Содержание

Превосходство бесщёточных двигателей - Greenworks Russia

Бесщёточные двигатели постоянного тока имеют множество преимуществ. Прежде всего, в них меньше изнашивающихся или ломающихся деталей, чем в двигателе с щетками. Поэтому он надёжнее, дешевле в обслуживании и требуют меньше или вовсе не требуют технического обслуживания.

Устройство практически не нагревается, что увеличивает его производительность. Бесщёточные моторы обладают КПД до 90%, щеточные — до 70%, а бензиновые — порядка 15% (остальная энергия тратится на нагрев). Нет трения — нет потери мощности, которая сопоставима с мощностью бензинового двигателя. Трение отсутствует, температурных перепадов мало — практически полное отсутствие износа продлевает жизнь мотора. Это снижает стоимость обслуживания и увеличивает срок жизни инструмента. 

Бесщеточные моторы работают очень тихо. Использовать такую технику комфортно, а соседям при этом спокойно. Высокоэффективное использование энергии позволяет устройству дольше работать от аккумулятора, чем его аналогу со щеточным двигателем.

Реже требуется зарядка, что сэкономит вам время и электроэнергию.

Преимущества бесщёточного двигателя:

  • Бесщёточный двигатель может в считанные секунды развить максимальную скорость оборотов за счёт своего строения.
  • В работе не подвержен перегреву, а даже наоборот — остаётся достаточно холодным.
  • Невысокая температура гарантирует длительность работы подшипника вентилятора.
  • Главным преимуществом является, что у бесщёточных двигателей отсутствует искрообразование. Это позволяет использовать его в работе с летучими химическими составами, пылью, грязью и водой.
  • Большим и главным плюсом является бесшумная работа двигателя. Поэтому его стараются использовать в разных устройствах.
  • Отсутствие щеточно-коллекторного узла продлевает срок службы устройства.

БЕЗ ТЕХОБСЛУЖИВАНИЯ

БОЛЬШОЙ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ

БОЛЬШЕ СКОРОСТИ

Бесщёточный двигатель не требует или почти не требует техобслуживания

Нет выхлопных газов, нет токсичных выбросов

Без щёток — меньше трения, двигатель вращается быстрее

МЕНЬШЕ НАГРЕВ

БЕЗ ИСКРЕНИЯ

КОМПАКТНЫЙ ДИЗАЙН

Нет щёток — значит нет трения, т.

е. двигатель меньше нагревается, что увеличивает производительность

Благодаря отсутствию трения скорость и крутящий момент ещё больше

Бесщёточные двигатели более компакты


Бесколлекторный двигатель постоянного тока: особенности и принцип работы

Как работает бесколлекторный двигатель?

Бесколлекторный двигатель постоянного тока имеет на статоре трёхфазную обмотку, и постоянный магнит на роторе. Вращающееся магнитное поле создаётся обмоткой статора, при взаимодействии с которым магнитный ротор приходит в движение. Для создания вращающегося магнитного поля на обмотку статора подаётся система трёхфазных напряжений, которая может иметь различную форму и формируется различными способами. Формирование питающих напряжений (коммутация обмоток) для бесколлекторного двигателя постоянного тока производиться специализированными блоками электроники – контроллером двигателя.

 

Заказать бесколлекторный двигатель в нашем каталоге

В простейшем случае обмотки попарно подключаются к источнику постоянного напряжения и по мере того как ротор поворачивается в направлении вектора магнитного поля обмотки статора производится подключение напряжения к другой паре обмоток. Вектор магнитного поля статора при этом занимает другое положение и вращение ротора продолжается. Для определения нужного момента подключения следующих обмоток используется датчик положения ротора, чаще других используются датчики Холла. 


Возможные варианты и специальные случаи

Выпускаемые сейчас бесколлекторные двигатели могут иметь самую разную конструкцию. 

По исполнению статорной обмотки можно выделить двигатели с классической обмоткой, намотанной на стальной сердечник, и двигатели с полой цилиндрической обмоткой без стального сердечника. Классическая обмотка обладает значительно большей индуктивностью, чем полая цилиндрическая обмотка, и соответственно большей постоянной времени.

Из-за этого с одной стороны, полая цилиндрическая обмотка допускает более динамичное изменение тока (а, следовательно, и момента), с другой стороны при работе от контроллера двигателя, использующего ШИМ-модуляцию невысокой частоты для сглаживания пульсаций тока, требуются фильтрующие дроссели большего  номинала (а соответственно и большего размера). Кроме того, классическая обмотка, как правило, имеет заметно больший момент магнитной фиксации, а также меньший КПД, чем полая цилиндрическая обмотка.


Ещё одно отличие, по которому разделяются различные модели двигателей – это взаимное расположение ротора и статора – существуют  двигатели с внутренним ротором и двигатели с внешним ротором. Двигатели с внутренним ротором, как правило, имеют более высокие скорости и меньший момент инерции ротора, чем модели с внешним ротором. Благодаря этому двигатели с внутренним ротором имеют более высокую динамику. Двигатели с внешним ротором часто имеют несколько больший номинальный момент при том же наружном диаметре двигателя.

 

Отличия от других типов двигателей

Отличия от коллекторных ДПТ. Размещение обмотки на роторе позволило отказаться от щёток и коллектора и избавиться тем самым от подвижного электрического контакта, который значительно снижает надёжность ДПТ с постоянными магнитами. По этой же причине  скорость у бесколлекторных двигателей, как правило, значительно выше, чем у ДПТ с постоянными магнитами. С одной стороны это позволяет увеличить удельную мощность бесколлекторного двигателя, с другой стороны не для всех применений такая высокая скорость является действительно необходимой

Отличия от синхронных двигателей с постоянными магнитами. Синхронные двигатели с постоянными магнитами на роторе очень похожи на бесколлекторные ДПТ по конструкции, однако есть и ряд различий. Во-первых термин синхронный двигатель объединяет в себе много различных видов двигателей, часть из которых предназначены для непосредственной работы от стандартной сети переменного тока, другая часть (например синхронные серводвигатели) может работать только от преобразователей частоты (контроллеров двигателей).

Бесколлекторные двигатели, хотя и имеют на статоре трёхфазную обмотку, не допускают непосредственную работу от сетевого напряжения, и обязательно требуют наличия соответствующего контроллера. Кроме того синхронные двигатели предполагают питание напряжением синусоидальной формы в то время как бесколлекторные двигатели допускают питание переменным напряжением ступенчатой формы (блочная коммутация) и даже предполагают его использование в номинальных режимах работы.

Когда нужен бесколлекторный двигатель?

Ответ на этот вопрос достаточно прост – в тех случаях, когда он имеет преимущество перед остальными типами двигателей. Так, например, практически невозможно обойтись без бесколлекторного двигателя в применениях, где требуются большие скорости вращения: свыше 10000 об/мин. Оправдано применение бесколлекторных двигателей также и в тех случаях, когда требуется высокий срок службы двигателя. В тех случаях, когда требуется применять сборку из двигателя с редуктором, однозначно оправдано применение низкоскоростных бесколлекторных двигателей (с большим числом полюсов).

Высокоскоростные бесколлекторные двигатели в этом случае будут иметь скорость выше, чем предельно допустимая скорость редуктора, и по этой причине не будет возможности использовать их мощность полностью. Для  применений, где требуется максимально простое управление двигателем (без использования контроллера двигателя) естественным выбором будет коллекторный ДПТ. 

С другой стороны, в условиях повышенной температуры или повышенной радиации проявляется слабое место бесколлекторных двигателей – датчики Холла. Стандартные модели датчиков Холла имеют ограниченную стойкость к радиации и диапазон рабочих температур. Если в подобном применении всё же имеется необходимость использовать бесколлекторный двигатель, то неизбежными становятся заказные исполнения с заменой датчиков Холла на более стойкие к указанным факторам, что увеличивает цену двигателя и сроки поставки.

В чем разница между щеточными и бесщеточными двигателями? — Worx Tools Russia

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 бесколлекторный двигатель?

Типы моторов?

Двигатели/моторы в мультироторных аппаратах бывают двух типов:

  1. Коллекторные/Brushed (др. названия: DC)/Сoreless.
  2. Бесколлекторные/Brushless.

Их главное отличие в том, что у коллекторного двигателя обмотки находятся на роторе (вращающейся части), а у бесколлекторного — на статоре. Не вдаваясь в подробности скажем, что бесколлекторный двигатель предпочтительнее коллекторного поскольку наиболее удовлетворяет требованиям, ставящимся перед ним. Поэтому в этой статье речь пойдёт именно о таком типе моторов. Подробно о разнице между бесколлекторными и коллекторными двигателями можно прочесть в этой статье.

Несмотря на то, что применяться БК-моторы начали сравнительно недавно, сама идея их устройства появилась достаточно давно. Однако именно появление транзисторных ключей и мощных неодимовых магнитов сделало возможным их коммерческое использование.

Устройство БК — моторов

Конструкция бесколлекторного двигателя состоит из ротора на котором закреплены магниты и статора на котором располагаются обмотки. Как раз по взаиморасположению этих компонентов БК-двигатели делятся на inrunner и outrunner.

В мультироторных системах чаще применяется схема Outrunner, поскольку она позволяет получать наибольший крутящий момент.

