Защо DC моторът с четка не е напълно сменен?

От раждането на безчетковия DC мотор, "древният" безчетков двигател започна да намалява, но все още е надежден избор за евтини приложения.

Основната структура на двигателя на четката е статор плюс ротор плюс четка, чрез въртящото се магнитно поле за получаване на въртящ момент, така че да се изведе кинетична енергия. Четката и комутаторът постоянно контактуват с триене, играейки проводяща и трансферна роля при въртенето. Прескачането в посоката на полюса се осъществява чрез преместване на контакт във фиксирана позиция, който след това се свързва спрямо електрическия контакт на ротора на двигателя. Този неподвижен контакт обикновено е направен от графит. В сравнение с медта или други метали, графитът не се стопява или заварява заедно с въртящия се контакт по време на голям ток на късо съединение или отворена верига/старт, а контактът обикновено се носи от пружина, така че може да се получи непрекъснат контактен натиск. При безчетковия двигател работата по подмяната се извършва от управляващата верига в контролера (обикновено сензор на Хол плюс контролер, а по-модерната технология е магнитният енкодер). Основната структура на безчетковия двигател включва ротор, статор, контролер на двигателя и сензор. Статорът и сензорът са фиксирани към корпуса на двигателя, а роторът е свързан към вътрешността на двигателя чрез аксиален лагер. Вътре в ротора има група от постоянни магнити и аксиални отвори за достъп, инсталирани за отвеждане на топлината от ротора през въздуха. По време на работа на безчетковия двигател, контролерът на двигателя получава потенциалния сигнал, прочетен от сензора от ротора и определя съответно позицията и скоростта на ротора. След това контролерът на двигателя изпраща серия от токови сигнали към намотката на статора, за да мотивира взаимодействието на магнитното поле между постоянния магнит на ротора и намотката на статора. Чрез това взаимодействие безчетковият двигател е в състояние да преобразува електрическата енергия в механична енергия и да изведе съответната скорост и въртящ момент.

Всъщност управлението на двата вида двигатели е регулиране на напрежението, но тъй като безчетковият DC използва електронно превключване, така че трябва да има цифрово управление, което може да се постигне, а постоянният ток на четката е чрез превключване на въглеродната четка, използването на силициев контрол и други традиционни аналогови схеми могат да бъдат контролирани, сравнително лесно.

Микродвигателят с четка DC е традиционен двигател с въртяща се четка, която е свързана към ротора вътре в двигателя, което позволява на ротора да се върти и да задвижва машината. Безчетковият двигател няма четка и дискретен магнитен полюс вътре в ротора. Скоростите с четка и без четка също са различни. Режимът на регулиране на скоростта на DC микромотора на четката е да промени позицията на четката чрез промяна на размера на контактната повърхност между четката и ротора и след това да промени скоростта на двигателя. Неговият режим на регулиране на скоростта не е много гъвкав и лесен за премахване на износването на сърцевината и проблемите с извънформа, което засяга стабилността на системата. За разлика от тях, безчетковият двигател има повече режим на регулиране на скоростта. В системата за управление на безчетковия двигател регулирането на скоростта може да се контролира автоматично чрез контролиране на тока и напрежението на двигателя. Тъй като роторът вътре в безчетковия двигател е много стабилен, може да се постигне високо прецизен контрол на скоростта и контрол на въртящия момент. В допълнение, безчетковият двигател не се нуждае от поддръжка при смяна на четка, като по този начин спестява производствени разходи и разходи за поддръжка.

Двигателят с четка винаги поддържа следните абсолютни предимства в редиците на много двигатели от висок клас

1. Неговата структура има само един ротор, един статор и група четки, които не се нуждаят от сложна механична структура и контролна верига, а производствените разходи са сравнително ниски. В същото време, вземете сегашния масов поток като пример, неговото технологично развитие има история от десетилетия, технологията е зряла, а цикълът на изследване и развитие също е кратък. Тази зряла технология осигурява сигурна техническа гаранция за производствените предприятия, лесна за поддръжка, намалява разходите за поддръжка и риска от повреда. Производителността на произвежданите продукти също става все по-стабилна и по-популярна на пазара. Най-накрая, след години на техническо натрупване и практически опит, производителността достигна относително стабилно и отлично ниво. Въвеждането и иновациите на нови технологии непрекъснато насърчават развитието на индустрията за двигатели с четки и подобряват качеството и ефективността на продуктите.

2. Бърза скорост на реакция, висок начален въртящ момент, на първо място, частта на ротора се състои от четката и захранващата намотка. Когато токът преминава през намотката, възниква магнитно поле, което привлича четката, карайки ротора да се върти. Тъй като триенето между четката и намотката е малко, роторът има по-малка инерция и бърза реакция. Второ, потокът от ток може да се контролира при стартиране. Когато захранването е включено, началният въртящ момент на двигателя може да се контролира чрез промяна на посоката и размера на тока. Тази функция и режим на управление му позволяват да постигне висок въртящ момент при стартиране за много кратко време, за да отговори на нуждите на някои специални приложения.

