В чем разница между электродвигателем без щетки и электродвигателем без щетки?

В чем разница между электродвигателем без щетки и электродвигателем без щетки?

В чем разница между электродвигателем постоянного тока и бесщеточным электродвигателем постоянного тока?

Рисунок 1: Разница между электродвигателями с щеткой и без щетки

В чем разница между электродвигателем без щетки и электродвигателем без щетки?

Безщеточные и бесщеточные двигатели постоянного тока - это два разных типа электродвигателей. Проще говоря, разница в том, что есть щетка для двигателя с электрической контактной щеткой, которая приводит к вращению двигателя. С другой стороны, бесщеточный двигатель полагается на электронное оборудование, а не на щетку, чтобы вращать двигатель. Другим способом описания является то, что в центре бесщеточного двигателя есть вращающийся магнит, в то время как внешняя сторона щеточного двигателя имеет фиксированный магнит.

На рисунке 1 показаны визуальные различия между ними, но они работают совершенно по - разному. Основное различие между ними заключается в типах переключения, которые они используют:

  1. Метод переключения:
    • Мотор с щеткой использует механическую щетку и коллектор для переключения направления тока в обмотке, создавая магнитное поле для создания крутящего момента и вращения двигателя.
    • С другой стороны, бесщеточный двигатель использует электронное управление и магнитные датчики (например, датчики эффекта Холла) для переключения направления тока в обмотке без какого - либо механического контакта. Это электронное управление обычно принимает форму внешнего привода или интегрированного электронного контроллера скорости (ESC).
  2. Эффективность:
    • Безщеточные двигатели обычно более эффективны, чем щеточные, потому что они не имеют трения и потери энергии, связанных с щетками и коллекторами. Это приведет к лучшей производительности, более длительной эксплуатации и более низкому потреблению энергии.
  3. Срок эксплуатации и эксплуатации:
    • Из - за износа щеток и коллекторов щеточный двигатель требует большего обслуживания, что в конечном итоге может привести к снижению производительности и отказу двигателя. Регулярная замена щеток необходима для поддержания оптимальной производительности.
    • Безщеточный двигатель имеет меньше движущихся частей и неорганических контактов, что продлевает срок службы и снижает требования к техническому обслуживанию.
  4. Шум и вибрация:
    • По сравнению с щеточными двигателями бесщеточные двигатели обычно производят меньше шума и вибрации, потому что у них нет щеток или переключателей, которые могут вызвать механический шум.
  5. Затраты и сложность:
    • Из - за требований к электронным системам управления переключением бесщеточные двигатели обычно более дорогие и сложные. Однако их преимущества с точки зрения эффективности, срока службы и обслуживания часто превышают первоначальные различия в стоимости.

бесщеточный график

В роторе бесбручного мотора присутствуют постоянные магниты, в то время как у статора есть ветровки. Это положение противоположно расположениям статора и ротора в покраснеиваном электродвигатель постоянного тока.  Покрасяющие двигатели постоянного тока инициируют вращение, когда ток подается на ветровки через маяк и кисти. По мере того, как двигательные пары, последующие пригородные и кистовые пары, находятся под напряжением, направляя ток в различные ветровки и поддерживая вращение. Вместо этого они используют магнитные датчики полюса (такие как элементы Hall или Hall effee ICs) для идентификации магнитных полюсов постоянных магнитов. Кроме того, водители обязаны направлять ток в соответствии с выявленные магнитные столбы.бесщеточный электродвигатель
Рис. 2: Схема двигателя

Принципы Motor

Для описания вращательных принципов моторов без бруса рассмотрим упрощенную трехфазную модель, как показано на рис. 2.

Роторные магниты состоят как из северного, так и южного полюса, каждый из которых имеет магнитный полюс 180 °. Магнитные полюса датчики Ha, Hb и Hc устанавливают на расстоянии 120 ° друг от пола и обнаруживают северный полюс роторных магнитов, впоследствии генерируют сигнал.

