Основната разлика е, че четковият двигател използва физически четки и комутатор, за да доставя електрически ток към намотките на двигателя, докато безчетковият двигател (BLDC) използва електронни контролери вместо четки, за да превключва електрическия ток в намотките. При четковите двигатели дизайнът е опростен, рентабилен и осигурява добър въртящ момент при ниски скорости, но с течение на времето причинява триене и износване, което изисква редовна поддръжка. Безчетковите двигатели са по-сложни за интеграция, но елиминират триенето, което води до по-висока ефективност, по-дълъг живот, по-тиха работа и по-малко поддръжка.
| Функция | Четков мотор | Безчетков мотор |
|---|---|---|
| Ефективност | Среден | Високо |
| Продължителност на живота | Късо, поради износване на четката | Дълго, тъй като няма четки, които да се износват |
| Производителност | Средна скорост, висок начален въртящ момент | По-висока скорост |
| Шум | Шумно поради триене на четките | Тиха, поради липса на триене |
| Цена | По-ниски първоначални разходи | По-високи първоначални разходи поради сложни управляващи схеми |
| Сложност | Лесно, може да се управлява с лостови превключватели или подобни | Сложно, изисква електронен контролер |
Четков DC мотор
Четковият DC двигател се състои от няколко основни компонента, които заедно с DC захранване създават въртящ се двигател. Конфигурацията на котвата, комутатора, четките и магнита може да се види на Фигура 1 по-долу.
Фигура 1: Чертеж (вляво) и действителен пример (вдясно) на четкови DC двигатели
Нашият чертеж показва опростена котва за по-лесен преглед на протичащия през нея ток; обаче, четковите DC двигатели ще имат множество намотки на котвата си. Четките зареждат комутатора, който подава ток през котвата в обратна полярност на постоянния магнит. Това кара котвата да се върти от привличането на магнитите.
Четковите DC двигатели са лесни за работа, тъй като са сред най-простите видове двигатели, но те ще имат по-кратък живот в сравнение с безчетковите двигатели. Тъй като четките осъществяват физически контакт с колектора, искренето е често срещан проблем при четковите двигатели. Този физически контакт също така износва четките с течение на времето и води до известна загуба на енергия от генерираното триене.
Безчетков контролер за DC мотор
Безчетковият DC двигател (BLDC) елиминира основните недостатъци на своя четков аналог. Двигателят се състои от постоянни магнити и бобини, които чрез серия от перфектно синхронизирани интервали на захранване карат постоянния магнит в центъра да се върти около бобините, които го заобикалят. Включили сме диаграма на безчетковия двигател за справка на Фигура 2 по-долу.
Фигура 2: Чертеж (вляво) и действителен пример (вдясно) на безчеткови DC двигатели
Намотките в безчетковия двигател се захранват в определена последователност (Фигура 3), което кара постоянните магнити на ротора да се въртят. Това се прави без никакъв физически контакт и позволява по-ефективен и по-дълготрайен DC двигател.
Фигура 3: Последователност на захранване на бобината
За да следва изхода, показан на Фигура 3, безчетковият DC двигател изисква електронен контролер (ECU), който да определи позицията на ротора и кои намотки да захранва.
За разлика от четковите DC двигатели, които изискват 12 VDC, приложени директно към двигателя, за да се въртят, безчетковият DC двигател изисква 3-фазно захранване. Това означава, че контролерът на безчетков DC двигател трябва да изведе подходящата мощност към различните намотки, за да се постигне въртене. Когато използвате нашия LC-241 Безчетков контролер за постоянен ток, 12 VDC при 5A може да се подаде към входните клеми с помощта на захранванеСлед това това се преобразува в трифазно захранване за управление на нашите безчеткови персонализирани двигатели. В следващия раздел, основна схема на свързване ще ви помогне при тестването на безчетков DC задвижващ механизъм.
Свързване на безчеткови двигатели към рокерски превключватели
Progressive Automations предлага Мини линеен задвижващ механизъм PA-14 в опцията за безчетков DC за поръчки по поръчка. Нашата схема на свързване за безчеткови задвижвания PA-14 може да се види на Фигура 4 по-долу.
Фигура 4: Схема на свързване за безчетков задвижващ механизъм PA-14
Стъпка 1
Свържете 3-те проводника на контролера на двигателя от безчетковия задвижващ механизъм PA-14 към LC-241 Безчетково управление на DC моторr. Проводниците обикновено са зелени, сини и бели, които се свързват съответно към клемите U, V и W. Уверете се, че връзките на безчетковия двигател са здраво закрепени. Ако проводниците са с различни цветове, свързването им в грешен ред просто ще измести електрическата линейна задвижващ механизъм в обратна посока от предвидената.
Стъпка 2
Свържете SPD пин към заземяването на вашия 12 VDC източник на захранване, за да активирате вградения потенциометър за контрол на скоростта. Уверете се, че този потенциометър е завъртян по часовниковата стрелка за пълна скорост.
Стъпка 3
Свържете GND пин към Common пиновете на вашия превключвател.
Стъпка 4
Свържете щифта RUN от двете страни на превключвателя. Това е важно, тъй като както за въртене напред, така и за връщане назад е необходимо щифтът RUN да е в контакт със земята, за да функционира.
Стъпка 5
Свържете щифта REV към едната страна на превключвателя. Тази страна ще бъде страната на превключвателя за обратна посока.
Стъпка 6
Приложете 12 VDC към контролера на безчетковия DC мотор, при първоначално включване може да се чуе индикаторен шум.
Фигура 5: Физическо окабеляване на безчетковия задвижващ механизъм PA-14
Основната настройка вече е завършена; с помощта на превключвателя, задвижващият механизъм може да се удължава и прибира. Проблемът с безчетковия DC двигател е, че вътрешният крайни превключватели не са в състояние да спрат захранването на задвижващия механизъм, както е при четковите DC двигатели. Това е така, защото захранването, постъпващо в безчетковия двигател PA-14, е трифазно. Безчетковият електрически задвижващ механизъм PA-14 се предлага с вграден обратна връзка с крайния превключвател който може да се използва с PLC или микроконтролер за да покаже, че задвижващият механизъм е в края на хода си. Обратната връзка действа като превключвател от нормално затворен към нормално отворено положение, което е от съществено значение за интегрирането на безчетков задвижващ механизъм PA-14 в реални приложения.
Имаме и статия за Непрекъснато удължаване и прибиране на хода на задвижващия механизъм с безчетков DC мотор за справка с примери за кодиране.
Новото и подобреното Мини задвижващ механизъм PA-01 (PA-14 ъпгрейд) е текущият модел, който предлагаме с разнообразни допълнителни предимства. За сравнение, разгледайте таблиците по-долу и надстройте с увереност!
|
|
PA-01 |
PA-14 |
|
Опции за динамично натоварване |
16, 28, 56, 112, 169, 225 фунта |
35, 50, 75, 110, 150 фунта |
|
Най-високо натоварване |
225 lb |
150 lb |
|
Най-бърза скорост |
3.54 "/sec |
2.00"/sec |
|
Защита от проникване |
IP65 |
IP54 |
|
Опции за инсулт |
от 1 инч до 40 инча |
от 1 инч до 40 инча |
|
Обратна връзка с ефекта на Хол |
По избор |
Не |
Свързване на четкови двигатели към рокерски превключватели
Повечето от нашите електрически линейни задвижвания идват от рафта с четкови DC двигатели. Лесната работа на четковите DC двигатели позволява рокерски превключватели да се свърже между DC захранване и четков мотор, без да е необходим допълнителен контролер.
Фигура 6: Схема на свързване на кобиличен превключвател към задвижващ механизъм с четков мотор
Схемата на свързване на линейния задвижващ механизъм по-горе може да се постигне, като следвате няколко стъпки:
- Горният ляв и долният десен терминал трябва да бъдат свързани към заземяването на захранването.
- Горният десен и долният ляв извод трябва да бъдат свързани към +12V извода на захранването.
- Средният десен и средният ляв терминал трябва да бъдат свързани към двата входа от задвижващия механизъм.
Този тип окабеляване на превключвателя на задвижващия механизъм позволява на оператора да променя посоката на електрическия ток, влизащ в задвижващия механизъм, за да промени посоката на движение. За физически пример на верига за окабеляване на задвижващ механизъм с кобиличен превключвател, това видео е чудесен пример.
Фигура 7: Физическо окабеляване на кобиличен превключвател към задвижващ механизъм с четков мотор
Каква е основната разлика между четковите и безчетковите DC двигатели?
