Hlavný rozdiel je v tom, že kefový motor používa fyzické kefy a komutátor na prenos elektrického prúdu do vinutí motora, zatiaľ čo bezkefový motor (BLDC) používa namiesto kief elektronické riadiace jednotky na spínanie elektrického prúdu vo vinutiach. Pri kefových motoroch je konštrukcia jednoduchá, cenovo výhodná a poskytuje dobrý krútiaci moment pri nízkych rýchlostiach, no časom spôsobuje trenie a opotrebovanie, čo si vyžaduje pravidelnú údržbu. Bezkefové motory sú na integráciu zložitejšie, ale eliminujú mechanické trenie, čo vedie k vyššej účinnosti, dlhšej životnosti, tichšej prevádzke a menšej potrebe údržby.
| Vlastnosť | Kefový motor | Bezkefový motor |
|---|---|---|
| Účinnosť | Stredná | Vysoká |
| Životnosť | Krátka, kvôli opotrebovaniu kief | Dlhá, keďže nie sú kefy, ktoré by sa opotrebovali |
| Výkon | Stredná rýchlosť, vysoký rozbehový krútiaci moment | Vyššia rýchlosť |
| Hluk | Hlučnejší kvôli treniu kief | Tichší, vďaka absencii treniu |
| Cena | Nižšia počiatočná cena | Vyššia počiatočná cena kvôli zložitejšej riadiacej elektronike |
| Zložitosť | Jednoduchý, dá sa ovládať kolískovými spínačmi a pod. | Zložitý, vyžaduje elektronický kontrolér |
Prezrite si všetky naše elektrické lineárne aktuátory – od mikro až po priemyselné!
Kefový jednosmerný motor
Kefový jednosmerný motor sa skladá z niekoľkých hlavných častí, ktoré spolu s jednosmerným napájacím zdrojom vytvárajú rotujúci motor. Kotva, komutátor, kefy a konfigurácia poľového magnetu sú zobrazené na obrázku 1 nižšie.
Obrázok 1: Výkres (vľavo) a reálny príklad (vpravo) kefových jednosmerných motorov
Naša ilustrácia zobrazuje zjednodušenú kotvu pre jednoduchšie znázornenie prúdu; kefové jednosmerné motory však majú s kotvou viacero cievkových vinutí. Kefy napájajú komutátor, ktorý vedie prúd cez kotvu v opačnej polarite k permanentnému magnetu. To spôsobí, že sa kotva vplyvom príťažlivosti magnetov otáča.
Kefové jednosmerné motory sa ľahko používajú, keďže patria medzi najjednoduchšie typy motorov, no v porovnaní s bezkefovými motormi majú kratšiu životnosť. Keďže kefy sú v fyzickom kontakte s komutátorom, iskrenie je pri kefových motoroch bežný problém. Tento fyzický kontakt tiež časom opotrebúva kefy a spôsobuje isté energetické straty v dôsledku vznikajúceho trenia.
Vyberte si správny riadiaci systém pre svoj aktuátor z našej širokej ponuky!
Riadiaca jednotka bezkefového jednosmerného motora
Bezkefový jednosmerný motor (BLDC) odstraňuje hlavné neefektívnosti svojho kefového náprotivku. Motor pozostáva z permanentných magnetov a cievok, ktoré sa vďaka sérii presne načasovaných budení postarajú o to, že sa permanentný magnet v strede otáča okolo cievok, ktoré ho obklopujú. Pre referenciu sme nižšie na obrázku 2 pridali schému bezkefového motora.
Obrázok 2: Výkres (vľavo) a reálny príklad (vpravo) bezkefových jednosmerných motorov
Cievky v bezkefovom motore sa budia v určitej postupnosti (obrázok 3), čo spôsobí rotáciu permanentných magnetov na rotore. Deje sa to bez akéhokoľvek fyzického kontaktu a umožňuje to efektívnejší a trvácnejší jednosmerný motor.
Obrázok 3: Postupnosť budenia cievok
Aby bolo možné sledovať priebeh z obrázku 3, bezkefový jednosmerný motor potrebuje elektronickú riadiacu jednotku (ECU), ktorá určuje polohu rotora a to, ktoré cievky sa majú budiť.
Na rozdiel od kefových jednosmerných motorov, ktoré na otáčanie potrebujú 12 VDC privedených priamo na motor, bezkefový jednosmerný motor vyžaduje trojfázové napájanie. To znamená, že kontrolér bezkefového jednosmerného motora musí dodávať príslušný výkon do rôznych cievok, aby sa dosiahla rotácia. Pri použití nášho LC-241 Brushless DC Motor Controller možno na vstupné svorky pomocou napájacieho zdroja pripojiť 12 VDC pri 5 A. Následne sa to konvertuje na trojfázové napájanie na riadenie našich bezkefových zákazkových motorov. V ďalšej časti pomôže základná schéma zapojenia otestovať bezkefový jednosmerný aktuátor.
