В современных электроприборах может применяться коллекторный и бесколлекторный двигатель, отличия которых заключаются в конструкции.

Содержание

• 1 Устройство коллекторного мотора
  • 1.1 Преимущества и недостатки
• 2 Особенности конструкции бесколлекторных двигателей
  • 2.1 Преимущества и недостатки
• 3 Сравнение типов двигателей

Электродвигателем называется узел, преобразующий электрическую энергию в механическую. Тип конструкции каждого мотора спроектирован с учетом потребностей того или иного оборудования.

Различные механизмы и автоматические системы прочно вошли в жизнь человека. Питаемые электроэнергией, приборы и агрегаты используют для работы один из типов главного узла, которым может быть коллекторный и бесколлекторный двигатель. Отличия этих устройств по большей части заключаются в конструкции и особенностях эксплуатации, проистекающие из этих особенностей сборки.

Определить, какой двигатель в конкретном случае будет лучше, можно путем изучения свойств прибора-потребителя. Также поможет прямое сравнение технических характеристик разных моделей двигателей. Например, если нужно установить мотор в систему с низкой нагрузкой и высокой скоростью вращения, подойдет коллекторный двигатель в конфигурации для переменного тока. Это может быть питание радиоуправляемой модели или маломощный бытовой прибор. Большинство современных систем используют преимущества бесколлекторного двигателя.

Устройство коллекторного мотора

В данных устройствах роторный датчик и переключатель тока представлены одним узлом. Выбирая, коллекторный или бесколлекторный двигатель ставить в прибор, стоит помнить, что через коллекторный узел обеспечивается более качественное соединение электрических цепей внутри мотора. Это основное, чем отличается коллекторный двигатель от бесколлекторного.

Эти электроприводы являются простыми в использовании и техническом обслуживании. Однако у них есть особенность: при сравнительно низком весе они выдают большой КПД, что накладывает необходимость в использовании редуктора, так как уровень быстроходности мешает нормальной работе. Попытка снизить скорость вращения ротора приведет к потере производительности. Кроме того, на малых оборотах этот мотор начнет перегреваться. Если это недопустимо, рекомендуется замена коллекторного двигателя на бесколлекторный для повышения эффективности работы агрегата.

Чтобы понять, чем отличаются коллекторные двигатели от бесколлекторных, зачастую достаточно обратить внимание на сферу использования. Коллекторный мотор можно встретить повсюду, где применяются электроинструменты, бытовые приборы с большой скоростью вращения и бытовая техника. Стабильно функционируя как на переменном, так и постоянном токе, коллекторный двигатель обеспечивает небольшой прирост массы агрегата и не занимает много места в корпусе.

Простейший двигатель коллекторного типа состоит из нескольких базовых компонентов:

• трехполюсный ротор, установленный в корпусе посредством подшипников скольжения особой конструкции;
• двухполюсный статор, относящийся к категории оснащенных постоянными магнитами.
  Эти элементы имеют изогнутую форму и соответствуют конфигурации статора;
• медные пластины играют роль щеток в компактных моделях коллекторных двигателей. Как правило, в большинстве разновидностей щетки выполняются из графита.

Эти три составные части являются основой концепции двигателя с минимальными мощностными характеристиками (обычно используются в детских игрушках). Более производительные вариации, такие как в электроинструменте, включают в себя:

• коллектор;
• якорь;
• индуктор;
• статор и ротор с увеличенным числом полюсов и пр.

Коллекторные и бесколлекторные двигатели могут иметь измененную конструкцию в зависимости от поставленных перед ними задач. При этом принцип их действия остается прежним; меняются только выходные характеристики. Определить, в чем разница между ними, можно путем изучения условий эксплуатации, а также свойств источника энергии и характера нагрузки.

Преимущества и недостатки

Несмотря на свою распространенность и универсальность, применение коллекторного двигателя обосновано не всегда. Иногда более рациональным выбором станет именно бесколлекторный узел запуска.

