Hovedforskjellen er at en børstemotor bruker fysiske børster og en kommutator for å levere elektrisk strøm til motorviklingene, mens en børsteløs motor (BLDC) bruker elektroniske kontrollere i stedet for børster for å koble elektrisk strøm i viklingene. For børstemotorer er designet enkelt, kostnadseffektivt og gir godt dreiemoment ved lave hastigheter, men det forårsaker friksjon og slitasje over tid, noe som krever regelmessig vedlikehold. Børsteløse motorer er mer komplekse for integrering, men vil eliminere friksjon, noe som resulterer i høyere effektivitet, lengre levetid, roligere drift og mindre vedlikehold.
| Trekk | Børstet motor | Børsteløs motor |
|---|---|---|
| Effektivitet | Medium | Høy |
| Levetid | Kort, på grunn av børsteslitasje | Lang, siden det ikke er noen børster som slites ut |
| Ytelse | Middels hastighet, høyt oppstartsmoment | Høyere hastighet |
| Støy | Støyende på grunn av børstefriksjon | Stillegående, på grunn av mangel på friksjon |
| Koste | Lavere forhåndskostnader | Høyere startkostnader fra komplekse kontrollkretser |
| Kompleksitet | Enkel, kan styres med vippebrytere eller lignende | Kompleks, krever en elektronisk kontroller |
Børstet likestrømsmotor
En børstet likestrømsmotor består av noen få hovedkomponenter som sammen med en likestrømsforsyning skaper en roterende motor. Ankeret, kommutatoren, børstene og feltmagnetkonfigurasjonen kan sees i figur 1 nedenfor.
Figur 1: Tegning (venstre) og faktisk eksempel (høyre) av børstede likestrømsmotorer
Tegningen vår viser et forenklet anker for en enklere oversikt over strømmen som flyter gjennom; imidlertid vil børstemotorer med likestrøm ha flere spoleviklinger med ankeret sitt. Børstene lader kommutatoren som leverer strøm gjennom ankeret i motsatt polaritet av permanentmagneten. Dette får ankeret til å rotere på grunn av magnetenes tiltrekning.
Børstede likestrømsmotorer er enkle å betjene siden de er blant de enkleste motortypene, men de har kortere levetid sammenlignet med børsteløse motorer. På grunn av at børstene er i fysisk kontakt med kommutatoren, er gnister et vanlig problem med børstemotorer. Denne fysiske kontakten sliter også ut børstene over tid og resulterer i noe energitap fra friksjonen som genereres.
Børsteløs DC-motorkontroller
En børsteløs likestrømsmotor (BLDC) eliminerer de største ineffektivitetene til sin børstemotor. Motoren består av permanentmagneter og spoler, som gjennom en serie perfekt timede aktiveringsintervaller får permanentmagneten i midten til å rotere rundt spolene som omgir den. Vi har inkludert et børsteløs motordiagram som referanse i figur 2 nedenfor.
Figur 2: Tegning (venstre) og faktisk eksempel (høyre) av børsteløse likestrømsmotorer
Spolene i den børsteløse motoren aktiveres i en bestemt rekkefølge (figur 3), noe som får permanentmagnetene på rotoren til å rotere. Dette gjøres uten fysisk kontakt og gir en mer effektiv likestrømsmotor med lengre levetid.
Figur 3: Spoleaktiveringssekvens
For å følge utgangen vist i figur 3, krever den børsteløse likestrømsmotoren en elektronisk kontrollenhet (ECU) for å bestemme rotorens posisjon og hvilke spoler som skal aktiveres.
I motsetning til børstemotorer med likestrøm, som krever 12 VDC direkte over motoren for å rotere, krever børsteløs likestrømsmotor trefasestrøm. Dette betyr at en børsteløs likestrømsmotorkontroller må sende ut riktig strøm til de forskjellige spolene for å oppnå rotasjon. Når du bruker vår LC-241 Børsteløs DC-motorkontroller, 12 VDC ved 5A kan påføres inngangsterminalene ved hjelp av en strømforsyningDette konverteres deretter til trefasestrøm for å styre våre børsteløse spesialmotorer. I neste avsnitt vil et grunnleggende koblingsskjema hjelpe til med å teste en børsteløs likestrømsaktuator.
Koble børsteløse motorer til vippebrytere
Progressive Automations tilbyr PA-14 Mini lineær aktuator i børsteløs DC-alternativet for spesialbestillinger. Koblingsskjemaet vårt for børsteløse PA-14-aktuatorer kan sees i figur 4 nedenfor.
