Trendy

Střídavé stejnosměrné motory a jejich výhody

Každý mechanický profesionál by měl pochopit rozdíl mezi kartáčovanými a bezkomutátorovými stejnosměrnými motory. Kartáčové motory byly kdysi velmi běžné. Ve skutečnosti stále existují v těchto dnech, i když byly z velké části nahrazeny jejich bezkomutátorovými protějšky, správný typ DC jakéhokoli typu může výrazně zefektivnit projekt nebo domácí elektrické nářadí. No, pojďme se seznámit s různými typy motorů.

Již několik let jsme svědky toho, jak bezkomutátorové motory začínají dominovat v odvětví profesionálních akumulátorových nástrojů. To je skvělé, ale co je na tom důležitého? Dokud stále můžeme ovládat ten dřevěný šroub, opravdu na tom záleží? No ano, to je pravda. Při provozu kartáčových a bezkomutátorových motorů existují značné rozdíly a důsledky.

Co je stejnosměrný motor?

Stejnosměrný motor je jedním z nejzásadnějších strojů posledních 200 let. Tento elektrický motor využívá stejnosměrný proud k vytvoření rotačního pohybu a umožnil vývojářům vytvářet bateriově napájené elektrické nářadí, mobilní zařízení, počítačové komponenty a další neocenitelné aplikace. Jsou jiné třídy než střídavé motory, které jsou stejně účinné, ale poskytují jiné výhody. Třída stejnosměrných motorů je široce rozdělena na kartáčované stejnosměrné motory a bezkomutátorové stejnosměrné motory a tento článek pomůže těm, kteří chtějí pochopit, čím se jeden stejnosměrný motor liší od druhého. Základní principy obou typů stejnosměrných motorů budou vysvětleny a následně porovnány, aby se ukázalo, kde každý stroj funguje nejlépe v oboru.

Kartáčové motory

Kartáčované stejnosměrné motory (často označované jednoduše jako „kartáčové motory“) patří mezi nejstarší elektromotory a využívají mechanicky komutovaný stejnosměrný proud k výrobě mechanické energie.

Tyto motory, jak jejich název napovídá, používají kartáče k připojení stejnosměrného zdroje k sestavě rotoru, což je součást motoru obsahující kotvu, kroužky komutátoru a výstupní hřídel. Stator nebo vnější plášť motoru obsahuje pole permanentního magnetu, generované buď permanentním magnetem nebo nějakou pevnou cívkou elektromagnetu. Permanentní magnetické pole má póly (severo-jižní magnetické páry) a jejich magnetické siločáry probíhají nepřetržitě celou sestavou rotoru. Tato sestava je pod napětím, když kartáče sevřou kroužky komutátoru, který směruje proud přes kotvu a její vinutí. Když proud prochází těmito cívkami, kotva se stává svým vlastním elektromagnetem a interaguje s permanentními póly pole statoru. Protože se sestava rotoru může volně otáčet, pole generované kotvou bude odpuzovat pole statoru, což způsobí rotaci hřídele. Tato rotace je úměrná budicím proudům kotvy a statoru a změna těchto proudů bude mít za následek různé výstupní charakteristiky.

❌ Nevýhody kartáčovaných motorů

Princip činnosti bezkomutátorových motorů je stejný jako u kartáčových motorů (řízení spínání pomocí vnitřní zpětné vazby polohy hřídele), ale jejich celková konstrukce je odlišná. Konstrukce bezkomutátorové jednotky snižuje vnitřní odpor a pomáhá odvádět teplo generované ve statorových cívkách. Účinnost je tedy zlepšena, protože teplo z cívek může být efektivněji odváděno díky mnohem většímu tělu stacionárního motoru.
Přestože jsou kartáčované motory levné, spolehlivé a mají vysoký točivý moment nebo koeficient setrvačnosti, mají také řadu nevýhod.
Tyto součásti se časem opotřebovávají a tvoří prach. Tento typ motoru vyžaduje pravidelnou údržbu pro čištění nebo výměnu kartáčů.
Mají také nízký odvod tepla v důsledku omezení rotoru, vysokou setrvačnost rotoru, nízkou maximální rychlost a elektromagnetické rušení (EMI) způsobené obloukem kartáčů.
Na rozdíl od kartáčovaného motoru je permanentní magnet na bezkomutátorové jednotce namontován na rotoru. Stator je vyroben z vlnité válcované oceli a obsahuje vinutí cívky. Na druhou stranu, kartáčovaná zařízení vyžadují málo nebo žádné externí komponenty, a proto fungují dobře v restriktivních prostředích.

