Бесколлекторные электродвигатели: Бесколлекторные электродвигатели

Бесколлекторные двигатели | Поставки бесколлекторных двигателей по России

Главная / Каталог / Бесколлекторные двигатели

Бесколлекторный электродвигатель (вентильный электродвигатель) — это синхронный двигатель, основанный на принципе частотного регулирования с самосинхронизацией, суть которого заключается в управлении вектором магнитного поля статора в зависимости от положения ротора. Данный тип двигателей был создан с целью улучшения свойств коллекторных электродвигателей постоянного тока.
Бесколлекторный двигатель объединяет в себе лучшие качества бесконтактных двигателей и двигателей постоянного тока.

Устройство, принцип работы бесколлекторного двигателя

Бесколлекторные двигатели (BLDC — brushless DC motors) или, как их еще называют, вентильные двигатели или шпиндельные двигатели, обладают высокой динамикой и точностью позиционирования, большой перегрузочной способностью двигателя к моменту, а также высоким КПД двигателя – более 90%. Благодаря отсутствию трущихся частей в бесколлекторном двигателе возможно его применения во взрывоопасной и агрессивной среде.

Бесколлекторные двигатели состоят из статора традиционной обмотки, в зависимости от способа укладки витков он бывает BLDC – для двигателей имеющих обратную электродвижущую силу и PMSM – для двигателей питающихся синусоидальным током, ротора в котором используются магниты постоянного тока и датчика положения ротора.

Датчик положения ротора, встроенный в корпус двигателя, вырабатывает сигналы управления моментами времени и последовательностью коммутации токов в обмотках статора. Все поставляемые нами бесколлекторные электродвигатели имеют по три встроенных датчика Хола (Honeywell), расположенных под углом 120 градусов друг к другу.

Все бесколлекторные двигатели мы поставляем вместе с блоками управления, производимыми на том же заводе, что и сами двигатели (Fulling Motor, Китай), что гарантирует идеальную «совместимость» блоков управления и двигателей. Некоторые наши клиенты (как правило, использующие бесколлекторные двигатели в массовой серийной продукции с большими объемами выпуска) предпочитают разрабатывать устройства управления бесколлекторным двигателем самостоятельно. При этом они имеют возможность наиболее полно учесть нюансы рабочих режимов двигателей, и максимально снизить цену (себестоимость) блока управления бесколлекторным двигателем. 

Бесколлекторные двигатели не имеют недостатков, присущих асинхронным двигателям (потребление реактивной мощности, потери в роторе) и синхронным двигателям (пульсация частоты вращения, выпадение из синхронизма).

Как и у коллекторных двигателей момент бесколлекторных двигателей прямо пропорционален току, а скорость зависит от напряжения питания и нагружающего момента.
Но бесколлекторные двигатели имеют преимущество по сравнению с коллекторными — это отсутствие трущихся и истираемых частей, переключающихся контактов и т.п. и, как следствие, высокий ресурс.

Основные достоинства бесколлекторных (вентильных) двигателей:

• высокое быстродействие и динамика, точность позиционирования
• линейность нагрузочных характеристик
• широкий диапазон изменения частоты вращения
• большая перегрузочная способность по моменту
• высокий срок службы (ресурс электродвигателя ограничен, по большому счету, только сроком службы подшипников)
• высокая надёжность и повышенный ресурс работы за счёт отсутствия скользящих электрических контактов
• низкий перегрев электродвигателя, при работе в режимах с возможными перегрузками
• существенно более низкий уровень электромагнитных шумов по сравнению с коллекторными моторами

Области применения бесколлекторных двигателей

С силу своих достоинств бесколлекторные двигатели получили широкое распространение  во многих отраслях промышленности. Незаменимыми оказываются они в медицинской технике — низкий уровень электромагнитных излучений, низкий уровень шума и высокий ресурс определили лидирующую роль бесколлекторного привода во многих узлах медицинской аппаратуры.

Также бесколлекторные электродвигатели традиционно используются для работы в опасных средах. Отсутствие трущихся частей, способных вызвать искру, позволяет применять бесколлекторные двигатели в нефтегазовой промышленности, например, в качестве трубозапорных приводов для нефте- и газопроводов.

Бесколлекторные двигатели | Stepmotor

Преимущества бесколлекторных двигателей
Все БД имеют высокий срок службы механических элементов. Достигнуть этого позволила ось, зафиксированная на шарикоподшипниках, исключившая из конструкции какие-либо трущийся друг об друга элементы.

Размагничивание магнитов в бесколлекторных двигателях происходит крайне медленно и составляет не более 1% в 10 лет. Таким образом вывести силовую остановку из строя можно только при перепаде напряжения в контроллере. Избежать данного развития событий позволяет защита по току в контроллере.

1. Долгий срок службы
Высокий срок службы силовой установки данного типа обусловлен неизменным режимом работы на высокой скорости. Кроме того отсутствие какого-либо трения деталей, а следовательно и отсутствие стачивания и нарушения механизмов работы положительно влияют на работу силовой установки бесколлекторного типа.

2. Высокая надежность
Срок работы бесколлекторный двигателей различного типа составляет от 20,000 часов. Чем точнее будет первичная настройка и аккуратнее его использование, тем дольше двигатель будет использоваться. Единственными элементами, ограничивающим ресурс бесколлекторного электродвигателя, являются подшипники.

3. Повышенное быстродействие, динамичность
4. Высокая точность позиционирования
5. Низкие перегревы при перегрузках
6. Пониженный уровень электромагнитных шумов
7. Высокая перегрузочная способность по моменту

8. Возможность изменения частоты вращения в широком диапазоне
9. Линейные загрузочные характеристики

Недостатки: управление бесколлекторным двигателем
Управление бесколлекторным двигателем обуществляет специальный электронный блок управления, который также называют регулятором. Он позволяет осуществлять управление оборотами двигателя, подавать напряжение и настроить вращение силовой установки.

Как правило, именно регулятор бесколлекторного двигателя «забирает» на себя основную стоимость силовой установки. Однако без электронного блока управления настроить и запустить двигатель, так же как и запрограммировать управление бесколлекторным двигателем невозможно. Именно электронное оборудование подает постоянное напряжение на определенные обмотки статора. Также значительно как электронный регулятор на стоимость БД влияют и неодимовые магниты, использующиеся в конструкции установки.

Бесколлекторные двигатели имеют достаточно сложную конструкцию, поэтому любой БД, в том числе трехфазовый (наиболее часто использующийся в производстве), имеет сложный процесс управления.

