ההבדל העיקרי הוא שמנוע עם מברשות משתמש במברשות פיזיות ובקומוטטור כדי לספק זרם חשמלי לסלילי המנוע, בעוד שמנוע ללא מברשות (BLDC) משתמש בבקרים אלקטרוניים במקום במברשות כדי להחליף זרם חשמלי בתוך הסלילים. עבור מנועים עם מברשות, התכנון פשוט, חסכוני ומספק מומנט טוב במהירויות נמוכות, אך הוא גורם לחיכוך ובלאי לאורך זמן, מה שמצריך תחזוקה שוטפת. מנועים ללא מברשות מורכבים יותר לשילוב אך יבטלו חיכוך, וכתוצאה מכך יעילות גבוהה יותר, אורך חיים ארוך יותר, פעולה שקטה יותר ופחות תחזוקה.
| תכונה | מנוע מוברש | מנוע ללא מברשות |
|---|---|---|
| יְעִילוּת | בֵּינוֹנִי | גָבוֹהַ |
| תוחלת חיים | קצר, עקב שחיקה של המברשת | ארוך, מכיוון שאין מברשות שיתבלו |
| ביצועים | מהירות בינונית, מומנט התנעה גבוה | מהירות גבוהה יותר |
| רַעַשׁ | רועש עקב חיכוך המברשת | שקט, בשל חוסר חיכוך |
| עֲלוּת | עלות ראשונית נמוכה יותר | עלות ראשונית גבוהה יותר ממעגלי בקרה מורכבים |
| מוּרכָּבוּת | פשוט, ניתן לשלוט באמצעות מתגי נדנדה או דומה | מורכב, דורש בקר אלקטרוני |
מנוע DC מוברש
מנוע DC עם מברשות מורכב מכמה רכיבים עיקריים אשר בשילוב עם ספק כוח DC יוצרים מנוע מסתובב. ניתן לראות את הארמטורה, הקומוטטור, המברשות ותצורת מגנט השדה באיור 1 להלן.
איור 1: שרטוט (משמאל) ודוגמה בפועל (מימין) של מנועי DC עם מברשות
השרטוט שלנו מציג ארמטורה פשוטה יותר לתצוגה קלה יותר של הזרם הזורם דרכה; עם זאת, למנועי DC עם מברשות יהיו מספר סלילי סליל יחד עם הארמטורה שלהם. המברשות טוענות את הקומוטטור, אשר מספק זרם דרך הארמטורה בקוטביות ההפוכה של המגנט הקבוע. זה גורם לארמטורה להסתובב עקב משיכת המגנטים.
מנועי DC עם מברשות קלים לתפעול מכיוון שהם בין סוגי המנועים הפשוטים ביותר, אולם אורך החיים שלהם קצר יותר בהשוואה למנועים ללא מברשות. עקב מגע פיזי בין המברשות לקומוטטור, ניצוצות הם בעיה נפוצה במנועים עם מברשות. מגע פיזי זה גם גורם לשחיקה של המברשות לאורך זמן וגורם לאובדן אנרגיה מסוים מהחיכוך שנוצר.
בקר מנוע DC ללא מברשות
מנוע DC ללא מברשות (BLDC) מבטל את חוסר היעילות העיקרי של מנוע המנוע המבוססת על מברשות. המנוע מורכב ממגנטים קבועים וסלילים, אשר באמצעות סדרה של מרווחי הפעלה מתוזמנים בצורה מושלמת גורמים למגנט הקבוע במרכז להסתובב סביב הסלילים המקיפים אותו. צירפנו דיאגרמת מנוע ללא מברשות להמחשה באיור 2 להלן.
איור 2: שרטוט (משמאל) ודוגמה בפועל (מימין) של מנועי DC ללא מברשות
הסלילים במנוע ללא מברשות מופעלים בסדר מסוים (איור 3), מה שגורם למגנטים הקבועים על הרוטור להסתובב. זה נעשה ללא כל מגע פיזי ומאפשר מנוע DC יעיל יותר ובעל עמידות לאורך זמן.
איור 3: רצף הפעלה של הסליל
כדי לעקוב אחר הפלט המוצג באיור 3, מנוע DC ללא מברשות דורש יחידת בקרה אלקטרונית (ECU), כדי לקבוע את מיקום הרוטור ואת אילו סלילים להפעיל.
שלא כמו מנועי DC עם מברשות, הדורשים מתח של 12 וולט DC ישירות על המנוע כדי להסתובב, מנוע DC ללא מברשות דורש חשמל תלת פאזי. משמעות הדבר היא שבקר מנוע DC ללא מברשות חייב להפיק את ההספק המתאים לסלילים השונים כדי להשיג סיבוב. בעת השימוש שלנו... בקר מנוע DC ללא מברשות LC-241ניתן להפעיל מתח VDC של 12 ב-5A על מסופי הקלט באמצעות ספק כוחלאחר מכן, מתח זה מומר להספק תלת פאזי כדי לשלוט במנועים המותאמים אישית שלנו ללא מברשות. בסעיף הבא, תרשים חיווט בסיסי יסייע בבדיקת מפעיל DC ללא מברשות.
חיווט מנועים ללא מברשות למתגי נדנדה
אוטומציות מתקדמות מציעות את מפעיל ליניארי מיני PA-14 באפשרות DC ללא מברשות להזמנות בהתאמה אישית. ניתן לראות את סכמת החיווט שלנו עבור מפעילים PA-14 ללא מברשות באיור 4 להלן.
איור 4: סכמת חיווט עבור מפעיל PA-14 ללא מברשות
שלב 1
חבר את 3 חוטי בקר המנוע ממפעיל ללא מברשות PA-14 אל בקרת מנוע DC ללא מברשות LC-241r. החוטים הם בדרך כלל ירוקים, כחולים ולבנים, אשר יתחברו להדקים U, V ו-W בהתאמה. ודאו שחיבורי המנוע ללא מברשות מהודקים היטב. אם החוטים בצבעים שונים, חיבורם בסדר הלא נכון פשוט יזיז את המנוע הליניארי החשמלי. מַפעִיל בכיוון ההפוך מהכוונה.
שלב 2
חבר את פין ה-SPD לאדמה של מקור המתח 12 וולט DC שלך כדי להפעיל את הפוטנציומטר המובנה לבקרת מהירות. ודא שפוטנציומטר זה מסובב עם כיוון השעון למהירות מלאה.
שלב 3
חבר את פין ה-GND לפינים המשותפים במכשיר שלך מתג נדנדה.
שלב 4
חברו את פין ה-RUN לשני צידי מתג הנדנדה. זה חשוב מכיוון שגם סיבוב קדימה וגם סיבוב אחורה זקוקים למגע של פין ה-RUN עם הארקה כדי לפעול.
שלב 5
חבר את פין ה-REV לצד אחד של מתג הנדנדה. צד זה יהיה הצד של מתג הנדנדה לכיוון ההפוך.
שלב 6
הפעל מתח של 12 וולט DC לבקר מנוע הזרם הישיר ללא מברשות, ניתן לשמוע רעש חיווי בהפעלה הראשונה.
איור 5: חיווט פיזי של מפעיל PA-14 ללא מברשות
ההתקנה הבסיסית הושלמה כעת; באמצעות מתג הנדנדה, ניתן לפרוש ולסגור את המפעיל. הבעיה עם מפעיל מנוע DC ללא מברשות היא שהמפעיל הפנימי מתגי גבול אינם מסוגלים לעצור את אספקת החשמל למפעיל כמו שקורה למנועי DC עם מברשות. הסיבה לכך היא שהחשמל הנכנס למנוע ללא מברשות PA-14 הוא תלת פאזי. המפעיל החשמלי ללא מברשות PA-14 מגיע עם מערכת מובנה משוב מתג הגבלה אשר ניתן להשתמש בו עם בקר PLC או מיקרו-בקר כדי לציין שהמפעיל נמצא בסוף התנועה. המשוב משמש כמתג מסוג "סגור בדרך כלל" ל"פתוח בדרך כלל", שהוא חיוני לשילוב מפעיל ללא מברשות PA-14 ביישומים בעולם האמיתי.
יש לנו גם מאמר בנושא הארכה והחזרה רציפה של מהלך מפעיל עם מנוע DC ללא מברשות לעיון עם דוגמאות קידוד.
החדש והמשופר מפעיל מיני PA-01 (שדרוג PA-14) הוא הדגם הנוכחי שאנו מציעים עם מגוון יתרונות נוספים. להשוואה, עיינו בטבלאות למטה ושדרגו בביטחון!
|
|
PA-01 |
PA-14 |
|
אפשרויות טעינה דינמיות |
16, 28, 56, 112, 169, 225 פאונד |
35, 50, 75, 110, 150 פאונד |
|
העומס הגבוה ביותר |
225 lb |
150 lb |
|
המהירות המהירה ביותר |
3.54 "/sec |
2.00"/sec |
|
הגנה מפני חדירה |
IP65 |
IP54 |
|
אפשרויות משיכה |
אינץ' אחד עד 40 אינץ' |
אינץ' אחד עד 40 אינץ' |
|
משוב אפקט הול |
אופציונלי |
לֹא |
חיווט מנועים עם מברשות למתגי נדנדה
רוב שלנו מפעילים ליניאריים חשמליים מגיעים מהמדף עם מנועי DC עם מברשות. ההפעלה הקלה של מנועי DC עם מברשות מאפשרת מתגי נדנדה לחיבור בין זרם ישר ספק כוח ומנוע עם מברשות ללא צורך בבקר נוסף.
איור 6: סכמת חיווט של מתג נדנדה למפעיל עם מנוע מברשות
ניתן להשיג את תרשים החיווט של המפעיל הליניארי לעיל על ידי ביצוע מספר שלבים:
- יש לחבר את ההדקים השמאלי העליון והתחתון הימני לאדמה של ספק הכוח.
- יש לחבר את ההדקים הימני העליון והתחתון השמאלי להדק 12V+ של ספק הכוח.
- יש לחבר את ההדקים האמצעי-ימני והאמצעי-שמאלי לשני הכניסות של המפעיל.
סוג זה של חיווט מתג מפעיל מאפשר למפעיל שלו לשנות את כיוון זרימת הזרם החשמלי הנכנס למפעיל על מנת לשנות את כיוון התנועה. לדוגמה פיזית של מעגל חיווט מפעיל עם מתג נדנדה, הסרטון הזה הוא דוגמה מצוינת.
איור 7: חיווט פיזי של מתג נדנדה למפעיל עם מנוע מברשות
מה ההבדל העיקרי בין מנועי DC עם מברשות לבין מנועי DC ללא מברשות?
מנועים עם מברשות משתמשים במברשות פחמן ובקומוטטור כדי לספק זרם לסלילי המנוע, בעוד שמנועים DC ללא מברשות (BLDC) משתמשים בבקרים אלקטרוניים כדי להחליף זרם. מנועים עם מברשות פשוטים יותר, חסכוניים יותר ומספקים מומנט טוב במהירויות נמוכות, בעוד שמנועים ללא מברשות בעלי יעילות גבוהה יותר, אורך חיים ארוך יותר ופעולה שקטה יותר.
איזה סוג מנוע עדיף לשימוש לטווח ארוך - עם מברשות או ללא מברשות?
מנועים ללא מברשות טובים יותר לשימוש ארוך טווח מכיוון שאין להם מברשות שעלולות להתבלות. זה מפחית חיכוך, חום וצרכי תחזוקה, ומאפשר אורך חיים תפעולי ארוך משמעותית בהשוואה למנועים עם מברשות.
מהם היתרונות העיקריים של מנועי DC ללא מברשות?
מנועי DC ללא מברשות מציעים יעילות גבוהה יותר, אורך חיים ארוך יותר, ביצועים שקטים יותר ובקרת מהירות ומומנט משופרת. הם גם מייצרים פחות חום ודורשים תחזוקה מועטה או ללא תחזוקה כלל, מה שהופך אותם לאידיאליים ליישומים רציפים או מדויקים.
מהם החסרונות של מנועים ללא מברשות בהשוואה למנועים עם מברשות?
החסרונות העיקריים של מנועים ללא מברשות הם העלות הראשונית הגבוהה יותר והצורך בבקר אלקטרוני. זה הופך אותם למורכבים יותר ויקרים יותר להתקנה מאשר מנועים עם מברשות, שהם פשוטים וזולים יותר עבור יישומים בסיסיים עם מחזורים לא רציפים.
האם מנועים ללא מברשות באמת מחזיקים מעמד זמן רב יותר?
כן. מכיוון שאין להם מברשות שנשחקות מחיכוך, מנועים ללא מברשות יכולים להחזיק מעמד זמן רב יותר ממנועים עם מברשות, במיוחד ביישומים רציפים או בעומס גבוה.
האם מנועים ללא מברשות יעילים או חזקים יותר מאשר מנועים עם מברשות?
מנועים ללא מברשות יעילים יותר משום שהם מבזבזים פחות אנרגיה כחום ושומרים על תפוקת מומנט עקבית. בעוד ששני הסוגים יכולים לספק ביצועים חזקים, עיצובים ללא מברשות מספקים יחס הספק-משקל טוב יותר ופעולה חלקה יותר באופן כללי.
האם מנוע ללא מברשות שווה את העלות הגבוהה יותר?
ברוב המקרים, כן. העלות הראשונית הגבוהה יותר מתקזזת על ידי תחזוקה מופחתת, יעילות אנרגטית גבוהה יותר ותוחלת חיים ארוכה יותר, מה שמוריד את עלות הבעלות הכוללת לאורך זמן.
האם מנועים ללא מברשות דורשים פחות תחזוקה?
כן. מכיוון שאין מברשות או קומוטטורים להחלפה, מנועים ללא מברשות דורשים תחזוקה מינימלית - בדרך כלל רק ניקוי תקופתי או בדיקה לאיתור אבק ופסולת.
האם מנוע ללא מברשות יכול להתחמם יתר על המידה, וכיצד ניתן למנוע זאת?
מנועים ללא מברשות עלולים להתחמם יתר על המידה מסיבות חשמליות אם הם עמוסים יתר על המידה או מאווררים בצורה גרועה, כך שחום מהזרם החשמלי לא יוכל להיפלט, אך זה פחות נפוץ מאשר במנועים עם מברשות, אשר עלולים להתחמם יתר על המידה מסיבות מכניות וחשמליות כאחד. ניתן למנוע התחממות יתר על ידי שימוש בדירוג כוח מתאים ובקר מנוע מדורג כראוי והבטחת זרימת אוויר נאותה.
איזה סוג מנוע הוא הטוב ביותר עבור מפעילים ליניאריים ומערכות אוטומציה?
מנועי DC ללא מברשות הם בדרך כלל הבחירה הטובה ביותר עבור מפעילים ליניאריים ומערכות אוטומציה. הם מספקים תנועה חלקה יותר, יעילות גבוהה יותר וחיי שירות ארוכים יותר - כולם חיוניים ליישומים מדויקים, רציפים או בעלי עומס גבוה. עם זאת, מנועים עם מברשות נותרים אופציה טובה עבור יישומים פשוטים או זולים שבהם צפויים מחזורי פעולה קצרים.
לסיכום
למנועי DC עם מברשות יש סלילים במרכזם המסתובבים סביב מגנטים קבועים, בעוד שלמנועי DC ללא מברשות יש מגנט קבוע במרכז המסתובב סביב הסלילים. עיצוב המנוע ללא מברשות מתאים יותר ליישומים המנצלים את אורך החיים הארוך יותר שלו ואת יעילות האנרגיה הגבוהה יותר. לתפעול פשוט וקלה יותר, יישומים עם זמני מחזור קצרים יכולים לנצל את העיצוב הידידותי למשתמש שנמצא במנועי DC עם מברשות.
אם יש לכם שאלות או שאתם רוצים לדון עוד במוצרים שלנו, אל תהססו לפנות אלינו! אנחנו מומחים בתחום שלנו ורוצים להבטיח שתמצאו את הפתרון הטוב ביותר עבור היישום שלכם.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123