Glavna razlika je, da krtačni motor uporablja fizične krtačke in komutator za dovajanje električnega toka v navitja motorja, medtem ko brezkrtačni motor (BLDC) uporablja elektronske krmilnike namesto krtačk za preklapljanje električnega toka v navitjih. Pri krtačnih motorjih je zasnova preprosta, cenovno ugodna in zagotavlja dober navor pri nizkih hitrostih, vendar sčasoma povzroča trenje in obrabo, zato je potrebno redno vzdrževanje. Brezkrtačni motorji so za integracijo bolj kompleksni, vendar odpravijo trenje, kar prinese višjo učinkovitost, daljšo življenjsko dobo, tišje delovanje in manj vzdrževanja.
| Lastnost | Krtačni motor | Brezkrtačni motor |
|---|---|---|
| Učinkovitost | Srednja | Visoka |
| Življenjska doba | Kratka, zaradi obrabe krtačk | Dolga, ker ni krtačk, ki bi se obrabljale |
| Zmogljivost | Srednja hitrost, visok zagonski navor | Višja hitrost |
| Hrup | Glasen zaradi trenja krtačk | Tih, zaradi odsotnosti trenja |
| Strošek | Nižji začetni strošek | Višji začetni strošek zaradi kompleksnih krmilnih vezij |
| Kompleksnost | Preprost; lahko ga upravljamo s preklopnimi stikali ali podobnim | Kompleksen; zahteva elektronski krmilnik |
Prebrskajte vse naše električne linearne aktuatorje – od mikro do industrijskih!
Krtačni enosmerni motor
Krtačni enosmerni motor je sestavljen iz nekaj glavnih komponent, ki skupaj z enosmernim virom napajanja ustvarijo vrteč se motor. Armatura (sidro), komutator, krtačke in konfiguracija poljskih magnetov so prikazani na sliki 1 spodaj.
Slika 1: Risba (levo) in dejanski primer (desno) krtačnih enosmernih motorjev
Naš prikaz kaže poenostavljeno armature za lažji prikaz toka; vendar imajo krtačni enosmerni motorji več tuljavnih navitij na svoji armaturi. Krtačke napajajo komutator, ki dovaja tok skozi armaturo v nasprotni polariteti trajnega magneta. To povzroči vrtenje armature zaradi privlačnosti magnetov.
Krtačne enosmerne motorje je enostavno uporabljati, saj sodijo med najpreprostejše tipe motorjev, vendar imajo krajšo življenjsko dobo v primerjavi z brezkrtačnimi motorji. Ker krtačke vzpostavljajo fizični stik s komutatorjem, je iskrenje pri krtačnih motorjih pogost pojav. Ta fizični stik sčasoma obrablja krtačke in povzroča določene energijske izgube zaradi nastalega trenja.
Izberite pravi krmilni sistem za svoj aktuator iz naše velike ponudbe!
Krmilnik brezkrtačnega enosmernega motorja
Brezkrtačni enosmerni motor (BLDC) odpravlja glavne neučinkovitosti svojega krtačnega sorodnika. Motor sestavljajo trajni magneti in tuljave, ki z nizom natančno časovno usklajenih vzbujanj povzročijo, da se trajni magnet v sredini vrti okoli tuljav, ki ga obdajajo. Za referenco smo vključili diagram brezkrtačnega motorja na sliki 2 spodaj.
Slika 2: Risba (levo) in dejanski primer (desno) brezkrtačnih enosmernih motorjev
Tuljave v brezkrtačnem motorju se vzbujajo v določenem zaporedju (slika 3), kar povzroči vrtenje trajnih magnetov na rotorju. To poteka brez fizičnega stika in omogoča učinkovitejši ter trpežnejši enosmerni motor.
Slika 3: Zaporedje vzbujanja tuljav
Za sledenje izhodu, prikazanemu na sliki 3, brezkrtačni enosmerni motor potrebuje elektronsko krmilno enoto (ECU), da določi položaj rotorja in katere tuljave je treba vzbuditi.
Za razliko od krtačnih enosmernih motorjev, ki za vrtenje zahtevajo neposredno priključenih 12 V DC na motor, brezkrtačni enosmerni motor potrebuje trifazno napajanje. To pomeni, da mora krmilnik brezkrtačnega enosmernega motorja na različne tuljave dovajati ustrezno moč, da doseže vrtenje. Pri uporabi našega krmilnika LC-241 za brezkrtačne enosmerne motorje lahko na vhodne sponke z napajalnikom priključite 12 V DC pri 5 A. To se nato pretvori v trifazno napajanje za upravljanje naših brezkrtačnih, po meri izdelanih motorjev. V naslednjem razdelku bo osnovni diagram ožičenja pomagal pri testiranju brezkrtačnega enosmernega aktuatorja.
Ožičenje brezkrtačnih motorjev na preklopna stikala
Progressive Automations ponuja mini linearni aktuator PA-14 v brezkrtačni DC različici po naročilu. Naša shema ožičenja za brezkrtačne aktuatorje PA-14 je prikazana na sliki 4 spodaj.