Устройство БД
В зависимости от месторасположения магнитов в силовой установке существует два типа электродвигателей: «Инраннер» — с магнитами, расположенными во внутренней части, и «Аутраннер» — с магнитами во внешней части, которые вращаются во внешней плоскости статора и обмотки.

В зависимости от требующихся характеристик в электродвигателе применяется одна или другая схема бесколлекторного двигателя. Если у двигателя малое количество полюсов и высокие обороты, то используют схему работы «Инраннер». В этом типе схемы электродвигатель одновременно выполняет функцию корпуса: поэтому непосредственно на него могут быть зафиксированы крепежные элементы.

В съеме бесколлекторного двигателя «Аутраннер» предполагаются невысокие обороты и высокий момент. Вращение в конструкции осуществляет внешняя часть. Закрепить данный тип электродвигателя можно при помощи деталей статора или за незадействованную во вращении осевую часть.

Фазы бесколлекторных двигателей
Фаза бесколлекторного двигателя обеспечивает плавность вращения магнитного поля, чем больше фаз — она же является обмоткой электродвигателя — тем более плавно осуществляется вращение. Как правило, используются трехфазовые бесколлекторные двигатели, однако существуют и одно- и двух- и четырехфазовые силовые установки. Чем больше обмотки — тем выше сложность, но и лучше показатель эффективности.

Распространенность трехфазовых электродвигателей обусловлена соотношением их эффективности к значению сложности. Обычные трехфазовые бесколлекторные двигатели имеют три провода, если же это электродвигатель с датчиками положения, то для них используется еще один комплект состоящий из пяти проводов.

Напряжение подается на две обмотки из трех, тем самым создается шесть путей подачи напряжения на обмотки. Шаг поворота составляет 60 градусов.

Бесколлекторные двигатели с датчиками положения
Если в конструкции используются нагрузки на валу установки, то следует использовать двигатель с датчиком положения. Все электродвигатели в области подъемных механизмов, а также в электротранспорте должны быть оснащены датчиками положения.

Стоит помнить, что если в конструкции при старте должны быть полностью исключены колебания оси двигателя (вращения), то обойтись без датчиков положения в силовой установке не удастся.

Наиболее распространенными датчиками движения в электродвигателе являются датчики, работа которых основана на эффекте Холла. Расположение датчиков должно способствовать воздействию магнитов ротора, угол между датчиками составляет 120 градусов (электро).

Датчики положения могут быть расположены как внутри так и снаружи силовой установки. Это позволяет в некоторых случаях самостоятельно дооснастить бесколлекторные электродвигатели без встроенных датчиков положения дополнительно этими внешними датчиками.

В некоторых случаях требуется чтобы датчики работали в режиме реверса, т.е. вращались в обратном направлении, для этого следует использовать дополнительный комплект датчиков перемещения. Чтобы они заработали в режиме реверса следует настроить их на обратный ход.

Применение бесколлекторных электродвигателей
Основным преимуществом БД является отсутствие нагрева и шума во время работы и это при высокой производительности. В первую очередь бесколлекторные двигателя используются в медицинском оборудовании.

Большинство современного стоматологического оборудования работает именно с помощью бесколлекторный электродвигателей, поскольку в этой области возможно использовать только тихие высокопроизводительные электромоторы без нагрева.

Наружная реклама: рекламные щиты, витрины, банеры-жалюзи с изменяющимися изображениями используют в своей конструкции бесколлекторные двигатели. В этом случае БД применяются для автоматической работы банеров и вращения конструкций.

Электронное автомобильное оборудование также не обходится без бесколлекторных двигателей. Электростеклоподъемники, «дворники» или электростеклоочистители, омыватели фар и электрорегуляторы кресел также работают при помощи БД.

Отдельно отметим нефтегазовую промышленность, в которой силовые элементы в запорном оборудовании не могут обойтись без БД, поскольку только они гарантированно не имеют искрообразующие части, использовать которые категорически запрещено в данном типе производства.

Купить бесколлектроные двигатели
Мы делаем производство простым в управлении и надежным! Бесколлекторные двигатели подходят как для автоматизации крупных производств, так и любителей электроуправляемых моделей, собрать которые можно в домашних условиях.

Наш Торговый Дом занимается розничными и оптовыми продажами мотор редукторов, шаговых двигателей, линейных двигателей, цилиндрических мотор редукторов, а также бесколлекторных двигателей. Мы осуществляем полный цикл продажи от первичной консультации по требующемуся оборудованию до ее внедрения и установки на вашем производстве.

Мы всегда готовы предоставить вам бесплатную подробную консультацию по новинкам, появившимся на рынках мира, и подобрать для вас подходящий вариант силовой установки или другого оборудования. Мы работаем с самыми крупными поставщиками из Азии, Европы и СНГ, поэтому предлагаем для вас самые доступные цены на силовое оборудование.

Если вы хотите купить бесколлекторный двигатель для робототехники или автоматического управления, то можете оставить запрос на сайте Торгового Дома «Степмотор» или связаться с нами по бесплатному номеру телефона по России: 8 800 5555 068.

Бесколлекторные электродвигатели для радиоуправляемых моделей

Главная    Радиоуправляемые модели Запчасти для р/у моделей Двигатели для моделей Двигатели ЭЛЕКТРО

Артикул: LOSB9410

вес 190 грамм (6. 7 унции)…

Показать полностью

вес 190 грамм (6.7 унции)

Скрыть

Бренд	LOSI
Страна производства	США

3 990 Р4 700 Р

Богатырский 10

Артикул: NV-3050

Комплект бесколлекторного двигателя Three-80 (9000 об/Вольт…

Показать полностью

Комплект бесколлекторного двигателя Three-80 (9000 об/Вольт) и регулятора хода Mongoose для автомоделей 1:18 масштаба.

Скрыть

Бренд	NOVAK
Страна производства	Китай

6 050 Р9 990 Р

Богатырский 10

Артикул: 13875V3

Бренд	SPEED PASSION
Страна производства	США

3 990 Р4 400 Р

Богатырский 10

Артикул: XM2826EA-12

​Эволюция линейки двигателей Dualsky. Серия EA обладает боль…

Показать полностью

​Эволюция линейки двигателей Dualsky. Серия EA обладает большим крутящим моментом и производительностью.

Скрыть

Бренд	DUALSKY
Тип двигателя	Бесколлекторный
Страна производства	Китай

2 520 Р

Богатырский 10

Артикул: XM2838EA-8

​Эволюция линейки двигателей Dualsky. Серия EA обладает боль…

Показать полностью

​Эволюция линейки двигателей Dualsky. Серия EA обладает большим крутящим моментом и производительностью.

