Коллекторные и бесщеточные двигатели: когда и почему выбирать один из них?

Представление о Щеточные и бесщеточные двигатели

1. В нашей реальной жизни многие системы управления движением будут применяться к двигателям постоянного тока.По сравнению с двигателями переменного тока люди будут думать, что двигателями постоянного тока легче управлять, поэтому, когда они применяются для управления крутящим моментом, скоростью или положением, многие люди в основном будут более склонны выбирать двигатель постоянного тока.

2. Двигатели постоянного тока также делятся на следующие два типа: бесщеточные двигатели и щеточные двигатели.Разницу между ними также можно увидеть из названия.Бесщеточный двигатель использует принцип электронного управления для замены оригинальной функции механической коммутации.Коллекторный двигатель постоянного тока имеет щетки, которые можно

3. управляется двигателем для изменения направления.

Во многих приложениях могут использоваться коллекторные или бесщеточные двигатели постоянного тока.Их функция основана на том же принципе притяжения и отталкивания между катушками и постоянными магнитами.Оба имеют свои плюсы и минусы, и вы можете выбрать один из них в зависимости от требований вашего приложения.

Бесщеточный двигатель представляет собой двигатель, основанный на технологии электронной коммутации.По сравнению с нашим традиционным двигателем постоянного тока, его срок службы и эффективность увеличены.В настоящее время бесщеточные двигатели также используются во все большем количестве областей в зависимости от их характеристик.Наши бесщеточные двигатели доступны в различных моделях:Бесщеточный двигатель NEMA17-42×42 мм、Бесколлекторный двигатель NEMA23-57×57 мм、Бесколлекторный двигатель NEMA24-60×60 мм、Бесщеточный двигатель NEMA31-80×80 мм、Бесщеточный двигатель NEMA34-86×86 мм、Бесщеточный двигатель NEMA45-110×110 мм и так далее.

Коллекторные и бесщеточные двигатели: преимущества и недостатки

В этой статье будет сделано несколько простых резюме, чтобы дать вам общее представление о том, что выбрать для приложения: бесщеточный или коллекторный двигатель.В следующей таблице приведены основные преимущества и недостатки двух двигателей.Информация только для справки:

1. Срок службы

Как упоминалось ранее, одним из недостатков щеточных двигателей является механический износ щеток и коллектора.В частности, угольные щетки являются жертвенными, и во многих двигателях они предназначены для периодической замены в рамках программы технического обслуживания.Мягкая медь коллектора также медленно изнашивается щетками и в конечном итоге достигает точки, когда двигатель больше не работает.Поскольку бесщеточные двигатели не имеют подвижных контактов, они не подвержены такому износу.

2. Скорость и ускорение

Скорость вращения щеточных двигателей может ограничиваться щетками и коллектором, а также массой ротора.На очень высоких скоростях контакт щетки с коллектором может стать неустойчивым, и искрение щетки увеличится.В большинстве щеточных двигателей также используется сердечник из многослойного железа в роторе, что придает им большую инерцию вращения.Это ограничивает скорость разгона и торможения двигателя.Можно построить бесщеточный двигатель с очень мощными редкоземельными магнитами на роторе, что минимизирует инерцию вращения.Конечно, это увеличивает стоимость.

3. Электрический шум

Щетки и коллектор образуют своего рода электрический переключатель.При вращении двигателя переключатели размыкаются и замыкаются, а через обмотки ротора, которые являются индуктивными, протекает значительный ток.Это приводит к искрению на контактах.Это создает большое количество электрических помех, которые могут попасть в чувствительные цепи.Возникновение дуги можно несколько смягчить, добавив конденсаторы или гасители RC на щетках, но мгновенное переключение коммутатора всегда вызывает электрический шум.

4. Акустический шум

Коллекторные двигатели «жестко переключаются», то есть ток резко переходит с одной обмотки на другую.Создаваемый крутящий момент меняется в зависимости от вращения ротора, когда обмотки включаются и выключаются.В бесщеточном двигателе можно управлять токами обмоток таким образом, чтобы ток постепенно переходил от одной обмотки к другой.Это снижает пульсацию крутящего момента, которая представляет собой механическую пульсацию энергии на роторе.Пульсации крутящего момента вызывают вибрацию и механический шум, особенно при низких скоростях вращения ротора.

5. Стоимость

Поскольку бесщеточные двигатели требуют более сложной электроники, общая стоимость бесщеточного привода выше, чем у щеточного двигателя.Несмотря на то, что бесщеточный двигатель проще в производстве, чем щеточный, поскольку в нем отсутствуют щетки и коммутатор, технология щеточного двигателя является очень зрелой, а производственные затраты низки.Ситуация меняется по мере того, как бесщеточные двигатели становятся все более популярными, особенно в крупносерийном производстве, например, в автомобильных двигателях.Кроме того, стоимость электроники, такой как микроконтроллеры, продолжает снижаться, что делает бесколлекторные двигатели более привлекательными.

Видео нашего продукта

Краткое содержание

Из-за соображений стоимости и производительности каждый выберет бесщеточные двигатели, что привело к применению бесщеточных двигателей во многих областях.Конечно, щеточные двигатели также используются в некоторых местах.

Многое можно узнать, наблюдая за внедрением бесколлекторных двигателей в автомобилях.По состоянию на 2020 год большинство двигателей, которые работают во время движения автомобиля, например, насосы и вентиляторы, были заменены с щеточных на бесщеточные для повышения надежности.Дополнительные затраты на двигатель и электронику более чем компенсируют более низкую частоту отказов в полевых условиях и снижение требований к техническому обслуживанию.

С другой стороны, двигатели, которые работают нечасто, например те, которые двигают сиденья с электроприводом и электрические стеклоподъемники, по-прежнему в основном являются щеточными двигателями.Причина в том, что общее время работы автомобиля в течение всего срока его службы очень мало, а шансы отказа двигателя в течение всего срока службы автомобиля очень малы.

Поскольку стоимость бесщеточных двигателей и связанной с ними электроники продолжает снижаться, бесщеточные двигатели находят свое применение в приложениях, традиционно используемых щеточными двигателями.Снова возьмем автомобильный пример. В двигателях регулировки сидений в картах высокого класса используются бесщеточные двигатели, поскольку они производят меньше шума.