Wat is die verskil tussen 'n geborselde vs borsellose motor

Wat is die verskil tussen 'n geborselde vs borsellose motor

Wat is die verskil tussen geborselde en borsellose GS-motors

Figuur 1: Verskil tussen 'n geborselde en borsellose motor

Geborselde vs borsellose motors, wat is die verskille

Geborselde en borsellose GS-motors is twee verskillende tipes elektriese motors. In eenvoudige terme is die verskil dat geborselde motors elektriese kontakborsels het, wat die motor laat draai. Aan die ander kant maak borsellose motors staat op elektronika eerder as borsels om die motor te draai. Nog 'n manier om dit te beskryf, is dat borsellose motors draaiende magnete in die middel het, terwyl geborselde motors stilstaande magnete aan die buitekant het.

Figuur 1 toon die visuele verskil tussen die twee, maar die werking van elkeen is ook heeltemal anders. Die belangrikste verskil tussen hulle is die tipe kommutasie wat hulle gebruik:

  1. Kommutasie metode:
    • Geborselde motors gebruik meganiese borsels en 'n kommutator om die stroomrigting in die windings te verander, wat op sy beurt 'n magnetiese veld genereer om wringkrag te produseer en die motor te draai.
    • Borsellose motors, aan die ander kant, gebruik elektroniese beheer en magnetiese sensors (bv. Hall-effeksensors) om die stroomrigting in die windings te verander sonder enige meganiese kontak. Hierdie elektroniese beheer is dikwels in die vorm van 'n eksterne bestuurder of 'n geïntegreerde elektroniese spoedbeheerder (ESC).
  2. Doeltreffendheid:
    • Borsellose motors is oor die algemeen meer doeltreffend as geborselde motors omdat hulle nie die wrywing- en energieverliese het wat met borsels en kommutators geassosieer word nie. Dit lei tot beter werkverrigting, langer looptye en verminderde energieverbruik.
  3. Onderhoud en lewensduur:
    • Geborselde motors vereis meer onderhoud as gevolg van die slytasie op borsels en kommutators, wat uiteindelik kan lei tot 'n afname in werkverrigting en motoriese mislukking. Borselvervangings is periodiek nodig om optimale werkverrigting te handhaaf.
    • Borsellose motors het minder bewegende onderdele en geen meganiese kontakte nie, wat 'n langer lewensduur en verminderde instandhoudingsvereistes tot gevolg het.
  4. Geraas en vibrasie:
    • Borsellose motors produseer gewoonlik minder geraas en vibrasie in vergelyking met geborselde motors omdat hulle nie borsels of kommutators het wat meganiese geraas kan veroorsaak nie.
  5. Koste en kompleksiteit:
    • Borsellose motors is oor die algemeen duurder en ingewikkelder as gevolg van die vereiste van elektroniese beheerstelsels vir kommutasie. Hul voordele in terme van doeltreffendheid, lewensduur en instandhouding weeg egter dikwels swaarder as die aanvanklike kosteverskil.

Borsellose motordiagram

In die rotor van 'n borsellose motor is permanente magnete teenwoordig, terwyl die stator die windings huisves. Hierdie rangskikking is die teenoorgestelde van die stator- en rotorliggings in 'n geborselde GS-motor. Geborselde GS-motors begin rotasie wanneer stroom via die kommutator en borsels aan die windings gelewer word. Soos die motor draai, word die daaropvolgende kommutator- en borselpare bekragtig, wat stroomvloei in verskillende windings rig en rotasie behou. Borsellose motors bereik kommutasie sonder om op borsels of kommutators staat te maak. In plaas daarvan gebruik hulle magnetiese poolsensors (soos Hall-elemente of Hall-effek IC's) om die permanente magnete se magnetiese poolposisies te identifiseer. Boonop word daar van drywers vereis om die stroomvloei deur die windings te lei volgens die bespeurde magnetiese poolposisies.Borsellose motorstruktuur
Figuur 2: Borsellose motordiagram

Borsellose motoriese beginsels

Om die rotasiebeginsels van borsellose motors te beskryf, kom ons kyk na 'n vereenvoudigde 2-pool, driefase model soos uitgebeeld in Figuur 2.

Die rotormagnete bestaan ​​uit beide noord- en suidpole, elk met 'n magnetiese poolhoek van 180°. Magnetiese poolsensors Ha, Hb en Hc is 120° van mekaar geposisioneer en bespeur die noordpool van die rotormagnete, wat 'n sein produseer.

Wat die stator betref, is die fase-U-spoel, fase-V-spoel en fase-W-spoel ook 120° van mekaar geplaas en is verskuif vanaf die magnetiese poolsensors met 60°.