Скрыть

Бренд	DUALSKY
Тип двигателя	Бесколлекторный
Страна производства	Китай

2 520 Р

Богатырский 10

Артикул: E028

     Мотор бесколлекторный бесдатчиковый 3650KV3210 для…

Показать полностью

    Мотор бесколлекторный бесдатчиковый 3650KV3210
для радиоуправляемых автомоделей Himoto E10XBL, E10SCL, E10XTL, E10MTL, 5101BL, 3101BL, 2101BL, 2111BL, 4170BL. Опция для Himoto 5101, 3101, 2101, 2111, 4123, 4111, 4170.

Скрыть

Бренд	HIMOTO
Страна производства	Китай

4 730 Р

Богатырский 10

Бесколлекторные электродвигатели представляют собой эффективный механизм, который широко используется для оснащения различных видов радиоуправляемых моделей. К его достоинствам традиционно относится высокая износостойкость, что обеспечивает практически бесконечную службу даже в условиях интенсивной эксплуатации. Здесь не требуется замена щеток и других элементов, что позволяет экономить на покупке комплектующих. Вместе с тем бесколлекторные агрегаты могут обходиться без постоянного обслуживания, имеют широкодиапазонную структуру и легко адаптируются к разного рода перегрузкам. Эти особенности превращают электродвигатели бесколлекторного типа в отличный вариант для авиационных и других моделей, требующих высокой производительности. Следует отметить, что потребление энергии здесь существенно выше, чем при использовании коллекторных моторов. Однако этот фактор, как и более высокую стоимость, сполна компенсируют все вышеизложенные преимущества, а также такие качества, как надежность, точность и высокий КПД. Вниманию моделистов представлен широкий ассортимент бесколлекторных двигателей, отличающихся мощностью, сферой применения и фирмой производителем, что позволяет будущим владельцам сделать оптимальный выбор.

Как работает бесколлекторный мотор — HPI Racing

HPI предлагает для всех типов радиоуправляемых электроавтомоделей великолепную бесколлекторную систему  Flux Brushless System! Бесколлекторная система Flux идеально подходит для шоссейных автомоделей, моделей багги и внедорожников в масштабе 1/10 и позволяет разогнать эти машины до скорости почти 100 километров в час!

 

Flux Brushless System состоит из электронного регулятора скорости и бесколлекторного двигателя. 

Бесколлекторный двигатель — это лучший выбор почти для всех электроавтомоделей в масштабе 1/10. С таким мотором ваша модель станет сверхбыстрой на трассе и сможет развивать бешенную скорость! Со стандартным никель-металлогидридным аккумулятором, состоящим из 6-и элементов, или с 2S LiPo (7,4 вольт) аккумулятором вы можете получить до 60 км/ч даже со стандартным редуктором! Мощность бесколлекторного мотора Flux эквивалентна высокофорсированным коллекторным  9 – 10 витковым  двигателям, работающих от шести элементных NiMH батарей, а это огромная мощность!

Особенности бесколлекторных двигателей Flux:

1. Мощный, высокоскоростной бесколлекторныый мотор – эквивалент  коллекторного  9,5 виткового двигателя.
2. Отлично сочетание огромной мощности и необычайной эффективности.
3. Такой же размер, как у стандартного мотора  540-го типа.
4. Необслуживаемая конструкция.
5. Внешние контакты для легкой перепайки проводов.
6. Крупногабаритные шарикоподшипники.
7. Высокий крутящий момент, термостойкий неодимовый ротор.
8. Специальная конструкция статора обеспечивает плавное линейное увеличение крутящего момента.
9. Простой и удобный монтаж через 4 точки.
10.  Ресурс в разы больше, чем в сопоставимых коллекторных моторах.
11. Легко заменяемые подшипники и ротор.
12. Совместим с любым бездатчиковым регулятором скорости для бесколлекторных двигателей.

 

Электронный регулятор скорости — «мозг» системы Flux. Регулятор скорости серии Fluxимеет разъемы для подключения мотора, разъем типа Dean для подключения и трехжильный кабель с разъемом для соединения с приемником, так что вы сможете легко установить регулятор в любом удобном месте на вашей модели. Регулятор способен работать с бесколлекторными двигателями разных размеров и мощности, а так же совместим как с NiMH аккумуляторами, так и LiPo батареями, что позволяет получить максимальную мощность от вашей системы Flux Brushless System! Регулятор Flux — небольшой по размеру, но огромный по допустимой мощности! На сайте HPI вы можете получить рекомендации по программированию регулятора скорости с помощью компьютера!

Особенности регулятора скорости Flux:

1. Программируемый электронный регулятор скорости с функцией заднего хода для бесколлекторных  / коллекторных электродвигателей.
2. Отсечка при низком напряжении для LiPo аккумуляторов**
3. Эффективный алюминиевый радиатор.
4. Пропорциональный тормоз с контролем усилия.
5. Огромная рабочая мощность (70A * непрерывно / 380A в пике).
6. Плавный старт бездатчиковых двигателей (патенты находятся на рассмотрении)
7. Dean’s разъем для подключения батареи.
8. Надежный выключатель.
9. Просто программируется.
10. Возможность легко настроить параметры с помощью кабеля HPI link (в комплект не входит).
11. Работает с бесколлекторными и стандартными коллекторными двигателями.

 Система Flux Brushless System, разработанная HPI, предназначена для любителей и спортсменов, которые хотят иметь мощную, универсальную и доступную бесколлекторную систему. Двигатели Flux чрезвычайно мощные, очень надежные и эффективные, а это самой легкий путь к победе! У бездатчиковых двигателей HPI гораздо меньше проводов, которые можно повредить во время гонки, и это избавляет вас от лишних забот. Вы можете приобрести двигатель в комплекте с регулятором скорости или купить их по отдельности!

Перспективы модернизации

 Владельцы Flux Motiv могут обновлять параметры регулятора с помощью компьютера и бесплатного программного обеспечения! Программисты постоянно делают обновления программного обеспечения Flux Motive и вы можете загружать их, используя набор HPI PC USB programming kit. Этот комплект позволяет подключить регулятор скорости прямо к компьютеру, работающему под Windows, и сохранить настройки профиля, внести изменения в настройки, обновить прошивку и многое другое!

 

Давайте сначала узнаем, как работает коллекторный двигатель.

Чтобы узнать, почему бесколлекторные двигатели настолько эффективны и имеют высокую мощность, необходимо знать, как работает стандартный коллекторный мотор.

