Безщіткові чи щіткові двигуни: що підходить для вашого проекту?

вступ

Двома поширеними типами двигунів постійного струму є щіткові двигуни та безщіточні двигуни (двигуни BLDC). Як випливає з назви, щіткові двигуни використовують щітки для комутації напрямку, що дозволяє двигуну обертатися. Навпаки, безщіточні двигуни замінюють функцію механічної комутації електронним керуванням. Обидва типи працюють за однаковим принципом, а саме магнітне притягання та магнітне відштовхування між котушкою та постійним магнітом. Кожен має свої переваги та недоліки, які можуть вплинути на ваш вибір на основі конкретних вимог вашої програми. Розуміння відмінностей між щітковими двигунами постійного струму та безщітковими двигунами постійного струму має вирішальне значення для оцінки їх продуктивності. Рішення про вибір одного типу над іншим базується на низці критеріїв, включаючи ефективність, термін служби та вартість.

Важливі фактори для різниці між щітковим і безщітковим двигуном постійного струму:

#1. Краща ефективність

Безщіточні двигуни більш ефективні, ніж щіткові. Вони перетворюють електричну енергію в механічну з більшою точністю, тим самим зменшуючи витрати енергії. На відміну від щіткових двигунів постійного струму, безщіточні двигуни не відчувають тертя або втрат енергії, пов’язаних із щітками та комутаторами. Це покращує продуктивність, подовжує час роботи та зменшує споживання енергії.

Навпаки, щіткові двигуни вважаються менш ефективними, ніж безщіточні двигуни постійного струму через втрати потужності, пов’язані з тертям і передачею енергії через колекторну систему.

#2. Технічне обслуговування та довговічність

Безщіточні двигунимають менше рухомих частин і не мають механічних з’єднань, що призводить до довшого терміну служби та менших вимог до обслуговування. Відсутність щіток усуває проблеми, пов'язані зі зносом щіток та інші проблеми з обслуговуванням. Тому безщіточні двигуни часто є більш рентабельним варіантом для користувачів.

Крім того, щіткові двигуни потребують більшого обслуговування через знос щіток і комутатора, що може призвести до зниження продуктивності та проблем із двигуном. Щоб підтримувати оптимальну продуктивність, щітки потрібно регулярно міняти.

#3. Шум і вібрація

У безщіткових двигунах можна контролювати струм обмотки, що допомагає зменшити пульсації крутного моменту, які можуть викликати вібрацію та механічний шум. Тому безщіточні двигуни зазвичай виробляють менше шуму та вібрації, ніж щіточні двигуни. тому що в них немає ні щіток, ні комутаторів. Зменшення вібрації та шуму покращує комфорт користувача та мінімізує знос під час тривалого використання.

У щітковому двигуні постійного струму щітки та комутатор працюють разом як механізм перемикання. Коли двигун працює, ці перемикачі постійно відкриваються і закриваються. Цей процес дозволяє сильним струмам протікати через індуктивні обмотки ротора, створюючи невеликий електричний шум через великий струм.

#4. Вартість і складність

Безщіточні двигуни, як правило, дорожчі та складніші через електронну систему керування для комутації. Вища ціна безщіткових двигунів постійного струму порівняно зщіткові двигуни постійного струмув основному завдяки передовій електроніці, задіяній у їх розробці.

#5. Проектування та експлуатація

Безщіточні двигуни постійного струму не є самокомутаційними. Вони потребують схеми приводу, яка використовує транзистори для керування струмом, що протікає через котушки обмотки двигуна. Ці двигуни використовують електронне керування та датчики Холла для керування струмом в обмотках, а не покладаються на механічні з’єднання.

Щіткові двигуни постійного струму самокомутуються, що означає, що для роботи їм не потрібна схема драйвера. Замість цього вони використовують механічні щітки та комутатори для контролю струму в обмотках, тим самим створюючи магнітне поле. Це магнітне поле створює крутний момент, змушуючи двигун обертатися.

#6. Додатки

Як вартістьвібраційні двигунита пов’язаної з ними електроніки продовжує зменшуватися, попит на безщіточні двигуни та двигуни зі щітками зростає. Безщіточні двигуни дуже популярні для розумних годинників, медичних пристроїв, косметичних пристроїв, роботів тощо.

Але все ще є місця, де щіткові двигуни мають більше сенсу. Щіткові двигуни широко застосовуються в смартфонах, електронних сигаретах, контролерах відеоігор, масажерах для очей тощо.