Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Бесщеточный двигатель что это


В чем разница между щеточными и бесщеточными двигателями?

Все чаще на просторах интернет-магазинов можно найти инструменты с двумя типами двигателей. Инструменты и садовая техника WORX также не отстают от современных трендов при производстве техники, так что на нашем сайте вы тоже можете найти специальную характеристику двигателя — щеточный или бесщеточный. Так что же это за характеристика, на что она влияет и в чем принципиальные отличия инструментов с тем или иным двигателем? Давайте разбираться.

Устройство и принцип действия щеточного двигателя

Щеточный двигатель по-другому еще называется коллекторным. Состоит двигатель из нескольких важных частей.

Ротор — по-другому, якорь. Как раз он вращается внутри и преобразует электрическую энергию в механическую. Якорь обмотан медной проволокой (обмоткой) с разных сторон ротора. За счет прохождения тока через проволоку создается магнитное поле, которое в свою очередь и создает вращение элемента.

На обмотке в бесщеточном двигателе установлен коммутатор, который используется для переключения с одной обмотки на другую, что позволяет менять направление вращения ротора. Этот коммутатор и есть коллектор, от которого взял свое название двигатель.

Чтобы напряжение передалось на обмотки, а ток прошел через коллектор в двигатель устанавливаются специальные щетки. Щетки обычно состоят из графита; они всегда контактируют с коммутатором и обеспечивают подачу энергии к катушкам с обмоткой. Есть две щетки, и каждая из них подключается к противоположному полюсу батареи. Это гарантирует, что при вращении ротора ток, протекающий к катушкам, постоянно меняет направление. Это приводит к необходимому изменению магнитного поля, которое позволяет ротору продолжать вращаться.


Все вышеописанные элементы установлены в статор. Статор — неподвижных элемент двигателя, в котором могут быть либо еще одна катушка с проволокой, либо постоянный магнит. За счет того или другого элемента и создается магнитное поле обратной полярности ротору, из-за чего тот вращается.

Коллекторные двигатели могут работать от переменного напряжения, так как при смене полярности ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление, в результате чего вращательный момент не меняет своего направления.

Плюсы и минусы щеточного двигателя

Так мы с вами вкратце разобрались с устройством щеточного двигателя. Теперь в чем же его плюсы и минусы?

Плюсы

  1. Первым плюсом инструментов со щеточными двигателями стоит отметить более низкую стоимость в отличие бесщеточных. Это связано с технологиями производства и более бюджетными материалами.
  2. Вторым плюсом специалисты отмечают упрощенную конструкцию двигателя, что влияет на стоимость ремонта. Проще поменять щетки, чем весь мотор в целом.
  3. Также к плюсам можно отнести относительно малый вес и размер инструментов.

Минусы

  1. На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает проблема их быстрого износа. Помимо износа самих щеток, в процессе работы они стираются. Стертый графит может засорить коллектор и привести в полную негодность инструмент.
  2. Также к минусам можно отнести более низкую мощность щеточных инструментов, в отличие от бесщеточных моделей. Это связано с тем, что щеточные двигатели физически не могут выдавать мощность выше 3 000 об./мин. Но такой мощности вполне достаточно для домашнего обихода.
  3. Еще одним минусом щеточных двигателей мы можем отметить наличие искрения во время работ. Обратите внимание, что при запуске инструмента щетки трутся о коллектор и создают видимые искры. Это значит, что работать щеточными инструментами нужно более аккуратно — убирать на расстояние все возможные легковоспламеняющиеся вещества и предметы, а также периодически делать перерывы в работе, во избежание перегрева двигателя.
  4. Последним минусом отметим не очень высокий КПД инструментов с коллекторным двигателем — всего 60%. Это значит, что инструменты несколько хуже справляются с прочными материалами (например, с металлом) и выполняют меньший объем работы за то же время, что бесщеточный инструмент.

Устройство и принцип действия бесщеточного двигателя

Теперь давайте разберем принцип работы бесщеточного двигателя. Как понятно из названия, его принципиальное отличие в отсутствии щеток. Но как же он тогда работает? Как нужная энергия поступает в двигатель?

В устройстве бесщеточного двигателя также присутствует ротор и статор — основные элементы любого мотора. Но при этом отсутствует коллектор, соответственно и двигатель по-другому называется бесколлекторным. Если у щеточного двигателя работа происходит за счет электро-механической смены полярности, то в бесщеточном двигателе все работает благодаря электромагнитной индукции. Также отличается местоположение обмотки — здесь она располагается на статоре, в отличие от предыдущего вида двигателя.