Плюсы и минусы БК — двигателей

Плюсы:

  • Упрощённая конструкция мотора за счёт исключения из неё коллектора.
  • Более высокий КПД.
  • Хорошее охлаждение.
  • БК-двигатели могут работать в воде! Однако не стоит забывать, что из-за воды на механических частях двигателя может образоваться ржавчина и он сломается через какое-то время. Для избежания подобных ситуаций рекомендуется обрабатывать двигатели водоотталкивающей смазкой.
  • Наименьшие радиопомехи.

Минусы:

Из минусов можно отметить только невозможность применения данных двигателей без ESC (регуляторы скорости вращения). Это несколько усложняет конструкцию и делает БК-двигатели дороже коллекторных. Однако если сложность конструкции является приоритетным параметром, то существуют БК-двигатели с встроенными регуляторами скорости.

Как выбрать двигатели для коптера?

При выборе бесколлекторных двигателей в первую очередь следует обратить внимание на следующие характеристики:

  • Максимальный ток — эта характеристика показывает какой максимальный ток может выдержать обмотка двигателя за небольшой промежуток времени. Если превысить это время, то неизбежен выход двигателя из строя. Так же этот параметр влияет на выбор ESC.
  • Максимальное напряжение — так же как и максимальный ток, показывает какое напряжение можно подать на обмотку в течение короткого промежутка времени.
  • KV — количество оборотов двигателя на один вольт. Поскольку этот показатель напрямую зависит от нагрузки на вал мотора, то его указывают для случая, когда нагрузки нет.
  • Сопротивление — от сопротивления зависит КПД двигателя. Поэтому чем сопротивление меньше — тем лучше.

Коллекторный и бесколлекторный двигатели - Green-Battery

В ассортименте продукции Greenworks есть инструменты с коллекторным (щёточным) и бесколлекторным (бесщёточным) двигателями. Но везде делается акцент только на бесколлекторном электродвигателе. Почему только на нём, и для чего тогда устройства с щёточным? Расскажем в данной статье преимущества и недостатки каждого электродвигателя и ответим на эти два вопроса.

Коллекторный двигатель

Начнём с того, что двигатель — это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии в механический и наоборот. Эффективность данного процесса зависит от внутренней конструкции двигателя, которая в свою очередь зависит от источника тока (постоянного или переменного).

Устройство коллекторного двигателя

Якорь. Стержнем всей конструкции является якорь, он же металлический вал. Вал является движущимся элементом, от которого зависит крутящий момент. На нём также располагается ротор.

Ротор. Связан с ведущим валом. Его внешняя конструкция напоминает барабан, который вращается внутри статора. Задача ротора получать или отдавать напряжение рабочему телу.

Подшипники. Они расположены на противоположных концах якоря для его сбалансированного вращения.

Щётки. Выполнены обычно из графита. Их задача предавать напряжение через коллектор в обмотки.

Коллектор (коммутатор). Он выполнен в виде соединенных между собой медных контактов. Во время процесса вращения он принимает на себя энергию с щёток и направляет её в обмотки.

Обмотки. Расположены на роторе и статоре разных полярностей. Их функция в генерировании собственного магнитного поля под воздействием разных полярностей, за счёт чего якорь приходит в действие.

Сердечник статора. Выполнен из металлических пластин. Может иметь катушку возбуждения с полярным напряжением обмотки ротора. Или — постоянные магниты. Данная конструкция зависит от источника напряжения. Является статичным элементом всего механизма.

Плюсы:

  • Стоимость меньше, чем у бесколлекторных двигателей (БД).
  • Конструкция относительно проще конструкции БД.
  • В виду этого, техническое обслуживание проще.

Минусы:

На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает:

  • Быстрый износ щёток.
  • Снижение мощности инструмента.
  • Появление искр.
  • Задымление инструмента.
  • Выход из строя инструмента раньше его «жизненного цикла».

Если рассматривать бытовую сферу применения, то коллекторный двигатель является традиционным и бюджетным вариантом эксплуатации (и самым часто используемым).
Инструменты на данном типе двигателя преданно и верно справятся с любой повседневной задачей в пределах своих возможностей. Так как такие инструменты по стоимости значительно дешевле инструментов на бесколлекторном двигателе, их рассматривает категория потребителей, которая придерживается мнения: «ничто не вечно». Зачем переплачивать, если любой агрегат может выйти из строя? Мы же считаем, что при надлежащих условиях эксплуатации любой инструмент может прослужить верой и правдой довольно долгий срок. Но выбор за Вами.

Бесколлекторный двигатель

Если в коллекторном двигателе всё приходит в действие за счёт механики, то в бесщёточном — чистая электроника. Также позиции некоторых элементов в конструкции меняются местами. В коллекторном двигателе обмотки находились на роторе, а постоянные магниты — на статоре. У бесколлеторного — постоянные магниты переносятся на ротор, а катушки с обмоткой располагаются на статоре. Также ротор и статор могут менять свои позиции: есть модели двигателей с внешним ротором. Здесь отсутствуют щётки и коллектор, вместо них добавлен микропроцессор (контроллер) и кулер для охлаждения системы. Микропроцессор контролирует положение ротора, скорость вращения, равномерное распределение напряжения по катушкам обмотки.

Основные типы бесщёточного двигателя :

  • Асинхронный — это двигатель, который преобразовывает электроэнергию переменного тока в механическую. Название происходит от разной скорости вращения магнитного поля и ротора. Частота вращения ротора меньше, чем у магнитного поля, создаваемого обмотками статора (Например, двигатель DigiPro, который используется в продукции Greenworks).
  • Синхронный — это двигатель переменного тока, у которого частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля.

Тип двигателя с внешним ротором

Расположение ротора и статора в бесщёточном двигателе DigiPro

Плюсы:

  • Из-за отсутствия щёток меньше трения.
  • Меньше подвержены износу.
  • Отсутствие искр и возможного возгорания.
  • Упрощенная регулировка крутящего момента в больших пределах.
  • Экономия расходуемой энергии.
  • У инструментов с реверсом одинаковая мощность в обоих направлениях вращения.
  • Быстрый запуск с больших скоростей.
  • Могут разгоняться до предельных показателей.
  • Некоторые модели при сильной нагрузке оснащены системой защиты двигателя.

Минусы:

  • Значительно дороже в цене, чем коллекторные двигатели.
  • Техническое обслуживание более узкоспециализированное.

Несомненно бесколлекторные двигатели ориентированы на профессиональные работы с приличной нагрузкой. Несмотря на высокие показатели усовершенствованного типа двигателя, его единственный недостаток бьёт по кошельку. И перед тем, как приобретать инструмент на том или ином двигателе, прежде всего надо поставить перед собой вопрос: для каких целей он нужен. Уже исходя из ответа делать свой выбор.

Сколько людей — столько и мнений. Компания Greenworks старается делать качественную продукцию на разных типах двигателя, чтобы каждый мог подобрать себе инструмент по предпочтениям, функционалу и необходимой мощности под конкретные задачи, которые у каждого клиента свои. Именно поэтому, например, в разделе «Ручной инструмент» Вы можете наблюдать один тип агрегата на коллекторном и бесколлекторном двигателях. Какой лучше? Выбор за Вами!

Всегда интересные новости и статьи от команды сайта Green-Battery.ru
Копирование текстов возможно только со ссылкой на первоисточник.


Бесколлекторный двигатель постоянного тока: принцип работы, устройство, применение

Бытовая и медицинская техника, авиамоделирование, трубозапорные приводы газо- и нефтепроводов – это далеко не полный перечень областей применения бесколлекторных двигателей (БД) постоянного тока. Давайте рассмотрим устройство и принцип действия этих электромеханических приводов, чтобы лучше понять их достоинства и недостатки.

Общие сведения, устройство, сфера применения

Одна из причин проявления интереса к БД — это возросшая потребность в высокооборотных микродвигателях, обладающих точным позиционированием. Внутренне устройство таких приводов продемонстрировано на рисунке 2.

Рис. 2. Устройство бесколлекторного двигателя

Как видите, конструкция представляет собой ротор (якорь) и статор, на первом имеется постоянный магнит (или несколько магнитов, расположенных в определенном порядке), а второй оборудован катушками (В) для создания магнитного поля.

Примечательно, что эти электромагнитные механизмы могут быть как с внутренним якорем (именно такой тип конструкции можно увидеть на рисунке 2), так и внешним (см. рис. 3).

Рис. 3. Конструкция с внешним якорем (outrunner)

Соответственно, каждая из конструкций имеет определенную сферу применения. Устройства с внутренним якорем обладают высокой скоростью вращения, поэтому используются в системах охлаждения, в качестве силовых установок дронов и т.д. Приводы с внешним ротором используются там, где требуется точное позиционирование и устойчивость к перегрузкам по моменту (робототехника, медицинское оборудование, станки ЧПУ и т.д.).

Бесколлекторный двигатель в компьютерном дисководе

Принцип работы

В отличие от других приводов, например, асинхронной машины переменного тока, для работы БД необходим специальный контроллер, который включает обмотки таким образом, чтобы векторы магнитных полей якоря и статора были ортогональны друг к другу. То есть, по сути, устройство-драйвер регулирует вращающий момент, действующий на якорь БД. Наглядно этот процесс продемонстрирован на рисунке 4.