Zapojenie bezkefových motorov na kolískové spínače
Progressive Automations ponúka PA-14 Mini Linear Actuator v bezkefovej DC verzii pre zákazkové objednávky. Naša schéma zapojenia pre bezkefové aktuátory PA-14 je zobrazená na obrázku 4 nižšie.
Obrázok 4: Schéma zapojenia pre bezkefový aktuátor PA-14
Krok 1
Pripojte 3 vodiče riadiacej jednotky motora z bezkefového aktuátora PA-14 k LC-241 Brushless DC Motor Controller. Vodiče sú zvyčajne zelený, modrý a biely, ktoré sa pripájajú na svorky U, V a W. Uistite sa, že spojenia bezkefového motora sú pevne zaistené. Ak majú vodiče iné farby, nesprávne poradie iba spôsobí, že sa elektrický lineárny aktuátor bude pohybovať v opačnom smere, než bolo zamýšľané.
Krok 2
Pripojte pin SPD k zemi vášho 12 VDC zdroja, aby ste aktivovali vstavaný potenciometer na reguláciu rýchlosti. Uistite sa, že tento potenciometer je otočený v smere hodinových ručičiek pre maximálnu rýchlosť.
Krok 3
Pripojte pin GND k spoločným kontaktom na vašom kolískovom spínači.
Krok 4
Pripojte pin RUN na obe strany kolískového spínača. Je to dôležité, pretože pre pohyb vpred aj vzad je potrebné, aby pin RUN mal kontakt so zemou.
Krok 5
Pripojte pin REV na jednu stranu kolískového spínača. Táto strana bude predstavovať smer spätného chodu spínača.
Krok 6
Pripojte 12 VDC k riadiacej jednotke bezkefového motora; pri prvom zapnutí môže byť počuť indikačný zvuk.
Obrázok 5: Fyzické zapojenie bezkefového aktuátora PA-14
Základné nastavenie je teraz dokončené; pomocou kolískového spínača možno aktuátor vysúvať a zasúvať. Problém pri bezkefovom jednosmernom aktuátore je, že vnútorné koncové spínače nedokážu odpojiť napájanie aktuátora tak, ako je to pri kefových jednosmerných motoroch. Je to preto, že do bezkefového motora PA-14 prúdi trojfázové napájanie. Bezkefový elektrický aktuátor PA-14 je vybavený vstavanou spätnou väzbou koncových spínačov, ktorú možno využiť s PLC alebo mikrokontrolérom na indikáciu, že aktuátor je na konci zdvihu. Spätná väzba funguje ako kontakt z normálne zatvoreného na normálne otvorený, čo je kľúčové pre integráciu bezkefového aktuátora PA-14 do reálnych aplikácií.
Máme aj článok Ako nepretržite vysúvať a zasúvať zdvih aktuátora s bezkefovým DC motorom s ukážkami kódu.
Nový a vylepšený mini aktuátor PA-01 (upgrade PA-14) je aktuálny model, ktorý ponúkame s viacerými prínosmi. Pre porovnanie si pozrite tabuľky nižšie a upgradujte s istotou!
|
|
PA-01 |
PA-14 |
|
Možnosti dynamického zaťaženia |
16, 28, 56, 112, 169, 225 lbs |
35, 50, 75, 110, 150 lbs |
|
Najvyššie zaťaženie |
225 lbs |
150 lbs |
|
Najvyššia rýchlosť |
3.54 "/sec |
2.00"/sec |
|
Krytie IP |
IP65 |
IP54 |
|
Možnosti zdvihu |
1" do 40" |
1" do 40" |
|
Spätná väzba Hallovho efektu |
Voliteľná |
Nie |
Zapojenie kefových motorov na kolískové spínače
Väčšina našich elektrických lineárnych aktuátorov sa dodáva s kefovými jednosmernými motormi. Jednoduchá obsluha kefových DC motorov umožňuje zapojiť kolískové spínače medzi DC napájací zdroj a kefový motor bez potreby ďalšieho kontroléra.
Obrázok 6: Schéma zapojenia kolískového spínača k aktuátoru s kefovým motorom
Schému zapojenia lineárneho aktuátora vyššie dosiahnete podľa týchto krokov:
- Horná ľavá a dolná pravá svorka musia byť pripojené k zemi napájacieho zdroja.
- Horná pravá a dolná ľavá svorka musia byť pripojené k svorke +12 V napájacieho zdroja.
- Stredná pravá a stredná ľavá svorka musia byť pripojené k 2 inputs z aktuátora.
Tento typ zapojenia spínača aktuátora umožňuje obsluhe zmeniť smer toku elektrického prúdu vstupujúceho do aktuátora, aby sa zmenil smer pohybu. Fyzický príklad zapojenia aktuátora s kolískovým spínačom nájdete v tomto videu.
Obrázok 7: Fyzické zapojenie kolískového spínača k aktuátoru s kefovým motorom
Chcete priniesť automatizáciu do svojho domova? Pozrite si naše produkty pre domácu automatizáciu!
Aký je hlavný rozdiel medzi kefovými a bezkefovými jednosmernými motormi?
Kefové motory používajú uhlíkové kefy a komutátor na prenos prúdu do vinutí motora, zatiaľ čo bezkefové DC (BLDC) motory používajú elektronické kontroléry na spínanie prúdu. Kefové motory sú jednoduchšie, cenovo výhodné a poskytujú dobrý krútiaci moment pri nízkych rýchlostiach, kým bezkefové motory majú vyššiu účinnosť, dlhšiu životnosť a tichšiu prevádzku.
Ktorý typ motora je lepší na dlhodobé používanie — kefový alebo bezkefový?
Bezkefové motory sú lepšie na dlhodobé používanie, pretože nemajú kefy, ktoré by sa opotrebovali. Tým sa znižuje trenie, teplo a potreba údržby, čo umožňuje podstatne dlhšiu prevádzkovú životnosť v porovnaní s kefovými motormi.
Aké sú hlavné výhody bezkefových jednosmerných motorov?
Bezkefové jednosmerné motory ponúkajú vyššiu účinnosť, dlhšiu životnosť, tichšiu prevádzku a lepšie riadenie rýchlosti aj krútiaceho momentu. Generujú tiež menej tepla a vyžadujú minimálnu údržbu, vďaka čomu sú ideálne na kontinuálne alebo presné aplikácie.
Aké sú nevýhody bezkefových motorov v porovnaní s kefovými?
Hlavnými nevýhodami bezkefových motorov sú vyššia počiatočná cena a potreba elektronického kontroléra. Vďaka tomu sú zložitejšie a drahšie na inštaláciu než kefové motory, ktoré sú jednoduchšie a lacnejšie pre základné aplikácie s neprerušovanou prevádzkou sa nepočíta.
Vydržia bezkefové motory naozaj dlhšie?
Áno. Keďže nemajú kefy, ktoré by sa trením opotrebúvali, bezkefové motory môžu vydržať dlhšie než kefové, najmä v nepretržitých alebo náročných aplikáciách.
Sú bezkefové motory účinnejšie alebo výkonnejšie než kefové?
Bezkefové motory sú účinnejšie, pretože míňajú menej energie na teplo a udržiavajú konzistentný krútiaci moment. Hoci oba typy môžu podať silný výkon, bezkefové konštrukcie ponúkajú lepší pomer výkonu k hmotnosti a celkovo plynulejšiu prevádzku.
Oplatí sa bezkefový motor aj napriek vyššej cene?
Vo väčšine prípadov áno. Vyššia vstupná cena sa vykompenzuje nižšou údržbou, vyššou energetickou účinnosťou a dlhšou životnosťou, čo znižuje celkové náklady na vlastníctvo v priebehu času.
Vyžadujú bezkefové motory menšiu údržbu?
Áno. Keďže nie je potrebné meniť kefy ani komutátory, bezkefové motory vyžadujú minimálnu údržbu — zvyčajne len občasné čistenie alebo kontrolu prachu a nečistôt.
Môže sa bezkefový motor prehriať a ako tomu predísť?
Bezkefové motory sa môžu prehriať z elektrických príčin, ak sú preťažené alebo zle odvetrané, takže teplo z elektrického prúdu nemôže unikať; je to však menej časté než pri kefových motoroch, ktoré sa môžu prehriať z mechanických aj elektrických príčin. Prehriatiu sa dá predísť použitím vhodnej menovitej sily, správne dimenzovanej riadiacej jednotky motora a zaistením dostatočného prúdenia vzduchu.
Ktorý typ motora je najvhodnejší pre lineárne aktuátory a automatizačné systémy?
Vo všeobecnosti sú najlepšou voľbou bezkefové jednosmerné motory. Poskytujú plynulejší pohyb, vyššiu účinnosť a dlhšiu životnosť — to všetko je kľúčové pre presné, nepretržité alebo náročné aplikácie. Kefové motory sú však stále dobrou voľbou pre jednoduché alebo nízkonákladové riešenia, kde sa očakávajú krátke prevádzkové cykly.
Zhrnutie
Kefové jednosmerné motory majú v strede cievky, ktoré sa otáčajú okolo permanentných magnetov, zatiaľ čo bezkefové jednosmerné motory majú v strede permanentný magnet, ktorý sa otáča okolo cievok. Konštrukcia bezkefového motora je vhodnejšia pre aplikácie, ktoré využijú jeho dlhšiu životnosť a vyššiu energetickú účinnosť. Na jednoduchšiu a používateľsky prívetivejšiu obsluhu môžu aplikácie s krátkymi cyklami využiť výhody kefových jednosmerných motorov.
Ak máte akékoľvek otázky alebo si želáte podrobnejšie prebrať naše produkty, neváhajte nás kontaktovať! Sme odborníci v tom, čo robíme, a chceme sa uistiť, že nájdete najlepšie riešenie pre svoju aplikáciu.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123