Slika 4: Shema ožičenja za brezkrtačni aktuator PA-14
Korak 1
Povežite tri žice krmilnika motorja iz brezkrtačnega aktuatorja PA-14 z krmilnikom LC-241 za brezkrtačne enosmerne motorje. Žice so običajno zelena, modra in bela; te se povežejo na sponke U, V in W. Preverite, da so povezave brezkrtačnega motorja dobro zategnjene. Če so barve žic drugačne, bo napačni vrstni red povezave preprosto premaknil električni linearni aktuator v nasprotno smer od nameravane.
Korak 2
Priključite pin SPD na maso (Ground) vašega 12 V DC napajalnega vira, da vključite vgrajeni potenciometer za nadzor hitrosti. Za polno hitrost zavrtite ta potenciometer v smeri urinega kazalca.
Korak 3
Priključite pin GND na skupna priključka vašega preklopnega stikala.
Korak 4
Priključite pin RUN na obe strani preklopnega stikala. To je pomembno, ker za delovanje tako naprej kot nazaj RUN potrebuje stik z maso.
Korak 5
Priključite pin REV na eno stran preklopnega stikala. Ta stran bo služila za smer nazaj.
Korak 6
Na krmilnik brezkrtačnega enosmernega motorja priključite 12 V DC; ob prvem vklopu se lahko zasliši indikatorski zvok.
Slika 5: Fizično ožičenje brezkrtačnega aktuatorja PA-14
Osnovna nastavitev je zdaj zaključena; s preklopnim stikalom lahko aktuator iztegnete in vtegnete. Težava pri brezkrtačnem enosmernem aktuatorju je v tem, da notranja končna stikala ne morejo prekiniti napajanja aktuatorja tako, kot to deluje pri krtačnih enosmernih motorjih. Razlog je, da je napajanje za brezkrtačni motor PA-14 trifazno. Brezkrtačni električni aktuator PA-14 ima vgrajeno povratno zvezo končnega stikala, ki jo lahko uporabite s PLC-jem ali mikrokrmilnikom za indikacijo, da je aktuator na koncu hoda. Povratna zveza deluje kot stikalo iz normalno zaprtega v normalno odprto stanje, kar je ključno za integracijo brezkrtačnega aktuatorja PA-14 v realne aplikacije.
Imamo tudi članek o neprekinjenem iztegovanju in vtegovanju hoda aktuatorja z brezkrtačnim enosmernim motorjem z zgledi kode.
Novi in izboljšani mini aktuator PA-01 (nadgradnja PA-14) je naš trenutni model z vrsto dodatnih prednosti. Za primerjavo si oglejte spodnje tabele in nadgradite z zaupanjem!
|
|
PA-01 |
PA-14 |
|
Možnosti dinamične obremenitve |
16, 28, 56, 112, 169, 225 lbs |
35, 50, 75, 110, 150 lbs |
|
Najvišja obremenitev |
225 lbs |
150 lbs |
|
Najvišja hitrost |
3.54 "/sec |
2.00"/sec |
|
Razred zaščite IP |
IP65 |
IP54 |
|
Možnosti hoda |
1" do 40" |
1" do 40" |
|
Povratna zveza s Hallovim učinkom |
Izbirno |
Ne |
Ožičenje krtačnih motorjev na preklopna stikala
Večina naših električnih linearnih aktuatorjev je že serijsko opremljena s krtačnimi enosmernimi motorji. Preprosto delovanje krtačnih enosmernih motorjev omogoča, da med enosmerni napajalnik in krtačni motor brez dodatnega krmilnika namestite preklopna stikala.
Slika 6: Shema ožičenja preklopnega stikala na aktuator s krtačnim motorjem
Zgornji diagram ožičenja linearnega aktuatorja lahko dosežete z nekaj koraki:
- Zgornji levi in spodnji desni priključek je treba povezati na maso napajalnika.
- Zgornji desni in spodnji levi priključek je treba povezati na +12 V priključek napajalnika.
- Srednje desne in srednje leve priključke je treba povezati na 2 inputs iz aktuatorja.
Takšno ožičenje stikala aktuatorja omogoča upravljavcu spremembo smeri toka, ki vstopa v aktuator, in s tem spremembo smeri gibanja. Za fizičen primer vezja ožičenja aktuatorja s preklopnim stikalom je ta video odličen primer.
Slika 7: Fizično ožičenje preklopnega stikala na aktuator s krtačnim motorjem
Želite v svoj dom uvesti avtomatizacijo? Oglejte si naše izdelke za hišno avtomatizacijo!
Kakšna je glavna razlika med krtačnimi in brezkrtačnimi enosmernimi motorji?
Krtačni motorji uporabljajo ogljikove krtačke in komutator za dovajanje toka v navitja motorja, medtem ko brezkrtačni enosmerni (BLDC) motorji uporabljajo elektronske krmilnike za preklapljanje toka. Krtačni motorji so preprostejši, cenovno ugodnejši in zagotavljajo dober navor pri nizkih hitrostih, medtem ko imajo brezkrtačni motorji višjo učinkovitost, daljšo življenjsko dobo in tišje delovanje.
Kateri tip motorja je boljši za dolgotrajno uporabo — krtačni ali brezkrtačni?
Brezkrtačni motorji so boljši za dolgotrajno uporabo, ker nimajo krtačk, ki bi se obrabljale. To zmanjša trenje, toploto in potrebo po vzdrževanju ter omogoča bistveno daljšo življenjsko dobo v primerjavi s krtačnimi motorji.
Katere so glavne prednosti brezkrtačnih enosmernih motorjev?
Brezkrtačni enosmerni motorji nudijo višjo učinkovitost, daljšo življenjsko dobo, tišje delovanje ter boljši nadzor hitrosti in navora. Prav tako ustvarjajo manj toplote in zahtevajo malo ali nič vzdrževanja, zato so idealni za neprekinjene ali natančne aplikacije.
Kakšne so slabosti brezkrtačnih motorjev v primerjavi s krtačnimi?
Glavni slabosti brezkrtačnih motorjev sta višji začetni strošek in potreba po elektronskem krmilniku. Zato so bolj kompleksni in dražji za vgradnjo kot krtačni motorji, ki so preprostejši in cenejši za osnovne aplikacije s prekinitvenimi cikli delovanja.
Ali brezkrtačni motorji res zdržijo dlje?
Da. Ker nimajo krtačk, ki bi se zaradi trenja obrabljale, lahko brezkrtačni motorji zdržijo dlje kot krtačni, še posebej pri neprekinjenih ali visoko obremenjenih aplikacijah.
Ali so brezkrtačni motorji učinkovitejši ali zmogljivejši od krtačnih?
Brezkrtačni motorji so učinkovitejši, ker manj energije izgubijo kot toploto in ohranjajo enakomeren izhodni navor. Medtem ko lahko obe vrsti dosegata visoko zmogljivost, brezkrtačna zasnova nudi boljše razmerje moč/masa in bolj gladko delovanje.
Ali se brezkrtačni motor splača kljub višjim stroškom?
V večini primerov da. Višji začetni strošek se povrne z manjšim vzdrževanjem, večjo energijsko učinkovitostjo in daljšo življenjsko dobo, kar zniža skupne stroške lastništva skozi čas.
Ali brezkrtačni motorji zahtevajo manj vzdrževanja?
Da. Ker ni krtačk ali komutatorjev, ki bi jih bilo treba zamenjati, brezkrtačni motorji zahtevajo minimalno vzdrževanje — običajno le občasno čiščenje ali pregled zaradi prahu in nečistoč.
Ali se brezkrtačni motor lahko pregreje in kako to preprečiti?
Brezkrtačni motorji se lahko zaradi električnih vzrokov pregrejejo, če so preobremenjeni ali slabo prezračeni, tako da toplota zaradi električnega toka ne more odvajati — vendar je to manj pogosto kot pri krtačnih motorjih, ki se lahko pregrejejo tako zaradi mehanskih kot električnih vzrokov. Pregrevanje lahko preprečite z uporabo ustrezne nazivne obremenitve, pravilno dimenzioniranega krmilnika motorja in zagotavljanjem zadostnega pretoka zraka.
Katera vrsta motorja je najboljša za linearne aktuatorje in avtomatizacijske sisteme?
Brezkrtačni enosmerni motorji so na splošno najboljša izbira za linearne aktuatorje in avtomatizacijske sisteme. Omogočajo bolj gladko gibanje, višjo učinkovitost in daljšo življenjsko dobo — vse to je ključno za natančne, neprekinjene ali visoko obremenjene aplikacije. Krtačni motorji pa ostajajo dobra možnost za preproste ali cenovno ugodne aplikacije, kjer se pričakujejo kratki cikli delovanja.
Povzetek
Krtačni enosmerni motorji imajo tuljave v svojem središču, ki se vrtijo okoli trajnih magnetov, medtem ko imajo brezkrtačni enosmerni motorji trajni magnet v sredini, ki se vrti okoli tuljav. Zasnova brezkrtačnih motorjev je primernejša za aplikacije, ki izkoriščajo njihovo daljšo življenjsko dobo in večjo energijsko učinkovitost. Za preprostejše in enostavnejše delovanje pa lahko aplikacije s kratkimi časi ciklov izkoristijo uporabniku prijazno zasnovo krtačnih enosmernih motorjev.
Če imate kakršna koli vprašanja ali želite podrobneje razpravljati o naših izdelkih, nas brez oklevanja kontaktirajte! Smo strokovnjaki na svojem področju in želimo zagotoviti, da boste našli najboljšo rešitev za svojo aplikacijo.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123