Фазы работы бесколлекторного привода

Как видим, для каждого перемещения якоря необходимо выполнять определенную коммутацию в обмотке статора двигателя бесколлекторного типа. Такой принцип работы не позволяет плавно управлять вращением, но дает возможность быстро набрать обороты.

Отличия коллекторного и бесколлекторного двигателя

Привод коллекторного типа отличается от БД как конструктивными особенностями (см. рис 5.), так и принципом работы.

Рис. 5. А – коллекторный двигатель, В – бесколлекторный

Рассмотрим конструктивные отличия. Из рисунка 5 видно, что ротор (1 на рис. 5) двигателя коллекторного типа, в отличие от бесколлекторного, имеет катушки, у которых простая схема намотки, а постоянные магниты (как правило, два) установлены на статоре (2 на рис. 5). Помимо этого на валу установлен коллектор, к которому подключаются щетки, подающие напряжение на обмотки якоря.

Кратко расскажем о принципе работы коллекторных машин. Когда на одну из катушек подается напряжение, происходит ее возбуждение, и образуется магнитное поле. Оно вступает во взаимодействие с постоянными магнитами, это заставляет проворачиваться якорь и размещенный на нем коллектор. В результате питание подается на другую обмотку и цикл повторяется.

Частота вращения якоря такой конструкции напрямую зависит от интенсивности магнитного поля, которое, в свою очередь, прямо пропорционально напряжению. То есть, чтобы увеличить или уменьшить обороты, достаточно повысить или снизить уровень питания. А для реверса необходимо переключить полярность. Такой способ управления не требует специального контролера, поскольку регулятор хода можно сделать на базе переменного резистора, а обычный переключатель будет работать как инвертор.

Конструктивные особенности двигателей бесколлекторного типа мы рассматривали в предыдущем разделе. Как вы помните, их подключение требует наличия специального контролера, без которого они просто не будут работать. По этой же причине эти двигатели не могут использоваться как генератор.

Стоит также отметить, что в некоторых приводах данного типа для более эффективного управления отслеживаются положения ротора при помощи датчиков Холла. Это существенно улучшает характеристики бесколлекторных двигателей, но приводит к удорожанию и так недешевой конструкции.

Как запустить бесколлекторный двигатель?

Чтобы заставить работать приводы данного типа, потребуется специальный контроллер (см. рис. 6). Без него запуск невозможен.

Рис. 6. Контроллеры бесколлекторных двигателей для моделизма

Собирать самому такое устройство нет смысла, дешевле и надежней будет приобрести готовый. Подобрать его можно по следующим характеристикам, свойственным драйверам шим каналов:

  • Максимально допустимая сила тока, эта характеристика приводится для штатного режима работы устройства. Довольно часто производители указывают такой параметр в названии модели (например, Phoenix-18). В некоторых случаях приводится значение для пикового режима, который контролер может поддерживать несколько секунд.
  • Максимальная величина штатного напряжения для продолжительной работы.
  • Сопротивление внутренних цепей контроллера.
  • Допустимое число оборотов, указывается в rpm. Сверх этого значения контроллер не позволит увеличить вращение (ограничение реализовано на программном уровне). Следует обратить внимание, что частота вращения всегда приводится для двухполюсных приводов. Если пар полюсов больше, следует разделить значение на их количество. Например, указано число 60000 rpm, следовательно, для 6-и магнитного двигателя частота вращения составит 60000/3=20000 prm.
  • Частота генерируемых импульсов, у большинства контролеров этот параметр лежит в пределах от 7 до 8 кГц, более дорогие модели позволяют перепрограммировать параметр, увеличив его до 16 или 32 кГц.

Обратим внимание, что первые три характеристики определяют мощность БД.

Управление бесколлекторным двигателем

Как уже указывалось выше, управление коммутацией обмоток привода осуществляется электроникой. Чтобы определить, когда производить переключения, драйвер отслеживает положение якоря при помощи датчиков Холла. Если привод не снабжен такими детекторами, то в расчет берется обратная ЭДС, которая возникает в неподключенных катушках статора. Контроллер, который, по сути, является аппаратно-программным комплексом, отслеживает эти изменения и задает порядок коммутации.

Трёхфазный бесколлекторный электродвигатель постоянного тока

Большинство БД выполняются в трехфазном исполнении. Для управления таким приводом в контролере имеется преобразователь постоянного напряжения в трехфазное импульсное (см. рис.7).

Рисунок 7. Диаграммы напряжений БД

Чтобы объяснить, как работает такой вентильный двигатель, следует вместе с рисунком 7 рассматривать рисунок 4, где поочередно изображены все этапы работы привода. Распишем их:

  1. На катушки «А» подается положительный импульс, в то время как на «В» — отрицательный, в результате якорь сдвинется. Датчиками зафиксируется его движение и подастся сигнал для следующей коммутации.
  2. Катушки «А» отключается, и положительный импульс идет на «С» («В» остается без изменения), далее подается сигнал на следующий набор импульсов.
  3. На «С» — положительный, «А» — отрицательный.
  4. Работает пара «В» и «А», на которые поступают положительный и отрицательный импульсы.
  5. Положительный импульс повторно подается на «В», и отрицательный на «С».
  6. Включаются катушки «А» (подается +) и повторяется отрицательный импульс на «С». Далее цикл повторяется.

В кажущейся простоте управления есть масса сложностей. Нужно не только отслеживать положение якоря, чтобы произвести следующую серию импульсов, а и управлять частотой вращения, регулируя ток в катушках. Помимо этого следует выбрать наиболее оптимальные параметры для разгона и торможения. Стоит также не забывать, что контроллер должен быть оснащен блоком, позволяющим управлять его работой. Внешний вид такого многофункционального устройства можно увидеть на рисунке 8.

Рис. 8. Многофункциональный контроллер управления бесколлекторным двигателем

Преимущества и недостатки

Электрический бесколлекторный двигатель имеет много достоинств, а именно:

  • Срок службы значительно дольше, чем у обычных коллекторных аналогов.
  • Высокий КПД.
  • Быстрый набор максимальной скорости вращения.
  • Он более мощный, чем КД.
  • Отсутствие искр при работе позволяет использовать привод в пожароопасных условиях.
  • Не требуется дополнительное охлаждение.
  • Простая эксплуатация.

Теперь рассмотрим минусы. Существенный недостаток, который ограничивает использование БД – их относительно высокая стоимость (с учетом цены драйвера). К числу неудобств следует отнести невозможность использования БД без драйвера, даже для краткосрочного включения, например, чтобы проверить работоспособность. Проблемный ремонт, особенно если требуется перемотка.

преимущество моторов постоянного тока перед моторами переменного тока

Для работы электрических насосов требуются электромоторы, позволяющие преобразовывать электрическую энергию в механическую для приведения циркуляционного насоса в движение. Наиболее распространены асинхронные двигатели переменного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC). Узнайте, в чем преимущество моторов BLDC перед моторами переменного тока.

На протяжении долгого времени пневматические насосы являлись самым популярным оборудованием для циркуляции краски. Они просты, надежны и подходят для безопасного использования в цехах подготовки краски с красками на основе растворителей. 

Однако у них есть один важный недостаток: высокое энергопотребление. Поскольку их КПД составляет всего 10 %, круглосуточное использование пневматических моторов может значительно увеличить расходы на электроэнергию. Поскольку у пневматических насосов слишком низкий КПД, появилась потребность в переходе к использованию других видов оборудования, в частности поршневых насосов с электрическим приводом.

Типы электрических моторов

Для работы насосов с электроприводом требуются электромоторы, преобразующие электрическую энергию в механическую для приведения насоса в движение. В отрасли используются различные типы электродвигателей, но чаще всего для этого используются индукционные моторы переменного тока и бесщеточные моторы постоянного тока (BLDC).

Для промышленного применения, как правило, используются индукционные моторы переменного тока. Они просты в эксплуатации, рентабельны и, если вам не нужен контроль частоты вращения, не требуют каких-либо дополнительных элементов управления. Моторы BLDC, которые стали популярны после появления недорогой силовой электроники в конце 1970-х годов, требуют наличия контроллера.
 

Различия между асинхронными моторами переменного тока (AC) и бесщеточными моторами постоянного тока (BLDC)

Асинхронные моторы переменного тока (АС) и бесщеточные моторы постоянного тока (BLDC) конструктивно очень похожи: основное отличие заключается в конструкции ротора. Асинхронный мотор переменного тока не имеет магнитов на роторе, вместо этого в нем используется несколько тонких пластин и обмоток. При подключении статора мотора к трехфазной сети возникает вращающееся магнитное поле. Под воздействием вращающегося магнитного поля индукционный ток проходит в ротор. Ток ротора создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем статора, в результате чего возникает крутящий момент.
 

Мотор переменного тока с частотно-регулируемым преобразователем (ЧРП)

Большинство асинхронных двигателей переменного тока могут работать непосредственно от сети переменного тока без контроллера. Если требуется регулировка частоты вращения (как во многих вариантах применения насосов), это преимущество теряет актуальность. В таком случае требуется использование частотно-регулируемого привода (ЧРП).