Wanneer stroom van die dryfkring na die motor vloei vir elke fasewikkeling van die stator, word 'n suidpool aan die binnediameterkant van die stator geskep. Omgekeerd, wanneer die stroom in die teenoorgestelde rigting vloei, word 'n noordpool aan die binnediameterkant van die stator gegenereer. Figuur 3 illustreer die toestand wanneer stroom van fase-U na fase-V vloei.

vereenvoudigde borsellose motoriese beginsel

 Figuur 3: Vereenvoudigde borsellose motoriese beginsel

BORSELLOOS MOTOR
Figuur 4: Nog 'n borsellose motordiagram

Hoe om 'n borsellose motor te beheer

Figuur 5: Beheerstelsel borsellose motordiagram

Beheermetode van 'n borsellose motor

'n Borsellose motor word beheer deur 'n elektroniese beheerder wat die krag wat aan die motor verskaf word, reguleer. Die volgende is die basiese stappe vir die beheer van 'n borsellose GS-motor:
  1. Hall Effect Sensors: Borsellose motors gebruik Hall Effect sensors om die posisie van die rotor te bepaal en terugvoer aan die beheerder te gee.
  2. Elektroniese kommutasie: Die elektroniese kontroleerder gebruik die inligting van die Hall Effect-sensors om die regte volgorde van stroom te bepaal wat aan die statorwikkelings verskaf moet word.
  3. Krag-MOSFET's of IGBT's: Die beheerder gebruik krag-MOSFET's of IGBT's om die stroom wat aan die statorwikkelings verskaf word, te skakel.
  4. PWM Seine: Die beheerder gebruik Pulse Width Modulation (PWM) seine om die spoed en wringkrag van die motor te reguleer deur die dienssiklus van die PWM seine aan te pas.
  5. Insetseine: Die beheerder ontvang insetseine van 'n beheerbron, soos 'n mikrobeheerder, om die verlangde spoed en rigting van die motor in te stel.

Die presiese metode om 'n borsellose motor te beheer hang af van die spesifieke motor en beheerder wat gebruik word, maar hierdie stappe verskaf 'n algemene oorsig van die proses.

Hoe beheer jy die spoed van 'n borselloos motor

Die spoed van 'n borsellose GS-motor word beheer deur die frekwensie van die elektriese krag wat aan die motor verskaf word, aan te pas. Die volgende is die basiese stappe om die spoed van 'n borsellose motor te beheer:

  1. Elektroniese beheerder: 'n Elektroniese beheerder word gebruik om die krag wat aan die motor verskaf word, te reguleer.
  2. PWM Seine: Die beheerder gebruik Pulse Width Modulation (PWM) seine om die frekwensie van die krag wat aan die motor verskaf word, aan te pas. Deur die dienssiklus van die PWM-seine te verander, kan die gemiddelde spanning wat op die motor toegepas word, verander word, wat weer sy spoed beïnvloed.
  3. Insetseine: Die beheerder ontvang insetseine van 'n beheerbron, soos 'n mikrobeheerder, om die verlangde spoed van die motor in te stel.
  4. Motorterugvoer: In sommige gevalle kan 'n terugvoermeganisme soos 'n toereteller of enkodeerder gebruik word om die spoed van die motor te monitor en terugvoer aan die beheerder te verskaf, wat dan die PWM-seine kan aanpas om 'n konstante spoed te handhaaf.

Die beheer van die spoed van 'n borsellose GS-motor behels die aanpassing van die frekwensie van die elektriese krag wat aan die motor verskaf word deur gebruik te maak van PWM-seine en elektroniese beheer.

Watter tipe beheerder het jy nodig vir 'n borsellose motor

'n Borsellose GS-motor benodig 'n elektroniese beheerder, wat dikwels na verwys word as 'n elektroniese spoedbeheerder (ESC), om die krag wat aan die motor verskaf word, te reguleer. Die ESC is verantwoordelik vir die volgende take:

  1. Monitering van die posisie van die rotor: Borsellose motors gebruik Hall Effect-sensors om die posisie van die rotor te bepaal en terugvoer aan die beheerder te gee.
  2. Kommutasie: Die beheerder gebruik die inligting van die Hall Effect-sensors om die regte volgorde van stroom te bepaal wat aan die statorwikkelings verskaf moet word.
  3. Kragskakeling: Die beheerder gebruik krag MOSFET's of IGBT's om die stroom wat aan die statorwikkelings verskaf word, te skakel.
  4. Spoedbeheer: Die beheerder gebruik Pulse Width Modulation (PWM) seine om die spoed en wringkrag van die motor te reguleer deur die dienssiklus van die PWM seine aan te pas.
  5. Insetseine: Die beheerder ontvang insetseine van 'n beheerbron, soos 'n mikrobeheerder, om die verlangde spoed en rigting van die motor in te stel.

