абстрактный: Силовые инструменты, в том числе бесщеточные и коллекторные двигатели постоянного тока, являются ...
Силовые инструменты, в том числе бесщеточные и коллекторные двигатели постоянного тока, являются очень важными устройствами в нашей повседневной жизни, позволяющими превратить сложные задачи в простые и легкие с более высокой производительностью. Очень важно знать разницу между бесщеточными и коллекторными двигателями постоянного тока, чтобы лучше понимать их характеристики. При сравнении бесщеточных и коллекторных двигателей важно, выбор между этими двумя двигателями постоянного тока зависит от таких критериев, как эффективность, срок службы, стоимость и т. д.
Бесщеточные и коллекторные двигатели постоянного тока идеально подходят для каждого конкретного типа применения. Чтобы лучше понять их использование, всегда важно иметь представление о различиях между ними. Существует несколько важных факторов различия между щеточными и бесщеточными двигателями, которые помогают пользователям выбрать правильный вариант для более эффективного применения. Эти факторы подробно обсуждаются ниже.
Важные факторы, определяющие разницу между щеточным и бесщеточным двигателем постоянного тока:
№1. Лучшая эффективность
Бесщеточные двигатели имеют более высокий КПД, чем коллекторные. Бесщеточные двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую с повышенной точностью, что сводит к минимуму потери энергии. В бесщеточном двигателе постоянного тока нет трения и потерь энергии, связанных с щетками и коллекторами. Он обеспечивает более высокую производительность, увеличенное время работы и более низкое энергопотребление.
С другой стороны, из-за потерь мощности, вызванных трением и передачей мощности коллекторной системой, коллекторные двигатели считаются менее эффективными, чем бесщеточные двигатели постоянного тока.
№2. Обслуживание и долговечность
Бесщеточные двигатели содержат меньше движущихся частей без какого-либо механического соединения, что обеспечивает увеличенный срок службы и снижение потребности в техническом обслуживании. Отсутствие щеток в бесщеточных двигателях устраняет проблемы, связанные с износом щеток и другими проблемами технического обслуживания. Таким образом, бесщеточный двигатель оказывается экономически выгодным выбором для пользователей.
Альтернативно, коллекторные двигатели требуют дополнительного обслуживания из-за износа щеток и коллекторов, что приводит к снижению производительности и неисправности двигателя. Для сохранения максимальной производительности требуется частая замена щеток.
№3. Шум и вибрация
В бесщеточном двигателе можно регулировать токи обмоток. Регулирование токов обмотки сводит к минимуму пульсации крутящего момента, которые создают вибрацию и механический шум. Бесщеточные двигатели обычно создают меньше шума и вибрации по сравнению с коллекторными двигателями из-за отсутствия щеток или коммутаторов. Из-за незначительной вибрации и шума бесщеточные двигатели повышают удобство для пользователей и минимизируют износ в течение длительного периода использования.
В коллекторном двигателе постоянного тока щетки и коммутатор переключаются вместе. Когда двигатель работает, переключатели начинают открываться и закрываться. В это время через обмотки ротора индуктивного типа протекает большой ток. Из-за большого тока возникает огромный электрический шум. Во избежание электрических шумов двигатели BLDC являются лучшим выбором, чем коллекторные.
№4. Стоимость и сложность
Из-за электронных систем управления коммутацией бесщеточные двигатели обычно более дороги и сложны. Преимущества бесщеточных двигателей, такие как эффективность, срок службы и техническое обслуживание, превышают первоначальную разницу в стоимости. Цена бесщеточного двигателя постоянного тока выше, чем цена коллекторного двигателя постоянного тока из-за наличия сложной электронной технологии в бесщеточном двигателе постоянного тока.
№5. Проектирование и эксплуатация
Бесщеточные двигатели постоянного тока не являются самокоммутируемыми. Им нужна схема управления, в которой используются транзисторы для регулирования тока через обмотки двигателя. Электронное управление и датчики Холла используются в бесщеточных двигателях для регулирования протекания тока в обмотках без использования механического соединения. Схема драйвера используется для наблюдения за обратной связью от двигателя, а транзисторы используются для активации полюсов статора, чтобы ротор мог вращаться. Обратная связь используется в бесщеточном двигателе для управления скоростью двигателя. Коллекторный мотор не имеет обратной связи. Ротор, статор и микросхема на эффекте Холла бесщеточного двигателя показаны на следующем рисунке.
Коллекторные двигатели постоянного тока представляют собой самокоммутируемые двигатели постоянного тока, для работы которых не требуется схема привода. Механические щетки и коммутатор служат для регулирования течения тока в обмотках, создающего магнитное поле. За счет генерации магнитного поля создается крутящий момент и двигатель вращается.
№6. Характеристики скорости или крутящего момента
Бесщеточные двигатели можно непрерывно регулировать при максимальном крутящем моменте. Соотношение скорости и крутящего момента можно контролировать в бесщеточном двигателе постоянного тока, что обеспечивает его превосходную производительность. Таким образом, бесщеточные двигатели постоянного тока работают всегда одинаково.
С другой стороны, коллекторные двигатели могут достигать максимального крутящего момента только в некоторых фиксированных точках во время вращения. Для коллекторного двигателя необходимы магниты большего размера, чтобы создавать тот же крутящий момент, что и бесщеточные двигатели. Коллекторным двигателям необходима система зубчатых передач для снижения скорости и увеличения крутящего момента. Коллекторные двигатели должны работать быстро, чтобы сделать их необходимыми для большинства применений. Значительную мощность (физическую) можно обеспечить с помощью небольших двигателей BLDC.
№7. Безопасность
Искры могут создаваться коллекторными двигателями. Таким образом, коллекторные двигатели могут стать причиной взрыва. В этом отношении бесщеточные двигатели являются более предпочтительным вариантом, чем коллекторный.
№8. Потребление электроэнергии
Благодаря превосходным характеристикам потребления электроэнергии во многих инструментах используется бесщеточный двигатель для достижения высокой эффективности. Подача тока может автоматически регулироваться в бесщеточном двигателе постоянного тока.
№9. Приложения
Поскольку цена на бесщеточный двигатель и связанную с ним электронику снижается с каждым днем, спрос на бесщеточный двигатель становится выше, чем на коллекторные двигатели. Бесщеточные двигатели очень популярны в электромобилях, гибридных транспортных средствах, электрических велосипедах, дронах, стиральных машинах, вентиляторах, насосах и воздуходувках и т. д. Применение бесщеточных двигателей важно в автомобилях из-за их превосходной надежности.
Электронная технология бесщеточного двигателя снижает количество отказов и снижает требования к техническому обслуживанию. Более высокая эффективность, меньшее количество электрического шума, более высокая скорость и т. д. сделали бесщеточные двигатели лучшим выбором по сравнению с коллекторными. Благодаря снижению затрат и повышению производительности бесщеточные двигатели приобретают все большую популярность во многих приложениях. Но есть еще места, где коллекторные двигатели имеют больше смысла. Коллекторные двигатели широко применяются в аксессуарах для дома, промышленности, медицинском оборудовании, роботах, электромобилях, электроинструментах и т. д.
Заключение
В конце концов, стоимость коллекторных и бесщеточных двигателей различается в зависимости от конкретного использования и потребностей. Бесщеточные двигатели обычно дороже, но они обеспечивают более высокую эффективность и более длительный срок службы. Таким образом, более высокая стоимость бесщеточных двигателей может быть заменена меньшими эксплуатационными расходами и более высокой надежностью. Коллекторные двигатели идеально подходят для повседневного применения для людей, у которых мало или вообще нет знаний в области электротехники. Бесщеточные двигатели в основном используются там, где более длительный срок службы очень важен, в противном случае коллекторные двигатели занимают 95% рынка двигателей.
Китай Гармонический привод Производители