Что касается статора, то на расстоянии 120 ° от датчиков магнитного полюса на 60 ° также размещается катушка поэтапная, поэтапная и поэтапная.

При текущих потоках от цепи привода к мотору для каждой фазовой обмотки статора на стороне внутреннего диаметра статора создается южный полюс. И наоборот, при движении тока в противоположном направлении на стороне внутреннего диаметра статора образуется северный полюс. На рис. 3 показано состояние текущих потоков от этапа U к поэтапному V.

Упрощение принципа бесщеточных двигателей

 Рис. 3: Упрощенный принцип применения мотора для упрощенного

бесщеточный Н - образный авиационный
Рис. 4: Другая диаграмма с меньшей двигательной диаграммой

Как управлять бесщеточным электродвигателем

Рис. 5: Контрольная схема системы управления

Метод управления двигателем

Мотор без бруса контролируется электронным контроллером, который регулирует мощность, поставляемую на электродвигатель. Ниже приводятся основные шаги по управлению мотором постоянного тока:
  1. Датчики эффекта зала: для определения положения ротора и обеспечения обратной связи с контроллером используются датчики Hall Effect.
  2. Электронная замена: Электронный контроллер использует информацию, полученную от датчиков Эффекта Зала, для определения правильной последовательности тока, которая будет поставляться в статорные ветровки.
  3. Power MOSFETs или IGBT: Контроллер использует питание MOSFETs или IGBT для переключения тока, предоставленного в ветвях статора.
  4. PWM Сигналы: Контроллер использует импульсы импульса импульса (PWM) для регулирования частоты вращения и крутящего момента двигателя путем корректировки рабочего цикла сигналов PWM.
  5. Входные сигналы: Контроллер получает входные сигналы от источника управления, например микроконтроллер, для установки желаемой скорости и направления мотора.

Точный способ управления мотором без бруса зависит от конкретного используемого двигателя и контроллера, однако эти шаги дают общий обзор процесса.

Как это с# делать вы контролируете скорость Брушлет мотор

Скорость вращения мотора постоянного тока контролируется путем регулировки частоты электропитания, подаемой электродвигателя. Ниже приводятся основные меры по контролю скорости двигателя без бруса:

  1. Электронный контроллер: Электронный контроллер используется для регулирования мощности, подаемой электродвигателя.
  2. PWM Сигналы: Контроллер использует сигналы импульса для импульса (PWM) для регулировки частоты питания, подаемой электродвигателя. При изменении рабочего цикла сигналов PWM среднее напряжение, подаваное на мотор, может быть различным, что в свою очередь влияет на его скорость.
  3. Входные сигналы: Контроллер получает входные сигналы от источника управления, например микроконтроллер, для установки желаемой скорости мотора.
  4. Обратная связь с двигателем: В некоторых случаях механизм обратной связи, такой как тахометр или кодер, может использоваться для мониторинга скорости двигателя и предоставления обратной связи контроллеру, который затем может настраивать сигнал PWM для поддержания постоянной скорости.

Управление скоростью бесщеточных двигателей постоянного тока включает в себя использование сигналов PWM и электронного управления для регулирования частоты подачи электроэнергии в двигатель.

Какой тип контроллера нужен для бесщеточного двигателя

Безщеточный двигатель постоянного тока требует электронного контроллера, часто называемого электронным контроллером скорости (ESC), для регулирования мощности, предоставляемой двигателю. ЭСК выполняет следующие задачи:

  1. Мониторинг положения ротора: бесщеточный двигатель использует датчик эффекта Холла для определения положения ротора и обратной связи с контроллером.
  2. Конвертирование: контроллер использует информацию датчика эффекта Холла для определения правильного порядка тока, подаваемого в обмотку статора.
  3. Переключение питания: контроллер использует мощность MOSFET или IGBT для переключения тока, поставляемого в обмотку статора.
  4. Управление скоростью: контроллер использует сигналы с модуляцией ширины импульса (PWM) для регулирования скорости и крутящего момента двигателя путем регулировки отношения заполнения сигнала PWM.
  5. Входные сигналы: контроллер принимает входные сигналы от источника управления (например, микроконтроллера) для установки требуемой скорости и направления двигателя.

