aktualności

1. Silnik szczotkowanego DC

W silnikach szczotkowanych odbywa się to za pomocą obrotowego przełącznika na wale silnika o nazwie komutator. Składa się z obracającego się cylindra lub dysku podzielonego na wiele metalowych segmentów kontaktu na wirnik. Segmenty są podłączone do uzwojeń przewodów na wirnik. Dwa lub więcej kontaktów stacjonarnych zwanych szczotkami, wykonane z miękkiego przewodnika, takiego jak grafit, naciskają na komutator, dzięki czemu przesuwa się kontakt elektryczny z kolejnymi segmentami w miarę obrotu wirnika. Szczotki selektywnie dostarczają prądu elektrycznego do uzwojeń. Gdy wirnik obraca się, komutator wybiera różne uzwojenia, a prąd kierunkowy jest nakładany do danego uzwojenia, tak że pole magnetyczne wirnika pozostało niewspółosione z stojanem i tworzy moment obrotowy w jednym kierunku.

2. Bezszczotkowy silnik prądu stałego

W Bezszczotkowym silnikach DC elektroniczny system serwo zastępuje mechaniczne styki komutatora. Czujnik elektroniczny wykrywa kąt wirnika i kontroluje przełączniki półprzewodnikowe, takie jak tranzystory, które przełączają prąd przez uzwojenia, albo odwracając kierunek prądu, albo w niektórych silnikach wyłączających go, pod prawidłowym kątem, aby elektromagnety tworzyły moment obrotowy w jednym kierunku. Eliminacja przesuwnego styku pozwala bezszczotkowym silnikom mniej tarcia i dłuższą żywotność; Ich życie zawodowe jest ograniczone jedynie przez całe życie ich łożysk.

Silniki DC szczotkowane rozwijają maksymalny moment obrotowy, gdy stacjonarny, liniowo malejący wraz ze wzrostem prędkości. Pewne ograniczenia szczotkowanych silników można pokonać przez bezszczotkowe silniki; Obejmują one wyższą wydajność i niższą podatność na zużycie mechaniczne. Korzyści te mają koszt potencjalnie mniej wytrzymałej, bardziej złożonej i droższej elektroniki kontrolnej.

Typowy silnik bezszczotkowy ma stałe magnesy, które obracają się wokół stałej tworowi, eliminując problemy związane z łączeniem prądu z ruchomą zworą. Kontroler elektroniczny zastępuje zespół komutatora szczotkowanego silnika DC, który nieustannie przełącza fazę na uzwojenia, aby utrzymać obrót silnika. Kontroler wykonuje podobny rozkład mocy czasowej za pomocą obwodu półprzewodnikowego, a nie systemu komutatora.

Bezszczotkowe silniki oferują kilka zalet w stosunku do szczotkowanych silników DC, w tym wysoki współczynnik momentu obrotowego do masy, zwiększona wydajność wytwarzająca większy moment obrotowy na wat, zwiększona niezawodność, zmniejszona hałas, dłuższy okres życia poprzez elimina
komutator i ogólna redukcja zakłóceń elektromagnetycznych (EMI). Bez uzwojenia wirnika nie są one poddane siłom odśrodkowym, a ponieważ uzwojenia są obsługiwane przez obudowę, można je schłodzić przez przewodnictwo, nie wymagając przepływu powietrza w silniku do chłodzenia. To z kolei oznacza, że ​​elementy wewnętrzne silnika mogą być całkowicie zamknięte i chronione przed brudem lub inną obcą materią.

Bezszczotkowane komutacje silnika można zaimplementować w oprogramowaniu za pomocą mikrokontrolera lub można alternatywnie zaimplementować za pomocą obwodów analogowych lub cyfrowych. Komutacja z elektroniką zamiast szczotek pozwala na większą elastyczność i możliwości niedostępne z szczotkowanymi silnikami DC, w tym ograniczanie prędkości, operację mikrosteppingu w celu powolnego i drobnego ruchu oraz momentem trzymającym, gdy stacjonarny. Oprogramowanie kontrolera można dostosować do konkretnego silnika używanego w aplikacji, co powoduje większą wydajność komutacji.

Maksymalna moc, którą można zastosować do silnika bezszczotkowego, jest ograniczona prawie wyłącznie przez ciepło; [potrzebne cytowanie] Zbyt dużo ciepła osłabia magnesy i uszkodzi izolację uzwojenia.

Podczas przekształcania energii elektrycznej w energię mechaniczną, silniki bezszczotkowe są bardziej wydajne niż silniki szczotkowane przede wszystkim z powodu braku szczotek, co zmniejsza mechaniczną utratę energii z powodu tarcia. Zwiększona wydajność jest największa w obszarach bez obciążenia i niskiego obciążenia krzywej wydajności silnika.

Środowiska i wymagania, w których producenci używają silników DC typu bezszczotkowego, obejmują działanie bezobsługowe, duże prędkości i obsługę, w których iskrzenie jest niebezpieczne (tj. Środowiska wybuchowe) lub może wpływać na sprzęt wrażliwy elektronicznie.

Konstrukcja silnika bezszczotkowego przypomina silnik krokowy, ale silniki mają istotne różnice ze względu na różnice we wdrażaniu i eksploatacji. Podczas gdy silniki krokowe są często zatrzymywane z wirnikiem w zdefiniowanej pozycji kątowej, silnik bezszczotkowy jest zwykle przeznaczony do wytwarzania ciągłego obrotu. Oba typy silników mogą mieć czujnik położenia wirnika do wewnętrznego sprzężenia zwrotnego. Zarówno silnik krokowy, jak i dobrze zaprojektowany silnik bezszczotkowy mogą pomieścić skończony moment obrotowy przy zerowej obrotach.