Обычные коллекторные  электродвигатели, которые вы можете найти в машинахSprint 2 или E-Firestorm  имеют всего два провода  (положительный и отрицательный), которыми двигатель подключается к регулятору скорости. Внутри корпуса двигателя можно увидеть два изогнутых постоянных магнита, а по центру установлен вал с якорем, на котором намотаны обмотки из медной проволоки. С одной стороны вала якоря устанавливается моторная шестерня, с другой стороны вала расположен так называемый коллектор из медных пластин, через который с помощью угольных щеток ток подается к обмоткам якоря.

Две угольные щетки постоянно скользят по вращающемуся медному коллектору. Как вы можете видеть на рисунке выше, напряжение по проводам через щетки и коллектор поступает к обмоткам якоря, возникает электромагнитное поле, которое взаимодействует с постоянными магнитами статора и заставляет якорь вращаться.

 

Как начинает вращаться стандартный коллекторный двигатель.
Когда на обмотки якоря поочередно поступает постоянный электрический ток, в  них возникает электромагнитное поле, которое с одной стороны имеет «северный» а с другой «южный» полюс. Поскольку «северный» полюс любого магнита автоматически отталкиваются от «северного»  полюса другого магнита, электромагнитное поле одной из обмоток якоря, взаимодействуя с полюсами постоянных магнитов статора, заставляет якорь вращаться. Через коллектор и щетки ток поступает на следующую обмотку якоря, что заставляет якорь вместе с валом мотора продолжать вращение, и так до тех пор, пока  к мотору подается напряжение. Как правило, якорь коллекторного мотора имеет три обмотки (три полюса) — это не позволяет двигателю застревать в одном положении.

 

Недостатки стандартных коллекторных двигателей
Недостатки коллекторных двигателей выявляются, когда нужно получить огромное количество оборотов от них. Поскольку щетки должны постоянно находиться в контакте с коллектором, в месте их соприкосновения возникает трение, которое значительно увеличивается, особенно на высоких оборотах. Любой дефект коллектора приводит к значительному износу щеток и нарушению контакта, что в свою очередь снижает эффективность мотора.  Именно поэтому серьезные гонщики протачивают и полируют коллектор двигателя и меняют щетки почти после каждого заезда. Коллекторный узел  стандартного мотора так же является источником радиопомех и требует особого внимания и обслуживания.

 

Теперь посмотрим, как работает бесколлекторный двигатель.
Основной особенностью конструкции бесколлекторного двигателя является то, что он по принципу работы похож на коллекторный мотор, но все устроено как бы  «наизнанку», и в нем отсутствуют коллектор и щетки. Постоянные магниты, которые в коллекторном моторе установлены на неподвижном статоре, у бесколлекторного мотора расположены вокруг вала, и этот узел называется ротор. Проволочные обмотки бесколлекторного мотора размещены вокруг ротора и имеют несколько различных магнитных полюсов. Датчиковые бесколлекторные моторы имеют на роторе сенсор, который посылает сигналы о положении ротора в процессор электронного регулятора скорости.

Почему бесколлекторный двигатель эффективней, чем коллекторный мотор
Из-за отсутствия коллектора и щеток в бесколлекторном моторе нет изнашивающихся деталей, кроме шарикоподшипников ротора, а это автоматически делает его более эффективным и надежным. Наличие сенсора контроля вращения ротора также значительно повышает эффективность. У коллекторных двигателей не возникает искрения щеток, что резко снижает возникновение помех, а отсутствие узлов с повышенным трением благоприятно сказывается на температуре работающего мотора, что так же повышает его эффективность.

Существуют ли недостатки у бесколлекторных двигателей?
Единственный возможный недостаток бесколлекторной системы – это несколько более высокая стоимость, однако каждый, кто испытал высокую мощность бесколлекторной системы, почувствовал прелесть отсутствия необходимости периодической замены щеток, пружин, коллекторов и якорей, тот быстро оценит общую экономию и не вернется к коллекторным моторам … никогда!

Действительно ли бесколлекторный двигатель не требует «никакого обслуживания?
Да! Они таковы, экономят время, поэтому гонщики всего мира теперь с удовольствием могут передохнуть между заездами. Вам больше не придется после каждой гонки демонтировать двигатель, разбирать его, шлифовать коллектор, менять щетки, вновь собирать и заново устанавливать … отсутствие этих забот — это огромное удовольствие!

Единственное, что вам возможно потребуется делать, это содержать двигатель в чистоте, и при необходимости менять подшипники. Эти процедуры выполняются редко, так что их нельзя классифицировать как регулярное техническое обслуживание.

Почему без датчика?
Помимо базовых размеров и различных параметров, бесколлекторные двигатели могут подразделяться по типу: с датчиком и без датчика. Двигатель с датчиком используют очень маленький сенсор на роторе и кроме трех толстых кабелей, по которому мотор получает питание, имеют дополнительный шлейф из тонких проводов, которые соединяют двигатель с регулятором скорости. Дополнительные провода передают информацию с датчика о положении ротора сотни раз в секунду. Эта информация обрабатывается электронным регулятором скорости, что позволяет мотору работать плавно и эффективно, насколько это возможно. Такие моторы используют профессиональные гонщики, однако такие двигатели намного дороже и сложнее в использовании.

Бездатчиковая бесколлекторная система, как можно догадаться, не имеет датчиков и дополнительных проводов, а ротор таких двигателей вращается без точной регистрации его положения и оборотов регулятором скорости. Это позволяет сделать двигатель и регулятор скорости проще в изготовлении, проще в установке и в целом дешевле. Бездатчиковые системы способны обеспечить такую же мощность, как датчиковые, просто с чуть-чуть меньшей точностью, а это идеальное решение для любителей и начинающих спортсменов.

В HPI пришли к выводу, что нашим клиентам не нужна точность, которая доступна для датчиковых систем, для них важнее надежность, и мы решили использовать популярную бездатчиковую систему для комплектов серии Flux.

Мы надеемся, что данная статья объяснит все, что вам нужно знать о системе HPI Flux Brushless.

БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ

Наше предприятие Орион-мотор специализируется на инновационных проектах в области систем электропривода, технологии и автоматизации производства   (разработка и изготовление).

У нас имеются новые технические решения по линейным и роторным синхронным моторам на постоянных магнитах (прямой привод), по энергосберегающим и регулируемым асинхронным двигателям, а также по координатным системам, электроприводам и оборудованию для различных отраслей промышленности, в том числе для станкостроения, электроники, металлургии и электротранспорта.

БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ

Франк Дж. Бартос

 Применение больших двигателей переменного тока с постоянным магнитом (ПМ) при решении серьезных промышленных и оборонных задач становится более заметным. Их количество ограничено скорее рядом рыночных проблем, чем технологией. Большая плотность мощности и эффективность — вот главные преимущества таких двигателей.

 

Показанный во время испытаний 11,4 МВт высокоскоростной (6225 об/мин) бесколлекторный двигатель с ПМ от Canopy Technologies (DRS и Elliot) относится к семейству двигателей, которое охватывает диапазон мощностей 4-32 МВт. Он предназначен для промышленного применения.

Бесколлекторные двигатели с постоянным магнитом (ПМ) лучше известны в отраслях, где требуются сравнительно небольшие габариты и низкая потребляемая мощность. Такие двигатели могут иметь практически любой размер без каких-либо технологических ограничений. Большие бесколлекторные двигатели с ПМ не являются чем-то совершенно новым. Они поставляются отдельными производителями, стремящимися преодолеть экономические трудности, которые еще недавно ограничивали ассортимент таких двигателей.

Большие бесколлекторные двигатели с ПМ имеют ряд преимуществ, среди которых можно назвать большую плотность мощности и высокую эффективность из-за отсутствия потерь в роторе. Выгоды от их использования связаны с ценой, поскольку затраты на производство и стоимость материалов, включая высокоэффективные магниты, быстро растут. Для управления бесколлекторными двигателями с ПМ также необходим частотно-регулируемый привод (VFD). Тем не менее, анализ показателей затрат и результатов показывает, что двигатели с ПМ более предпочтительны по сравнению с альтернативными технологиями (см. ниже) для отраслей промышленности с тяжелым режимом работы, судовых двигателей, в военной/ оборонной области и в других секторах, число которых постоянно растет.

Всесторонний анализ потенциального применения является главным для обоснования затрат и результатов. Этому могут помочь недавние улучшения. Известная эксплуатационная готовность приводов в сочетании с такой существенной тенденцией, как снижение цены на приводы и магнитные материалы наводит на мысль о том, что все больше таких двигателей будет эксплуатироваться в ближайшем будущем. Лучшая осведомленность пользователей о больших двигателях с ПМ будет способствовать такому росту применения.

Приводы и магниты дают импульс к развитию

Компания DRS Technologies Inc., известный разработчик и производитель больших бесколлекторных двигателей с ПМ, начала применять некоторые из своих разработок в области силовых систем в оборонной промышленности, на промышленных предприятиях, на судах и на транспорте. Усовершенствования в области технологии магнитов и частотно-регулируемых приводов, необходимых для запуска и работы двигателей с ПМ, позволили создать двигатели больших размеров. Приводы, использующиеся в DRS, являются приводами высокого напряжения (1,5-6,6 кВ) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и векторным или бездатчиковым векторным управлением.

Размер вала является реальным индикатором высокого выходного крутящего момента (1600 Нм в длительном режиме; 4100 Нм в пиковом) бесколлекторного двигателя с ПМ от Powertec мощностью 300 кВт в непрерывном режиме с внешним диаметром, уменьшенным до 40 см (слева). Считается, что он был первым большим бесколлекторным двигателем, который прошел испытания на удар Navy Mil-S-901D. Блок со станиной NEMA 259T от Powertec создает крутящий момент 1000 Нм для перемещения по азимуту системы Advanced Gun System в новых Stealth Destroyers ВМС США (справа).

Эдгар С. Тэкстон, главный инженер и руководитель отдела проектирования систем в компании DRS Power Technologies, отмечает, что в последние десять лет произошло значительное улучшение надежности VFD наряду с увеличением номинальной мощности, которая может достигать 60 МВт и более. Увеличение мощности отчасти связано с появлением современных устройств коммутации мощности, таких как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) и тиристоры с полным управлением по затвору (IGCT). «Двигатели с ПМ в полной мере проявляют себя в тех областях, где необходимы VFD или там, где управление с регулируемой частотой дает преимущества в эксплуатации, которые перевешивают высокую стоимость VFD», — говорит Э. С. Тэкстон.

Если говорить о магнитных материалах, нужно отметить, что их коррозионная стойкость, механические свойства и температурный диапазон значительно улучшились. В результате машины с ПМ могут эксплуатироваться как в отраслях промышленности с тяжелым режимом работы, так и в военной области. «Стоимость постоянных магнитов из редкоземельных металлов за последние десять лет снизилась в пять раз, в то время как соответствующая удельная намагничивающая сила возросла в три раза» — поясняет Тэкстон. Это означает улучшение показателей соотношения затрат и результатов в 15 раз и является существенным для постоянной «доступности по цене».

В DRS Technologies считают, что по своим возможностям конструкция их бесколлекторного двигателя с ПМ с более высоким числом полюсов превосходит альтернативный синхронный двигатель. К его преимуществам относится уменьшение веса и габаритов

Еще одна компания, имеющая длительную историю производства высокоэффективных бесколлекторных двигателей с ПМ (и приводов) — это Powertec Industrial Motors Inc. В настоящее время она достигла уровня 300 кВт для стандартной продукции. Основные области применения связаны с военной и оборонной отраслями, а также с применением в промышленном производстве со взрывоопасными условиями. Одно время компания производила бесколлекторные двигатели постоянного тока мощностью до 450 кВт. В этих машинах с наружным диаметром около 65 см использовались ферритовые постоянные магниты. Они поставлялись с воздушным или жидкостным охлаждением. Такие двигатели относятся к заказной продукции, и в настоящее время серийно не выпускаются. В 2006 г. планируется выпустить новую модель мощностью до 750 кВт.

В Powertec согласны с тем, что между двигателями и приводами существует определенная взаимосвязь. Раньше большие мощные IGBT-приводы, способные работать с бесколлекторными двигателями, были недоступны из-за высоких цен. «За последние пять лет это положение существенно изменилось. Теперь такие приводы стали доступнее по более приемлемым ценам», — отмечает Эд Ли, главный исполнительный директор Powertec. Для управления двигателями в компании используются низковольтные приводы (до 600В).

Тем не менее, в Powertec считают, что причины нехватки больших двигателей с ПМ связаны в большей мере с рыночными, а не с технологическими факторами. «Несмотря на то, что большие двигатели с ПМ доступны, они имеют высокую стоимость по сравнению со стандартными двигателями. По этой причине, вне зависимости от того, что эффективность, меньшие габариты (высокая плотность мощности) и более высокие динамические характеристики являются важными при эксплуатации, покупатель не будет тратить лишние деньги», — утверждает Ли. В результате этого производителей таких двигателей все еще не так много.

