Про щітковий та безщітковий електромотори

► Що таке щітковий електромотор та безщітковий електромотор

Електромотор постійного струму– це електричний пристрій, який конвертує електричну енергію прямого струму в механічну. Практично всі електричні мотори прямого струму мають внутрішній механізм, або електромеханічний, або електричний, для періодичної зміни напрямку потоку струму.

Двигуни постійного струму були першими, які почали широко використовуватися у світі. Швидкість електромоторів можна регулювати у великому діапазоні, використовуючи змінну напругу або змінюючи силу струму на обмотках.

Щітковий електромотор

Щітковий електромотор генерує крутний момент безпосередньо від поданого живлення на нього, використовуючи внутрішній комутатор, стаціонарні магніти (постійні або електромагнітні), і обертові електромагніти.

Переваги щіткових моторів: низька ціна виробництва, висока надійність та легке управління швидкістю.

Недоліки щіткових моторів: високі експлуатаційні витрати й малий термін служби при високій інтенсивності використання.

Обслуговування охоплює регулярну заміну графітових щіток також, як і очищення або заміна комутатора. Ці компоненти важливі для передачі електроенергії на обмотку ротора.

Безщітковий електромотор

У типовому безщітковому електромоторі ротор має вигляд постійних магнітів, що обертаються навколо статора з електромагнітами. Контролер такого мотора конвертує постійний струм в змінний. Цей тип механічно простіше ніж щітковий, тому що виключає складність передачі електроенергії до ротора мотора.

Контролер мотора може відстежувати стан ротора за допомогою датчиків ефекту Холла і може дуже точно контролювати таймінги, фази. Струмом на обмотках ротора можна оптимізувати крутний момент, зберігати енергію, регулювати швидкість та навіть здійснювати деяке гальмування.

Переваги безщіткових моторів: великий термін служби, відсутність необхідності обслуговування та висока ефективність.

Недоліки безщіткових моторів: висока вартість виробництва та більш складний контролер швидкості.

Порівняння щіткового та безщіткового електромоторів

Щіткові електромотори були винайдені у 19-му столітті. А можливість виробляти безщіткові мотори постійного струму з'явилася тільки з винаходом напівпровідників у 1960-х.

Про комутатор

У щіткових моторах даний вузол виконаний у вигляді поворотного перемикача на валу двигуна, який називається комутатор. Він складається з циліндра, що обертається, поділеного на n-ну кількість сегментів (контактів) на роторі. Дані сегменти з'єднані з обмотками електромагнітів ротора. Два або більше стаціонарних контактів називаються «щітки», зроблені з м'якого (в порівнянні з комутатором) провідника, здійснюють ковзний контакт з сегментами на комутаторі. При кожному півоберті комутатор змінює напрямок струму на обмотках ротора, і таким чином магнітне поле створює крутний момент тільки в одному напрямку.

Основні недоліки комутатора:

- Ковзний контакт щіток з комутатором призводить до втрат енергії, що може бути значним недоліком.

- Щітки зношуються через тертя, створюючи пил, згодом щітки повинні бути замінені.

- Опір ковзний контактів призводить до падіння напруги.

- Різкі зміни потоків струму через індукцію обмоток, що повторюються, призводять до іскріння контактів комутатора та створюють електричний «шум», що може призвести до електромагнітного втручання в найближче електричне коло.

Безщіткові електромотори були створені, щоб виключити дані недоліки.

Безщіткове рішення

Розробка напівпровідників в електроніці у 70-х роках дозволила прибрати комутатор та щітки в електромоторах постійного струму. У безщіткових електромоторах електрична серво система замінює механічний комутаторний вузол. Електричні датчики визначають кут ротора та керують напівпровідниковими перемикачами такими як транзистори, які включають струм через обмотки, а також перенаправляють струм (в деяких моторах просто відключають) в певний час кожні 180 градусів. Таким чином електромагніти створюють крутний момент в одному напрямку. Термін служби таких моторів обмежений тільки терміном служби їх підшипників.

Саме тому в сучасних електропідсилювачах керма використовують безщіткові електромотори.

Залишити коментар

* Ім'я :
* E-mail: (Не буде опубліковано)
* Коментар :