Het belangrijkste verschil is dat een brushed motor fysieke borstels en een commutator gebruikt om elektrische stroom naar de motorwikkelingen te voeren, terwijl een brushless motor (BLDC) elektronische controllers in plaats van borstels gebruikt om de elektrische stroom binnen de wikkelingen te schakelen. Bij brushed motoren is het ontwerp eenvoudig, kostenefficiënt en levert het goed koppel bij lage snelheden, maar dit veroorzaakt na verloop van tijd wrijving en slijtage, waardoor regelmatig onderhoud nodig is. Brushless motoren zijn complexer om te integreren, maar ze elimineren wrijving, wat resulteert in een hogere efficiëntie, langere levensduur, stillere werking en minder onderhoud.
| Kenmerk | Motor met borstels | Borstelloze motor |
|---|---|---|
| Efficiëntie | Gemiddeld | Hoog |
| Levensduur | Kort, door slijtage van borstels | Lang, omdat er geen borstels zijn die slijten |
| Prestaties | Gemiddelde snelheid, hoog aanloopkoppel | Hogere snelheid |
| Geluid | Luidruchtig door borstelwrijving | Stil, dankzij het ontbreken van wrijving |
| Kosten | Lagere aanschafkosten | Hogere aanschafkosten door complexe stuur-elektronica |
| Complexiteit | Eenvoudig; kan worden bediend met tuimelschakelaars of vergelijkbaar | Complex; vereist een elektronische controller |
Bekijk al onze elektrische lineaire actuators, van micro tot industrieel!
Brushed DC-motor
Een brushed DC-motor bestaat uit een paar hoofdcomponenten die samen met een DC-voeding een roterende motor vormen. De configuratie van het anker, de commutator, de borstels en de veldmagneten is te zien in Figuur 1 hieronder.
Figuur 1: Tekening (links) en praktijkvoorbeeld (rechts) van brushed DC-motoren
Onze tekening toont een vereenvoudigd anker om de stromende stroom beter te kunnen zien; echter, brushed DC-motoren hebben meerdere spoelwikkelingen op hun anker. De borstels voeden de commutator, die stroom door het anker levert met de tegenovergestelde polariteit van de permanentmagneet. Hierdoor draait het anker door de aantrekking van de magneten.
Brushed DC-motoren zijn eenvoudig te bedienen omdat ze tot de simpelste motortypen behoren; ze hebben echter een kortere levensduur in vergelijking met brushless motoren. Doordat de borstels fysiek contact maken met de commutator, is vonkvorming een veelvoorkomend probleem bij motoren met borstels. Dit fysieke contact slijt de borstels bovendien in de loop van de tijd en zorgt voor enig energieverlies door de opgewekte wrijving.
Kies het juiste besturingssysteem voor uw actuator uit ons ruime assortiment!
Borstelloze DC-motorcontroller
Een borstelloze DC-motor (BLDC) elimineert de belangrijkste inefficiënties van zijn tegenhanger met borstels. De motor bestaat uit permanentmagneten en spoelen die, via een reeks perfect getimede bekrachtigingsintervallen, ervoor zorgen dat de permanentmagneet in het midden draait rond de spoelen die eromheen zitten. Ter referentie hebben we in Figuur 2 hieronder een diagram van een borstelloze motor opgenomen.
Figuur 2: Tekening (links) en praktijkvoorbeeld (rechts) van borstelloze DC-motoren
De spoelen in de borstelloze motor worden in een specifieke volgorde bekrachtigd (Figuur 3), waardoor de permanentmagneten op de rotor gaan draaien. Dit gebeurt zonder fysiek contact en zorgt voor een efficiëntere, duurzamere DC-motor.
Figuur 3: Aanstuurvolgorde van de spoelen
Om de in Figuur 3 getoonde uitvoer te volgen, heeft de borstelloze DC-motor een Electronic Controller Unit (ECU) nodig om de positie van de rotor te bepalen en welke spoelen bekrachtigd moeten worden.
In tegenstelling tot brushed DC-motoren die 12VDC direct over de motor nodig hebben om te draaien, vereist de borstelloze DC-motor driefasenstroom. Dit betekent dat een controller voor borstelloze DC-motoren de juiste voeding naar de verschillende spoelen moet uitsturen om rotatie te bereiken. Bij gebruik van onze LC-241 controller voor borstelloze DC-motoren kan 12VDC bij 5A op de ingangsklemmen worden aangelegd met een voeding. Dit wordt vervolgens omgezet in driefasenstroom om onze borstelloze custom motoren aan te sturen. In de volgende sectie helpt een eenvoudig bedradingsschema bij het testen van een borstelloze DC‑actuator.
