Как работает коллекторный двигатель постоянного тока&Коллекторные двигатели постоянного тока и двигатели BLDC

Коллекторный двигатель постоянного тока — это двигатель, в котором используется механический коммутатор и щетки для изменения направления тока для достижения непрерывного вращения. Вот как это работает и подробное сравнение коллекторных и бесколлекторных двигателей.:

Принцип работы коллекторного двигателя постоянного тока

• Базовая структура

1. Статор: Обычно состоит из постоянных магнитов, которые создают постоянное магнитное поле.

2. Ротор (якорь): Состоит из обмоток и железного сердечника, который взаимодействует с магнитным полем статора.

3. Коллектор: подключите обмотку ротора, отвечающую за переключение направления тока.

4. Щетки: При контакте с коллектором в обмотки ротора вводится внешний ток.

• Запустите процесс

1. Когда ток проходит через обмотки ротора, генерируется электромагнитная сила (согласно правилу левой руки), которая взаимодействует с магнитным полем статора, приводя ротор во вращение.

2. Когда ротор вращается, функция переключения коммутатора меняет направление тока в соответствующий момент, а магнитное поле обмотки ротора и магнитное поле статора всегда создают крутящий момент.

3. Ротор вращается непрерывно, чтобы завершить преобразование энергии.

• Передача энергии

Электрическая энергия → магнитная энергия → механическая энергия (выходной крутящий момент и скорость).

Сравнение коллекторных и бесщеточных двигателей.

1. Структура

Коллекторный двигатель: есть щетки и механические коллекторы.

Бесщеточный двигатель: бесщеточный, с электронной коммутацией (через датчик Холла и т.п.)

2. Требования к техническому обслуживанию

Коллекторные двигатели: щетки необходимо регулярно заменять, а коллектор чистить.

Бесщеточный двигатель: практически не требует обслуживания и имеет длительный срок службы.

3. Эффективность

Коллекторные двигатели: низкие (потери энергии из-за трения между щетками и коллекторами)

бесщеточные двигатели; Высокий (отсутствие механического трения, более эффективное преобразование энергии)

4. Срок жизни

Коллекторные моторы: короче (щетки изнашиваются быстрее, особенно при высоких нагрузках)

Бесщеточные двигатели: долговечные (нет изнашиваемых деталей, срок службы обычно определяется подшипниками)

5. Сложность управления

Коллекторный двигатель: простой, напрямую управляется напряжением и током.

Бесщеточные двигатели: более сложны и требуют электронного контроллера (ESC) для регулирования работы.

6. Шум

Коллекторные двигатели: выше (из-за трения между щетками и коллекторами)

Бесщеточный двигатель: низкий уровень шума (без механического коммутационного шума)

7. Стоимость

Коллекторный двигатель: экономичный и простой производственный процесс

Бесщеточные двигатели: выше (требуются сложные схемы управления и более сложные компоненты)

8. Сценарии применения

Коллекторные двигатели: подходят для недорогого, низкоточного оборудования (например, игрушки, электроинструменты)

Бесщеточный двигатель: подходит для высокоэффективных, малошумных и высокоточных сценариев (например, дронов, электромобилей).

9. Стартовая производительность

Коллекторный двигатель: высокий пусковой момент

Бесщеточный двигатель: пусковой момент низкий, но его можно оптимизировать с помощью системы управления.

10. Управление температурным режимом

Коллекторные двигатели: тепло концентрируется в роторе (необходимо обратить внимание на отвод тепла)

Бесщеточный двигатель: тепло концентрируется в статоре (тепло легче рассеивается)

Анализ сценариев применения

Матовый двигатель

1. Преимущества: простое управление, высокий пусковой момент, низкая стоимость.

2. Применимые сценарии: игрушки, портативные электроинструменты, мелкая бытовая техника и т. д.

Бесщеточный двигатель

1. Преимущества: высокая эффективность, длительный срок службы, низкий уровень шума, подходит для высокоточного управления.

2. Применимые сценарии: дроны, вентиляторы, электромобили, оборудование промышленной автоматизации и т. д.

Сводка

• Коллекторные двигатели подходят для экономичных сценариев с низкими требованиями к сроку службы и уровню шума.
• Хотя бесщеточные двигатели дороги, они имеют значительные преимущества в эффективности, сроке службы и производительности, особенно в сценариях с высокими требованиями к управлению.

Если вам нужны более подробные технические инструкции или предложения по выбору, вы можете обсудить дальше!