Выгодные стороны коллекторных моторов:

• пусковой ток может иметь малую силу и напряжение, что незаменимо в бытовой технике, которая не может создавать мощные импульсы;
• есть возможность подключения двигателя непосредственно к источнику энергии, в роли которого выступает общая сеть. При этом нет потребности в использовании частотного преобразователя и другой периферии;
• быстроходность;
• работа на постоянном или переменном токе;
• совместимость с различными схемами управления вращением.

Чаще всего коллекторный мотор кажется полностью универсальным, однако у него есть и недостатки:

• эти двигатели не отличаются надежностью из-за наличия компонентов, подверженных быстрому расходу своей прочности: например, постоянно прилегающие к коллектору щетки на высоких скоростях могут начать искрить и оставлять продукты износа;
• малая продолжительность работы между сеансами технического обслуживания;
• производительность всегда является сниженной в отличие от бесколлекторного двигателя. Это происходит из-за индукционных явлений в моторе и расхода энергии для перемагничивания обмоток статора;
• крутящий момент остается сравнительно низким даже в современных моделях, что бывает критично для работы электроинструментов.

Коллекторным двигателем удобно управлять, задавая обороты до 10 тысяч в минуту. Однако бесколлекторные разновидности также могут предложить ряд выгодных преимуществ.

Особенности конструкции бесколлекторных двигателей

Сравнение двух конкурирующих концепций позволяет заметить, что по своей сути коллекторная и бесколлекторная конструкции полностью друг от друга отличаются. Разница прослеживается уже при изучении внутреннего устройства:

• отсутствуют щетки и коллектор – главные детали в коллекторном двигателе;
• магниты расположены вокруг вала, взяв на себя функции и задачи ротора;
• оснащенная магнитными полюсами обмотка находится вокруг роторной системы;
• ротор оборудован датчиком положения вала, который связан с управляющим процессором.

Бесколлекторный двигатель имеет несколько периферийных электронных систем, облегчающих управление работой и контролем состояния. Центральным узлом является процессор, который работает параллельно с системой изменения скорости и обменивается с ним информацией примерно 100 раз за минуту. Эта связка позволяет обеспечить более плавную работу мотора с одновременным извлечением максимального КПД.

При этом наличие второстепенных электросетей не является обязательным. Бесколлекторный двигатель не потеряет работоспособности при отключении массива датчиков и управляющих систем. Однако выведение из строя периферии негативно отразится на общем уровне производительности.

Чтобы определить наличие датчика положения ротора, нужно обратить внимание на количество питающих проводов. В стандартной конструкции их должно быть три; если присутствует сенсор, к трем основным линиям добавится шлейф, собранный из тонкой проводки и идущий от двигателя к регулятору вращения.

Преимущества и недостатки

Отсутствие щеток позиционирует эти двигатели как практически неспособные изнашиваться. Подверженными износу точками остаются подшипники, однако их замена проводится достаточно редко, а при установке усиленной модели срок эксплуатации дополнительно увеличится. Наличие датчика положения вала повышает точность управления работой двигателя и его производительность.

Щеточный массив, используемый в коллекторных двигателях, генерирует большие объемы продуктов износа, что влияет на уровень создаваемых при работе помех, а также увеличивает степень искрения. Конструкция бесколлекторного мотора эффективно устраняет эти проблемы.

В процессе работы под нагрузкой бесколлекторный электродвигатель не создает повышенное трение деталей, отсутствует риск перегрузки узлов, что является весомым преимуществом. В конструкции нет легко изнашивающихся компонентов, что позволяет проводить техническое обслуживание не чаще, чем предписано производителем двигателя.

Единственный наблюдаемый недостаток – ощутимая стоимость бесколлекторного мотора. Однако стоит принимать во внимание отсутствие потребности в частой замене отдельных деталей, таких как коллектор, щетки, пружины либо якорь целиком.

Поэтому данный недостаток является условным.