Карта щёточных электродвигателей

Электрическая структура с щеткой

Рисунок 6: Электрическая структура с щеткой

Щеточный двигатель - это двигатель постоянного тока, состоящий из нескольких ключевых компонентов, которые работают вместе, чтобы преобразовать электрическую энергию в механическую. Как показано на рисунке 6, основными компонентами щеточных двигателей являются роторы, статоры, коллекторы и щетки. Ниже приводится описание каждого компонента и их вклад в структуру двигателя:

  1. Ротор (якорь): Ротор, также известный как якорь, является вращающимся компонентом с щеточным двигателем. Он состоит из катушек, вращающихся вокруг сердечника, который производит электромагнит, когда ток проходит через сердечник. Магнитное поле ротора взаимодействует с магнитным полем статора, создавая крутящий момент и приводя ротор к вращению, приводя тем самым ось двигателя.
  2. Статор: статор является статическим компонентом с щеточным двигателем. Он содержит постоянные магниты и обычно устанавливается на внутреннюю поверхность, обеспечивая фиксированное магнитное поле. Магнитное поле статора взаимодействует с магнитным полем ротора, создавая крутящий момент, необходимый для вращения.
  3. Конвертер: Конвертер является ключевым компонентом щеточного двигателя, который переключает направление тока в обмотке ротора. Это секционный металлический цилиндр, соединенный с ротором, каждый из которых соединен с одним концом обмотки ротора. Когда ротор вращается, переключатель также вращается, контактируя с щеткой.
  4. Щетка: щетка является фиксированной, проводящей частью, которая может поддерживать электрический контакт с вращающимся коллектором. Они обычно изготовлены из углерода или графита, обеспечивая низкое трение и низкий износ. Щетка обеспечивает электрическое соединение между источником питания и обмоткой ротора через коллектор. Когда коллектор вращается, щетка скользит по его поверхности, непрерывно включая различные обмотки ротора, что, в свою очередь, приводит к переключению магнитного поля ротора и сохранению вращения.

Мотор с щеткой состоит из ротора с обмоткой, статора с постоянным магнитом, коллектора и щетки. Взаимодействие между ротором и магнитным полем статора создает момент вращения, в то время как коллектор и щетка работают вместе, чтобы переключить ток в обмотке ротора и обеспечить непрерывное вращение.

Принцип, лежащий в основе электродвигателя.

Мотор постоянного тока использует обмотку катушки для создания магнитного поля. В щеточных двигателях эти обмотки подключаются к ротору, который может свободно вращаться и приводить в движение ось. Обычно катушка завернута в сердечник, хотя некоторые щеточные двигатели являются "небрежное" с самоподдерживаемыми выводами. Стационарная часть мотора, известная как "статор", использует постоянные магниты для установки фиксированного магнитного поля. Эти магниты, как правило, расположены на внутренней поверхности статора, окружая ротора. Fig 7 содержит более подробную информацию.

Чтобы создать крутящий момент и заставить ротора вращаться, магнитное поле ротора должно постоянно вращаться, взаимодействуя с неподвижностью статора через притяжение и отталкивание. Скользящая электрическая коммутатор упрощает это вращание поля Этот коммутатор включает в себя маяк, как правило, сегментированный контакт, установленный на роторе, и фиксированные кисти, смонтированные на статоре.

Принцип, лежащий в основе электродвигателя.