ЧРП изменяет скорость вращения мотора за счет изменения частоты переменного тока, поступающего в мотор. Например, на моторе, имеющем номинальную скорость вращения 1800 об/мин при частоте 60 Гц, можно уменьшить скорость вращения до 900 об/мин, уменьшив частоту до 30 Гц. Но даже при наличии ЧРП, частота вращения промышленных индукционных моторов находится в пределах 30–130 % от номинальной частоты вращения. Такие моторы не подходят для создания номинального крутящего момента на малых скоростях вращения или в случае остановки мотора.

 
Преимущества бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC)

Если индукционные моторы переменного тока более универсальны по сравнению с бесщеточными моторами постоянного тока (BLDC), почему для насосов используются моторы BLDC? Существует несколько преимуществ и функциональных особенностей, присущих только моторам BLDC:

  • Высокая эффективность Использование моторов BLDC позволяет сократить энергопотребление и уменьшить выработку тепла.
  • Точный контроль крутящего момента и частоты вращения мотора Насос может быстро реагировать на изменения в системе. Насос также может работать вхолостую, что позволяет мотору выдавать полный крутящий момент при нулевой скорости. Кроме того, этот мотор способен выдавать постоянный крутящий момент. Это помогает контролировать работу мотора для обеспечения постоянного уровня давления, что позволяет реагировать на изменения в системе циркуляции так же, как в случае с пневматическим насосом. 
  • Низкий момент инерции ротора Позволяет насосу значительно быстрее реагировать на изменение уровня давления в системе по сравнению с насосами с приводом от индукционного мотора переменного тока.
  • Более компактный размер При любых одинаковых мощностях моторы BLDC обычно имеют меньшие габаритные размеры, чем моторы переменного тока, что позволяет использовать насосы меньшего размера.


Высокая эффективность моторов BLDC наглядно представлена на графиках. На графике 1 представлены характеристики индукционных моторов переменного тока и моторов BLDC. На графике 2 показаны общие электрические и механические КПД разных моделей циркуляционных насосов.

График 1: Энергоэффективность 
Мощность
(зеленый) мотор BLDC     (синий) 3-фазный двигатель переменного тока     (желтый) 1-фазный мотор переменного тока
 

График 2: Эффективность расхода 
Расход материала, галлонов в минуту
(синий) Электрический циркуляционный насос с мотором BLDC     (желтый) Электрический насос с мотором переменного тока


Моторы переменного тока требуют сложной настройки

Для обоих типов моторов (переменного тока и постоянного тока) необходимо использовать метод преобразования вращательного движения мотора в линейно-поступательное движение поршня насоса. Для этого в индукционных моторах переменного тока, обладающих постоянной скоростью работы и медленной динамической реакцией, используется специальный сложный механизм. К примеру, может использоваться кулачковый привод или хомут. 

Ниже представлен пример насоса, работающего от индукционного мотора переменного тока. Обратите внимание, что мотор переменного блока, редуктор и кулачковый привод являются отдельными блоками, трансформирующими вращательное движение в линейно-поступательное движение. Система кулачкового привода состоит из нескольких частей и в два–три раза больше фактического мотора. В них также имеются точки износа и подшипники, подверженные износу и поломкам и требующие затрат на техническое обслуживание или замену.

 
Преимущества простоты конструкции

Помимо меньшей инерции и оптимального управления крутящим моментом, присущая бесщеточному мотору постоянного тока (BLDC) быстрая реакция позволяет значительно упростить механическое соединение. 

По сравнению с габаритной конструкцией насоса с приводом от индукционного мотора переменного тока, в циркуляционном насосе краски может использоваться небольшой двигатель BLDC, двухступенчатый редуктор и простой реечный привод, используемый для преобразования вращательного движения в линейно-поступательное.  

Для выполнения возвратно-поступательного движения необходимо просто изменить направление вращения мотора BLDC. Благодаря низкому моменту инерции и лучшему контролю крутящего момента, моторы BLDC позволяют выполнить это быстро и эффективно. 

Что такое бесщеточные двигатели постоянного тока

Понимание принципа и применения высокоэффективных двигателей: 1 из 3

Двигатель преобразует подаваемую электрическую энергию в механическую. Обычно используются различные типы двигателей. Среди них бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) отличаются высоким КПД и отличной управляемостью и широко используются во многих приложениях. Двигатель BLDC имеет преимущества в энергосбережении по сравнению с двигателями других типов.

Двигатели силовые агрегаты

Когда инженеры сталкиваются с проблемой проектирования электрического оборудования для выполнения механических задач, они могут подумать о том, как электрические сигналы преобразуются в энергию. Таким образом, исполнительные механизмы и двигатели относятся к устройствам, преобразующим электрические сигналы в движение. Двигатели обменивают электрическую энергию на механическую.

Самый простой тип двигателя - щеточный двигатель постоянного тока. В этом типе двигателя электрический ток проходит через катушки, которые расположены в фиксированном магнитном поле. Ток создает магнитные поля в катушках; это заставляет узел катушки вращаться, поскольку каждая катушка отталкивается от аналогичного полюса и тянется к противоположному полюсу фиксированного поля.Чтобы поддерживать вращение, необходимо постоянно реверсировать ток - так, чтобы полярность катушки постоянно менялась, заставляя катушки продолжать «преследовать» разные фиксированные полюса. Питание катушек подается через неподвижные токопроводящие щетки, которые контактируют с вращающимся коммутатором; именно вращение коммутатора вызывает изменение направления тока в катушках. Коммутатор и щетки являются ключевыми компонентами, отличающими щеточный двигатель постоянного тока от других типов двигателей. На рисунке 1 показан общий принцип работы щеточного двигателя.

Рисунок 1: Работа щеточного двигателя постоянного тока.

Неподвижные щетки подают электроэнергию на вращающийся коммутатор. Когда коммутатор вращается, он постоянно меняет направление тока в катушках, меняя полярность катушек, чтобы катушки сохраняли правое вращение. Коммутатор вращается, потому что он прикреплен к ротору, на котором установлены катушки.

Общие типы двигателей

Двигатели

различаются по типу мощности (переменного или постоянного тока) и способу создания вращения (Рисунок 2).Ниже мы кратко рассмотрим особенности и способы использования каждого типа.

Рисунок 2: Различные типы двигателей

Электродвигатели постоянного тока

с щеткой, отличающиеся простой конструкцией и легким управлением, широко используются для открывания и закрывания лотков для дисков. В автомобилях они часто используются для втягивания, выдвижения и установки боковых окон с электроприводом. Низкая стоимость этих двигателей делает их пригодными для множества применений. Однако одним из недостатков является то, что щетки и коммутаторы имеют тенденцию к относительно быстрому износу в результате их постоянного контакта, что требует частой замены и периодического обслуживания.

Шаговый двигатель приводится в действие импульсами; он поворачивается на определенный угол (шаг) с каждым импульсом. Поскольку вращение точно контролируется количеством полученных импульсов, эти двигатели широко используются для выполнения позиционных регулировок. Они часто используются, например, для управления подачей бумаги в факсимильных аппаратах и ​​принтерах, поскольку эти устройства подают бумагу с фиксированными шагами, которые легко коррелируют с количеством импульсов. Паузу также можно легко контролировать, поскольку вращение двигателя мгновенно прекращается при прерывании импульсного сигнала.

В синхронных двигателях вращение синхронно с частотой питающего тока. Эти двигатели часто используются для привода вращающихся противней в микроволновых печах; редукторы в моторном блоке можно использовать для получения подходящей скорости вращения для нагрева пищи. Скорость вращения асинхронных двигателей также зависит от частоты; но движение не синхронное. В прошлом эти двигатели часто использовались в электрических вентиляторах и стиральных машинах.

Обычно используются различные типы двигателей.На этом занятии мы рассмотрим преимущества и применение бесщеточных двигателей постоянного тока.

Почему двигатели BLDC вращаются?

Как следует из названия, в бесщеточных двигателях постоянного тока щетки не используются. В щеточных двигателях щетки подают ток через коммутатор в катушки на роторе. Так как же бесщеточный двигатель пропускает ток на катушки ротора? Это не так - потому что катушки не расположены на роторе. Вместо этого ротор представляет собой постоянный магнит; Катушки не вращаются, а вместо этого фиксируются на статоре.Поскольку катушки не двигаются, нет необходимости в щетках и коммутаторе. (См. Рисунок 3.)

В щеточном двигателе вращение достигается за счет управления магнитными полями, создаваемыми катушками на роторе, в то время как магнитное поле, создаваемое неподвижными магнитами, остается фиксированным. Чтобы изменить скорость вращения, вы меняете напряжение на катушках. В двигателе BLDC вращается постоянный магнит; вращение достигается за счет изменения направления магнитных полей, создаваемых окружающими неподвижными катушками.Чтобы контролировать вращение, вы регулируете величину и направление тока в этих катушках.

Рисунок 3: Двигатель BLDC.

Поскольку ротор представляет собой постоянный магнит, ему не нужен ток, что устраняет необходимость в щетках и коммутаторе. Ток в неподвижных катушках контролируется извне.

Преимущества двигателей BLDC

Двигатель BLDC с тремя катушками на статоре будет иметь шесть электрических проводов (по два на каждую катушку), отходящих от этих катушек.В большинстве реализаций три из этих проводов будут соединены внутри, а три оставшихся провода отходят от корпуса двигателя (в отличие от двух проводов, отходящих от щеточного двигателя, описанного ранее). Электропроводка в корпусе двигателя BLDC более сложна, чем просто соединение положительной и отрицательной клемм силового элемента; мы более подробно рассмотрим, как работают эти двигатели, во второй части этой серии. В заключение мы рассмотрим преимущества двигателей BLDC.