Сравнение типов двигателей

Оборудованные коллектором движущие агрегаты повсеместно применяются в изготовлении игрушек, а также автомобилестроении, производстве бытовой техники и электрического инструментария. Это обусловлено следующим:

• низкая стоимость;
• легкость управления вращением;
• адаптация к непосредственному подключению в сеть;
• широкий диапазон скоростей;
• запуск на малом импульсе.

Кажущаяся несложной эксплуатация характерна также рядом недочетов:

• общая ненадежность двигателя;
• потребность в частом техническом вмешательстве, в частности замене быстро изнашивающихся деталей;
• малый срок эксплуатации до полной замены двигателя;
• низкая производительность.

Выгодные стороны установки в агрегат бесколлекторного двигателя превосходят таковые у конкурента, оснащенного щетками:

• крайне быстрый разгон;
• применение в агрессивной среде ввиду отсутствия источника искр;
• значительно больший срок службы;
• корпус двигателя может быть рабочим органом;
• минимальные потери мощности.

Что касается недостатков бесколлекторного двигателя, здесь их всего два – высокая цена и необходимость применения второстепенных систем для подключения и управления, таких как драйверы-коммутаторы. Эти устройства меняют скорость, направление вращения и общий режим работы.

Как работает бесколлекторный мотор — HPI Racing

HPI предлагает для всех типов радиоуправляемых электроавтомоделей великолепную бесколлекторную систему  Flux Brushless System! Бесколлекторная система Flux идеально подходит для шоссейных автомоделей, моделей багги и внедорожников в масштабе 1/10 и позволяет разогнать эти машины до скорости почти 100 километров в час!

 

Flux Brushless System состоит из электронного регулятора скорости и бесколлекторного двигателя.  

Бесколлекторный двигатель — это лучший выбор почти для всех электроавтомоделей в масштабе 1/10. С таким мотором ваша модель станет сверхбыстрой на трассе и сможет развивать бешенную скорость! Со стандартным никель-металлогидридным аккумулятором, состоящим из 6-и элементов, или с 2S LiPo (7,4 вольт) аккумулятором вы можете получить до 60 км/ч даже со стандартным редуктором! Мощность бесколлекторного мотора Flux эквивалентна высокофорсированным коллекторным  9 – 10 витковым  двигателям, работающих от шести элементных NiMH батарей, а это огромная мощность!

Особенности бесколлекторных двигателей Flux:

1. Мощный, высокоскоростной бесколлекторныый мотор – эквивалент  коллекторного  9,5 виткового двигателя.
2. Отлично сочетание огромной мощности и необычайной эффективности.
3. Такой же размер, как у стандартного мотора  540-го типа.
4. Необслуживаемая конструкция.
5. Внешние контакты для легкой перепайки проводов.
6. Крупногабаритные шарикоподшипники.
7. Высокий крутящий момент, термостойкий неодимовый ротор.
8. Специальная конструкция статора обеспечивает плавное линейное увеличение крутящего момента.
9. Простой и удобный монтаж через 4 точки.
10.  Ресурс в разы больше, чем в сопоставимых коллекторных моторах.
11. Легко заменяемые подшипники и ротор.
12. Совместим с любым бездатчиковым регулятором скорости для бесколлекторных двигателей.

 

Электронный регулятор скорости — «мозг» системы Flux. Регулятор скорости серии Fluxимеет разъемы для подключения мотора, разъем типа Dean для подключения и трехжильный кабель с разъемом для соединения с приемником, так что вы сможете легко установить регулятор в любом удобном месте на вашей модели. Регулятор способен работать с бесколлекторными двигателями разных размеров и мощности, а так же совместим как с NiMH аккумуляторами, так и LiPo батареями, что позволяет получить максимальную мощность от вашей системы Flux Brushless System! Регулятор Flux — небольшой по размеру, но огромный по допустимой мощности! На сайте HPI вы можете получить рекомендации по программированию регулятора скорости с помощью компьютера!

