Двигатель постоянного тока или двигатель постоянного тока — это электрическая машина, которая работает путем преобразования электрической энергии в механическую.
Этот процесс начинается, когда двигатель постоянного тока получает электрическую энергию от источника постоянного тока, а затем преобразует эту энергию в механическую энергию или вращение.
Образующиеся магнитные поля используются для приведения ротора в движение. Двигатель постоянного тока бывает двух типов: щеточный и бесщеточный.
Основные выводы
- В щеточных двигателях используются щетки для передачи электрического тока на ротор, а в бесщеточных двигателях используются электронные контроллеры для регулирования тока в обмотках двигателя.
- Коллекторные двигатели имеют более короткий срок службы из-за износа щеток, в то время как бесщеточные двигатели более долговечны и эффективны.
- Коллекторные двигатели дешевле и проще по конструкции по сравнению с бесщеточными двигателями.
Коллекторный двигатель против бесщеточного двигателя
Разница между щеточными и бесщеточными двигателями заключается в том, что щеточный двигатель использует двухполюсный электромагнит в качестве внешнего ротора, тогда как бесщеточный двигатель использует постоянный магнит для внешнего ротора. В коллекторном двигателе коммутатор обеспечивает полярность электромагнита. В то время как в бесколлекторном двигателе положение ротора отслеживают три фазы приводных катушек и специальный датчик.
В коллекторном двигателе постоянного тока используются катушки намотки, известные как якорь, которые действуют как электромагнит. Используется в качестве внешнего ротора. Направление тока меняется дважды за цикл коммутатором.
Он также работает для изменения полярности электромагнита, когда он пересекает постоянный магнит. Это формирует постоянный ток, который затем преобразуется в механическую энергию.
С другой стороны, бесщеточный двигатель постоянного тока использует постоянный магнит на роторе. Он имеет электрический способ вращения ротора.
Щеточные электроды здесь не используются, в отличие от щеточного двигателя. Принцип работы бесщеточного двигателя полностью противоположен предыдущему. Электромагниты используются для вращения двигателя.
Сравнительная таблица
| Параметры сравнения | Машинный двигатель | Безщеточный |
|---|---|---|
| Запуск | Коллекторный двигатель был запущен в конце 1800-х годов. | Бесколлекторный двигатель появился в 1960-х годах. |
| Состоит из | Коллекторный двигатель содержит физический коммутатор для ротора. | В бесщеточном двигателе отсутствуют щетки, и он работает с помощью электроники. |
| Эффективность | Он менее эффективен из-за потерь мощности. | Это более эффективно. |
| Продолжительность жизни | Он имеет более короткий срок службы. | Срок его службы больше. |
| Крутящий момент | Крутящий момент снижается при низком напряжении. | Крутящий момент остается выше. |
| левередж | Он требует снаряжения, так как он работает очень быстро. | Нет необходимости в редукторе. |
| Особенности | По сравнению с ним он тяжелее. | Он легче и надежнее. |
| Цены | Это дешевле. | В то время как он оценивается по более высоким ставкам. |
Что такое щеточный двигатель?
Коллекторный двигатель — это электрический двигатель, который использует постоянный ток для выполнения необходимой работы. В нем используется якорь, который работает как электромагнит. Используется на внешнем роторе.
Есть физический коммутатор для включения ротора. Полюса электромагнита трутся взад и вперед о полюса постоянного магнита, который постепенно образует постоянный ток.
Коллекторные двигатели используются с конца 1800-х годов. Они очень предпочтительны для коммерческого и промышленного использования.
Коллекторный двигатель состоит из четырех основных компонентов: статора, ротора, щеток и коллектора. Скорость двигателей можно регулировать, изменяя величину напряжения напряженности магнитного поля, образующегося внутри них.
Коллекторные двигатели имеют покрытие из цинка и штампованной стали, а также пластиковую крышку, закрепленную на одном из концов. Покрытие и крышка имеют довольно много отверстий для облегчения потока воздуха, а двигатель для предотвращения перегрева.
Отверстия под винты также присутствуют для фиксации двигателя в нужном положении. Крышка также содержит соединительные контакты, которые идут парами для подключения источника питания.
Коллекторные двигатели широко используются в домашних хозяйствах. Например, электрические игрушечные машинки, электрические зубные щетки, ломтики хлеба и т. д. используют щеточный двигатель.
Другие машины, такие как краны, мельницы, дрели и т. д., которые необходимы для работы на открытом воздухе, также используют этот двигатель.
Что такое бесщеточный двигатель?
Бесщеточный двигатель — это еще один тип двигателя постоянного тока. Он также использует постоянный ток для своего функционирования. Как следует из названия, бесщеточный двигатель не имеет щеточных электродов. Вместо физического коммутатора он оснащен электронным коммутатором.
Они следуют обратному принципу работы коллекторных двигателей. На роторе используются постоянные магниты, а для вращения ротора используются управляемые электромагниты.
Бесщеточные двигатели были представлены в 1960-х годах. Они требуют минимального обслуживания и очень эффективны. Уровень контроля в них тоже отличный.
Они бывают двух видов: Inrunner, где статор находится на внешней части ротора, и Outrunner, где статор находится на внутренней части ротора. Поскольку щеток нет, в качестве альтернативы используется небольшая печатная плата.
Для работы двигателя катушки электромагнита включаются и выключаются последовательно. Это делается для их временного намагничивания, чтобы притягивать или отталкивать постоянные магниты.
В бесщеточных двигателях величина крутящего момента остается высокой даже при низком напряжении. Крутящий момент создается несовпадением магнитных полей статора и ротора.
Бесщеточные двигатели имеют более длительный срок службы. Их предпочитают в устройствах, которые требуют регулярного непрерывного движения.
Кондиционеры, стиральные машины, вентиляторы и т. д. — вот некоторые из устройств, которые используют этот двигатель. Эти двигатели также используются в электромобилях.
Основные различия между щеточными и бесщеточными двигателями
- У щеточных двигателей есть щетки, а у бесщеточных - нет.
- По сравнению с ними бесщеточные двигатели более эффективны.
- Коллекторные двигатели тяжелее и имеют более короткий срок службы.
- Только коллекторные двигатели требуют зубчатой передачи.
- Бесщеточные двигатели стоят дороже, чем щеточные.
- При низком напряжении крутящий момент коллекторного двигателя снижается, а крутящий момент бесщеточного двигателя остается выше.
- https://trs.jpl.nasa.gov/bitstream/handle/2014/42161/NASA_CP-2012-217653.pdf?sequence=1#page=15
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4159575/
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️