Вместо щеток и коллектора в бесщеточном двигателе установлены датчики Холла и контроллер, который контролирует подачу напряжения на катушки для создания индуктивности, а также положение ротора и скорость его вращения.

Когда плата подает на обмотку ток, создается тоже противоположное магнитное поле, и магниты на роторе начинают вращаться.


Еще одной особенностью бесщеточных двигателей нужно назвать их типы. Двигатели бывают двух типов — синхронный и асинхронный. В синхронном двигателе частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля — то есть один оборот ротор совершает после одного полного прохождения тока через катушку. А в асинхронном двигателе обратная ситуация — частота вращений ротора меньше, чем частота вращения магнитного поля. То есть ток проходит через катушку быстрее.

Плюсы и минусы бесщеточного двигателя

Если с устройством бесщеточного двигателя мы разобрались, то теперь давайте рассмотрим положительные и отрицательные стороны инструментов с бесщеточными моторами.

Плюсы:

  1. У инструментов с бесщеточным двигателем отсутствуют многие проблемы, которые встречаются у щеточных моделей. Так, первым плюсом специалисты отмечают бо́льшую износостойкость инструментов. Ввиду отсутствия щеток не создается трение внутри двигателя, соответственно нет внутренних загрязнений. Также отсутствие щеток снижает пожароопасность инструмента — при работе нет искрения, а значит можно работать практически в любых условиях.
  2. Вторым плюсом стоит отметить упрощенную регулировку крутящего момента — в отличие от щеточных моделей, у бесколлекторных инструментов достаточно просто нажать соответствующую кнопку на инструменте. Причем регулировка может иметь до 15 уровней и переключаться в одно мгновение.
  3. Одним из ключевых преимуществ бесщеточных моделей нужно отметить экономию расходуемой энергии. Этот пункт особенно актуален для аккумуляторных инструментов. Благодаря экономии инструменты работают до 50% дольше, чем модели со щеточным двигателем. Также КПД бесколлекторных инструментов намного выше — инструмент выполняет 90% поставленных задач, против 60% у коллекторных моделей. Это значит, что бесщеточными инструментами можно работать практически с любым материалом без потери мощности.
  4. Помимо вышеуказанных преимуществ инструментов с бесщеточным двигателем, они еще могут разгоняться до максимальных показателей и имеют быстрый запуск сразу с больших скоростей, чем не могут похвастаться щеточные инструменты.

Минусы:

Но не бывает все настолько радужно. Даже у инструментов с бесщеточными двигателями есть и свои недостатки. Так сказать, ложка дегтя в бочке меда.

  1. К минусам, в первую очередь стоит отнести стоимость инструментов. Техника с бесщеточным мотором в цене дороже, чем упрощенные модели со щеточным двигателем.
  2. Вторым недостатком бесколлекторных инструментов может быть сложное и дорогое техническое обслуживание. Бесщеточный двигатель — технологичное устройство, для работы с которым нужны знания в микроэлектронике. К счастью, в сотрудники наших сервисных центров знают и умеют обслуживать бесколлекторные двигатели.

Итоги сравнения щеточного и бесщеточного двигателей

Если сравнивать инструменты с разными видами двигателей, то можно смело сказать, что техника с бесщеточным двигателем надежнее и мощнее. Но нужно учитывать тот факт, что ориентирована такая техника больше на профессиональные работы. В быту же и инструменты со щеточным двигателем отлично справятся со своими задачами. Потому перед покупкой инструмента заранее определите цели, для которых вы будете использовать инструменты.

В ассортименте компании WORX есть инструменты и со щеточными и с бесщеточными двигателями. Чтобы определить какой именно тип двигателя установлен в инструменте, обратите внимание на иллюстрацию в карточке товара — в бесщеточных моделях есть специальная пометка «BRUSHLESS MOTOR».

Что такое бесщеточный мотор и как он работает?

EGO Chainsaw: Бесщеточный двигатель увеличивает срок службы аккумулятора.

Что такое бесщеточный мотор и как он работает? Мы ответим на эти вопросы в этой статье.