Особенности регулятора скорости Flux:

1. Программируемый электронный регулятор скорости с функцией заднего хода для бесколлекторных  / коллекторных электродвигателей.
2. Отсечка при низком напряжении для LiPo аккумуляторов**
3. Эффективный алюминиевый радиатор.
4. Пропорциональный тормоз с контролем усилия.
5. Огромная рабочая мощность (70A * непрерывно / 380A в пике).
6. Плавный старт бездатчиковых двигателей (патенты находятся на рассмотрении)
7. Dean’s разъем для подключения батареи.
8. Надежный выключатель.
9. Просто программируется.
10. Возможность легко настроить параметры с помощью кабеля HPI link (в комплект не входит).
11. Работает с бесколлекторными и стандартными коллекторными двигателями.

 Система Flux Brushless System, разработанная HPI, предназначена для любителей и спортсменов, которые хотят иметь мощную, универсальную и доступную бесколлекторную систему. Двигатели Flux чрезвычайно мощные, очень надежные и эффективные, а это самой легкий путь к победе! У бездатчиковых двигателей HPI гораздо меньше проводов, которые можно повредить во время гонки, и это избавляет вас от лишних забот. Вы можете приобрести двигатель в комплекте с регулятором скорости или купить их по отдельности!

Перспективы модернизации

 Владельцы Flux Motiv могут обновлять параметры регулятора с помощью компьютера и бесплатного программного обеспечения! Программисты постоянно делают обновления программного обеспечения Flux Motive и вы можете загружать их, используя набор HPI PC USB programming kit. Этот комплект позволяет подключить регулятор скорости прямо к компьютеру, работающему под Windows, и сохранить настройки профиля, внести изменения в настройки, обновить прошивку и многое другое!

 

Давайте сначала узнаем, как работает коллекторный двигатель.

Чтобы узнать, почему бесколлекторные двигатели настолько эффективны и имеют высокую мощность, необходимо знать, как работает стандартный коллекторный мотор.

Обычные коллекторные  электродвигатели, которые вы можете найти в машинахSprint 2 или E-Firestorm  имеют всего два провода  (положительный и отрицательный), которыми двигатель подключается к регулятору скорости. Внутри корпуса двигателя можно увидеть два изогнутых постоянных магнита, а по центру установлен вал с якорем, на котором намотаны обмотки из медной проволоки. С одной стороны вала якоря устанавливается моторная шестерня, с другой стороны вала расположен так называемый коллектор из медных пластин, через который с помощью угольных щеток ток подается к обмоткам якоря.

Две угольные щетки постоянно скользят по вращающемуся медному коллектору. Как вы можете видеть на рисунке выше, напряжение по проводам через щетки и коллектор поступает к обмоткам якоря, возникает электромагнитное поле, которое взаимодействует с постоянными магнитами статора и заставляет якорь вращаться.

 

Как начинает вращаться стандартный коллекторный двигатель.
Когда на обмотки якоря поочередно поступает постоянный электрический ток, в  них возникает электромагнитное поле, которое с одной стороны имеет «северный» а с другой «южный» полюс. Поскольку «северный» полюс любого магнита автоматически отталкиваются от «северного»  полюса другого магнита, электромагнитное поле одной из обмоток якоря, взаимодействуя с полюсами постоянных магнитов статора, заставляет якорь вращаться. Через коллектор и щетки ток поступает на следующую обмотку якоря, что заставляет якорь вместе с валом мотора продолжать вращение, и так до тех пор, пока  к мотору подается напряжение. Как правило, якорь коллекторного мотора имеет три обмотки (три полюса) — это не позволяет двигателю застревать в одном положении.