Přečtěte si více

Pět důvodů, proč citrony opadávají listy | Pikabu

✔️ Výhody kartáčovaných motorů

Motory kartáčů se také snadno ladí. Můžete je změnit, abyste dosáhli přesně požadované rychlosti s napětím, které používáte.

Ve srovnání s bezkomutátorovými motory jsou kartáčované motory skvělé pro začátečníky, protože jejich ceny jsou mnohem dostupnější.

Bezkomutátorové motory

Bezkomutátorový motor používá jako rotor permanentní magnet. Využívá třífázové hnací cívky a specializovaný senzor, který sleduje polohu rotoru. A když snímač sleduje polohu rotoru, vysílá referenční signály do ovladače. Regulátor zase aktivuje cívky uspořádaným způsobem – jednu fázi po druhé. Hlavní rozdíl je v tom, že zde není komutátor a – překvapivě – žádné kartáče. Místo toho má bezkomutátorový motor rotor připevněný neodymovými magnety a ocelové pouzdro s vinutím a sadou ložisek. Senzory jsou zabudovány tak, aby měnily výstupní signál – při správné instalaci to udrží vysokou přesnost a výkon našeho zařízení.

❌ Nevýhody bezkomutátorových motorů
Stejně jako všechna ostatní zařízení mají i bezkomutátorové stejnosměrné motory ve srovnání s jinými motory několik nevýhod. Protože bezkomutátorový DC motor je v mnoha případech lepší než kartáčovaný DC motor, má bezkomutátorový DC motor také několik nevýhod, které
jsou diskutovány níže:

Náklady na bezkomutátorový stejnosměrný motor jsou srovnatelně vyšší ve srovnání s kartáčovaným stejnosměrným motorem a elektronický ovladač také zvyšuje náklady na celkové nastavení, protože tradiční motor používá levné mechanické spínací uspořádání pomocí kartáčů.

Když bezkomutátorový stejnosměrný motor běží při nízkých otáčkách, dojde při nízké rychlosti k mírným vibracím. Vibrace jsou však sníženy při vysoké rychlosti.

Stručně řečeno, bezkomutátorový stejnosměrný motor má mnoho výhod oproti tradičním kartáčovaným stejnosměrným motorům, jako jsou nízké náklady na údržbu a méně časté požadavky na údržbu. Oni také

✔️ Výhody bezkomutátorových motorů

Bezkomutátorové motory se rychle neopotřebují a vydrží dlouho, často déle než jiné RC autodíly. Uvnitř nemají kartáčky, proto mají mnohem delší životnost. Navíc, protože neobsahují žádné kartáče, bezkomutátorový motor bude vyžadovat méně údržby, bude mít méně problémů a z dlouhodobého hlediska vás bude stát méně.

Bezkomutátorový motor nemá žádné kartáče, které by bylo třeba čistit nebo vyměňovat, takže stačí udržovat ložisko, které potřebuje pro kontrolu pravidelné mazání.

Bezkomutátorové motory mohou často bez problémů běžet pět až šest let! To je mnohem více, než byste očekávali od kartáčovaného motoru. Hmotnost a rozměry motoru jsou relativně menší a lehčí
. Není to zátěž pro vaše vozidlo, takže může také výrazně zlepšit vaši rychlost a ovladatelnost.

Kartáčované a bezkomutátorové motory: Proč další náklady?

Díky bezkomutátorové technologii se rotor skládá z magnetů a cívek statoru, které se střídavě nabíjejí kladně nebo záporně, takže se póly přitahují a odpuzují, což umožňuje otáčení motoru. Výhodou je, že nedochází k fyzickému kontaktu mezi rotorem a statorem. Energie se přenáší z jednoho do druhého prostřednictvím magnetismu mezi elektromagnety.