Figur 4: Koblingsskjema for børsteløs PA-14 aktuator
Trinn 1
Koble de 3 motorstyringsledningene fra PA-14 børsteløs aktuator til LC-241 børsteløs DC-motorkontrollr. Ledningene er vanligvis grønne, blå og hvite, og kobles til henholdsvis U-, V- og W-terminalene. Sørg for at tilkoblingene til den børsteløse motoren er godt festet. Hvis ledningene har forskjellige farger, vil det å koble dem i feil rekkefølge bare flytte den elektriske lineærmotoren. aktuator i motsatt retning enn tiltenkt.
Trinn 2
Koble SPD-pinnen til jord på 12 VDC-strømkilden for å aktivere det innebygde potensiometeret for hastighetskontroll. Sørg for at dette potensiometeret roteres med klokken for full hastighet.
Trinn 3
Koble GND-pinnen til de vanlige pinnene på din vippebryter.
Trinn 4
Koble RUN-pinnen til begge sider av vippebryteren. Dette er viktig, ettersom både forover og bakover trenger at RUN-pinnen har kontakt med jord for å fungere.
Trinn 5
Koble REV-pinnen til den ene siden av vippebryteren. Denne siden vil være den motsatte retningssiden av vippebryteren.
Trinn 6
Påfør 12 VDC til den børsteløse likestrømsmotorkontrolleren. En indikatorlyd kan høres ved første gangs oppstart.
Figur 5: Fysisk kabling av den børsteløse PA-14-aktuatoren
Grunnoppsettet er nå fullført; ved hjelp av vippebryteren kan aktuatoren forlenges og trekkes inn. Problemet med en børsteløs likestrømsmotoraktuator er at den interne grensebrytere kan ikke stoppe strømmen til aktuatoren slik som det gjør for børstede likestrømsmotorer. Dette er fordi strømmen som går inn i PA-14 børsteløs motor er trefasestrøm. Den børsteløse elektriske aktuatoren PA-14 leveres med innebygd tilbakemelding på grensebryteren som kan brukes med en PLS eller mikrokontroller for å indikere at aktuatoren er ved enden av bevegelsesretningen. Tilbakemeldingen fungerer som en bryter fra normalt lukket til normalt åpen, noe som er viktig for å integrere en PA-14 børsteløs aktuator i virkelige applikasjoner.
Vi har også en artikkel om Kontinuerlig forlenge og trekke tilbake et aktuatorslag med en børsteløs likestrømsmotor til referanse med kodeeksempler.
Det nye og forbedrede PA-01 miniaktuator (PA-14-oppgradering) er den nåværende modellen vi tilbyr med en rekke tilleggsfordeler. For en sammenligning, sjekk ut tabellene nedenfor og oppgrader med trygghet!
|
|
PA-01 |
PA-14 |
|
Dynamiske lastealternativer |
16, 28, 56, 112, 169, 225 lb |
35, 50, 75, 110, 150 lb |
|
Høyeste belastning |
225 lb |
150 lb |
|
Raskeste hastighet |
3.54 "/sec |
2.00"/sec |
|
Inntrengningsbeskyttelse |
IP65 |
IP54 |
|
Strekalternativer |
1 tommer til 40 tommer |
1 tommer til 40 tommer |
|
Hall-effekttilbakemelding |
Valgfri |
Ingen |
Koble børstemotorer til vippebrytere
De fleste av våre elektriske lineære aktuatorer kommer direkte fra hyllen med børstede likestrømsmotorer. Den enkle betjeningen av børstede likestrømsmotorer gir en vippebrytere skal kobles mellom likestrømsenhetene strømforsyning og børstemotor uten behov for ekstra kontroller.
Figur 6: Koblingsskjema for en vippebryter til en aktuator med børstemotor
Koblingsskjemaet for den lineære aktuatoren ovenfor kan oppnås ved å følge noen få trinn:
- Terminalene øvre venstre og nedre høyre må være koblet til jord på strømforsyningen.
- Terminalene øvre høyre og nedre venstre må kobles til +12V-terminalen på strømforsyningen.
- Terminalene midtre høyre og midtre venstre må kobles til de to inngangene fra aktuatoren.
Denne typen aktuatorbryterkabling lar operatøren endre retningen på den elektriske strømmen som går inn i aktuatoren for å endre bevegelsesretningen. For et fysisk eksempel på en aktuatorkoblingskrets med en vippebryter, denne videoen er et godt eksempel.
Figur 7: Fysisk kabling av en vippebryter til en aktuator med børstemotor
Hva er hovedforskjellen mellom børstemotorer og børsteløse likestrømsmotorer?
Børstemotorer bruker karbonbørster og en kommutator for å levere strøm til motorviklingene, mens børsteløse likestrømsmotorer (BLDC) bruker elektroniske kontrollere for å koble strøm. Børstemotorer er enklere, mer kostnadseffektive og gir godt dreiemoment ved lave hastigheter, mens børsteløse motorer har høyere effektivitet, lengre levetid og roligere drift.
Hvilken type motor er bedre for langvarig bruk – børstet eller børsteløs?
Børsteløse motorer er bedre for langvarig bruk fordi de ikke har børster som slites ut. Dette reduserer friksjon, varme og vedlikeholdsbehov, noe som gir betydelig lengre levetid sammenlignet med børstemotorer.
Hva er de viktigste fordelene med børsteløse likestrømsmotorer?
Børsteløse likestrømsmotorer tilbyr høyere effektivitet, lengre levetid, stillere ytelse og forbedret hastighets- og momentkontroll. De genererer også mindre varme og krever lite eller intet vedlikehold, noe som gjør dem ideelle for kontinuerlige eller presisjonsapplikasjoner.
Hva er ulempene med børsteløse motorer sammenlignet med børstede?
De største ulempene med børsteløse motorer er den høyere startkostnaden og behovet for en elektronisk kontroller. Dette gjør dem mer komplekse og dyrere å installere enn børstemotorer, som er enklere og billigere for grunnleggende applikasjoner med ikke-kontinuerlige sykluser.
Varer børsteløse motorer virkelig lenger?
Ja. Fordi de ikke har børster som slites ned av friksjon, kan børsteløse motorer vare lenger enn børstemotorer, spesielt i kontinuerlige eller krevende applikasjoner.
Er børsteløse motorer mer effektive eller kraftigere enn børstemotorer?
Børsteløse motorer er mer effektive fordi de sløser med mindre energi som varme og opprettholder jevnt dreiemoment. Selv om begge typene kan levere sterk ytelse, gir børsteløse design bedre effekt-til-vekt-forhold og jevnere drift generelt.
Er en børsteløs motor verdt den høyere prisen?
I de fleste tilfeller, ja. Den høyere startkostnaden oppveies av redusert vedlikehold, større energieffektivitet og lengre levetid, noe som senker de totale eierkostnadene over tid.
Krever børsteløse motorer mindre vedlikehold?
Ja. Siden det ikke er noen børster eller kommutatorer å bytte ut, krever børsteløse motorer minimalt med vedlikehold – vanligvis bare periodisk rengjøring eller inspeksjon for støv og rusk.
Kan en børsteløs motor overopphetes, og hvordan kan det forhindres?
Børsteløse motorer kan overopphetes av elektriske årsaker hvis de er overbelastet eller dårlig ventilert, slik at varmen fra den elektriske strømmen ikke kan slippe ut, men dette er mindre vanlig enn i børstemotorer, som kan overopphetes av både mekaniske og elektriske årsaker. Overoppheting kan forhindres ved å bruke en passende kraftklassifisering og en riktig klassifisert motorkontroller, og ved å sørge for tilstrekkelig luftstrøm.
Hvilken motortype er best for lineære aktuatorer og automatiseringssystemer?
Børsteløse likestrømsmotorer er generelt det beste valget for lineære aktuatorer og automatiseringssystemer. De gir jevnere bevegelse, høyere effektivitet og lengre levetid – alt avgjørende for presise, kontinuerlige eller krevende applikasjoner. Børstemotorer er imidlertid fortsatt et godt alternativ for enkle eller rimelige applikasjoner der korte driftssykluser forventes.
Oppsummert
Børstede likestrømsmotorer har spoler i midten som roterer rundt permanentmagneter, mens børsteløse likestrømsmotorer har permanentmagneter i midten som roterer rundt spolene. Den børsteløse motordesignen er bedre egnet for applikasjoner som vil utnytte den lengre levetiden og større energieffektiviteten. For en enklere og lettere drift kan applikasjoner med korte syklustider dra nytte av det brukervennlige designet som finnes i børstede likestrømsmotorer.
Hvis du har spørsmål eller ønsker å diskutere produktene våre ytterligere, ikke nøl med å kontakte oss! Vi er eksperter på det vi gjør, og vi ønsker å sørge for at du finner den beste løsningen for ditt bruksområde.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123