Geborselde motordiagram

Geborselde motorstruktuur

Figuur 6: geborselde motorstruktuur

'n Borselmotor is 'n tipe GS elektriese motor wat bestaan ​​uit verskeie sleutelkomponente wat saamwerk om elektriese energie in meganiese energie om te skakel. Die hoofkomponente van 'n geborselde motor is die rotor, stator, kommutator en borsels soos getoon in Fig 6. Hier is 'n beskrywing van elke komponent en hoe hulle bydra tot die motor se struktuur:

  1. Rotor (Armatuur): Die rotor, ook bekend as die anker, is die roterende deel van die geborselde motor. Dit bestaan ​​uit gewikkelde draadspoele om 'n ysterkern, wat 'n elektromagneet skep wanneer stroom daardeur beweeg. Die rotor se magnetiese veld is in wisselwerking met die stator se magnetiese veld, wat wringkrag genereer en die rotor laat draai, wat die motoras aandryf.
  2. Stator: Die stator is die stilstaande deel van die geborselde motor. Dit huisves permanente magnete, tipies op die binneoppervlak gemonteer, wat 'n vaste magnetiese veld verskaf. Die stator se magneetveld is in wisselwerking met die rotor se magnetiese veld, wat die nodige wringkrag vir rotasie skep.
  3. Kommutator: Die kommutator is 'n deurslaggewende komponent van 'n geborselde motor wat verantwoordelik is vir die verandering van die stroomrigting in die rotorwikkelings. Dit is 'n gesegmenteerde metaalsilinder wat aan die rotor geheg is, met elke segment gekoppel aan die een kant van die rotorwikkelings. Soos die rotor draai, draai die kommutator daarmee saam en maak kontak met die borsels.
  4. Borsels: Borsels is vaste, geleidende komponente wat elektriese kontak met die roterende kommutator behou. Hulle is tipies gemaak van koolstof of grafiet, wat lae wrywing en slytasie verseker. Die borsels verskaf die elektriese verbinding tussen die kragbron en die rotorwikkelings deur die kommutator. Soos die kommutator roteer, gly die borsels oor sy oppervlak, wat agtereenvolgens verskillende rotorwikkelings bekragtig, wat op sy beurt veroorsaak dat die rotor se magnetiese veld omskakel en rotasie behou.

'n Geborselde motor bestaan ​​uit 'n rotor met gewikkelde spoele, 'n stator met permanente magnete, 'n kommutator en borsels. Die interaksie tussen die rotor en die stator se magnetiese velde genereer wringkrag, terwyl die kommutator en borsels saamwerk om die stroom in die rotorwikkelings om te skakel, wat deurlopende rotasie verseker.

Beginsels agter 'n geborselde motor

GS-motors gebruik opgerolde draadwikkelings om 'n magnetiese veld op te wek. In 'n geborselde motor is hierdie windings aan die rotor geheg, wat vry is om te draai en 'n as aandryf. Dikwels word die spoele om 'n ysterkern gedraai, hoewel sommige geborselde motors "kernloos," met selfondersteunde windings. Die stilstaande gedeelte van die motor, bekend as die "stator", gebruik permanente magnete om 'n vaste magnetiese veld te vestig. Hierdie magnete is tipies geleë op die stator se binneoppervlak, wat die rotor omring. Fig 7 wys groter detail.

Om wringkrag te skep en die rotor te laat tol, moet die rotor se magneetveld voortdurend roteer, in wisselwerking met die stator se vaste veld deur aantrekking en afstoting. ’n gly elektriese skakelaar vergemaklik hierdie roterende veld. Hierdie skakelaar bestaan ​​uit 'n kommutator, gewoonlik 'n gesegmenteerde kontak wat op die rotor gemonteer is, en vaste borsels wat op die stator gemonteer is.