Přečtěte si více

Plastové kanalizační trubky: typy, velikosti a instalace

U běžného elektromotoru je rotor (rotující část stroje) poháněn uvnitř statoru (nehybná část). Oba jsou propojeny elektrickým připojením: komutátorem nebo kolektorem, který je v kontaktu s malými uhlíkovými kartáčky.
Motor poháněný stejnosměrným proudem pracuje se střídavým proudem generovaným elektronickou kartou, která převádí stejnosměrný proud na třífázovou střídavou frekvenci.

Cívky jsou tedy střídavě napájeny, aby se vytvořilo točivé pole a tudíž rotace.
Elektronický modul zabudovaný do motoru nebo krytu plynule reguluje proud, aby motor pracoval s maximální účinností.
To zlepšuje celkový výkon a poskytuje tak skutečnou hodnotu za peníze.

Produkty z kategorií

[add permalink=”Vrtáky a šroubováky” count=”7″ lang=”ru”]

Kde se používají kartáčované a bezkomutátorové motory?

Jak jsme již řekli, bezkomutátorový motor získává na popularitě ve srovnání s kartáčovým motorem. Oba motory lze nalézt v široké škále aplikací. Kartáčované stejnosměrné motory se stále často používají v domácích spotřebičích a automobilech. Také si udržují silné průmyslové místo díky své schopnosti měnit poměr točivého momentu k rychlosti, což je pro ně jedinečná vlastnost.

S takovou popularitou to není překvapující. Bezkomutátorový motor vydrží déle a spotřebuje méně energie. Méně často se láme – nejsou tam kartáče, takže se neopotřebovávají. A to je nejčastější příčina poškození elektrického nářadí. Je menší a lehčí než rozdělovače a také výkonnější. Díky tomu poskytuje lepší točivý moment. Pokud je nářadí tímto typem motoru vybaveno, lze o něm většinou snadno najít informace, ale v případě kartáčovaných motorů tuto zmínku mnoho výrobců jednoduše vynechává.

Díky této spolehlivosti a odolnosti našly bezkomutátorové stejnosměrné motory mnoho aplikací: výroba, výpočetní technika a další. Používají se v elektrických vozidlech nové generace a stále větším počtu elektrických nástrojů nové generace – šroubováky, vrtačky, vrtací kladiva. Nacházejí se také v robotech, dronech a rádiem řízených autech, a to jak v hračkách, tak v hobby i profesionálních.

Kartáč nebo bezkartáč?

Bezkomutátorové motory tak mohou být výkonnější než vaše tradiční akumulátorové kartáčované nářadí. Akumulátorové spotřebiče, které používají bezkomutátorový elektronický motor, jsou efektivnější a inteligentnější ve způsobu, jakým motor reguluje spotřebu energie baterie. Výsledkem této úrovně inteligence a efektivity je:

Méně údržby a delší životnost – díky absenci uhlíkových kartáčů
Vyšší výkon znamená méně omezení spotřeby energie motoru
Delší doba chodu a menší nabíjení baterie – díky efektivní spotřebě energie.

Líbil se vám tento blogový příspěvek? Proč nám neukázat trochu lásky a nepodělit se o ni! Nebo si přečtěte naše další blogové příspěvky, které jsou plné zajímavých a poučných informací.

Nejčastější dotazy ❓

Používá se v akumulátorové vrtačce bezkomutátorový motor?
Ano, tento typ vrtačky má menší hmotnost

Je u akumulátorového nářadí běžnější bezkomutátorový motor?
V dnešní době jsou častější

Je bezkomutátorový motor dražší než kartáčovaný motor?
Ano, bezkomutátorový motor je dražší

Závěr

bezkomutátorové motory mohou být výkonnější než vaše tradiční akumulátorové kartáčované nářadí. Akumulátorové spotřebiče, které používají bezkomutátorový elektronický motor, jsou efektivnější a inteligentnější ve způsobu, jakým motor reguluje spotřebu energie baterie.

Střídavé stejnosměrné motory a jejich výhody