Одним из больших преимуществ является эффективность, так как эти двигатели могут непрерывно управлять с максимальной силой вращения (крутящим моментом).Щеточные двигатели, напротив, достигают максимального крутящего момента только в определенных точках вращения. Для того, чтобы щеточный двигатель обеспечивал такой же крутящий момент, как и бесщеточная модель, необходимо использовать более крупные магниты. Вот почему даже небольшие двигатели BLDC могут обеспечивать значительную мощность.

Второе большое преимущество - связанное с первым - это управляемость. Двигателями BLDC можно управлять с помощью механизмов обратной связи, чтобы обеспечить точный требуемый крутящий момент и скорость вращения. Прецизионное управление, в свою очередь, снижает потребление энергии и тепловыделение, а в случаях, когда двигатели питаются от батареи, продлевает срок ее службы.

Двигатели

BLDC также отличаются высокой прочностью и низким уровнем электрического шума благодаря отсутствию щеток. В щеточных двигателях щетки и коллектор изнашиваются в результате постоянного движущегося контакта, а также образуют искры в местах контакта. Электрический шум, в частности, является результатом сильных искр, которые, как правило, возникают в областях, где щетки проходят через зазоры в коммутаторе. Вот почему двигатели BLDC часто считаются предпочтительными в приложениях, где важно избегать электрических шумов.

Идеальное применение для двигателей BLDC

Мы убедились, что двигатели BLDC обладают высокой эффективностью и управляемостью, а также имеют длительный срок службы. Так для чего они нужны? Благодаря своей эффективности и долговечности они широко используются в устройствах, которые работают непрерывно. Они давно используются в стиральных машинах, кондиционерах и другой бытовой электронике; а в последнее время они появляются в вентиляторах, где их высокая эффективность способствовала значительному снижению энергопотребления.

Они также используются для привода вакуумных машин. В одном случае изменение программы управления привело к значительному скачку скорости вращения - пример превосходной управляемости, обеспечиваемой этими двигателями.

Двигатели

BLDC также используются для вращения жестких дисков, где их надежность обеспечивает надежную работу приводов в течение длительного времени, а их энергоэффективность способствует снижению потребления энергии в той области, где это становится все более важным.

На пути к более широкому использованию в будущем

Мы можем ожидать, что в будущем двигатели BLDC будут использоваться в более широком диапазоне приложений.Например, они, вероятно, будут широко использоваться для управления сервисными роботами - небольшими роботами, которые предоставляют услуги не только в производстве, но и в других областях. Можно подумать, что шаговые двигатели больше подходят для этого типа приложений, где для точного управления позиционированием можно использовать импульсы. Но двигатели BLDC лучше подходят для управления силой. А с шаговым двигателем, чтобы удерживать такую ​​конструкцию, как рука робота, потребуется относительно большой и непрерывный ток. Для двигателя BLDC все, что потребуется, - это ток, пропорциональный внешней силе, что обеспечивает более энергоэффективное управление.Двигатели BLDC могут также заменить простые щеточные двигатели постоянного тока в тележках для гольфа и мобильных тележках. Помимо большей эффективности, двигатели BLDC также могут обеспечивать более точное управление, что, в свою очередь, может еще больше продлить срок службы батарей.

Двигатели

BLDC также идеально подходят для дронов. Их способность обеспечивать точное управление делает их особенно подходящими для многороторных беспилотных летательных аппаратов, где положение беспилотника регулируется путем точного управления скоростью вращения каждого ротора.

На этом занятии мы увидели, как двигатели BLDC обеспечивают превосходную эффективность, управляемость и долговечность.Но тщательный и надлежащий контроль необходим для полного использования потенциала этих двигателей. На следующем занятии мы рассмотрим, как работают эти двигатели.

Список модулей

  1. Что такое бесщеточные двигатели постоянного тока
  2. Управление двигателями BLDC
  3. Решения Renesas для управления двигателями BLDC

Бесщеточные двигатели постоянного тока против щеточных: когда и почему выбирать один вместо другого | Статья

.

СТАТЬЯ

Пит Миллетт

Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик - рассылается раз в месяц

Мы ценим вашу конфиденциальность


Введение

Во многих приложениях управления движением используются двигатели постоянного тока с постоянными магнитами.Поскольку проще реализовать системы управления с использованием двигателей постоянного тока по сравнению с двигателями переменного тока, они часто используются, когда необходимо контролировать скорость, крутящий момент или положение.

Существует два типа обычно используемых двигателей постоянного тока: щеточные двигатели и бесщеточные двигатели (или двигатели постоянного тока с BLDC). Как следует из их названия, щеточные двигатели постоянного тока имеют щетки, которые используются для коммутации двигателя, чтобы заставить его вращаться. Бесщеточные двигатели заменяют механическую функцию коммутации электронным управлением.

Во многих случаях можно использовать щеточный или бесщеточный двигатель постоянного тока.Они работают на тех же принципах притяжения и отталкивания между катушками и постоянными магнитами. У обоих есть преимущества и недостатки, из-за которых вы можете выбрать один из них, в зависимости от требований вашего приложения.

Щеточные двигатели постоянного тока

Щеточные двигатели постоянного тока (изображение: maxon group)

В двигателях постоянного тока

для создания магнитного поля используются намотанные катушки из проволоки. В щеточном двигателе эти катушки могут свободно вращаться, приводя в движение вал - они являются частью двигателя, называемой «ротором».Обычно катушки намотаны вокруг железного сердечника, хотя есть также электродвигатели с щеточным покрытием, которые не имеют сердечника, когда обмотка является самоподдерживающейся.

Неподвижная часть двигателя называется «статором». Постоянные магниты используются для создания постоянного магнитного поля. Обычно эти магниты расположены на внутренней поверхности статора вне ротора.

Для создания крутящего момента, который заставляет ротор вращаться, магнитное поле ротора должно непрерывно вращаться, так что это поле притягивает и отталкивает фиксированное поле статора.Чтобы поле вращалось, используется ползунковый электрический переключатель. Переключатель состоит из коммутатора, который обычно представляет собой сегментированный контакт, установленный на роторе, и неподвижных щеток, установленных на статоре.

По мере вращения ротора коммутатор постоянно включает и выключает различные наборы обмоток ротора. Это заставляет катушки ротора постоянно притягиваться и отталкиваться от неподвижных магнитов статора, что заставляет ротор вращаться.

Поскольку существует некоторое механическое трение между щетками и коллектором - и поскольку это электрический контакт, он обычно не подлежит смазке - происходит механический износ щеток и коллектора в течение всего срока службы двигателя.Этот износ в конечном итоге достигнет точки, когда двигатель перестанет работать. Многие щеточные двигатели, особенно большие, имеют сменные щетки, обычно сделанные из угля, которые предназначены для поддержания хорошего контакта при износе. Эти двигатели требуют периодического обслуживания. Даже со сменными щетками, в конечном итоге, коммутатор также изнашивается до такой степени, что необходимо заменить двигатель.

Для приведения в действие щеточного двигателя на щетки подается постоянное напряжение, которое пропускает ток через обмотки ротора, заставляя двигатель вращаться.

В случаях, когда необходимо вращение только в одном направлении и не нужно контролировать скорость или крутящий момент, для щеточного двигателя не требуется никакой приводной электроники. В таких приложениях напряжение постоянного тока просто включается и выключается, чтобы двигатель работал или останавливался. Это типично для недорогих приложений, таких как моторизованные игрушки. Если необходимо реверсирование, это можно сделать с помощью двухполюсного переключателя.

Для облегчения управления скоростью, крутящим моментом и направлением используется «H-мост», состоящий из электронных переключателей - транзисторов, IGBT или MOSFET - позволяющих двигателю вращаться в любом направлении.Это позволяет подавать напряжение на двигатель любой полярности, что заставляет двигатель вращаться в противоположных направлениях. Скорость или крутящий момент двигателя можно контролировать с помощью широтно-импульсной модуляции одного из переключателей.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Бесщеточные двигатели постоянного тока (изображение maxon group)

Бесщеточные двигатели постоянного тока работают по тому же принципу магнитного притяжения и отталкивания, что и щеточные двигатели, но они устроены несколько иначе. Вместо механического коммутатора и щеток магнитное поле статора вращается с помощью электронной коммутации.Это требует использования активной управляющей электроники.

В бесщеточном двигателе к ротору прикреплены постоянные магниты, а к статору - обмотки. Бесщеточные двигатели могут быть сконструированы с ротором внутри, как показано выше, или с ротором на внешней стороне обмоток (иногда называемый двигателем с опережением).

Число обмоток, используемых в бесщеточном двигателе, называется числом фаз. Хотя бесщеточные двигатели могут быть сконструированы с различным числом фаз, трехфазные бесщеточные двигатели являются наиболее распространенными.Исключение составляют небольшие охлаждающие вентиляторы, которые могут использовать только одну или две фазы.

Три обмотки бесщеточного двигателя соединены по схеме «звезда» или «треугольник». В любом случае к двигателю подключаются три провода, а технология привода и форма сигнала идентичны.