В нашу современную эпоху электроинструментов и гаджетов неудивительно, что бесколлекторные двигатели становятся все более распространенными в продуктах, которые мы покупаем. Хотя бесщеточный мотор был изобретен в середине 19-го века, только в 1962 году он стал коммерчески жизнеспособным.

Бесщеточные двигатели - это синхронные электродвигатели, которые вращаются электронным способом. Они используют постоянные магниты для перемещения ротора в статоре. Вместо использования щеток и коммутатора, двигатели используют контроллер шагового двигателя. Это создает вращение, которое в свою очередь преобразует электрическую энергию в механическую энергию в отличие от щеточного или обычного двигателя.

История обычного щеточного двигателя

Обычный щеточный двигатель был автоматическим выбором, когда управление крутящим моментом или скоростью было требованием до 1980-х годов.Его история восходит к работам Михаила Фарадея в 1830-х годах. Его работа по определению того, может ли токопроводящий провод создавать круговое магнитное поле вокруг него, была успешной.

Другие ученые, такие как Уильям Стерджон и Джозеф Генри, которые основали работу на экспериментах Фарадея, привели к рождению хорошо разработанной конструкции щеточного двигателя постоянного тока.

Основная область применения обычных двигателей: железнодорожная тяга, стальные прокатные станы, робототехника и принтеры.

Они имеют относительно широкий диапазон мощности от нескольких мегаватт до нескольких ватт, таких как те, которые используются в строительстве игрушек.

Обычный двигатель прост и дешев в изготовлении, но имеет ряд проблем, которые делают его хуже бесщеточного двигателя.

  • Скорость двигателя ограничена из-за щеток.
  • Щетки со временем изнашиваются и, следовательно, требуют периодической замены и обслуживания.
  • Трение, вызванное механическим контактом щеток, приводит к электрическим потерям, износу контактов и накоплению тепла, что значительно снижает производительность двигателя, а также снижает его долговечность.
  • Использование щеток ограничивает число полюсов, которые может иметь арматура.
  • Охлаждать двигатель труднее, так как электромагнит находится в центре двигателя.

Бесщеточные двигатели все чаще заменяют щеточные двигатели из-за их высокой эффективности, плавной подачи крутящего момента, высокой прочности и высокой скорости работы. Их применение в прошлом было сильно ограничено из-за дополнительных затрат на сложный контроллер двигателя, необходимый для работы двигателя.

Бесщеточные моторы и Щеточные моторы.

Основной принцип внутренней работы обоих двигателей в основном аналогичен. Когда обмотки двигателя находятся под напряжением, это создает временное магнитное поле, которое отталкивает или притягивает постоянные магниты.

Полученная сила затем преобразуется в вращение вала, которое заставляет двигатель работать. В то время как вал вращается, электрический ток направляется к различным наборам обмоток, таким образом, поддерживая электродвижущее притяжение и отталкивание, которое заставляет ротор вращаться непрерывно.

Бесщеточные двигатели более эффективны в преобразовании электрической энергии в механическую энергию, чем щеточные двигатели. У них нет коммутатора, который позволяет снизить затраты на обслуживание и сложность, а также снизить электромагнитные помехи.

Они могут развивать высокий крутящий момент, хороший отклик на скорость и легко управляются с помощью MCU (блок управления двигателем).

Они также работают в широком диапазоне скоростей, что обеспечивает точное управление движением и удержание крутящего момента в неподвижном состоянии.

Если вы хотите узнать больше, это хороший выбор для расширения ваших знаний.

Итак, что отличает бесщеточные двигатели и щеточные двигатели?

Бесщеточные и щеточные моторы в основном различаются по конструкции.

Щетки в щеточных двигателях используются для подачи тока на обмотки через контакты коммутатора.

Однако бесщеточные двигатели не требуют коммутаторов. Поле в двигателе переключается через усилитель, который запускается коммутирующим устройством.Примером может служить оптический датчик, который измеряет точные движения, так как они не зависят от фаз двигателя.

Обмотки на щеточном двигателе расположены на роторе, а на статоре - на бесщеточном двигателе. Поместив обмотки на статор или неподвижную часть двигателя, можно устранить необходимость в щетках.

В двух словах, основное отличие между бесщеточным двигателем и щеточным двигателем состоит в том, что вместо стационарных магнитов и вращающихся проводов (щеткой) бесщеточный двигатель имеет стационарные провода и вращающийся магнит.Основным преимуществом является то, что бесщеточный двигатель не имеет трения, поэтому снижает тепло и повышает общую эффективность.

