виробництві та обробці, простий в обслуговуванні та управлінні, двигун постійного струму також має швидку реакцію, великий пусковий момент і може забезпечити номінальний крутний момент від нульової швидкості до номінальної швидкості, тому він широко використовується після свого виходу.
2. Безщітковий двигун постійного струму має швидку швидкість відгуку та великий пусковий момент.
Безщітковий двигун постійного струму має швидку пускову реакцію, великий пусковий момент, стабільну зміну швидкості, майже не відчувається вібрація від нуля до максимальної швидкості та може керувати більшим навантаженням під час запуску. Безщітковий двигун має великий пусковий опір (індуктивний опір), тому коефіцієнт потужності невеликий, пусковий момент відносно невеликий, пусковий звук гуде, що супроводжується сильною вібрацією, а пускове навантаження невелике під час запуску.
3. Безщітковий двигун постійного струму працює плавно та має хороший гальмівний ефект.
Безщітковий двигун регулюється за допомогою регулювання напруги, тому запуск і гальмування стабільні, а робота з постійною швидкістю також стабільна. Безщітковий двигун зазвичай керується цифровим перетворенням частоти, яке спочатку змінює змінний струм на постійний, а потім постійний на змінний, і контролює швидкість через зміну частоти. Тому безщітковий двигун не працює плавно під час запуску та гальмування, має велику вібрацію та буде стабільним лише за умови постійної швидкості.
4, висока точність керування двигуном щітки постійного струму
Безщітковий двигун постійного струму зазвичай використовується разом з редуктором та декодером, щоб збільшити вихідну потужність двигуна та підвищити точність керування. Точність керування може досягати 0,01 мм, що дозволяє зупинити рухомі частини майже в будь-якому потрібному місці. Усі прецизійні верстати мають точне керування двигуном постійного струму. Оскільки безщітковий двигун нестабільний під час запуску та гальмування, рухомі частини щоразу зупинятимуться в різних положеннях, а потрібне положення можна зупинити лише за допомогою позиціонувального штифта або обмежувача положення.
5, вартість використання двигуна постійного струму щітки низька, просте обслуговування
Завдяки простій структурі безщіткового двигуна постійного струму та низькій собівартості виробництва, багато виробників використовують зрілу технологію, тому він широко використовується, наприклад, на заводах, обробних верстатах, точних інструментах тощо. Якщо двигун вийде з ладу, просто замініть вугільну щітку, кожна вугільна щітка коштує лише кілька доларів, що дуже дешево. Технологія безщіткових двигунів не є зрілою, ціна вища, сфера застосування обмежена, і в основному вона повинна використовуватися в обладнанні з постійною швидкістю, такому як кондиціонери з перетворенням частоти, холодильники тощо. Пошкоджений безщітковий двигун можна лише замінити.
6, без щітки, низький рівень перешкод
Безщіткові двигуни видаляють щітку, найбезпосереднішою зміною є відсутність іскри під час роботи двигуна щітки, що значно зменшує електричні перешкоди для віддаленого радіообладнання.
7. Низький рівень шуму та плавна робота
Без щіток безщітковий двигун матиме набагато менше тертя під час роботи, плавну роботу та значно нижчий рівень шуму, що чудово сприяє стабільності роботи моделі.
8. Тривалий термін служби та низькі витрати на обслуговування
Безщітковий, безщітковий двигун зношується переважно в підшипнику, з механічної точки зору, безщітковий двигун майже не потребує обслуговування, за потреби достатньо лише провести деяке очищення від пилу.
Вам може сподобатися:
Час публікації: 29 серпня 2019 р.