Трехфазные двигатели могут быть сконструированы с различными магнитными конфигурациями, называемыми полюсами. Самые простые трехфазные двигатели имеют два полюса: ротор имеет только одну пару магнитных полюсов: северный и южный.Двигатели также могут быть построены с большим количеством полюсов, что требует большего количества магнитных секций в роторе и большего количества обмоток в статоре. Более высокое количество полюсов может обеспечить более высокую производительность, хотя очень высокие скорости лучше достигаются с меньшим количеством полюсов.

Для приведения в действие трехфазного бесщеточного двигателя необходимо, чтобы каждая из трех фаз могла быть подключена либо к входному напряжению питания, либо к земле. Для этого используются три схемы управления «полумостом», каждая из которых состоит из двух переключателей.Переключатели могут быть биполярными транзисторами, IGBT или MOSFET, в зависимости от требуемого напряжения и тока.

Существует ряд методов привода, которые можно использовать для трехфазных бесщеточных двигателей. Самый простой из них называется трапециевидной, блочной или 120-градусной коммутацией. Трапецеидальная коммутация в чем-то похожа на метод коммутации, используемый в щеточном двигателе постоянного тока. В этой схеме в любой момент времени одна из трех фаз соединена с землей, одна остается разомкнутой, а другая приводится в действие напряжением питания.Если требуется управление скоростью или крутящим моментом, обычно фаза, подключенная к источнику питания, имеет широтно-импульсную модуляцию. Поскольку фазы переключаются резко в каждой точке коммутации, а вращение ротора является постоянным, есть некоторое изменение крутящего момента (называемое пульсацией крутящего момента) при вращении двигателя.

Для повышения производительности можно использовать другие методы коммутации. Синусоидальная или 180-градусная коммутация постоянно пропускает ток через все три фазы двигателя. Электроника привода генерирует синусоидальный ток через каждую фазу, каждая из которых смещена на 120 градусов относительно другой.Этот метод привода сводит к минимуму пульсации крутящего момента, а также акустический шум и вибрацию и часто используется для приводов с высокими рабочими характеристиками или с высоким КПД.

Для правильного вращения поля управляющая электроника должна знать физическое положение магнитов на роторе относительно статора. Часто информация о положении получается с помощью датчиков Холла, установленных на статоре. Когда магнитный ротор вращается, датчики Холла улавливают магнитное поле ротора. Эта информация используется электроникой привода для пропускания тока через обмотки статора в такой последовательности, которая вызывает вращение ротора.

Используя три датчика Холла, трапецеидальную коммутацию можно реализовать с помощью простой комбинационной логики, поэтому не требуется сложной управляющей электроники. Другие методы коммутации, такие как коммутация синуса, требуют немного более сложной управляющей электроники и обычно используют микроконтроллер.

Помимо обеспечения обратной связи по положению с помощью датчиков Холла, существуют различные методы, которые можно использовать для определения положения ротора без датчиков. Самый простой - это контролировать обратную ЭДС на незадействованной фазе, чтобы определить магнитное поле относительно статора.Более сложный алгоритм управления, называемый полевым управлением или FOC, вычисляет положение на основе токов ротора и других параметров. FOC обычно требует довольно мощного процессора, так как есть много вычислений, которые нужно выполнять очень быстро. Это, конечно, дороже, чем простой метод трапецеидального управления.

Щеточные и бесщеточные двигатели: преимущества и недостатки

В зависимости от вашего приложения, есть причины, по которым вы можете использовать бесщеточный двигатель вместо щеточного двигателя.В следующей таблице приведены основные преимущества и недостатки каждого типа двигателя:

Мотор с щеткой Бесщеточный двигатель
Срок службы Короткое (износ щеток) Длинный (без щеток)
Скорость и ускорение Средний Высокая
КПД Средний Высокая
Электрический шум Шумный (искрение втулки) Тихий
Акустический шум и пульсация крутящего момента Плохо Среднее (трапециевидное) или хорошее (синусоидальное)
Стоимость Самый низкий Средний (дополнительная электроника)

Срок службы

Как упоминалось ранее, одним из недостатков щеточных двигателей является механический износ щеток и коллектора.В частности, угольные щетки являются жертвой, 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 страдают от этого износа.

Скорость и ускорение

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

Электрический шум

Щетки и коммутатор образуют своего рода электрический выключатель.Когда двигатель вращается, переключатели размыкаются и замыкаются, в то время как значительный ток проходит через обмотки ротора, которые являются индуктивными. Это приводит к возникновению дуги на контактах. Это создает большой электрический шум, который может попасть в чувствительные цепи. Возникновение дуги можно несколько смягчить, добавив конденсаторы или демпферы RC на щетках, но мгновенное переключение коммутатора всегда создает некоторый электрический шум.

Акустический шум

Щеточные двигатели имеют «жесткое переключение», то есть ток резко переключается с одной обмотки на другую.Создаваемый крутящий момент изменяется в зависимости от вращения ротора, когда обмотки включаются и выключаются. С помощью бесщеточного двигателя можно управлять токами обмоток таким образом, чтобы ток постепенно передавался от одной обмотки к другой. Это снижает пульсацию крутящего момента, которая представляет собой механическую пульсацию энергии на ротор. Пульсация крутящего момента вызывает вибрацию и механический шум, особенно при низких оборотах ротора.

Стоимость

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

Сводка

Из-за снижения затрат и повышения производительности бесщеточные двигатели становятся все более популярными во многих областях применения.Но все же есть места, где щеточные двигатели имеют больше смысла.

Многое можно узнать, изучив применение бесщеточных двигателей в автомобилях. По состоянию на 2020 год большинство двигателей, которые работают, когда автомобиль работает, - например, насосы и вентиляторы - перешли от щеточных двигателей к бесщеточным двигателям для повышения их надежности. Добавленная стоимость двигателя и электроники более чем компенсирует более низкий уровень отказов в полевых условиях и снижение требований к техническому обслуживанию.

С другой стороны, двигатели, которые используются нечасто, например двигатели, приводящие в движение сиденья с электроприводом и электрические стеклоподъемники, остались преимущественно щеточными двигателями.Причина в том, что общее время работы в течение всего срока службы автомобиля очень мало, и очень маловероятно, что двигатели выйдут из строя в течение всего срока службы автомобиля.

Поскольку стоимость бесщеточных двигателей и связанной с ними электроники продолжает снижаться, бесщеточные двигатели находят свое применение в приложениях, которые традиционно использовались щеточными двигателями. Еще один пример из автомобильного мира: в двигателях регулировки сиденья в высокопроизводительных платах используются бесщеточные двигатели, поскольку они производят меньше акустического шума.

Получить техническую поддержку

Бесщеточные двигатели | Корпорация Nidec

Технические возможности Nidec

Бесщеточные двигатели постоянного тока

отличаются низким энергопотреблением, длительным сроком службы, низким уровнем шума, компактными размерами и малым весом.
Nidec - мировой лидер в разработке и производстве этих высокопроизводительных двигателей.

Электродвигатели постоянного тока

имеют различные преимущества, такие как высокий КПД, возможность уменьшения габаритов, способность работать на электроэнергии и низкие производственные затраты. Однако эти двигатели имеют ряд недостатков, таких как шум из-за трения щетки, образование искр и электрических шумов, а также ограниченный срок службы из-за износа щетки. Разработка бесщеточного двигателя постоянного тока решила все эти проблемы.

В бесщеточном двигателе постоянного тока ротор, сделанный из постоянного магнита, приводится в движение магнитной силой цепи обмотки статора.В то время как щеточный двигатель постоянного тока использует щетку и коммутатор для переключения тока, бесщеточный двигатель постоянного тока использует датчик и электронную схему для переключения тока. Разработка этого двигателя стала возможной благодаря развитию технологий полупроводников и периферийных устройств. Этот двигатель имеет выгодные характеристики двигателей постоянного тока (ток и напряжение соответственно пропорциональны крутящему моменту и скорости вращения) и двигателей переменного тока (бесщеточная конструкция). Бесщеточный двигатель постоянного тока отличается компактными размерами, высокой выходной мощностью, длительным сроком службы и отсутствием искр и шума. Он используется в широком спектре приложений, от ПК до бытовой техники.

Характеристики и классификация бесщеточных двигателей постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока «вращает свой магнит».

Ротор, сделанный из магнита, вращается под действием магнитных полей, создаваемых током, протекающим через обмотки статора. Ток переключается датчиком и электронной схемой.

Тип внешнего ротора (ротор находится вне статора)

Преимущества
  • Легко получить большой крутящий момент.
  • Скорость стабильна при постоянном вращении.
Недостатки
  • Ротор большой (движение медленное).
  • Внешний ротор требует соответствующих мер безопасности.

Тип внутреннего ротора (ротор находится внутри статора)

Преимущества
  • Ротор маленький и быстро реагирует.
  • Змеевик расположен снаружи, и уровень теплоотдачи высокий.
Недостатки
  • Трудно получить большой крутящий момент.
  • Магниты могут быть повреждены центробежной силой.

Таблица сравнения типов двигателей

Бесщеточные двигатели постоянного тока имеют много преимуществ (в частности, в области эффективности).

По сравнению с другими типами двигателей бесщеточный двигатель постоянного тока имеет множество преимуществ, таких как компактный размер, высокая мощность, низкий уровень вибрации, низкий уровень шума и длительный срок службы.