Четковите двигатели използват графитни четки и комутатор за подаване на ток към намотките на двигателя, докато безчетковите DC (BLDC) двигатели използват електронни контролери за превключване на тока. Четковите двигатели са по-прости, по-рентабилни и осигуряват добър въртящ момент при ниски скорости, докато безчетковите двигатели имат по-висока ефективност, по-дълъг живот и по-тиха работа.
Кой тип двигател е по-добър за дългосрочна употреба - с четкови или безчеткови?
Безчетковите двигатели са по-подходящи за дългосрочна употреба, защото нямат четки, които да се износват. Това намалява триенето, топлината и нуждите от поддръжка, което позволява значително по-дълъг експлоатационен живот в сравнение с четковите двигатели.
Кои са основните предимства на безчетковите DC двигатели?
Безчетковите DC двигатели предлагат по-висока ефективност, по-дълъг живот, по-тиха работа и подобрен контрол на скоростта и въртящия момент. Те също така генерират по-малко топлина и изискват малко или никаква поддръжка, което ги прави идеални за непрекъснати или прецизни приложения.
Какви са недостатъците на безчетковите двигатели в сравнение с четковите?
Основните недостатъци на безчетковите двигатели са по-високата първоначална цена и необходимостта от електронен контролер. Това ги прави по-сложни и по-скъпи за инсталиране от четковите двигатели, които са по-прости и по-евтини за основни приложения с прекъснати цикли.
Наистина ли безчетковите двигатели издържат по-дълго?
Да. Тъй като нямат четки, които се износват от триене, безчетковите двигатели могат да издържат по-дълго от четковите двигатели, особено при непрекъснати или високонатоварени приложения.
По-ефективни или мощни ли са безчетковите двигатели от четковите?
Безчетковите двигатели са по-ефективни, защото отделят по-малко енергия под формата на топлина и поддържат постоянен въртящ момент. Въпреки че и двата вида могат да осигурят висока производителност, безчетковите конструкции осигуряват по-добро съотношение мощност-тегло и по-плавна работа като цяло.
Струва ли си безчетковият мотор по-високата цена?
В повечето случаи, да. По-високите първоначални разходи се компенсират от намалена поддръжка, по-висока енергийна ефективност и по-дълъг живот, което намалява общите разходи за притежание с течение на времето.
Безчетковите двигатели изискват ли по-малко поддръжка?
Да. Тъй като няма четки или колектори за подмяна, безчетковите двигатели изискват минимална поддръжка — обикновено само периодично почистване или проверка за прах и отломки.
Може ли безчетковият двигател да прегрее и как може да се предотврати това?
Безчетковите двигатели могат да прегреят по електрически причини, ако са претоварени или лошо вентилирани, така че топлината от електрическия ток да не може да излезе, но това е по-рядко срещано, отколкото при четковите двигатели, които могат да прегреят както по механични, така и по електрически причини. Прегряването може да се предотврати чрез използване на подходяща номинална мощност и правилно оценен контролер на двигателя, както и чрез осигуряване на адекватен въздушен поток.
Кой тип двигател е най-подходящ за линейни задвижвания и системи за автоматизация?
Безчетковите DC двигатели обикновено са най-добрият избор за линейни задвижвания и системи за автоматизация. Те осигуряват по-плавно движение, по-висока ефективност и по-дълъг експлоатационен живот - всичко това е от решаващо значение за прецизни, непрекъснати или високопроизводителни приложения. Четковите двигатели обаче остават добър вариант за прости или нискобюджетни приложения, където се очакват кратки работни цикли.
В обобщение
Четковите DC двигатели имат намотки в центъра си, въртящи се около постоянни магнити, докато безчетковите DC двигатели имат постоянен магнит в центъра, който се върти около намотките. Дизайнът на безчетковия двигател е по-подходящ за приложения, които ще се възползват от по-дългия му живот и по-голямата енергийна ефективност. За по-проста и лесна работа, приложенията с кратки цикли могат да се възползват от удобния за потребителя дизайн, който се намира в четковите DC двигатели.
Ако имате въпроси или желаете да обсъдите нашите продукти допълнително, не се колебайте да се свържете с нас! Ние сме експерти в това, което правим, и искаме да ви гарантираме, че ще намерите най-доброто решение за вашето приложение.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123