Beginsels agter 'n geborselde motor

Figuur 7:Beginsels agter 'n geborselde motor

Hoe beheer jy die spoed van 'n geborsel motor

Die spoed van 'n geborselde GS-motor kan beheer word deur die spanning wat aan sy terminale toegepas word, aan te pas. Die volgende is die basiese stappe om die spoed van 'n geborselde GS-motor te beheer:

  1. Kragtoevoer: 'n GS-kragtoevoer word aan die motorterminale gekoppel om die elektriese krag te verskaf wat nodig is om die motor te laat draai.
  2. Spoedbeheer: Om die spoed van die motor te beheer, kan die spanning wat op die motor toegepas word, aangepas word deur gebruik te maak van 'n weerstand of 'n pulswydtemodulasie (PWM) sein wat in Fig 8 getoon word. Hoe laer die spanning wat op die motor toegepas word, hoe stadiger sal dit draai. Ons het 'n aparte artikel geskryf oor Spoedbeheerders hier
  3. Insetseine: Die spanning wat op die motor toegepas word, kan beheer word deur insetseine van 'n beheerbron, soos 'n mikrobeheerder, om die verlangde spoed te stel.
  4. Terugvoerbeheer: In sommige gevalle kan 'n terugvoermeganisme soos 'n toereteller of enkodeerder gebruik word om die spoed van die motor te monitor en terugvoer aan 'n beheerder te verskaf, wat dan die spanning kan aanpas om 'n konstante spoed te handhaaf.

Beheer die spoed van 'n borsel DC motor behels die aanpassing van die spanning wat op sy terminale toegepas word, hetsy direk of deur 'n terugvoermeganisme te gebruik om sy spoed te reguleer.

beheer van die spoed van 'n geborselde motor

Figuur 8: Beheer van die spoed van 'n geborselde motor

Samevattend, 'n borsellose GS-motor benodig 'n elektroniese spoedbeheerder (ESC) om die krag wat aan die motor verskaf word te reguleer en sy spoed en wringkrag te beheer.

Hoe om 'n geborselde motor aan 'n skakelaar te koppel

Hoe bedraad jy 'n borsellose motor aan 'n skakelaar

'n Tipiese manier om 'n geborselde motor te beheer, is om 'n Rocker-skakelaar te gebruik.Aan die onderkant van jou skakelaar sal jy 6 verbindings sien, soos hieronder gesien, wat sal ooreenstem met die stroombaandiagram van die DPDT skakelaar hierbo.As die skakelaar na die voorste posisie gedruk word, sal die boonste en middelste verbindings binne die skakelaar verbind word; as die skakelaar na die agterste posisie gedruk word, sal die onderste en middelste verbindings verbind word; en as die skakelaar in die middelposisie is, is die skakelaar oop.

 Hieronder is 'n bedradingsdiagram wat 2 geborselde motors wys wat aan 'n skakelaar gekoppel is

Hoe om 'n geborselde motor aan 'n skakelaar te koppel

'n Bedradingsdiagram van die agterkant van 'n wipskakelaar word hieronder getoon

Hoe om 'n geborselde motor aan 'n skakelaar te koppel

Wat is duurder, 'n geborselde of borsellose motor

Oor die algemeen is borsellose GS-motors duurder as geborselde GS-motors. Die kosteverskil kan toegeskryf word aan die kompleksiteit van die borsellose motorstelsel, wat bykomende komponente soos 'n elektroniese kontroleerder (ESC) en Hall Effect-sensors vereis. Die ESC en sensors dra by tot die koste van die stelsel, asook die meer gesofistikeerde vervaardigingsproses wat vir borsellose motors vereis word.

Ten spyte van hul hoër voorafkoste bied borsellose motors egter dikwels verskeie voordele bo borselmotors, insluitend hoër doeltreffendheid, langer lewensduur en beter werkverrigting, veral in hoëspoed- en hoëwringkragtoepassings. Gevolglik kan die hoër koste van borsellose motors dikwels geneutraliseer word deur hul laer bedryfskoste en verbeterde betroubaarheid.

Ten slotte, die koste van geborselde en borsellose motors wissel na gelang van die spesifieke toepassing en vereistes. Borsellose motors is oor die algemeen baie duurder vooraf, maar hulle kan 'n langer lewensduur en groter doeltreffendheid bied. Geborselde motors is ideaal vir die meeste daaglikse tipe toepassings, en vir mense met min of geen elektriese ervaring. Jy kan borsellose motors vind wat vir elektriese motors en ander stelsels gebruik word waar 'n baie lang lewensduur vereis word (baie dekades), maar daarbuite sal jy vind dat Geborselde motors 95% van die motormark uitmaak.

Kyk na ons lineêre aktuators hier

Share This Article
Tags:

Het u hulp nodig om die regte aktuator te vind?

Ons presisie -ingenieur en vervaardig ons produkte, sodat u direkte vervaardigers pry. Ons bied dieselfde dag gestuur en kundige kliëntediens. Probeer ons aktuatorrekenaar gebruik om hulp te kry om die regte aktuator vir u aansoek te kies.