Home-theater-designers
Електрическите двигатели с постоянен ток са едни от най-важните изобретения, на които съвременният свят разчита силно. Тези двигатели се използват в домакински уреди, електрически инструменти, дронове, системи за охлаждане на компютри, роботика и електрически превозни средства.
страхотни уебсайтове, когато ви е скучно
Два от най-разпространените DC електродвигатели, които се използват днес, са четкови и безчеткови DC двигатели. И двата мотора имат една и съща фундаментална идея за използване на електромагнетизъм за осигуряване на механично въртене. Но с различни концепции за дизайн, четканите и безчетковите двигатели са длъжни да имат своите разлики в производителността, цената и поддръжката.
MAKEUSEOF ВИДЕО НА ДЕНЯ
И така, какъв дизайн на двигателя е по-добър - с четка или без четка?
Как работи DC електрически мотор?
Електрическите двигатели преобразуват електричеството в механична енергия. Те правят това, като позволяват на електричеството да преминава през медни намотки, създавайки електромагнитно поле, което възбужда постоянните магнити вътре в двигателя, карайки ротора да се движи и да произвежда механична енергия.
Въпреки че както четковите, така и безчетковите двигатели имат една и съща цел да преобразуват електричеството в механична енергия, техният дизайн е различен. За да разберем разликата между тях, нека поговорим за дизайна на двигателя, като започнем с двигателя с четка.
Матиран дизайн на двигателя
Матираните двигатели се произвеждат вече повече от век. Известно е, че имат опростен дизайн, използващ чифт въглеродни четки за подаване на мощност към двигателя. Матираните двигатели винаги ще имат четири основни части, а това са:
- Статор: Стационарната част на двигателя. Той съдържа постоянните магнити, които карат ротора да се движи.
- Ротор: Въртящата се част на двигателя. Той съдържа медна намотка, която при захранване прави медната намотка електромагнитна.
- Комутатор: Метален пръстен, който гарантира, че роторът продължава да се върти, като обръща полярността на всеки половин оборот на ротора.
- Четки: Стационарна част от карбон, директно свързана към клемите на източника на захранване. Те предават мощност към комутаторния пръстен, който след това активира ротора.
Моторът с четка използва четки за електрическо захранване на двигателя, като същевременно позволява на ротора и комутатора да се въртят. Роторът е съставен от медни намотки, които, когато се захранват, основно се превръщат в електромагнит.
И така, какво се случва, ако два магнита се доближат един до друг?
Е, в зависимост от подравняването на магнитните полюси, те ще се привличат или отблъскват. Целта на двигателя с четка е да използва привличане и отблъскване за въртене на двигателя. Това е мястото, където комутаторът става полезен.
Комутаторът е метален пръстен в центъра на ротора, който превключва магнитния полюс на ротора на всеки 180 градуса. Това ефективно гарантира, че магнитният полюс на ротора винаги е подравнен със същия магнитен полюс на статора, причинявайки отблъскване.
Резултатът? Непрекъснато механичните завъртания имат достатъчна сила за захранване на вашия блендер (или нещо, което използва двигател с четка).
Дизайн на безчетков двигател
Безчетковите двигатели започнаха да набират популярност през 80-те години, когато транзисторите станаха по-често срещани в електрониката. Като лесно достъпни твърдотелни компоненти изигра голяма роля в създаването на безчеткови двигатели, приложими за електрически инструменти, домакински уреди и електроника. Техният сложен, но ефективен дизайн дава на безчетковите двигатели по-голям въртящ момент от техните аналози с четка.
Дизайнът на безчетковия мотор включва няколко основни части. Те ще включват:
- Статор: Стационарната част на двигателя. Съдържа няколко медни намотки, които при захранване се превръщат в активен магнит.
- Ротор: Въртящата се част на двигателя. Това съдържа постоянните магнити, които се въртят поради електромагнитното поле между статора и ротора.
- Сензор за ефект на Хол: Сензор, който разпознава кои бобини са под напрежение и кои не.
- Контролна верига: Електронна верига, предназначена да решава кои намотки вътре в статора да се захранват.
