Proč nebyl stejnosměrný motor kartáče kompletně vyměněn?

Od zrodu bezkomutátorového stejnosměrného motoru začal „starodávný“ bezkomutátorový motor upadat, ale stále je to spolehlivá volba pro nízkonákladové aplikace.

Hlavní strukturou kartáčového motoru je stator plus rotor plus kartáč, který prochází rotujícím magnetickým polem k získání točivého momentu tak, aby vydával kinetickou energii. Kartáč a komutátor se neustále dotýkají tření a hrají vodivou a přenosovou roli při rotaci. Skoku ve směru pólu je dosaženo posunutím kontaktu do pevné polohy, který je pak připojen vzhledem k elektrickému kontaktu na rotoru motoru. Tento pevný kontakt je obvykle vyroben z grafitu. Ve srovnání s mědí nebo jinými kovy se grafit při velkém proudovém zkratu nebo otevřeném obvodu / rozběhu netaví ani nesvařuje s rotačním kontaktem a kontakt je obvykle nesen pružinou, takže lze dosáhnout trvalého kontaktního tlaku. U bezkomutátorového motoru je výměna dokončena řídicím obvodem v ovladači (obecně hall senzor plus ovladač a pokročilejší technologií je magnetický enkodér). Hlavní struktura bezkomutátorového motoru zahrnuje rotor, stator, regulátor motoru a snímač. Stator a snímač jsou upevněny ke skříni motoru a rotor je spojen s vnitřkem motoru prostřednictvím axiálního ložiska. Uvnitř rotoru je skupina permanentních magnetů a axiálních přístupových otvorů pro odvod tepla z rotoru vzduchem. Během provozu bezkomutátorového motoru přijímá regulátor motoru potenciální signál snímaný snímačem z rotoru a podle toho určuje polohu a rychlost rotoru. Ovladač motoru pak vysílá sérii proudových signálů do vinutí na statoru, aby motivoval interakci magnetického pole mezi permanentním magnetem na rotoru a vinutím na statoru. Prostřednictvím této interakce je bezkomutátorový motor schopen přeměnit elektrickou energii na mechanickou energii a vydat odpovídající otáčky a točivý moment.

Ve skutečnosti je ovládání dvou druhů motorů regulací napětí, ale protože bezkomutátorový DC používá elektronické spínání, takže musí být dosaženo digitálního ovládání a kartáč DC je přes přepínání uhlíkových kartáčů, použití křemíkového ovládání a další tradiční analogové obvody lze ovládat, relativně jednoduše.

Kartáčovaný stejnosměrný mikromotor je tradiční motor s rotačním kartáčem, který je připojen k rotoru uvnitř motoru, což umožňuje rotoru se otáčet a pohánět stroj. Bezkomutátorový motor nemá kartáč a uvnitř rotoru je diskrétní magnetický pól. Rychlosti kartáčování a kartáčování jsou také odlišné. Režim regulace rychlosti kartáčového stejnosměrného mikromotoru spočívá ve změně polohy kartáče změnou velikosti kontaktní plochy mezi kartáčem a rotorem a poté ve změně rychlosti motoru. Jeho režim regulace rychlosti není příliš flexibilní a snadno se čistí opotřebením jádra a problémy s tvarem, což ovlivňuje stabilitu systému. Naproti tomu bezkomutátorový motor má více režimů regulace otáček. V řídicím systému bezkomutátorového motoru lze regulaci rychlosti ovládat automaticky řízením proudu a napětí motoru. Protože rotor uvnitř bezkomutátorového motoru je velmi stabilní, lze dosáhnout vysoce přesné regulace rychlosti a točivého momentu. Bezkomutátorový motor navíc nepotřebuje údržbu výměny jádra kartáčem, čímž šetří výrobní náklady a náklady na údržbu.

Kartáčový motor si vždy zachovává následující absolutní výhody v řadách mnoha špičkových motorů

1. Jeho konstrukce má pouze jeden rotor, jeden stator a skupinu kartáčů, která nepotřebuje složitou mechanickou strukturu a řídicí obvod a výrobní náklady jsou relativně nízké. Přitom si vezměte za příklad současný mainstream, jeho technologický vývoj má za sebou desítky let, technologie je vyspělá a cyklus výzkumu a vývoje je také krátký. Tato vyspělá technologie poskytuje výrobním podnikům bezpečnou technickou záruku, snadno se udržuje, snižuje náklady na údržbu a riziko selhání. Výkon vyráběných produktů je také stále stabilnější a na trhu oblíbenější. Konečně po letech technické akumulace a praktických zkušeností dosáhl výkon relativně stabilní a vynikající úrovně. Zavádění a inovace nových technologií neustále podporují rozvoj kartáčového motorového průmyslu a zlepšují kvalitu a účinnost výrobků.

2. Vysoká rychlost odezvy, vysoký rozběhový moment, v první řadě se rotorová část skládá z kartáče a napájecí cívky. Když proud prochází cívkou, vzniká magnetické pole, které přitahuje kartáč a způsobuje otáčení rotoru. Protože tření mezi kartáčem a cívkou je malé, rotor má menší setrvačnost a rychlou odezvu. Za druhé, tok proudu je řiditelný při spuštění. Když je zdroj zapnutý, startovací moment motoru lze ovládat změnou směru a velikosti proudu. Tato funkce a režim ovládání umožňuje dosáhnout startu s vysokým točivým momentem ve velmi krátkém čase, aby vyhovoval potřebám některých speciálních aplikací.