На сегодняшний день, отмечает Ли, в промышленных двигателях используются два наиболее доступных редкоземельных магнитных материала: неодим-железо-бор (Nd-Fe-B) и самарий-кобальт. Они близки по магнитной проницаемости, однако самарий-кобальт имеет лучшие характеристики при высокой температуре. Несмотря на то, что цена на магниты из Nd-Fe-B за последние пять-семь лет существенно снизилась, этот материал остается более дорогостоящим по сравнению с равноценными материалами, которые используются в роторах асинхронного двигателей переменного тока. «Стоимость магнита и низкий объем производства оказывают влияние на то, что цена бесколлекторных двигателей с ПМ остается высокой. Это, соответственно, оказывает влияние на недостаточный спрос на эти двигатели», — делает вывод Ли.

Высокий крутящий момент

В Automation & Drives Div. Siemens AG считают, что большие двигатели с ПМ в основном применяются для работы с высоким крутящим моментом. Такие двигатели имеют конструкцию с непосредственным приводом (без коробки передач). «Это связано с тем, что, заботясь о сокращении издержек производства, производители все больше внимания уделяют снижению расходов на техническое обслуживание своих фондов», — поясняет Роберт Ленинг, менеджер по большим двигателям переменного тока в Siemens A&D Large Drives Div. «Один из шагов в данном направлении — это использование технологии прямого привода, которая позволяет обходиться без коробки скоростей, — отмечает Ленинг. — По сравнению с двигателями, коробки скоростей требуют более тщательного обслуживания и пристального наблюдения, они также имеют более низкий ресурс работы».

Далее он указывает на низкоскоростную модель высокомоментных двигателей от Siemens, замечая: «По нашему мнению, большие двигатели с ПМ с номинальной частотой вращения от 800 до почти 5000 об/мин не имеют реальных преимуществ перед стандартными асинхронными машинами». Технология на основе ПМ также может быть «интересна» для электродвигателей с высоким числом оборотов, например 10000 об/мин и выше. В этом случае их эффективность выше, чем у асинхронных двигателей. По его словам, однако, применение двигателей с данной технологией в этой области обычно очень специфично. Ленинг упоминает также, что стоимость высокоэффективных магнитов снижается, что делает технологию двигателя с ПМ более привлекательной. Несмотря на это, полная технология прямого привода пока еще дороже по сравнению с асинхронными двигателями. «Следовательно, двигатели с ПМ вряд ли заменят в обозримом будущем традиционные асинхронные двигатели для стандартных приложений», — говорит он, отмечая также усовершенствование средств проектирования и «ноу-хау» для разработки двигателей с ПМ, на котором основана эта линейка устройств.

В Yaskawa Electric соглашаются с мнением, что не существует технических барьеров для создания больших бесколлекторных двигателей с ПМ в диапазоне до 100 кВт. Проблемы в основном носят экономический характер. Обсуждения с потребителями и ссылки на мощные двигатели встречаются часто, однако это изделие не относится к числу типовых или «серийных». Yaskawa предоставляет экономические характеристики и обеспечивает надежность технологии двигателя с внутренним постоянным магнитом (IPM), использующейся в мощных двигателях на протяжении нескольких лет. Кроме этого, компания использует серводвигатели с IPM в своих станках (последнюю статью о серводвигателях с IPM см.: Control Engineering Россия, 2006 г., № 2, стр. 17-21).

Являясь частью новой линейки продукта HT-direct от Siemens, этот бесколлекторный двигатель с ПМ с водяным охлаждением имеет номинальный диапазон крутящего момента 18000 Нм при напряжении 690 В. Выпуск двигателей HT-direct запланирован на июнь 2006 г. Они также будут поставляться с вариантом воздушного охлаждения.

На производителей этих устройств все большее влияние оказывает экономическая необходимость сокращения времени вывода нового изделия на рынок. В компании утверждают, что для того, чтобы помочь потребителям извлечь выгоду из применения цифровых сервосистем в процессах и механизмах с высокой мощностью, Yaskawa распространяет технологию двигателей с IPM на свое производственное оборудование для повышения номинальной мощности.

Итальянская компания Oemer Motori Elettrici Spa — еще один производитель, больших бесколлекторных двигателей с ПМ. Компания, в частности, предлагает безредукторные электродвигатели с большим пусковым моментом с диапазоном мощности до 300 кВт и числом оборотов до 500 об/мин, трехфазные серводвигатели с жидкостным охлаждением мощностью до 318 кВт при 5000 об/мин, и высокопроизводительные блоки, которые достигают мощности на выходе свыше 1 МВт при номинальной скорости до 2600 об/мин для скоростных промышленных приложений. Линейка продукции Oemer была представлена на выставке SPS/IPC/Drives в Германии в ноябре 2005 г.

Большое число преимуществ

По данным DRS Technologies двигатели с ПМ на 1-2% превосходят по КПД асинхронные двигатели и синхронные двигатели при полной нагрузке и на 10-15% — при неполной нагрузке. Эффективность обеспечивается за счет полного возбуждения ротора без тока и отсутствия соответствующих потерь на всех скоростях. В качестве примера Тэкстон приводит низкоскоростной двигатель корабельной силовой установки, достигающий поразительного КПД -99,3%!

При этом упрощается охлаждение двигателя, поскольку тепло, исходящее от ротора, незначительно. Охлаждение необходимо только для статора и, поскольку он является «внешней структурой» более предпочтительным становится водяное охлаждение. Упрощение схемы охлаждения также приводит к гибкой геометрии двигателя. «Машины с ПМ поддерживают намного более широкий диапазон соотношений размеров, чем стандартные двигатели. Возможны короткие, с большим диаметром и длинные, узкие машины, так же как и радиальные (традиционные) и аксиальные (дисковые) модели с воздушным зазором», — говорит он.

Габариты и вес компактных бесколлекторных двигателей с ПМ уменьшаются на 1/2 — 1/3 по сравнению с габаритами традиционных двигателей. Кроме того, их характеризует простота, поскольку обмотка есть только у статора, что увеличивает надежность. В отличие от этого асинхронные двигатели имеют роторную и статорную обмотку, в то время как синхронные двигатели с фазным полем (WFS) конструктивно еще более сложны. Они включают основной статор, основной ротор, ротор-возбудитель, обмотки статора-возбудителя и, в большинстве случаев, вращающийся выпрямитель, поясняет Тэкстон.