Рисунок 7:Принципы, лежащие в основе мотора

Как это с# делать вы контролируете скорость раскраска мотор

Скорость очистительного электродвигателя постоянного тока можно регулировать с помощью регулировки напряжения, применяемого к его клеммам. Ниже приводятся основные шаги по управлению скоростью очистительного двигателя постоянного тока:

  1. Источник питания: блок питания постоянного тока подсоединен к моторным клеммам, чтобы обеспечить электрическую мощность, необходимую для раскрутки мотора.
  2. Контроль скоростиВ целях регулирования скорости движения электродвигателя напряжение, подаваное к электродвигателю, может быть отрегулирован с помощью резистора или сигнала о модуляции импульсной ширины (PWM), показанный на рис. 8.  Чем ниже напряжение подается к мотору, тем медленнее он будет вращаться. Мы на писали отдельную статью о Контроллеры скорости
  3. Входные сигналы: Напряжение, подаваемое на мотор, может управляться входными сигналами от источника управления, например микроконтроллером, для установки желаемой скорости.
  4. Контроль обратной связи: В некоторых случаях для контроля скорости мотора и обеспечения обратной связи с контроллером может использоваться механизм обратной связи, такой как тахометр или кодировщик, который затем может регулировать напряжение для поддержания постоянной скорости.

Управление скоростью очистила Двигатель постоянного тока предполагает корректировку напряжения, применяемого к его клеммам, либо непосредственно, либо с помощью механизма обратной связи для регулирования его скорости.

Управляйте скоростью щёточного двигателя

Рис. 8: Регулировка скорости очистительного двигателя

В целом для электродвигателя постоянного тока требуется электронный контроллер скорости (ЭКУ) для регулирования мощности, подаемой электродвигателя, и управления его частотой вращения и крутящего момента.

Как подключить электродвигатель к выключателю

Как провозиться мотор без бруса до коммутатора

Типичный способ управления покрасневателем-использовать переключатель Rocker.В нижней части коммутатора вы увидите 6 разъемов, как видно ниже, которые будут работать с диаграммой схемы DPDT, описанной выше.Если переключатель спрессовывается в направлении вперед, то верхний и средний разъемы будут соединны внутри выключателя; если переключатель будет нажат на заднюю позицию, то соединители нижнего и среднего разъемов будут соединны; и если переключатель находится в средней позиции, то переключатель будет открыт.

 Ниже приводится схема электропроводки, на которой показаны 2 очищёных мотора, подключенных к коммутатору

Как подключить электродвигатель к выключателю

Ниже показана схема электропроводки спинки качателя

Как подключить электродвигатель к выключателю

Что дороже, покраснел или брутальный мотор

В общем, двигатели постоянного постоянного тока дороже, чем у моторов постоянного тока. Разница в расходах может быть обусловлена сложностью двигательной системы, которая требует дополнительных компонентов, таких как электронный контроллер (ESC) и датчики Hall Effect. ESC и датчики добавляют к стоимости системы, как и более сложный процесс производства, требуемый для моторов, не оснащающих brushless.

Однако, несмотря на более высокие затраты на передний уровень, моторы с меньшими затратами часто предлагают несколько преимуществ по сравнению с моторами, включая более высокую эффективность, более длительный срок службы и более высокую производительность, особенно в случае применения высокоскоростных и высококрутящего крутящего момента. В результате более высокая стоимость моторов, работающих на брусниках, зачастую может быть компенсируна более низкими эксплуатационными издержками и более высокой надежностью.

В заключение можно сделать вывод о том, что расходы на покраснеие и брусчатой моторы варьируются в зависимости от конкретного применения и требований. Моторы без бруса, как правило, гораздо дороже, но они могут предложить более длительный срок службы и повысить эффективность. Покраснеющие моторы идеально подходят для большинства видов применения в дневное время и для людей, не имеющих никакой электрической экспации. Вы можете найти моторы, используемые для электромобилей и других систем, где требуется очень длинная продолжительность жизни (многие десятилетия), но вне этого вы обнаружаете, что Brushed Motors составляют 95% моторного рынка.

Проверьте наши линейные актуаторы.

Share This Article
Tags:

Need Help Finding the Right Actuator?

We precision engineer and manufacture our products so you get direct manufacturers pricing. We offer same day shipping and knowledgeable customer support. Try using our Actuator Calculator to get help picking the right actuator for your application.