 

Недостатки стандартных коллекторных двигателей
Недостатки коллекторных двигателей выявляются, когда нужно получить огромное количество оборотов от них. Поскольку щетки должны постоянно находиться в контакте с коллектором, в месте их соприкосновения возникает трение, которое значительно увеличивается, особенно на высоких оборотах. Любой дефект коллектора приводит к значительному износу щеток и нарушению контакта, что в свою очередь снижает эффективность мотора.  Именно поэтому серьезные гонщики протачивают и полируют коллектор двигателя и меняют щетки почти после каждого заезда. Коллекторный узел  стандартного мотора так же является источником радиопомех и требует особого внимания и обслуживания.

 

Теперь посмотрим, как работает бесколлекторный двигатель.
Основной особенностью конструкции бесколлекторного двигателя является то, что он по принципу работы похож на коллекторный мотор, но все устроено как бы  «наизнанку», и в нем отсутствуют коллектор и щетки. Постоянные магниты, которые в коллекторном моторе установлены на неподвижном статоре, у бесколлекторного мотора расположены вокруг вала, и этот узел называется ротор. Проволочные обмотки бесколлекторного мотора размещены вокруг ротора и имеют несколько различных магнитных полюсов. Датчиковые бесколлекторные моторы имеют на роторе сенсор, который посылает сигналы о положении ротора в процессор электронного регулятора скорости.

Почему бесколлекторный двигатель эффективней, чем коллекторный мотор
Из-за отсутствия коллектора и щеток в бесколлекторном моторе нет изнашивающихся деталей, кроме шарикоподшипников ротора, а это автоматически делает его более эффективным и надежным. Наличие сенсора контроля вращения ротора также значительно повышает эффективность. У коллекторных двигателей не возникает искрения щеток, что резко снижает возникновение помех, а отсутствие узлов с повышенным трением благоприятно сказывается на температуре работающего мотора, что так же повышает его эффективность.

Существуют ли недостатки у бесколлекторных двигателей?
Единственный возможный недостаток бесколлекторной системы – это несколько более высокая стоимость, однако каждый, кто испытал высокую мощность бесколлекторной системы, почувствовал прелесть отсутствия необходимости периодической замены щеток, пружин, коллекторов и якорей, тот быстро оценит общую экономию и не вернется к коллекторным моторам … никогда!

Действительно ли бесколлекторный двигатель не требует «никакого обслуживания?
Да! Они таковы, экономят время, поэтому гонщики всего мира теперь с удовольствием могут передохнуть между заездами. Вам больше не придется после каждой гонки демонтировать двигатель, разбирать его, шлифовать коллектор, менять щетки, вновь собирать и заново устанавливать . .. отсутствие этих забот — это огромное удовольствие!

Единственное, что вам возможно потребуется делать, это содержать двигатель в чистоте, и при необходимости менять подшипники. Эти процедуры выполняются редко, так что их нельзя классифицировать как регулярное техническое обслуживание.

Почему без датчика?
Помимо базовых размеров и различных параметров, бесколлекторные двигатели могут подразделяться по типу: с датчиком и без датчика. Двигатель с датчиком используют очень маленький сенсор на роторе и кроме трех толстых кабелей, по которому мотор получает питание, имеют дополнительный шлейф из тонких проводов, которые соединяют двигатель с регулятором скорости. Дополнительные провода передают информацию с датчика о положении ротора сотни раз в секунду. Эта информация обрабатывается электронным регулятором скорости, что позволяет мотору работать плавно и эффективно, насколько это возможно. Такие моторы используют профессиональные гонщики, однако такие двигатели намного дороже и сложнее в использовании.

Бездатчиковая бесколлекторная система, как можно догадаться, не имеет датчиков и дополнительных проводов, а ротор таких двигателей вращается без точной регистрации его положения и оборотов регулятором скорости. Это позволяет сделать двигатель и регулятор скорости проще в изготовлении, проще в установке и в целом дешевле. Бездатчиковые системы способны обеспечить такую же мощность, как датчиковые, просто с чуть-чуть меньшей точностью, а это идеальное решение для любителей и начинающих спортсменов.

В HPI пришли к выводу, что нашим клиентам не нужна точность, которая доступна для датчиковых систем, для них важнее надежность, и мы решили использовать популярную бездатчиковую систему для комплектов серии Flux.