Borstelloze motoren aansluiten op tuimelschakelaars
Progressive Automations biedt de PA-14 mini lineaire actuator in de borstelloze DC‑optie voor maatwerkbestellingen. Ons bedradingsschema voor borstelloze PA-14‑actuators is te zien in Figuur 4 hieronder.
Figuur 4: Bedradingsschema voor borstelloze PA-14-actuator
Stap 1
Verbind de 3 draden van de motorcontroller van de PA-14 borstelloze actuator met de LC-241 controller voor borstelloze DC-motorenr. De draden zijn doorgaans groen, blauw en wit en worden respectievelijk op de klemmen U, V en W aangesloten. Zorg ervoor dat de verbindingen van de borstelloze motor stevig vastzitten. Als de draden andere kleuren hebben, zal foutief aansluiten er simpelweg voor zorgen dat de elektrische lineaire actuator in de tegenovergestelde richting beweegt dan bedoeld.
Stap 2
Verbind de SPD‑pin met de aarde van uw 12 VDC‑voeding om de ingebouwde potentiometer voor snelheidsregeling te activeren. Draai deze potentiometer met de klok mee voor maximale snelheid.
Stap 3
Verbind de GND‑pin met de gemeenschappelijke pinnen van uw tuimelschakelaar.
Stap 4
Verbind de RUN‑pin met beide zijden van de tuimelschakelaar. Dit is belangrijk, omdat voor zowel vooruit- als achteruitbeweging de RUN‑pin contact met de aarde moet maken om te functioneren.
Stap 5
Verbind de REV‑pin met één zijde van de tuimelschakelaar. Deze zijde zal de achteruitrichting van de tuimelschakelaar zijn.
Stap 6
Breng 12VDC aan op de controller van de borstelloze DC‑motor; bij het inschakelen kan een indicatiegeluid hoorbaar zijn.
Figuur 5: Fysieke bekabeling van de borstelloze PA-14-actuator
De basisopstelling is nu gereed; met de tuimelschakelaar kan de actuator worden uit- en ingeschoven. Het probleem bij een actuator met borstelloze DC‑motor is dat de interne eindschakelaars de voeding van de actuator niet kunnen onderbreken zoals bij brushed DC‑motoren. Dit komt doordat de energie die de PA-14 borstelloze motor binnenkomt driefasenstroom is. De PA-14 borstelloze elektrische actuator wordt geleverd met ingebouwde terugkoppeling van de eindschakelaar, die kan worden gebruikt met een PLC of microcontroller om aan te geven dat de actuator aan het einde van de slag is. De terugkoppeling fungeert als een schakelaar die van normaal gesloten naar normaal open gaat, wat essentieel is om een PA-14 borstelloze actuator in praktische toepassingen te integreren.
We hebben ook een artikel over een actuator‑slag continu uit- en inschuiven met een borstelloze DC‑motor, inclusief codevoorbeelden.
De nieuwe en verbeterde PA-01 mini‑actuator (PA-14‑upgrade) is het huidige model dat we aanbieden, met een reeks extra voordelen. Ter vergelijking: bekijk de tabellen hieronder en upgrade met vertrouwen!
|
|
PA-01 |
PA-14 |
|
Dynamische belastingopties |
16, 28, 56, 112, 169, 225 lbs |
35, 50, 75, 110, 150 lbs |
|
Hoogste belasting |
225 lbs |
150 lbs |
|
Snelste snelheid |
3.54 "/sec |
2.00"/sec |
|
IP‑klassificatie |
IP65 |
IP54 |
|
Slaglengte-opties |
1" tot 40" |
1" tot 40" |
|
Hall-effect-terugkoppeling |
Optioneel |
Nee |
Motoren met borstels aansluiten op tuimelschakelaars
De meeste van onze elektrische lineaire actuators worden standaard geleverd met brushed DC‑motoren. De eenvoudige bediening van brushed DC‑motoren maakt het mogelijk om tuimelschakelaars tussen de DC‑voeding en de motor met borstels te bedraden, zonder dat een extra controller nodig is.
Figuur 6: Bedradingsschema van een tuimelschakelaar naar een actuator met motor met borstels
Het bovenstaande bedradingsschema van de lineaire actuator kan worden gerealiseerd door een paar stappen te volgen:
- De linksboven en rechtsonder liggende aansluitingen moeten met de aarde van de voeding worden verbonden.
- De rechtsboven en linksonder liggende aansluitingen moeten met de +12V‑aansluiting van de voeding worden verbonden.
- De middelste rechter- en middelste linkeraansluitingen moeten worden verbonden met de 2 inputs van de actuator.
