Hlavní rozdíl spočívá v tom, že kartáčový motor používá fyzické kartáče a komutátor k dodávání elektrického proudu do vinutí motoru, zatímco bezkartáčový motor (BLDC) používá elektronické regulátory místo kartáčů k přepínání elektrického proudu ve vinutích. Konstrukce kartáčových motorů je jednoduchá, cenově výhodná a poskytuje dobrý točivý moment při nízkých otáčkách, ale časem způsobuje tření a opotřebení, což vyžaduje pravidelnou údržbu. Bezkartáčové motory jsou složitější pro integraci, ale eliminují tření, což má za následek vyšší účinnost, delší životnost, tišší provoz a menší nároky na údržbu.
| Funkce | Kartáčový motor | Bezkartáčový motor |
|---|---|---|
| Účinnost | Střední | Vysoký |
| Životnost | Krátký, kvůli opotřebení kartáče | Dlouhé, protože se neopotřebovávají žádné kartáče |
| Výkon | Střední rychlost, vysoký rozběhový moment | Vyšší rychlost |
| Hluk | Hlučný kvůli tření kartáčů | Tichý díky absenci tření |
| Náklady | Nižší počáteční náklady | Vyšší počáteční náklady v důsledku složitých řídicích obvodů |
| Složitost | Jednoduché, lze ovládat kolébkovými spínači nebo podobnými prvky | Složité, vyžaduje elektronický regulátor |
Kartáčový stejnosměrný motor
Kartáčový stejnosměrný motor se skládá z několika hlavních komponent, které ve spojení se stejnosměrným zdrojem napájení vytvářejí rotační motor. Konfiguraci kotvy, komutátoru, kartáčů a polního magnetu lze vidět na obrázku 1 níže.
Obrázek 1: Výkres (vlevo) a skutečný příklad (vpravo) kartáčových stejnosměrných motorů
Náš výkres ukazuje zjednodušenou kotvu pro lepší zobrazení protékajícího proudu; kartáčové stejnosměrné motory však mají s kotvou více vinutí cívky. Kartáče nabíjejí komutátor, který dodává proud kotvou v opačné polaritě než permanentní magnet. To způsobuje, že se kotva otáčí v důsledku přitažlivosti magnetů.
Kartáčové stejnosměrné motory se snadno ovládají, protože patří k nejjednodušším typům motorů, nicméně mají ve srovnání s bezkartáčovými motory kratší životnost. Vzhledem k tomu, že kartáče se fyzicky dotýkají komutátoru, je u kartáčových motorů běžným problémem jiskření. Tento fyzický kontakt také časem kartáče opotřebovává a vede ke ztrátě energie v důsledku generovaného tření.
Bezkartáčový regulátor stejnosměrného motoru
Bezkartáčový stejnosměrný motor (BLDC) eliminuje hlavní neúčinnosti svého kartáčového protějšku. Motor se skládá z permanentních magnetů a cívek, které prostřednictvím série dokonale načasovaných intervalů budícího napětí způsobují, že se permanentní magnet ve středu otáčí kolem cívek, které ho obklopují. Pro ilustraci jsme na obrázku 2 níže uvedli schéma bezkartáčového motoru.
Obrázek 2: Výkres (vlevo) a skutečný příklad (vpravo) bezkartáčových stejnosměrných motorů
Cívky v bezkartáčovém motoru jsou napájeny v určitém pořadí (obrázek 3), což způsobuje otáčení permanentních magnetů na rotoru. To se děje bez jakéhokoli fyzického kontaktu a umožňuje efektivnější a déle trvající stejnosměrný motor.
Obrázek 3: Sekvence zapnutí cívky
Aby bezkartáčový stejnosměrný motor dosáhl výstupu znázorněného na obrázku 3, vyžaduje elektronickou řídicí jednotku (ECU), která určuje polohu rotoru a které cívky se mají napájet.
Na rozdíl od kartáčových stejnosměrných motorů, které k otáčení vyžadují 12 V stejnosměrného napětí přivedeného přímo na motor, bezkartáčový stejnosměrný motor vyžaduje třífázové napájení. To znamená, že regulátor bezkartáčového stejnosměrného motoru musí dodávat odpovídající výkon do různých cívek, aby se dosáhlo otáčení. Při použití našich... Bezkartáčový regulátor stejnosměrného motoru LC-241Na vstupní svorky lze pomocí napájeníToto se poté převádí na třífázové napájení pro řízení našich bezkartáčových motorů na zakázku. V následující části vám základní schéma zapojení pomůže s testováním bezkartáčového stejnosměrného aktuátoru.
Zapojení bezkartáčových motorů k kolébkovým spínačům
Progressive Automations nabízí Miniaturní lineární aktuátor PA-14 v bezkartáčové DC variantě pro zakázkové objednávky. Naše schéma zapojení pro bezkartáčové pohony PA-14 je vidět na obrázku 4 níže.
Obrázek 4: Schéma zapojení bezkartáčového pohonu PA-14
Krok 1
Připojte 3 vodiče regulátoru motoru z bezkartáčového pohonu PA-14 k LC-241 Bezkomutátorový stejnosměrný ovladač motorur. Vodiče jsou obvykle zelené, modré a bílé a připojují se ke svorkám U, V a W. Ujistěte se, že jsou připojení bezkartáčového motoru pevně upevněna. Pokud mají vodiče různé barvy, jejich zapojení v nesprávném pořadí jednoduše pohne elektrickým lineárním motorem. pohon v opačném směru, než bylo zamýšleno.
Krok 2
Pro aktivaci vestavěného potenciometru pro regulaci otáček připojte pin SPD k uzemnění vašeho 12 VDC zdroje napájení. Pro dosažení plné rychlosti se ujistěte, že je potenciometr otáčen ve směru hodinových ručiček.
Krok 3
Připojte pin GND ke společným pinům na vašem kolébkový spínač.
Krok 4
Připojte pin RUN k oběma stranám kolébkového spínače. To je důležité, protože jak pro chod vpřed, tak pro chod vzad je pro správnou funkci nutné, aby pin RUN měl kontakt se zemí.
Krok 5
Připojte pin REV k jedné straně kolébkového spínače. Tato strana bude stranou kolébkového spínače pro opačný směr otáčení.
Krok 6
Připojte 12 VDC k regulátoru bezkartáčového stejnosměrného motoru, při prvním zapnutí je slyšet indikátorový zvuk.
Obrázek 5: Fyzické zapojení bezkartáčového pohonu PA-14
Základní nastavení je nyní dokončeno; pomocí kolébkového spínače lze aktuátor vysouvat a zasouvat. Problém s bezkartáčovým aktuátorem s stejnosměrným motorem spočívá v tom, že vnitřní koncové spínače nejsou schopny zastavit napájení pohonu jako u kartáčových stejnosměrných motorů. Je to proto, že napájení vstupující do bezkartáčového motoru PA-14 je třífázové. Bezkartáčový elektrický pohon PA-14 je dodáván s vestavěným zpětná vazba koncového spínače které lze využít s PLC nebo mikrokontrolér signalizuje, že pohon je v koncové poloze. Zpětná vazba funguje jako přepínač z normálně zavřeného na normálně otevřený, což je nezbytné pro integraci bezkartáčového pohonu PA-14 do reálných aplikací.
Také máme článek o Plynulé vysouvání a zasouvání zdvihu aktuátoru pomocí bezkartáčového stejnosměrného motoru pro referenci s příklady kódování.
Nové a vylepšené Miniaplikátor PA-01 (Vylepšení PA-14) je aktuální model, který nabízíme s řadou dalších výhod. Pro srovnání se podívejte na níže uvedené tabulky a upgradujte s důvěrou!
|
|
PA-01 |
PA-14 |
|
Možnosti dynamického zatížení |
16, 28, 56, 112, 169, 225 liber |
35, 50, 75, 110, 150 liber |
|
Nejvyšší zatížení |
225 lb |
150 lb |
|
Nejrychlejší rychlost |
3.54 "/sec |
2.00"/sec |
|
Ochrana proti vniknutí |
IP65 |
IP54 |
|
Možnosti tahu |
1 až 40 míst |
1 až 40 míst |
|
Zpětná vazba Hallova jevu |
Volitelný |
Žádný |
Zapojení kartáčových motorů k kolébkovým spínačům
Většina našich elektrické lineární aktuátory sjíždějí z regálu s kartáčovými stejnosměrnými motory. Snadná obsluha kartáčových stejnosměrných motorů umožňuje kolébkové spínače zapojit mezi stejnosměrný proud napájení a kartáčový motor bez nutnosti dalšího regulátoru.
Obrázek 6: Schéma zapojení kolébkového spínače k aktuátoru s kartáčovým motorem
Výše uvedené schéma zapojení lineárního aktuátoru lze realizovat pomocí několika kroků:
- Horní levý a dolní pravý svorkovnice musí být připojeny k uzemnění napájecího zdroje.
- Pravý horní a levý dolní svorkovnice musí být připojeny ke svorce +12V napájecího zdroje.
- Pravý prostřední a levý prostřední svorkovnice musí být připojeny ke dvěma vstupům z pohonu.
Tento typ zapojení spínače aktuátoru umožňuje obsluze změnit směr toku elektrického proudu vstupujícího do aktuátoru, a tím změnit směr pohybu. Fyzický příklad obvodu zapojení aktuátoru s kolébkovým spínačem je uveden níže. toto video je skvělým příkladem.
Obrázek 7: Fyzické zapojení kolébkového spínače k aktuátoru s kartáčovým motorem
Jaký je hlavní rozdíl mezi kartáčovými a bezkartáčovými stejnosměrnými motory?
Kartáčové motory používají uhlíkové kartáče a komutátor k dodávání proudu do vinutí motoru, zatímco bezkartáčové stejnosměrné motory (BLDC) používají elektronické regulátory k přepínání proudu. Kartáčové motory jsou jednodušší, cenově výhodnější a poskytují dobrý točivý moment při nízkých otáčkách, zatímco bezkartáčové motory mají vyšší účinnost, delší životnost a tišší provoz.
Který typ motoru je lepší pro dlouhodobé používání – kartáčový nebo bezkartáčový?
Bezkartáčové motory jsou lepší pro dlouhodobé používání, protože nemají žádné kartáče, které by se opotřebovávaly. To snižuje tření, zahřívání a potřebu údržby, což umožňuje výrazně delší provozní životnost ve srovnání s kartáčovými motory.
Jaké jsou hlavní výhody bezkartáčových stejnosměrných motorů?
Bezkartáčové stejnosměrné motory nabízejí vyšší účinnost, delší životnost, tišší výkon a vylepšenou regulaci otáček a točivého momentu. Také generují méně tepla a vyžadují jen malou nebo žádnou údržbu, což je činí ideálními pro nepřetržité nebo přesné aplikace.
Jaké jsou nevýhody bezkartáčových motorů ve srovnání s kartáčovými?
Hlavní nevýhodou bezkartáčových motorů jsou vyšší počáteční náklady a potřeba elektronického regulátoru. Díky tomu jsou složitější a dražší na instalaci než kartáčové motory, které jsou pro základní aplikace s nekontinuálními cykly jednodušší a levnější.
Opravdu bezkartáčové motory vydrží déle?
Ano. Protože nemají kartáče, které by se opotřebovávaly třením, mohou bezkartáčové motory vydržet déle než kartáčové motory, zejména v nepřetržitých nebo vysoce výkonných aplikacích.
Jsou bezkartáčové motory účinnější nebo výkonnější než kartáčové?
Bezkartáčové motory jsou účinnější, protože plýtvají méně energie ve formě tepla a udržují si konzistentní točivý moment. I když oba typy mohou poskytovat silný výkon, bezkartáčové konstrukce poskytují lepší poměr výkonu a hmotnosti a celkově plynulejší provoz.
Vyplatí se bezkartáčový motor vyšší cena?
Ve většině případů ano. Vyšší počáteční náklady jsou kompenzovány sníženou údržbou, vyšší energetickou účinností a delší životností, což v průběhu času snižuje celkové náklady na vlastnictví.
Vyžadují bezkartáčové motory méně údržby?
Ano. Protože nejsou k dispozici žádné kartáče ani komutátory, které by bylo třeba vyměňovat, vyžadují bezkartáčové motory minimální údržbu – obvykle pouze pravidelné čištění nebo kontrolu prachu a nečistot.
Může se bezkartáčový motor přehřát a jak tomu lze zabránit?
Bezkartáčové motory se mohou přehřát z elektrických příčin, pokud jsou přetížené nebo špatně větrané, takže teplo z elektrického proudu nemůže unikat, ale je to méně časté než u kartáčových motorů, které se mohou přehřát z mechanických i elektrických příčin. Přehřátí lze zabránit použitím vhodného jmenovitého výkonu a správně dimenzovaného regulátoru motoru a zajištěním dostatečného proudění vzduchu.
Který typ motoru je nejlepší pro lineární aktuátory a automatizační systémy?
Bezkartáčové stejnosměrné motory jsou obecně nejlepší volbou pro lineární aktuátory a automatizační systémy. Zajišťují plynulejší pohyb, vyšší účinnost a delší životnost – to vše je klíčové pro přesné, kontinuální nebo vysoce zatěžované aplikace. Kartáčové motory však zůstávají dobrou volbou pro jednoduché nebo nízkonákladové aplikace, kde se očekávají krátké provozní cykly.
Souhrnně
Kartáčové stejnosměrné motory mají uprostřed cívky otáčející se kolem permanentních magnetů, zatímco bezkartáčové stejnosměrné motory mají uprostřed permanentní magnet, který se otáčí kolem cívek. Konstrukce bezkartáčového motoru je vhodnější pro aplikace, které využívají jeho delší životnost a vyšší energetickou účinnost. Pro jednodušší a snadnější provoz mohou aplikace s krátkými dobami cyklu využít uživatelsky přívětivé konstrukce kartáčových stejnosměrných motorů.
Pokud máte jakékoli dotazy nebo si přejete dále prodiskutovat naše produkty, neváhejte se na nás obrátit! Jsme odborníci v tom, co děláme, a chceme zajistit, abyste našli nejlepší řešení pro vaši aplikaci.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123