Мы надеемся, что данная статья объяснит все, что вам нужно знать о системе HPI Flux Brushless.

В чем разница между бесщеточным и щеточным двигателем?

Бесщеточные и щеточные двигатели, по существу, выполняют одну и ту же функцию. Они преобразуют электрический ток во вращательное движение.

В то время как коллекторные двигатели доступны уже более 100 лет, бесщеточные двигатели появились в 1960-х годах, когда твердотельная электроника сделала возможным их проектирование. Только в 1980-х годах бесщеточные двигатели стали более распространенными в инструментах и ​​​​электронике. Сегодня обе конструкции используются во всем мире для бесконечных приложений.

Механический и электронный привод

Основное различие между щеточными и бесщеточными двигателями заключается в том, что щеточные двигатели имеют механический привод, а бесщеточные — электронный.

В щеточных двигателях , статор (неподвижная часть) содержит постоянные магниты, а ротор (подвижная часть) содержит электромагниты. Угольные щетки при физическом контакте с коммутатором в роторе передают на него электрическое напряжение. Это напряжение создает электромагнитное поле в роторе. Постоянно меняя полярность магнитного поля через коммутатор, достигается вращательное движение. Конструкция проста, но имеет свои недостатки:

• Меньшая эффективность
• Более горячая
• Меньший срок службы
• Требует большего обслуживания

В бесколлекторных двигателях все наоборот. Ротор содержит постоянные магниты, а статор создает электромагнитное поле. Вместо щеток электронный контроллер создает трехфазный переменный ток, который последовательно питает катушки двигателя. Это формирует вращающееся магнитное поле в статоре, которое питает магниты ротора и создает вращательное движение.

Есть несколько недостатков бесщеточной конструкции:

• Требуется электронный контроллер
• Более дорогой
• Более сложный

Что лучше: щеточный или бесщеточный?

Обе конструкции имеют свои преимущества, и ни одна из них не обязательно лучше. Когда дело доходит до этого, стоимость, вероятно, является самым важным фактором. Коллекторные двигатели производятся серийно и дешевле. Преимущества коллекторных двигателей помимо цены:

• Простота в эксплуатации
• Надежный
• Доступен во многих размерах и номиналах
• Простое управление
• Подходит для более низких рабочих циклов

Если ваше приложение требует более высокого уровня контроля, а полезность перевешивает затраты, бесщеточный двигатель может быть лучшим вариантом. Преимущества бесщеточных технологий:

• Точное регулирование скорости
• Лучше подходит для непрерывных или длительных рабочих циклов
• Более длительный срок службы
• Меньше обслуживания
• Высокая эффективность

Хотя можно использовать контроллер на щеточном двигателе, стоимость может сделать бесщеточный двигатель лучшим вариантом.

Щеточные или бесщеточные варианты для вашего применения

Есть вопросы? Мы знаем электрические двигатели. Свяжитесь с одним из наших компетентных торговых представителей, чтобы узнать больше. Позвольте нам подобрать для вас электродвигатель, который лучше всего подходит для вашего применения и вашего бюджета. Мы поставляем двигатели на заказ вовремя уже более тридцати лет. Звоните 763-383-6936 или свяжитесь с нами сегодня.

Этот веб-сайт использует файлы cookie для улучшения вашего опыта. Мы предполагаем, что вы согласны с этим, но вы можете отказаться, если хотите. Настройки файлов cookieПРИНЯТЬ

Разница между щеточными и бесщеточными двигателями – Progressive Automations

Ежедневно машины и орудия в нашем окружении часто используют щеточные и бесщеточные двигатели постоянного тока для обеспечения вращательного движения. Оба мотора внешне могут выглядеть одинаково, однако их конструкция и работа сильно различаются. Чтобы получить наилучшие результаты, важно выбрать правильный двигатель и обеспечить правильную конфигурацию для вашего приложения. В этой статье мы рассмотрим разницу между щеточными и бесщеточными двигателями, чтобы лучше понять, какой двигатель наиболее подходит для их применения. Мы также покажем, как подключить щеточные и бесщеточные электродвигатели к кулисным переключателям в целях тестирования.