Както подсказва името, безчетковите двигатели не използват четки за захранване на двигателя. Безчетковите двигатели също нямат тоководещи комутатори. Вместо това той използва сензор за ефект на Хол и управляваща верига, за да гарантира, че противоположните магнитни полюси на статора и ротора винаги са подравнени. Друго нещо, което ще откриете различно е, че статорът съдържа медните намотки, докато роторът съдържа постоянните магнити.
Безчетковият двигател принципно работи по същия начин като мотора с четка: използвайки разликите в магнитните полюси за преместване на ротора, създавайки въртене и въртящ момент.
Но без четки и комутатори, как медните намотки могат да получат енергия?
Просто, правиш медните намотки неподвижни. Вече не са необходими четки със стационарни медни намотки, тъй като можете директно да захранвате намотките чрез проводници.
Що се отнася до комутаторите, безчетковият двигател използва сензор на Хол и управляваща верига. Сензорът на Хол е плосък кръгъл сензор, поставен до медните намотки на статора. Тъй като в статора има няколко намотки, сензорът на Хол може да открие дали една от тези намотки е под напрежение или не.
Направено с помощта на Sketchup
След това сензорът дава показанията си на управляващата верига и решава кои намотки да се захранват. Така че, ако постоянните магнити на ротора се доближат до привличащите магнитни полюси, управляващата верига ще спре да захранва тези намотки и ще захрани следващата намотка, която привлича постоянните магнити на ротора. Контролната верига също така ще захранва намотките преди постоянните магнити, причинявайки отблъскване и добавяйки още повече въртящ момент към въртенето.
Плюсове и минуси на четкови и безчеткови двигатели
С разликите в дизайна на мотора, както четковите, така и безчетковите двигатели ще имат плюсове и минуси. Ето таблица, която да ви помогне да разберете техните силни и слаби страни:
| Продължителност на живота | Къс | Дълги |
| Ускорение | Среден | Високо |
| Ефективност | Среден | Високо |
| Въртящ момент | Среден | Високо |
| Акустика | Шумно | Тихо |
| цена | Евтин | Скъп (с контролна верига) |
Трябва ли да купувате хардуер с мотор с четка или без четка?
Както можете да видите в таблицата, безчетковите двигатели са по-добри във всяко едно отношение (освен по отношение на цената) от своите четки. Те осигуряват по-висок въртящ момент, по-бързо ускорение на скоростта, по-нисък шум и по-висока ефективност и са по-издръжливи.
Така че, когато имате възможност да закупите нов електроинструмент, кухненски уред, дрон или нещо, което се нуждае от двигател, изборът на артикули с безчетков двигател обикновено е по-добрият вариант.
Така че трябва ли моторите с четка да са остарели?
Е, не. Особено защото безчетков мотор (плюс управляваща верига) ще струва значително повече от артикул, използващ мотор с четка. И въпреки че безчетковият мотор е по-добър от неговия аналог с четка, това не означава, че моторът с четка е лош. Всъщност моторът с четка е много добър. Можете да постигнете същите задачи с двигател с четка, както хората биха с безчетков.
Като цяло безчетковите двигатели са идеалните двигатели във вашите инструменти и оборудване. Но има и ситуации, в които бихте искали вместо това да използвате двигатели с четки. Тези ситуации ще включват:
приложения за гледане на филми безплатно
- Когато моторът се използва в моментни кратки изблици (напр. блендер, електрически седалки и чистачки на предното стъкло)
- Когато един инструмент/уред стане полезен само няколко пъти в годината
- Когато задачата не изисква много въртящ момент (напр. играчки, вентилационни отвори)
- При екстремни експлоатационни условия. Двигателите с четки не се нуждаят от сензори или контролни вериги, които могат да се повредят при екстремни метеорологични условия
Извършване на интелигентни покупки
Сега, след като разбирате разликата между четкови и безчеткови двигатели, се надяваме, че това ви улеснява да направите разумна покупка, когато купувате кухненски уреди, инструменти и оборудване. Това също трябва да обясни защо някои артикули са по-скъпи от своите колеги, въпреки че идват от една и съща марка, имат същите функции и използват същия форм фактор. Не забравяйте, че това, че можете да закупите първокласен артикул с помощта на безчетков двигател, не винаги означава, че това е най-умното нещо за покупка.