В DRS Technologies продемонстрировали опытные образцы двигателей с ПМ, которые достигают более высокой мощности для заданной скорости по сравнению с традиционными машинами, что дает большую гибкость в согласовании нагрузки и избавляет от необходимости использования передаточных механизмов (в конструкции двигателя с прямым приводом). «Двигатели с ПМ имеют ту же стоимость, что и стандартные машины. До тех пор, пока есть необходимость использовать VFD, существует минимальное основание для выбора стандартной машины»,- продолжает Такстон.

В Powertec преимущества больших бесколлекторных двигателей видят в более высоком КПД, высокой плотности мощности (меньшем объеме, приходящемся на выходную мощность) и в более высоких динамических характеристиках. КПД бесколлекторных двигателей с ПМ на 3% превосходит аналогичный показатель асинхронных двигателей переменного тока. Ли указывает на то, что эта разница может быть и меньше, если будут предприняты все меры для минимизации потерь в асинхронных двигателях (как это сделано, например, в особых энергосберегающих конструкциях).

«Однако такие асинхронные двигатели с низким скольжением вряд ли будут удобными для работы прямо от сети без привода из-за очень высокого начального тока и пониженного пускового момента, — добавляет Ли. — С другой стороны, бесколлекторные двигатели с ПМ также не могут работать прямо от сети, поскольку они должны подключаться с определением положения вала».

В Siemens главные преимущества применения больших бесколлекторных двигателей с ПМ видят в более низких эксплуатационных расходах, более высокой общей работоспособности системы и меньшей рабочей площади. Отсутствие коробки скоростей помогает в различных областях: более низкие расходы на техническое обслуживание и более высокая эффективность электропривода, благодаря меньшим потерям мощности, а также меньшая сложность системы.

Проблемы управления, большее число полюсов

Управление большими двигателями с ПМ не представляет особых сложностей. Приводы с ШИМ сейчас обеспечивают уровень управления, соответствующий решению ответственных задач промышленного производства, а также позволяют снизить мощность гармоник системы и повысить коэффициент мощности.

По мнению Тэкстона из DRS высокая плотность мощности для большинства бесколлекторных двигателей с ПМ обусловлена большим, чем у стандартных двигателей, числом полюсов. «Двигатели с ПМ могут иметь в три раза больше полюсов, чем WFS-двигатель того же диаметра». Это позволяет сделать двигатель более легким, малогабаритным и с более гибкой геометрией.

Вместе с тем, наличие большего числа полюсов означает, что VFD должен вырабатывать более высокие частоты. Для определенной скорости и двигателя с ПМ показатель 415 Гц на входе не является исключительным. «У высокоскоростных мощных двигателей этот показатель может быть основным для разработки топологии сети УГВ, также как и диапазон частот устройств управления»,- добавляет к сказанному Тэкстон.

В Powertec отмечают, что помимо необходимости коммутации бесколлекторного двигателя с ПМ с учетом его положения, другие проблемы в управлении этими двигателями такие же, что и у асинхронных двигателей той же мощности. По словам Ли, около половины используемых в настоящее время приводов настраиваются на тип двигателя с помощью программных алгоритмов управления коммутацией для бесколлекторных двигателей и управления скольжением для асинхронных двигателей.

«Эта процедура сведена к выбору в меню», — утверждает Ли. Он ссылается на способность бесколлекторного двигателя работать в качестве генератора с возбуждением от ПМ. «Там, где благодаря установке режима высоких скоростей имеют место скорости двигателя выше «базовой скорости», генерируемое напряжение может значительно превысить допустимый уровень, предусмотренный конструкцией шины»,- утверждает Ли. Это может нанести вред только в некоторых редких случаях, но должно быть согласовано при установке.

В Siemens сходятся во мнении, что проблемы управления не отличаются существенно от тех же проблем с асинхронными двигателями. Бесколлекторные двигатели с ПМ работают под управлением VFD с незначительно измененным алгоритмом программы.

Примеры использования

В DRS Technologies недавно прошел испытания на полной мощности в 36,5 МВт, 127 об/мин корабельный двигатель для ВМС США, который создавал крутящий момент более 2700000 Нм. В Canopy Technologies LLC, совместном предприятии DRS и Elliott Company Inc. (50/50), которое является ведущим производителем скоростного электропривода, завершено испытание промышленного двигателя (первое фото) мощностью 11,4 МВт (6225 об/мин). Утверждается, что это два самых мощных двигателя с ПМ в мире. Большие высокоэффективные двигатели с ПМ находят наилучшее применение в больших морских судах. Их использование особенно привлекательно из-за растущей стоимости топлива. DRS также производит высокоэффективные двигатели с ПМ, которые, как сообщается, достигают свыше 1,65 кВт/кг в диапазоне мощностей 380-750 кВт.

Среди множества сфер применения Powertec упоминает новую Advanced Gun System ВМС США для программы Stealth Destroyer, где используется множество больших высокодинамичных бесколлекторных двигателей с ПМ. Двигатель поднятия по высоте, имеющий диаметр всего 30 см, развивает крутящий момент более 1080 Нм при пиковой скорости 2000 об/мин (свыше 220 кВт в пике). По данным Powertec ВМС рекомендует использование бесколлекторных двигателей там, где это только возможно — в новых или модернизируемых приложениях — благодаря их меньшим размерам и массе.

Еще одна сфера применения включает надежное управление азимутом и углом места гигантской антенны весом 1800 т, входящей в систему Missile Defense Antenna. Для обеспечения необходимой мощности и высокой динамики были поставлены восемь бесколлекторных двигателей мощностью 170 кВт, управляющие азимутом, и четыре двигателя мощностью 37 кВт, управляющие углом места. Таким образом, общая мощность двигателей составляла 1500 кВт.

Двигатель с воздушным охлаждением от Powertec мощностью 300 кВт со станиной NEMA 3213T (40 см в диаметре), показанный ранее — это иллюстрация компактности этих машин. Вентилятор и распределительная коробка показаны в пропорции с реальным двигателем. Распределительная коробка кажется огромной из-за требований NEMA к ее объему при подключении многочисленных проводов.

Состояние технологии бесколлекторных двигателей с ПМ представляет собой своего рода головоломку. Несколько лет назад журнал Control Engineering отмечал, что по мере роста спроса могли бы производиться все более мощные двигатели. В журнале был поставлен вопрос: «Если такие двигатели будут созданы, появятся ли пользователи?» Эд Ли из Powertec формулирует эту мысль таким образом: «По мере того, как все большее число потребителей захотят иметь и начнут приобретать эти двигатели, тем большее количество двигателей более крупных размеров появится на рынке».