Просмотрите все наши электрические линейные приводы, от микро до промышленных!

Коллекторный двигатель постоянного тока

Коллекторный двигатель постоянного тока состоит из нескольких основных компонентов, которые в сочетании с источником питания постоянного тока создают вращающийся двигатель. Конфигурацию якоря, коммутатора, щеток и магнита возбуждения можно увидеть на рисунке 1 ниже.

Рис. 1. Чертеж (слева) и фактический пример (справа) коллекторных двигателей постоянного тока

 

На нашем чертеже показан упрощенный якорь, чтобы было легче увидеть протекающий через него ток; однако щеточные двигатели постоянного тока будут иметь несколько обмоток катушки с якорем. Щетки заряжают коммутатор, который пропускает ток через якорь в противоположной полярности постоянного магнита. Это заставляет якорь вращаться от притяжения магнитов.

Коллекторные двигатели постоянного тока просты в эксплуатации, поскольку являются одними из самых простых типов двигателей, однако их срок службы короче, чем у бесщеточных двигателей. Из-за того, что щетки имеют физический контакт с коллектором, искрение является распространенной проблемой для щеточных двигателей. Этот физический контакт также со временем изнашивает щетки и приводит к некоторой потере энергии из-за возникающего трения.

Выберите правильную систему управления для вашего привода из нашего большого ассортимента!

Контроллер бесщеточного двигателя постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) устраняет основные недостатки его щеточного аналога. Двигатель состоит из постоянных магнитов и катушек, которые через серию идеально синхронизированных интервалов подачи питания заставляют постоянный магнит в центре вращаться вокруг катушек, окружающих его. Мы включили схему бесщеточного двигателя для справки на рис. 2 ниже.

Рисунок 2: Чертеж (слева) и фактический пример (справа) бесколлекторных двигателей постоянного тока

 

На катушки бесщеточного двигателя подается питание в определенной последовательности (рис. 3), что приводит к вращению постоянных магнитов на роторе. Это делается без какого-либо физического контакта и позволяет использовать более эффективный и долговечный двигатель постоянного тока.

Рис. 3. Последовательность подачи питания на катушки

 

Чтобы обеспечить результат, показанный на рис. 3, бесщеточному двигателю постоянного тока требуется электронный блок управления (ЭБУ), определяющий положение ротора и катушки, на которые подается питание.

 

В отличие от коллекторных двигателей постоянного тока, для вращения которых требуется напряжение 12 В постоянного тока, приложенное непосредственно к двигателю, для бесщеточных двигателей постоянного тока требуется трехфазное питание. Это означает, что контроллер бесщеточного двигателя постоянного тока должен выдавать соответствующую мощность на различные катушки для обеспечения вращения. При использовании нашего контроллера бесщеточного двигателя постоянного тока LC-241 на входные клеммы можно подать напряжение постоянного тока 12 В при токе 5 А с помощью источника питания. Затем он преобразуется в 3-фазное питание для управления нашими бесколлекторными моторами. В следующем разделе базовая схема подключения поможет при тестировании бесщеточного привода постоянного тока.

 

Подключение бесщеточных двигателей к кулисным переключателям

Progressive Automations в настоящее время предлагает мини-линейный привод PA-14 в варианте бесщеточного постоянного тока для индивидуальных заказов. Схема подключения бесщеточных приводов PA-14 показана на рисунке 4 ниже.

Рис. 4. Схема подключения бесщеточного привода PA-14

 

Шаг 1
Подсоедините 3 провода контроллера двигателя от бесщеточного привода PA-14 к контроллеру бесщеточного двигателя постоянного тока LC-241. Провода обычно зеленого, синего и белого цвета, которые подключаются к клеммам U, V и W соответственно. Убедитесь, что соединения бесщеточного двигателя надежно закреплены. Если провода разного цвета, подключение их в неправильном порядке просто приведет к перемещению электрического линейного привода в направлении, противоположном предполагаемому.

Шаг 2
Подключите контакт SPD к земле источника питания 12 В постоянного тока, чтобы включить встроенный потенциометр для управления скоростью. Убедитесь, что этот потенциометр повернут по часовой стрелке на полную скорость.

Шаг 3
Подключите контакт GND к контактам Common на кулисном переключателе.

Шаг 4
Подсоедините контакт RUN к обеим сторонам тумблера. Это важно, так как и вперед, и назад для работы требуется, чтобы контакт RUN контактировал с землей.

Шаг 5
Подсоедините контакт REV к одной стороне кулисного переключателя. Эта сторона будет обратной стороной тумблера.

Шаг 6
Подайте 12 В постоянного тока на контроллер бесщеточного двигателя постоянного тока, при первом включении питания слышен шум индикатора.

Рис. 5. Физическая проводка бесщеточного привода PA-14

 

Базовая настройка завершена; с помощью кулисного переключателя привод можно выдвигать и втягивать. Проблема с приводом бесщеточного двигателя постоянного тока заключается в том, что внутренние концевые выключатели не могут остановить подачу питания к приводу, как это происходит с щеточными двигателями постоянного тока. Это связано с тем, что на бесколлекторный двигатель PA-14 подается трехфазное питание. Бесколлекторный электропривод PA-14 оснащен встроенным концевым выключателем с обратной связью, который можно использовать с ПЛК или микроконтроллером для индикации того, что привод находится в конце хода. Обратная связь действует как нормально замкнутый на нормально открытый переключатель, который необходим для интеграции бесщеточного привода PA-14 в реальные приложения.

У нас также есть статья о непрерывном удлинении и втягивании хода привода с бесщеточным двигателем постоянного тока для справки с примерами кодирования.

 

Подключение щеточных двигателей к кулисным переключателям

Большинство наших электрических линейных приводов поставляются с щеточными двигателями постоянного тока. Простота эксплуатации коллекторных двигателей постоянного тока позволяет подключать кулисные переключатели между источником питания постоянного тока и коллекторным двигателем без необходимости в дополнительном контроллере.

Рис. 6: Схема подключения кулисного переключателя к приводу с коллекторным двигателем

 

Приведенную выше схему подключения линейного привода можно получить, выполнив несколько шагов:

• Верхняя левая и нижняя правая клеммы должны быть подключен к земле блока питания.
• Верхняя правая и нижняя левая клеммы должны быть подключены к клемме +12В источника питания.
• Средняя правая и средняя левая клеммы должны быть подключены к 2 входам привода.

Этот тип проводки выключателя привода позволяет оператору изменять направление потока электрического тока, поступающего в привод, для изменения направления движения. В качестве физического примера схемы подключения исполнительного механизма с кулисным переключателем это видео является отличным примером.

Рис. 7. Физическая проводка кулисного переключателя к приводу с коллекторным двигателем

 

Хотите внедрить автоматизацию в свой дом? Взгляните на наши продукты для домашней автоматизации!

Резюме

Коллекторные двигатели постоянного тока имеют катушки в центре, вращающиеся вокруг постоянных магнитов, в то время как бесщеточные двигатели постоянного тока имеют в центре постоянный магнит, который вращается вокруг катушек. Конструкция бесщеточного двигателя лучше подходит для приложений, которые будут использовать его более длительный срок службы и большую энергоэффективность. Для более простой и легкой работы в приложениях с коротким временем цикла можно воспользоваться удобной конструкцией коллекторных двигателей постоянного тока.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите обсудить наши продукты, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам! Мы являемся экспертами в том, что мы делаем, и хотим, чтобы вы нашли лучшее решение для вашего приложения.