В чем конкретно разница между щеточными и бесщеточными двигателями?
Электрические двигатели сейчас обширно популярны во различных отраслях, в частности в промышленности и робототехнике. Помимо этого, имеется громадный потребительский спрос на небольшие, эффективные электромоторы с высоким и низким крутящим моментом, а также на электродвигатели разных мощностей для авто сектора.
На сегодняшний день во времена каждодневных изобретений и инноваций, в процессе производства электротехники довольно часто используются бесщеточные двигатели. Одним из главных преимуществ этих моторов – это наивысший коэффициент мощности к весу, быстрый ход, и электронное управление. Сама технология, данного вида моторов не нова, и впервые в коммерческом производстве нашла свое применение еще в конце 60-х годов прошлого века.
Принцип работы или механизм работы коллекторного двигателя очень прост. Электрический ток подается к графитовым щеткам, которые физически прикасаются к коммутатору на якоре, создается электромагнитное поле и якорь (ротор) начинает двигаться в статоре. Основной принцип заключается в том, что чем больше тока поступает через щетки на якорь, тем сильнее создаётся магнитное поле, и соответственно более быстрое вращение.
Обороты коллекторного двигателя очень удобно регулировать, но когда они достаточно высоки, щетки дают о себе знать. Поскольку щетки все время плотно прилегают к коллектору, на высоких оборотах они быстро изнашиваются, со временем так или иначе засоряются, и в конце концов начинают искрить. Таким образом, сам коллекторно-щеточный узел — это и есть главный недостаток коллекторных двигателей.
Теперь давайте разберем принцип работы бесщеточного двигателя.
Как понятно из названия, его принципиальное отличие в отсутствии щеток. Но как же он тогда работает? Как нужная энергия поступает в двигатель?
В устройстве бесщеточного двигателя ещё присутствует ротор и статор — основные элементы любого мотора. Но при этом отсутствует коллектор, соответственно и двигатель по-другому называется бесколлекторным. Если у щеточного двигателя работа происходит посредством электро-механической смены полярности, то в бесщеточном двигателе все функционирует благодаря электромагнитной индукции. Также отличается месторасположение обмотки — здесь она располагается на статоре, в сравнение от предыдущего вида двигателя.
Взамен щеток и коллектора в бесщеточном двигателе вмонтированы датчики Холла и контроллер, который контролирует подачу напряжения на катушки для создания индуктивности, а также положение ротора и скорость его вращения.
В то время, когда плата подает на обмотку ток, создается тоже противоположное магнитное поле, и магниты на роторе начинают вращаться.
Плюсы бесщеточных двигателей:
Отсутствие щеток обеспечивает низкое трение во время работы и приводит к сокращению выделяемого тепла от мотора, увеличивая время беспрерывной работы.
Высокая эффективность агрегата помогает увеличивать время работы батарей до 50%.
Во время работы мотора не выделяются искры (как в обыкновенном электромоторе с щетками)
КПД преобразования электрической энергии во вращательную достигает 85-90%, в щеточных двигателях этот показатель 75-80%.
Высокая перегрузочная способность, большой срок службы.
Выводы:
У бесщеточных моторов минус только один - это цена. Но если посмотреть на это с другой стороны и учесть ту сторону, что эксплуатация бесщеточных моторов освобождает владельца сразу от таких заморочек как смена пружин, щеток, якоря, коллекторов, то вы запросто сделаете ваш выбор в пользу бесщеточных моторов.