3. Плавна работа, добър стартов и спирачен ефект. Скоростта му може да се регулира със захранващото напрежение, което му позволява да контролира точно скоростта на движение, за да постигне гладка работа. В допълнение, инерцията е сравнително малка, така че неговата скоростна реакция е много отлична, можете бързо да регулирате скоростта. Второ, режимът на електромагнитно възбуждане може да го накара да произведе голям начален въртящ момент, така че да може да ускори бързо за много кратко време, което също е една от причините за неговия добър стартов ефект. В същото време бързо спиране може да се постигне чрез обратна електродвижеща сила и няма други често срещани проблеми с двигателя в процеса на спиране, като обръщане или мигане. И накрая, малката междина между четката на ротора на двигателя и драйвера на двигателя гарантира, че двигателят поддържа ефективни електрически връзки по всяко време. Това означава, че може да генерира незабавни моменти, когато е необходима реакция, което го прави идеален за приложения, които изискват често стартиране и спиране, като някои автоматизирани съоръжения.

4. Висока точност на управление. Обикновено се използва заедно с редуктора, декодера, прави изходната мощност на двигателя по-голяма, по-висока точност на управление, точността на управление може да достигне 0.01 mm, почти може да позволи на движещите се части да спрат, където пожелаете. Сензори за положение, като сензори на Хол или енкодери, са инсталирани на вала на двигателя, за да следят скоростта и позицията на двигателя. Тези сензори могат много точно да измерват действителното работно състояние на двигателя и да предоставят обратни сигнали към контролера. Контролерът може да бъде своевременно коригиран въз основа на тези сигнали, за да се подобри точността и стабилността на управлението.

5. Без четка, безчетков двигател с ниски смущения за премахване на четката, най-директната промяна е, че няма искрата, генерирана по време на работа, което значително намалява смущенията на искрата в радио оборудването за дистанционно управление.

6. Нисък шум, гладка работа на безчетков двигател без четка, триенето при движение значително намалено, гладка работа, шумът ще бъде много по-нисък, това предимство е огромна подкрепа за стабилността на модела.

7. Дълъг живот, ниски разходи за поддръжка, по-малко четка, безчетковият двигател се износва главно върху лагера, от механична гледна точка, безчетковият двигател е почти двигател без поддръжка, когато е необходимо, трябва само да се извърши поддръжка за отстраняване на прах.

В основната си форма BLDC двигателите са модели на елегантност и простота. Наистина, много от основните научни инструменти, достъпни за младите хора, използват прост двигател за теглене на тел, за да покажат основните принципи на електричеството и магнетизма и как взаимодействията между тях създават ефективно движение. На практика повечето постояннотокови двигатели са нещо повече от комбинация от две прости версии на полюсите на котвата. Сред другите предимства, повече полюси позволяват на двигателя да стартира по-надеждно от всеки ъгъл на въртене (простата версия има две малки мъртви зони). Освен това такъв двигател не позволява преминаването на преходен ток на късо съединение, някои системи позволяват преминаването на два тока на късо съединение на завой, но много системи не могат да направят това. Възбудителната намотка на статора има няколко конфигурации. Най-често срещаната конфигурация е последователна намотка, шунтова намотка и композитна намотка (комбинация от последователна и шунтова). В двигателя с серийна намотка, възбудителната намотка е свързана с арматурната намотка (чрез четка); в двигателя с шунтова намотка, възбудителната намотка е свързана паралелно с арматурната намотка ("шунт" е друг израз за "паралелно").

Въпреки многото предимства на BLDC двигателите, моторите с четки все още се предлагат и тяхната производителност постепенно се подобрява. Въпреки че начинът, по който е проектиран моторът, остава относително непроменен по много начини, има две важни развития: широкото използване на постоянни магнити и използването на IC и електронни превключватели за задвижване на бобината и функционална обратна връзка. Въпреки че безчетковият мотор може да работи директно чрез DC захранване, използването на "подходящото" задвижващо устройство осигурява не само необходимия задвижващ ток, но и разнообразието от защитни функции, необходими за почти всяка моторна подсистема. Несъмнено двигателите с четка, захранвани с постоянен ток, до голяма степен са заменени с безчеткови двигатели с електронно управление поради много надеждни технически причини. Независимо от това наличието на двигател с четка все още е ефективно решение в случаи на ниски, чувствителни към разходите приложения или ограничени изисквания.

Горепосочените са някои професионални познания относно четковия двигател, който трудно може да бъде напълно заменен от VSD двигатели. За по-подходяща информация, моля свържете се с нас.