Met dit soort schakelbedrading kan de bediener de richting van de elektrische stroom die de actuator binnenkomt veranderen om de bewegingsrichting te wijzigen. Voor een fysiek voorbeeld van een actuatorbedradingscircuit met een tuimelschakelaar is deze video een uitstekend voorbeeld.
Figuur 7: Fysieke bekabeling van een tuimelschakelaar naar een actuator met motor met borstels
Wilt u automatisering in uw huis introduceren? Bekijk onze producten voor huisautomatisering!
Wat is het belangrijkste verschil tussen brushed en brushless DC‑motoren?
Motoren met borstels gebruiken koolborstels en een commutator om stroom naar de motorwikkelingen te voeren, terwijl borstelloze DC‑motoren (BLDC) elektronische controllers gebruiken om de stroom te schakelen. Motoren met borstels zijn eenvoudiger, kostenefficiënter en leveren goed koppel bij lage snelheden, terwijl borstelloze motoren een hogere efficiëntie, langere levensduur en stillere werking bieden.
Welke motortype is beter voor langdurig gebruik — brushed of brushless?
Borstelloze motoren zijn beter voor langdurig gebruik, omdat ze geen borstels hebben die slijten. Dit vermindert wrijving, warmte en onderhoudsbehoefte en zorgt voor een aanzienlijk langere bedrijfsduur dan motoren met borstels.
Wat zijn de belangrijkste voordelen van borstelloze DC‑motoren?
Borstelloze DC‑motoren bieden hogere efficiëntie, langere levensduur, stillere prestaties en betere regeling van snelheid en koppel. Ze produceren ook minder warmte en vereisen weinig tot geen onderhoud, waardoor ze ideaal zijn voor continue of precisietoepassingen.
Wat zijn de nadelen van borstelloze motoren vergeleken met motoren met borstels?
De belangrijkste nadelen van borstelloze motoren zijn de hogere aanschafkosten en de noodzaak van een elektronische controller. Hierdoor zijn ze complexer en duurder te installeren dan motoren met borstels, die eenvoudiger en goedkoper zijn voor basistoepassingen met niet‑continue cycli.
Gaan borstelloze motoren echt langer mee?
Ja. Omdat ze geen borstels hebben die door wrijving slijten, kunnen borstelloze motoren langer meegaan dan motoren met borstels, vooral in continue toepassingen of bij een hoge inschakelduur.
Zijn borstelloze motoren efficiënter of krachtiger dan motoren met borstels?
Borstelloze motoren zijn efficiënter omdat ze minder energie als warmte verliezen en een consistent koppel leveren. Hoewel beide typen sterke prestaties kunnen leveren, bieden borstelloze ontwerpen een betere vermogen‑gewichtsverhouding en een soepelere werking.
Is een borstelloze motor de hogere kosten waard?
In de meeste gevallen wel. De hogere aanschafkosten worden gecompenseerd door minder onderhoud, een hogere energie‑efficiëntie en een langere levensduur, waardoor de totale eigendomskosten in de tijd dalen.
Vertoont een borstelloze motor oververhitting en hoe is dit te voorkomen?
Borstelloze motoren kunnen elektrisch oververhit raken bij overbelasting of onvoldoende ventilatie, waardoor warmte van de elektrische stroom niet kan ontsnappen, maar dit komt minder vaak voor dan bij motoren met borstels, die zowel mechanisch als elektrisch kunnen oververhitten. Oververhitting voorkomt u met een passende krachtspecificatie, een correct gespecificeerde motorcontroller en voldoende luchtstroom.
Welk motortype is het beste voor lineaire actuators en automatiseringssystemen?
Borstelloze DC‑motoren zijn over het algemeen de beste keuze voor lineaire actuators en automatiseringssystemen. Ze leveren soepelere beweging, hogere efficiëntie en een langere levensduur — allemaal cruciaal voor precieze, continue of toepassingen met een hoge inschakelduur. Motoren met borstels blijven echter een goede optie voor eenvoudige of goedkope toepassingen waarbij korte gebruikscycli worden verwacht.
Samenvatting
Brushed DC‑motoren hebben spoelen in het midden die rond permanentmagneten draaien, terwijl borstelloze DC‑motoren een permanentmagneet in het midden hebben die rond de spoelen draait. Het ontwerp van de borstelloze motor is beter geschikt voor toepassingen die profiteren van de langere levensduur en hogere energie‑efficiëntie. Voor een eenvoudiger en gebruiksvriendelijke bediening kunnen toepassingen met korte cycli profiteren van het gebruiksvriendelijke ontwerp van brushed DC‑motoren.
Als u vragen heeft of onze producten verder wilt bespreken, neem dan gerust contact met ons op! We zijn experts in wat we doen en willen ervoor zorgen dat u de beste oplossing voor uw toepassing vindt.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123