Двигатель переменного тока Универсальный мотор Щеточные электродвигатели постоянного тока Бесщеточный двигатель постоянного тока Шаговый двигатель Серводвигатель
Однофазный Трехфазный
(Индукционный)
Трехфазный
(Синхронизация)
серв. Переменного тока Сервопривод постоянного тока
Тип питания AC AC / DC DC DC (включая драйвер) / Driver Драйверы Драйверы Драйверы
КПД 40-60 % 60–70 % 70-80 % 50-60 % 60–80 % 80 % - 60–70 % 50–80 % 60–80 %
Размер
(такая же мощность)
Большой Средний или большой Большой Малый Малый Средний Малый или средний Малый
Шум Малый Большой Большой Малый Средний Малый Большой
Диапазон скоростей Узкий широкий Средний широкий широкий широкий Средний Узкий
Ответ Медленная Медленная Средний Средний Средний Быстро
Срок службы Длинный Короткий Короткий Длинный Длинный Короткий
Цена Низкий Средний Низкий Низкий Средний или высокий Средний Высокая
Приложения Стиральные машины
Воздуходувки
Пылесосы
Насосы
Краны
Конвейеры
Кондиционеры
Промышленное оборудование
Компрессоры
Посудомоечные машины
Стиральные машины
Пылесосы
Электроинструменты
Соковыжималки
Электрические игрушки
Электроинструменты
Автомобильные электрические компоненты
Мелкая бытовая техника
Кондиционеры
Посудомоечные машины
Стиральные машины
Мелкая бытовая техника
Роботы
Мелкая бытовая техника
Кондиционирование воздуха
Конвейеры
Роботы
Станки
Принтеры
Плоттеры
Рабочие станки
Решение Ориентация на затраты Ориентация на универсальность Ориентация на затраты Ориентация на затраты Ориентация на эффективность
Ориентация на универсальность
Ориентация на универсальность Ориентация на производительность

Nidec имеет значительный опыт в области небольших бесщеточных двигателей постоянного тока.Компания занимает 80% мирового рынка шпиндельных двигателей для жестких дисков, 60% мирового рынка двигателей для DVD и других оптических приводов и 40% мирового рынка двигателей для вентиляторов. Nidec работает в области малых прецизионных двигателей, которая наиболее быстро перешла на бесщеточные двигатели. Нам удалось наладить массовое производство бесщеточных двигателей постоянного тока раньше, чем у наших конкурентов, и мы заняли лидирующие позиции на рынке. Кроме того, мы удерживаем позицию № 1 в мире, постоянно внедряя новые технологии, такие как первые в отрасли подшипники FDB (Fluid Dynamic Bearings), которые удовлетворяют потребности во все более точных жестких дисках, а также наши собственные разработки. средств проектирования и моделирования.

Рынок, который становится наиболее плодородным с точки зрения применения бесщеточных двигателей постоянного тока, - это рынок автомобильных двигателей. Как свидетельствует система рулевого управления с гидроусилителем, уровень расхода топлива которой можно улучшить на 3-5%, если гидравлическую систему заменить электрической системой, эффект энергосбережения очень высок за счет использования систем электроснабжения. В разных местах все больше и больше гидравлических систем заменяется двигателями. В частности, бесщеточный двигатель постоянного тока играет ведущую роль в замене функций там, где требуется управляемость и где детали часто используются и, следовательно, требуются детали с длительным сроком службы.Основная область применения после гидроусилителя руля - компрессорные моторы кондиционеров. Кроме того, тяговые двигатели для электромобилей (электромобилей) являются многообещающей областью для бесщеточных двигателей постоянного тока. Поскольку система работает от батареи с ограниченной мощностью, двигатель должен быть высокоэффективным и компактным, чтобы его можно было устанавливать в ограниченном пространстве. Благодаря накопленному нами к настоящему времени опыту в области малых прецизионных двигателей, мы стремимся стать компанией № 1 в мире, работающей в области автомобильных двигателей.

Рынок автомобильных компонентов значительно расширяется как область применения бесщеточных двигателей постоянного тока.

Бесщеточные двигатели постоянного тока - мощность ниже 900 Вт

Moog предлагает широкий выбор высокопроизводительных бесщеточных двигателей и серводвигателей, используемых в самых разных областях, включая медицину, автоматизацию делопроизводства, упаковку, промышленность, аэрокосмическую промышленность и оборону.

Интегрированные двигатели

Moog расширил свои решения по перемещению, добавив линейку легко программируемых интегрированных двигателей.

Moog Animatics предоставляет передовые технологии, которые объединяют двигатель, кодировщик, усилитель, контроллер, связь RS232 / RS485 и вводы / выходы.SmartMotor теперь оснащен опциональной технологией Combitronic.

Узнать больше

Сервоуправление интегрировано в высокоэффективный бесщеточный двигатель.Обеспечивает большую свободу при проектировании машины и значительно сокращает объем проводки и пространство в шкафу.

Узнать больше

Моторы на заказ

Moog расширил свои решения по перемещению, добавив линейку высокопроизводительных бесщеточных двигателей на заказ, в том числе бесщеточные двигатели с постоянными магнитами, средства управления с интенсивным DSP и компоненты с добавленной стоимостью. Эти индивидуальные решения предлагают конкурентное преимущество как по характеристикам, так и по стоимости для широкого спектра приложений и рынков.

Moog Aspen решает проблемы управления движением OEM, используя свои инженерные возможности для разработки и производства инновационных продуктов, включая бесщеточные двигатели с постоянными магнитами, средства управления с интенсивным DSP и компоненты с добавленной стоимостью.Эти индивидуальные решения предлагают конкурентное преимущество как по характеристикам, так и по стоимости для широкого спектра приложений и рынков.

Узнать больше

Moog Aspen тесно сотрудничает с нашими крупными OEM-заказчиками, чтобы предложить «больше, чем просто двигатель.«Узлы с добавленной стоимостью охватывают широкий спектр продуктов. Мы предлагаем моторную электронику с необходимым аппаратным и программным обеспечением, элементы обратной связи, коробки передач, магнитные муфты и пластмассовые детали в комплекте с OEM-продуктами

.

Узнать больше


Щелкните здесь, чтобы перейти на сайт Moog Animatics.

Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с расширенными решениями Moog по индивидуальным двигателям.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

- Бесщеточный серводвигатель постоянного тока RapidPower ™ Xtreme

Бесщеточные двигатели постоянного тока ElectroCraft (BLDC) разработаны для обеспечения высокой производительности.Двигатели BLDC идеально подходят для приложений, где быстрое ускорение и высокие требуется точность. ElectroCraft Rapid Power и Rapid Power Plus Двигатели BLDC имеют эффективную, компактную конструкцию с высокой плотностью крутящего момента. определяется высоким крутящим моментом относительно размера рамы. Благодаря эффективному дизайну, скорость, точность и надежность, электродвигатели ElectroCraft BLDC используются в различные критически важные медицинские, военные, автоматические и другие прецизионные приложения.Узнать больше & rtrif;

Просмотрите наши базовые семейства продуктов и не стесняйтесь свяжитесь с нашим приложением BLDC инженеры по вопросам, касающимся ваших потребностей в двигателе BLDC. ЭлектроКрафт специализируется на разработке индивидуальных решений для самых требовательных движений контролировать проекты.В дополнение к нашей линейке продуктов BLDC посетите наш Справочник и руководство по применению высокопроизводительных бесщеточных двигателей.

Преимущества бесщеточных двигателей постоянного тока

  • Высокая производительность и эффективность - BLDC в целом более эффективны, чем их чистые аналоги.В них используются электронные возможности, позволяющие быстро и точно контролировать скорость и положение двигателя.
  • Долговечность - количество движущихся частей, управляющих бесщеточными двигателями, меньше, чем у PMDC, что делает их более устойчивыми к износу и ударам. Они не склонны к выгоранию из-за искр, с которыми часто сталкиваются щеточные двигатели, что значительно увеличивает срок их службы.
  • Низкий уровень шума - двигатели BLDC работают тише, потому что у них нет щеток, которые постоянно контактируют с другими компонентами.

Радиоуправляемые автомобили и грузовики Моторы

Это просто!
    Шаг 1: Создайте зарегистрированный аккаунт на HorizonHobby.com
    Шаг 2: Делайте покупки и создавайте свою тележку с любимыми продуктами In Stock RC
    Шаг 3: Выберите способ оплаты «Easy Pay», чтобы разделить ваши платежи
    Шаг 4: Разместите заказ!