Фантастическая справка по электродвигателям.

Обычное применение бесщеточного двигателя

Бесщеточные двигатели используются вместо различных типов двигателей переменного тока. Это значительно снижает мощность, необходимую для работы устройств. Это увеличивает общую эффективность устройств. В небольших устройствах с батарейным питанием для повышения эффективности привода используются бесщеточные двигатели, что увеличивает срок службы батареи.

В роботизированных пылесосах, где требуется управление скоростью MCU, используется бесщеточный двигатель. Это обеспечивает двунаправленную работу и обеспечивает высокий отклик крутящего момента, а также низкий уровень шума.

Мелкая бытовая техника, как правило, производится в очень больших объемах. Поэтому одним из наиболее важных требований является экономическая эффективность. Поэтому бесщеточный двигатель постоянного тока предпочтительнее, чем щеточный двигатель. Это позволяет снизить цены на устройства, в то же время обеспечивая качество продукции.

Малый вес и высокая выходная мощность бесщеточного двигателя желательны для производства ручных инструментов, таких как снегоуборщики и бензопилы. Они содержат минимальные детали, такие как коммутатор, вращающиеся детали и контактные кольца, которые способствуют увеличению его веса.

Бесщеточные двигатели также доминируют в нескольких областях применения, таких как жесткие диски, насосы, вентиляторы, кофемашины, фены, миксеры и CD / DVD-плееры в приложениях с переменной и регулируемой скоростью.

Сравните производительность для дрелей

Преимущества бесщеточного двигателя:

  • Отсутствие щеток обеспечивает низкое трение во время работы двигателя и снижает выработку тепла, что увеличивает срок службы мотор.
  • Минимальный нагрев и износ двигателя из-за отсутствия механического контакта на двигателе значительно улучшают передачу мощности и электрический КПД, что приводит к повышению производительности и мощности.
  • Повышенная эффективность бесщеточного мотора помогает продлить срок службы батареи до 50% и более.
  • Искрения нет, и двигатель производит меньше электрических помех.
  • Тепловыделение лучше, поскольку статор, в котором расположены обмотки, подключен к корпусу.

Недостатки бесщеточного двигателя:

Первоначальная стоимость двигателя высока из-за необходимости в коммутирующих устройствах, таких как датчик и контроллер или привод.

Почему бесщеточные двигатели являются лучшим выбором?

Бесщеточный двигатель обеспечивает большую надежность и эффективность благодаря своему малому весу и размеру по сравнению с щеточными двигателями.

КПД для бесщеточного двигателя обычно составляет 85-90%, в то время как КПД для щеточного мотора составляет 75-80%. Значительная разница в эффективности означает, что большая часть общей мощности, используемой двигателем, преобразуется в вращающую силу, и, следовательно, меньше энергии теряется в виде тепла.

Введение в бесщеточные двигатели постоянного тока

Бесщеточные двигатели постоянного тока широко распространены в промышленности по всему миру. На самом базовом уровне имеются щеточные и бесщеточные двигатели, а также двигатели постоянного и переменного тока. Бесщеточные двигатели постоянного тока, как вы можете себе представить, не содержат щеток и используют постоянный ток.

Эти двигатели обладают многими особыми преимуществами по сравнению с другими типами электродвигателей, но, помимо основных принципов, что именно представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока? Как это работает и для чего оно используется?

Как работает бесщеточный двигатель постоянного тока

Часто помогает объяснить, как вначале работает щеточный двигатель постоянного тока, так как они использовались в течение некоторого времени до появления бесщеточных двигателей постоянного тока.Полированный двигатель постоянного тока имеет постоянные магниты на внешней стороне своей конструкции, с вращающейся арматурой внутри. Постоянные магниты, которые находятся снаружи, называются статором. Якорь, который вращается и содержит электромагнит, называется ротором.

В почищенном щеткой двигателе постоянного тока ротор вращается на 180 градусов, когда электрический ток подается на якорь. Чтобы пойти дальше, полюса электромагнита должны перевернуться. При вращении ротора щетки контактируют со статором, переворачивая магнитное поле и позволяя ротору вращаться на 360 градусов.