3. Hladký chod, dobrý startovací a brzdný účinek. Jeho rychlost lze upravit pomocí napájecího napětí, což mu umožňuje přesně řídit rychlost chodu pro dosažení plynulého chodu. Navíc setrvačnost je poměrně malá, takže její rychlostní odezva je velmi vynikající, rychlost lze rychle upravit. Za druhé, režim elektromagnetického buzení může způsobit, že produkuje velký rozběhový moment, takže může rychle akcelerovat ve velmi krátké době, což je také jeden z důvodů jeho dobrého startovacího účinku. Současně lze dosáhnout rychlého brzdění reverzní elektromotorickou silou a v procesu brzdění nejsou žádné další běžné problémy s motorem, jako je reverzace nebo blikání. Konečně malá mezera mezi kartáčem na rotoru motoru a pohonem motoru zajišťuje, že motor za všech okolností udržuje účinné elektrické spojení. To znamená, že dokáže generovat okamžité okamžiky, kdy je potřeba odezva, takže je ideální pro aplikace, které vyžadují časté spouštění a zastavování, jako jsou některá automatizační zařízení.

4. Vysoká přesnost ovládání. Obvykle se používá spolu s reduktorem, dekodérem, díky čemuž je výstupní výkon motoru větší, přesnost ovládání vyšší, přesnost ovládání může dosáhnout 0,01 mm, téměř může nechat pohyblivé části zastavit, kdekoli chcete. Snímače polohy, jako jsou Hallovy snímače nebo enkodéry, jsou instalovány na hřídeli motoru pro sledování rychlosti a polohy motoru. Tyto snímače mohou velmi přesně měřit skutečný provozní stav motoru a poskytovat zpětnovazební signály do regulátoru. Regulátor může být na základě těchto signálů včas korigován, aby se zlepšila přesnost a stabilita řízení.

5. Žádný kartáč, bezkomutátorový motor s nízkým rušením pro odstranění kartáče, nejpřímější změnou je, že při provozu nevzniká žádná jiskra, což výrazně snižuje rušení jiskry na rádiové zařízení dálkového ovládání.

6. Nízká hlučnost, hladký chod bezkartáčového motoru bez kartáče, značně snížené tření při chodu, hladký chod, hlučnost bude mnohem nižší, tato výhoda je obrovskou podporou stability modelu.

7. Dlouhá životnost, nízké náklady na údržbu méně kartáčů, bezkomutátorový motor se opotřebovává hlavně na ložisku, z mechanického hlediska je bezkomutátorový motor téměř bezúdržbový motor, v případě potřeby je třeba provést pouze údržbu odstranění prachu.

V základní podobě jsou BLDC motory modely elegance a jednoduchosti. Mnoho základních vědeckých nástrojů dostupných pro mladé lidi používá jednoduchý motor pro tažení drátu, aby ukázal základní principy elektřiny a magnetismu a jak vzájemné interakce mezi nimi vytvářejí účinný pohyb. V praxi je většina stejnosměrných motorů více než jen kombinací dvou jednoduchých verzí pólů kotvy. Mezi další výhody více pólů umožňuje spolehlivější start motoru z libovolného úhlu natočení (jednoduchá verze má dvě malé mrtvé zóny). Navíc takový motor neumožňuje průchod přechodného zkratového proudu, některé systémy umožňují průchod dvou zkratových proudů za otáčku, ale mnoho systémů to nedokáže. Budicí cívka statoru má několik konfigurací. Nejběžnější konfigurace jsou sériové vinutí, bočníkové vinutí a kompozitní vinutí (kombinace sériového a bočníkového). U motoru se sériovým vinutím je budicí cívka spojena s cívkou kotvy (štětcem); v motoru bočníkového vinutí je budicí cívka zapojena paralelně s cívkou kotvy ("shunt" je jiný výraz pro "paralelní").

Navzdory mnoha výhodám BLDC motorů jsou stále k dispozici kartáčované motory a jejich výkon se postupně zlepšuje. Zatímco způsob, jakým je motor navržen, zůstává v mnoha ohledech relativně nezměněn, došlo ke dvěma důležitým pokrokům: rozšířené použití permanentních magnetů a použití integrovaných obvodů a elektronických spínačů pro pohon cívky a funkční zpětnou vazbu. Přestože bezkomutátorový motor může pracovat přímo přes stejnosměrný napájecí zdroj, použití „vhodného“ hnacího zařízení poskytuje nejen potřebný hnací proud, ale také různé ochranné funkce požadované pro téměř každý podsystém motoru. Z mnoha spolehlivých technických důvodů byly nepochybně stejnosměrně napájené kartáčové motory z velké části nahrazeny elektronicky řízenými bezkomutátorovými motory. Nicméně motor kartáče je stále efektivním řešením v případech nízkých, nákladově citlivých aplikací nebo omezených požadavků.

Výše uvedené jsou některé odborné znalosti o kartáčovém motoru je obtížné zcela nahradit motory VSD. Pro další relevantní informace nás prosím kontaktujte.