БЕСПЛАТНОЕ ФИНАНСИРОВАНИЕ - БЕЗ ПРОЦЕНТОВ - БЕЗ КРЕДИТНЫХ ЧЕКОВ - БЕЗ ПЛАТЫ ЗА ОБСЛУЖИВАНИЕ

Квалификация
  • Клиент должен иметь зарегистрированную учетную запись с хорошей репутацией на HorizonHobby.com
  • Минимальная стоимость заказа $ 100 соответствующих товаров на складе (до налогообложения и доставки).
  • Общий доступный кредитный лимит = 500 долларов США . Минимальная сумма финансирования = 50 долларов США.
  • Доступно только для подходящих товаров на складе
    • Предварительный и невыполненный заказы по вашему заказу будут списаны в полном объеме при отправке. Платежи Easy Pay и кредит будут рассчитаны только для товаров, имеющихся в наличии в заказе.
    • Прочие расходы, включая, помимо прочего, доставку и обработку, налоги, товары, не отвечающие критериям, будут выставлены при первом платеже.Платежи за товары, не соответствующие критериям Easy Pay, подлежат оплате во время заказа.
  • Easy Pay доступен только при использовании действующей кредитной карты. Paypal нельзя использовать с Easy Pay.
Платежи и графики
  • Платежи Easy Pay будут разделены на два или три платежа. Первый платеж снимается с вашей кредитной карты при выставлении счета за ваш заказ. Счета за дополнительные платежи выставляются на кредитную карту каждые 30 дней после первого платежа, пока не будут произведены все платежи.
  • Для значений заказа от 100,00 до 299,99 долларов США платежи будут разделены на два платежа. Для стоимости заказа> 300 долларов платежи будут разделены на три платежа.
    • 1-й платеж = время покупки (включая налоги, стоимость доставки и товары, не соответствующие критериям)
    • 2-й платеж = Запланировано через 30 дней после первоначальной покупки
    • 3-й платеж = запланирован через 60 дней после первоначальной покупки
  • Платежи будут разделены поровну, если позволяет кредитный лимит, а запланированные суммы платежей будут ограничены доступным оставшимся кредитным лимитом.

* Просматривайте и управляйте своими способами оплаты Easy Pay, планируйте и просматривайте доступный кредитный лимит в разделе «Easy Pay» моей учетной записи.
* Вариант финансирования Easy Pay доступен по усмотрению Horizon, условия могут быть изменены.

См. Полные условия и положения программы Easy Pay

Бесщеточные двигатели

: в чем большая разница?

Вы рассматриваете бесщеточный двигатель для вашей области применения? Вас смущают предложения «бесщеточный двигатель постоянного тока», «бесщеточный серводвигатель» и «бесщеточный моментный двигатель»? Если да, то продолжайте читать, чтобы узнать, что мы подразумеваем под этими терминами, и помочь с выбором правильного типа.

Давайте нырнем.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Бесщеточная технология постоянного тока (BLDC) в той или иной форме используется уже несколько десятилетий. Разница между щеточным двигателем постоянного тока и бесщеточным постоянным током (удивительно!) Заключается в том, что в бесщеточных двигателях щетки не используются.

Щетки используются в двигателях постоянного тока в процессе коммутации для переключения тока с катушки на катушку с целью развития крутящего момента для вращения ротора и присоединенной нагрузки. Процесс является механическим, поскольку щетки физически скользят по коммутатору для переключения катушек двигателя.

С другой стороны, бесщеточные двигатели

полагаются на электронику для выполнения задачи коммутации. Электронное переключение токов на катушки двигателя BLDC более эффективно, чем механическое переключение двигателя постоянного тока. Более того, нет износа с течением времени, замены щеток или коммутаторов, а также искрообразования на интерфейсе щеток-коммутатор. В результате бесщеточные двигатели практически не требуют обслуживания, генерируют низкий EMI (электрический шум), могут работать при более высоких напряжениях, более эффективны и могут быть сделаны более компактными, чем щеточные двигатели, рассчитанные на аналогичную выходную мощность.

Как правило, двигатели, которые вы найдете на веб-сайтах и ​​в рекламе и именуемые как Бесщеточные двигатели постоянного тока , предназначены в первую очередь для коммерческих и промышленных приложений общего назначения, особенно для тех приложений, где вы не хотите или не должны точно контролировать скорость. двигателя или его положения. Все бесщеточные двигатели постоянного тока требуют сопутствующего электронного блока привода, если только привод не встроен в двигатель, как в случае с семейством бесщеточных двигателей постоянного тока EnduraMax от Allied Motion.

Примеры применения: Бесщеточные двигатели постоянного тока - отличный выбор для питания насосов, вентиляторов и воздуходувок, компрессоров и других аналогичных коммерческих или промышленных приложений, в которых важны длительный срок службы, отсутствие технического обслуживания, компактные размеры и электрическая эффективность. Эти двигатели идеально подходят для устройств с батарейным питанием, где их повышенная эффективность может значительно продлить срок службы батарей.

Бесщеточные серводвигатели

Бесщеточные серводвигатели

- это особая разновидность двигателей с BLDC, предназначенная для приложений, в которых целями являются точное позиционирование и / или высокие скорости.Эти двигатели разработаны для быстрого и точного отклика в высокодинамичных приложениях, где быстрое и точное отслеживание траекторий и позиционирование являются ключевыми критериями.

Бесщеточные серводвигатели

Allied Motion доступны в метрической или NEMA-размерной версии и обычно предлагаются с дополнительными надстройками, включая оптические энкодеры, тормоза и / или редукторы.

Allied Motion также предлагает безрамные версии, состоящие из комплектов, соответствующих ротору и статору, из нашего семейства серводвигателей Quantum.

Бесщеточные серводвигатели без рамы идеально подходят для ситуаций, когда вы хотите встроить двигатель в свою механику, чтобы обеспечить плотное соединение с ведомым компонентом и исключить избыточные компоненты для максимально компактной конструкции, снижения веса и снижения затрат.

Когда у вас есть индивидуальные требования к характеристикам двигателя, выходящие за пределы номинальных характеристик двигателя, герметичная конструкция с классом защиты IP, нестандартные монтажные интерфейсы, экстремальные условия с высокими температурами или сильной влажностью или что-либо еще, выходящее за рамки нормы, Allied Motion может помочь.Бесщеточные серводвигатели, разработанные по индивидуальному заказу, были нашей специализацией с тех пор, как мы начали предлагать этот тип двигателей.

Примеры применения: Серводвигатели BLDC наиболее эффективно используются в роботах, подъемно-транспортном оборудовании, производстве полупроводников, испытательном и упаковочном оборудовании, осях станков и аналогичных приложениях, где преимущества сервоуправления движением необходимы для достижения требуемого представление.

Бесщеточные двигатели крутящего момента

Наконец, в нашем обзоре трех наиболее распространенных типов бесколлекторных двигателей сегодня, мы приходим, пожалуй, к самому неправильно понимаемому: моментному двигателю.Все роторные двигатели создают крутящий момент, поэтому справедливо спросить, почему у моментных двигателей такое специальное обозначение. Причина заключается в том, что моментные двигатели в первую очередь предназначены для создания большого крутящего момента и делают это на сравнительно низкой скорости.

Если вам требуется точное позиционирование на низких скоростях, можно использовать мотор-редукторы, но есть недостатки, такие как неэффективность компонентов при передаче мощности, дополнительная механическая сложность и люфт (потерянный ход). Лучшим вариантом может быть бесщеточный крутящий момент.Моментные двигатели обычно встраиваются непосредственно в механизм, которым они должны приводить, вместо того, чтобы соединяться через промежуточные механизмы, такие как шарико-винтовая передача или коробка передач.

Характерно, что моментные двигатели имеют больше полюсов и больший диаметр, чем двигатели других типов. Эта комбинация позволяет им создавать больший крутящий момент на единицу объема и веса, чем традиционные двигатели BLDC аналогичного объема и веса.

Эти двигатели были спроектированы на основе электромагнита для обеспечения максимально возможного крутящего момента при относительно низких скоростях, с механическими особенностями для крепления непосредственно к полезной нагрузке для простоты и эффективности прямого привода.Кроме того, их конструкция обеспечивает относительно большой чистый внутренний диаметр апертуры, что может быть преимуществом, если вам нужно пропустить свет (например, лазерный луч), проводку или водопровод через центр приводимой оси.

Более того, их можно комбинировать с энкодерами большого диаметра с большим счетчиком, чтобы достичь второго уровня точности позиционирования.

Allied Motion предлагает семейства безрамных и бесколлекторных моментных двигателей. В наших безрамных сериях HT и Megaflux представлены модели диаметром от 5 мм до 792 мм.Самый крупный стандартный моментный двигатель Allied - Megaflux 760 (внешний диаметр 792 мм), он предлагает размер сквозного отверстия ротора 582 мм (22,9 дюйма) и ошеломляющие 16000 Нм прерывистого пикового крутящего момента при остановке. Большое количество полюсов этих устройств делает их хорошо подходящими для обеспечения высокого крутящего момента на низких скоростях и достижения высокоточного позиционирования.

Примеры применения: Они варьируются от роботизированных шарниров и симуляторов до многоосных подвесов слежения и позиционирования, автоматизированного управления транспортным средством на основе GPS и управления кинокамерой.Вы можете максимизировать производительность с помощью заказных версий моментных двигателей, которые имеют различные диаметры, осевую высоту, специальные интерфейсы монтажного оборудования, а также специальные электромагнитные комбинации и функции, позволяющие при необходимости работать на более высоких скоростях.

Мы надеемся, что этот краткий обзор типов бесщеточных двигателей поможет вам лучше понять различия между бесщеточными двигателями постоянного тока, бесщеточными серводвигателями и бесщеточными моментными двигателями.

Какими бы ни были требования к вашему приложению, мы поможем вам принять правильное решение, которое обеспечит максимальную производительность в вашем приложении при минимизации размера и стоимости необходимого двигателя и приводной системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *