Silniki bezszczotkowe kontra szczotkowane: który jest odpowiedni do twojego projektu?

Wstęp

Dwa typowe typy silników DC to silniki szczotkowane i silniki bezszczotkowe (silniki BLDC). Jak sama nazwa wskazuje, silniki szczotkowane używają szczotek do kierowania do pracy, umożliwiając obracanie silnika. Natomiast silniki bezszczotkowe zastępują funkcję mechanicznej kontroli elektronicznej. Oba typy działają na tej samej zasadzie, a mianowicie przyciąganie magnetyczne i odpychanie magnetyczne między cewką a magnesem stałym. Każda z nich ma własne zalety i wady, które mogą wpływać na twój wybór w oparciu o konkretne wymagania dotyczące aplikacji. Zrozumienie różnic między silnikami DC i bezszczotkowymi silnikami DC ma kluczowe znaczenie dla oceny ich wydajności. Decyzja o wybraniu jednego typu nad drugim opiera się na różnych kryteriach, w tym wydajności, żywotności i kosztach.

Ważne czynniki różnicy między szczotkowanym i bezszczotkowym silnikiem prądu stałego:

#1. Lepsza wydajność

Bezszczotkowe silniki są bardziej wydajne niż silniki szczotkowane. Z większą precyzją przekształcają energię elektryczną w energię mechaniczną, zmniejszając w ten sposób odpady energetyczne. W przeciwieństwie do szczotkowanych silników DC, bezszczotkowe silniki nie doświadczają tarcia ani strat energii związanych z pędzlami i komutatorami. Poprawia to wydajność, wydłuża czas wykonywania i zmniejsza zużycie energii.

I odwrotnie, silniki szczotkowane są uważane za mniej wydajne niż bezszczotkowe silniki DC ze względu na straty mocy związane z tarciem i transferem energii przez system komutatorów.

#2. Konserwacja i długowieczność

Bezszczotkowe silnikimają mniej ruchomych części i nie ma połączeń mechanicznych, co powoduje dłuższą żywotność i zmniejszone wymagania dotyczące konserwacji. Brak pędzli eliminuje problemy związane z zużyciem pędzla i innymi problemami konserwacyjnymi. Dlatego silniki bezszczotkowe są często bardziej opłacalną opcją dla użytkowników.

Ponadto silniki szczotkowane wymagają większej konserwacji z powodu zużycia szczotek i komutatora, co może prowadzić do zmniejszonej wydajności i problemów motorycznych. Aby utrzymać optymalną wydajność, pędzle należy regularnie wymieniać.

#3. Hałas i wibracje

W silnikach bezszczotkowych można kontrolować prąd uzwojenia, co pomaga zmniejszyć pulsacje momentu obrotowego, które mogą powodować wibracje i szum mechaniczny. Dlatego bezszczotkowe silniki generalnie wytwarzają mniej hałasu i wibracji niż silniki szczotkowane. Ponieważ nie mają szczotek ani komutatorów. Zmniejszenie wibracji i hałasu poprawia komfort użytkownika i minimalizuje zużycie nad dłuższym użyciem.

W szczotkowanym silniku DC szczotki i komutator współpracują ze sobą jako mechanizm przełączania. Gdy silnik działa, przełączniki te stale się otwierają i zamykają. Proces ten pozwala przepływać wysokie prądy przez indukcyjne uzwojenia wirnika, wytwarzając niewielki szum elektryczny z powodu dużego przepływu prądu.

#4. Koszt i złożoność

Bezszczotkowe silniki są zwykle droższe i złożone ze względu na elektroniczny system sterowania w celu komutacji. Wyższa cena bezszczotkowych silników prądu stałego w porównaniu doszczotkowane silniki DCwynika głównie z zaawansowanej elektroniki zaangażowanej w ich projekt.

#5. Projektowanie i działanie

Bezszczotkowe silniki DC nie są samokomurne. Wymagają obwodu napędowego, który wykorzystuje tranzystory do kontrolowania prądu przepływającego przez silnikowe cewki uzwojenia. Silniki te wykorzystują elektroniczne elementy sterujące i czujniki efektów HALL do zarządzania prądem w uzwojeniach, zamiast polegać na połączeniach mechanicznych.

Silniki DC szczotkowane są samokomieniowane, co oznacza, że ​​nie wymagają obsługi obwodu sterownika. Zamiast tego używają mechanicznych szczotek i komutatorów do kontrolowania prądu w uzwojeniach, tworząc w ten sposób pole magnetyczne. To pole magnetyczne tworzy moment obrotowy, powodując obrót silnika.

#6. Zastosowania

Jako kosztSilniki wibracyjneI ich powiązana elektronika nadal zmniejsza się, zapotrzebowanie na silniki bezszczotkowe i silniki szczotkowane rośnie. Bezszczotkowe silniki są bardzo popularne w przypadku smartwatchów, urządzeń medycznych, urządzeń kosmetycznych, robotów itp.

Ale wciąż są miejsca, w których silniki szczotkowane mają większy sens. Istnieje ogromne zastosowanie silników szczotkowanych w smartfonach, e-papierosach, kontrolerach gier wideo, masażerach oczu itp.