Zalety i wady bezszczotkowego silnika prądu stałego

Wady bezszczotkowego silnika prądu stałego

1. Zalety bezszczotkowego silnika prądu stałego

2. Wady bezszczotkowego silnika prądu stałego

Silnik elektryczny to urządzenie, które zamienia energię elektryczną na energię mechaniczną w postaci obrotu wału zwanego wirnikiem.

Większość silników elektrycznych działa na zasadzie działania przewodnika umieszczonego w polu magnetycznym i przepływu przez niego prądu.Spowoduje to wywarcie siły na przewodnik, a kierunek siły można określić za pomocą reguły lewej ręki filmu.

Istnieje wiele typów silników prądu stałego;jednakże dwa popularne typy silników prądu stałego to bezszczotkowy silnik prądu stałego i szczotkowany silnik prądu stałego.

W szczotkowanym silniku prądu stałego materiał przewodzący zwany wirnikiem jest umieszczony pomiędzy magnesami trwałymi zwanymi stojanem.Kiedy prąd przepływa przez uzwojenie twornika, na wirnik działa siła, która obraca wirnik w kierunku zgodnym z zasadą lewej ręki.Powoduje to obrót wirnika o 180 stopni.Aby dalej obrócić wirnik o 360 stopni, kierunek prądu odwraca się za pomocą komutatorów i szczotek.Powoduje to pełny obrót o 360 stopni, a silnik nadal się obraca, a kierunek prądu również zmienia się po każdej połowie obrotu.

Natomiast w przypadku bezszczotkowego silnika prądu stałego wirnik jest magnesem trwałym, a stojan elektromagnesem.W przeciwieństwie do szczotkowanego silnika prądu stałego, szczotki węglowe nie służą do odwrócenia kierunku prądu w celu uzyskania pełnego obrotu o 360 stopni, ale prąd jest kontrolowany przez jakiś sterownik elektroniczny.Zapewnia to nie tylko rozwiązanie problemu częstej konserwacji ze względu na uszkodzenia szczotek węglowych wymagających wymiany, ale także zapewnia kontrolę prędkości i dokładność w wysokiej rozdzielczości.

Teraz mówimy o „Zaletach i wadach bezszczotkowego silnika prądu stałego ”

Zalety bezszczotkowego silnika prądu stałego

Bezszczotkowe silniki prądu stałego mają wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi szczotkowymi silnikami prądu stałego.Poniżej szczegółowo omówiono kilka zalet:

1. Bezszczotkowy silnik prądu stałego nie posiada szczotek węglowych, co zmniejsza konieczność częstej wymiany szczotek i koszty konserwacji.

2. Bezszczotkowe silniki prądu stałego charakteryzują się lepszą wydajnością i wydajnością w porównaniu ze szczotkowymi silnikami prądu stałego ze względu na zastosowanie elektronicznego sterowania umożliwiającego wysoki poziom kontroli prędkości i położenia silnika.Żywotność bezszczotkowego silnika prądu stałego jest około 6 razy dłuższa niż w przypadku silnika prądu stałego ze szczotkowaniem przeciwbieżnym.

3. Szczotki mogą powodować silne iskry, które mogą skutkować krótką żywotnością lub całkowitym spaleniem szczotkowego silnika prądu stałego.Jednakże w przypadku bezszczotkowego silnika prądu stałego, ze względu na brak iskry, istnieje mniejsze ryzyko przepalenia z powodu problemów z iskrami.

4. Bezszczotkowe silniki prądu stałego są dostępne w małych, kompaktowych rozmiarach i zapewniają również wysoki stosunek momentu obrotowego do masy, dzięki czemu nadają się do wielu zastosowań w robotyce i medycynie, obejmujących ramiona i nogi robotów.

5. Bezszczotkowy silnik prądu stałego wytwarza stosunkowo niski poziom hałasu podczas pracy w porównaniu do innych silników o tych samych parametrach.Podobnie jak w innych silnikach, występuje ciągły kontakt szczotek, co powoduje hałas i iskrzenie podczas kontaktu.Dlatego też tam, gdzie należy unikać zakłóceń elektrycznych, preferowane są bezszczotkowe silniki prądu stałego.