Бесщеточный двигатель постоянного тока, по существу, перевернут наизнанку, что устраняет необходимость в щетках для отражения электромагнитного поля. В бесщеточных двигателях постоянного тока постоянные магниты находятся на роторе, а электромагниты - на статоре. Затем компьютер заряжает электромагниты в статоре, чтобы вращать ротор на 360 градусов.

Для чего используются бесщеточные двигатели постоянного тока?

Бесщеточные двигатели постоянного тока обычно имеют КПД 85-90%, в то время как щеточные двигатели обычно имеют КПД только 75-80%.Щетки со временем изнашиваются, иногда вызывая опасное искрение, ограничивая срок службы очищенного двигателя. Бесщеточные двигатели постоянного тока бесшумны, легче и имеют гораздо более длительный срок службы. Поскольку компьютеры контролируют электрический ток, бесщеточные двигатели постоянного тока могут обеспечить гораздо более точное управление движением.

Благодаря всем этим преимуществам бесщеточные двигатели постоянного тока часто используются в современных устройствах, где требуется низкий уровень шума и низкий уровень нагрева, особенно в устройствах, которые работают непрерывно. Это может включать стиральные машины, кондиционеры и другую бытовую электронику.Они могут даже быть основным источником питания для сервисных роботов, что по соображениям безопасности потребует очень тщательного контроля за силой.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

обладают рядом явных преимуществ по сравнению с другими типами электродвигателей, поэтому они попали во многие предметы домашнего обихода и могут стать основным фактором роста сервисных роботов внутри и за пределами промышленного сектора.

Если вы считаете, что ваше приложение может извлечь выгоду из этой технологии, просмотрите список поставщиков и интеграторов бесщеточных двигателей постоянного тока.

,

Что такое бесщеточный мотор? (с рисунком)

Бесщеточный двигатель - это электродвигатель, приводимый в действие постоянным током (DC). Хотя он стоит дороже, чем стандартный электрический или щеточный двигатель, он имеет значительные преимущества по сравнению со своим предшественником. В частности, бесщеточный двигатель имеет лучшую производительность и меньше подвержен износу, чем щеточные двигатели аналогичного размера.

Гибридные транспортные средства часто имеют бесщеточные моторы.

Чтобы понять преимущества бесщеточного двигателя, необходимо иметь базовые знания о щеточном двигателе. В почищенном щеткой двигателе электромагнит установлен на вращающемся рычаге, который называется арматурой или ротором. Арматура находится между двумя магнитами, установленными в форме подковы, которые все вместе называются статором. Когда на электромагнит подается питание, рычаг перемещается, совмещая северный и южный полюса электромагнита с противоположными полюсами статора.

Электромагнит останется замороженным в этом положении, если не сможет изменить полярность.Чтобы двигатель вращался, направление электрического тока должно быть переключено. Изменение тока переворачивает полюса электромагнита, заставляя якорь продолжать вращаться, пока он не выровняется со статором. Полярность должна быстро меняться вперед и назад, чтобы создать постоянное вращение.

Изменение тока достигается с помощью щеток, которые установлены на якоре рядом с осью.При вращении якоря щетки попеременно соединяются с точкой контакта на оси. Эта точка контакта подключена к источнику питания. Вращая щетки вокруг точки контакта, ток быстро меняет направление, переключая полярность электромагнита.

Матовые моторы дешевы в производстве, но у них есть свои ограничения.Щетки изнашиваются от трения о точку контакта и ось. Трение от этого контакта также снижает производительность.

Бесщеточный двигатель выворачивает эту конструкцию наизнанку. Магниты размещены на якоре и окружены одним или несколькими электромагнитами. Переключатель тока контролируется компьютером, выключая и включая электромагниты путем переключения тока; компьютер также может учитывать текущую скорость двигателя для оптимизации эффективности, и все это без необходимости использования щеток.

Все это делает бесщеточный двигатель значительно более мощным, чем щеточный двигатель аналогичного размера. Бесщеточные двигатели имеют превосходное управление, точность и эффективность; Кроме того, бесщеточные моторы тише. В больших моделях, где перегрев может быть проблемой, их легче охладить, и нет никаких щеток для износа.

Помимо промышленного применения, в бытовой электронике и компьютерах используются бесщеточные двигатели, а также электромобили и гибридные автомобили.Бесщеточный мотор также популярен среди любителей дистанционного управления (RC). Двигатели, однако, намного дороже, чем щеточные моторы, и, как правило, используются только там, где преимущество превышает стоимость.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.