6. Ponieważ tradycyjna komutacja oparta na konfiguracji mechanicznej zostaje zastąpiona nowoczesnym elektronicznym systemem komutacji, co zapewnia większą kontrolę i mniejsze ryzyko awarii z powodu omówionych wcześniej przyczyn zużycia.

7. W przeciwieństwie do innych silników, bezszczotkowy silnik prądu stałego ma niski prąd jałowy, dzięki czemu nadaje się do pracy przy niskim obciążeniu lub bez obciążenia.

8. Bezszczotkowe silniki prądu stałego mogą zapewniać maksymalny moment obrotowy w sposób ciągły podczas obrotu, natomiast szczotkowany silnik prądu stałego może zapewniać maksymalny moment obrotowy tylko w określonym punkcie obrotu.Aby uzyskać ten sam moment obrotowy, silnik szczotkowy będzie wymagał znacznie większego magnesu w porównaniu do bezszczotkowego silnika prądu stałego.W rezultacie powstał bardzo kompaktowy i mały bezszczotkowy silnik prądu stałego, charakteryzujący się bardzo wysokim momentem obrotowym.

9. Bezszczotkowe silniki prądu stałego mogą być wyposażone w sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym w celu monitorowania i kontrolowania prędkości i momentu obrotowego, co zapewnia dokładną kontrolę momentu obrotowego i prędkości, zapewniając wyższą wydajność, niskie zużycie energii i długą żywotność baterii w przypadku, gdy silnik działa przy użyciu niektórych baterii.

10. Szczotkowe silniki prądu stałego mają problem z nagrzewaniem i nie schładzają się szybko ze względu na obecność elektromagnesu w środku silnika.Z drugiej strony bezszczotkowy silnik prądu stałego nie ma elektromagnesu pośrodku, co zmniejsza problem nagrzewania.

Wady bezszczotkowego silnika prądu stałego

Podobnie jak wszystkie inne urządzenia, bezszczotkowe silniki prądu stałego również mają kilka wad w porównaniu do innych silników.Ponieważ bezszczotkowy silnik prądu stałego w wielu przypadkach przewyższa szczotkowany silnik prądu stałego, bezszczotkowy silnik prądu stałego ma również kilka wad, które omówiono poniżej:

Koszt bezszczotkowego silnika prądu stałego jest porównywalnie wyższy w porównaniu ze szczotkowym silnikiem prądu stałego, a sterownik elektroniczny również zwiększa koszt ogólnej konfiguracji, ponieważ w tradycyjnym silniku stosuje się tanią mechaniczną konfigurację komutacyjną obejmującą szczotki.

Gdy bezszczotkowy silnik prądu stałego pracuje z niską prędkością, podczas niskiej prędkości obrotowej występują lekkie wibracje.Jednakże wibracje zmniejszają się przy dużej prędkości.

Ze względu na naturalną częstotliwość drgań bezszczotkowego silnika prądu stałego, czasami ta częstotliwość drgań może odpowiadać częstotliwości drgań korpusu lub części plastikowych lub być do niej bliższa, co powoduje występowanie zjawiska rezonansu.Jednakże rezonans ten można zminimalizować poprzez regulację i zjawisko rezonansu często obserwuje się w wielu urządzeniach opartych na bezszczotkowych silnikach prądu stałego.

Silniki szczotkowe prądu stałego są łatwe w obsłudze dzięki prostemu okablowaniu, ponieważ zacisk dodatni jest podłączony do przewodu dodatniego, a zacisk ujemny do przewodu ujemnego, a silnik zaczyna się obracać.Jednak w przypadku bezszczotkowego silnika prądu stałego okablowanie i obsługa silnika nie są takie proste ze względu na zaangażowanie elektronicznego sterowania i jego połączenia ze wszystkimi elektromagnesami.