( control engineering usa )

 

Синхронные бесколлекторные электродвигатели с постоянными магнитами AT Drive

Опубликовано вт, 06/04/2021 — 15:29 пользователем Ханнанова Натал…

Серийное производство синхронных бесколлекторных электродвигателей с постоянными магнитами мощностью от 150 до 750 Вт в корпусном и бескорпусном исполнении.

Применение:

1. Малые промышленные роботы и коллаборативные роботы.

2. Опорно-поворотные устройства.

3. Антропоморфные и биоморфные робототехнические комплексы.

4. Активные экзоскелеты.

5. Беспилотные подводные аппараты.

6. Военные самолеты.

7. Станки с ЧПУ.

Изображение: 

Классификация по Перечню:

Тип продукции:

Основные параметры и эксплуатационные характеристики: 

№ п/п	Наименование характеристики	Размеры электродвигателей
		50*08	50*14	70*10	70*18	85*13	85*23	115*25	115*50
1	Мощность, Вт	150	230	300	300	410	410	540	550
2	Номинальное напряжение, В	48	48	48	48	48	48	48	48
3	Номинальный крутящий момент, Нм	0,25	0,47	0,7	1,1	1,68	2,8	4,1	7,8
4	Пиковый крутящий момент, Нм	0,79	1,8	3	3,9	6,7	7,5	16,4	24
5	Скорость вращения (без нагрузки), об/мин	5600	5150	4200	2650	2360	1410	1350	700
6	Диаметр электродвигателя, D мм	50	50	68,5	68,5	85	85	115	115
7	Длина электродвигателя, (L+ датчик Холла), мм	18	24	23,7	31	28	37	42	66,8
8	Внутренний диаметр ротора, d мм	30	30	42	42	52	52	73	73
9	Длина ротора, l мм	17	23	20,8	28,7	25	34,2	39,5	65
10	Вес электродвигателя, грамм	102	145	229	332	433	663	1230	2200
11	Номинальный ток, А	6	6	8	8	11	11	15	15
12	Постоянная момента, Нм/А	0,06	0,078	0,088	0,138	0,150	0,258	0,275	0,544
13	Число пар полюсов, шт.	10	10	10	10	10	10	15	15
14	Максимальная эффективность, КПД	0,85	0,87	0,87	0,87	0,88	0,88	0,89	0,90

Предприятие разработчик: 

НПО «Андроидная техника»

Предприятие изготовитель: 

НПО «Андроидная техника»

Год разработки: 

Год постановки в производство: 

Информация по заказу: 

Заявку на приобретение электродвигателей Вы можете направить одним из следующих способов: — по телефонам: +7 909 094 18 88, +7 (495) 226 02 99, +7 (495) 226 12 99, +7 (495) 226 14 99; — отправить E-mail: [email protected]; — заполнить Форму обратной связи на сайте: https://npo-at.com

Присутствует в Перечне ЭКБ: 

Состояние производства:

Коллекторные и бесколлекторные электродвигатели постоянного тока. Устройство и принцип работы | Полезные статьи

Трудно себе представить современное производство без различного оборудования и без электродвигателей, которые приводят его в действие. Исправная работа электродвигателя – гарантия качественного производственного процесса в любой промышленной отрасли.

Электродвигатели постоянного тока создают регулируемые электроприводы.

Устройство электродвигателя постоянного тока таково, что он может работать только от постоянного тока. Данный вид электродвигателей разделяются на двигатели с коллектором и без него.

Коллекторный двигатель

Этот двигатель имеет коллектор, ротор, индуктор, статор, якорь, щетки. Ротор вращается, в отличие от статора, который неподвижен. Частью коллекторного устройства является индуктор, который создает магнитный поток и организует время, когда происходит возбуждение двигателя. Индуктор обладает обмоткой или магнитами. Якорь также является частью коллекторного двигателя. Частью устройства является пара щеток. Электрический ток, поступающий от источника питания, подходит к якорю через щетки. Изготавливают их из графита, хотя могут использоваться и другие материалы. Обычно коллекторные электродвигатели постоянного тока имеют две щетки, но, могут быть и исключения, когда используется несколько пар. Одну щетку соединяют с плюсом источника питания, а другая соединяется с минусом.Коллектор является частью двигателя, который непосредственно контактирует с парой щеток – вместе они распределяют электрический ток по якорным обмоточным катушкам.

Электродвигатель на постоянных магнитах имеет относительно невысокую стоимость и используется во многих промышленных сферах, поскольку имеют широчайший диапазон мощностей, начиная с сотых долей Ватта, заканчивая десятками МегаВатт. Большим размахом обладает и частота вращения.

Используют электродвигатель на постоянных магнитах в устройстве бытовой техники, часто его устанавливают и в детские игрушки.

Коллекторные электродвигатели используют там, где необходима высокая скорость рабочих элементов: пылесосы, миксеры и т.п.

 

Бесколлекторный двигатель

Этот вид двигателей появился на рынке сравнительно недавно. Они не имеют коллекторно-щеточного узла — это является большим преимуществом, поскольку такой двигатель не создает радиопомех.

Бесколлекторный электродвигатель постоянного тока обладает высоким КПД – намного выше, чем у коллекторного собрата. При этом намного проще устроена сама конструкция двигателя, так как в ней отсутствует узел со щетками. Более того, бесколлекторные моторы имеют очень низкую степень изнашивания.

Бесколлекторные двигатели имеют подшипники, что влияет на их стоимость – она несколько выше стоимости коллекторных собратьев.

Бесколлекторный электродвигатель постоянного тока обладает самосинхронизацией. В основе его работы лежит принцип частотного регулирования – оно происходит вследствие управления вектором (направлением) магнитного поля, создаваемое статором, на которое оказывает влияние место положения ротора.

Такое влияние возможно из-за того, что ротор не что иное, как постоянные магниты, которые создают постоянное магнитное поле, а индуктор находится на роторе, т.е. в зоне влияния поля. Обмотка якоря находится на статоре. В зависимости от положения ротора формируется напряжение, питающее обмотки двигателя. Контроллер осуществляет управление током при помощи широтно-импульсной модуляции, которая протекает через обмотки двигателя.

 

Различия между щеточными и бесщеточными двигателями постоянного тока

Я никогда не забуду свой первый инженерный проект, связанный с двигателями. Еще в начальной школе я построил небольшой лифт для класса естественных наук. Конечно, он отлично работал на этапе тестирования, но не работал, когда рассчитывал.

Я использовал дерево, чтобы построить каркас шахты лифта, и я использовал систему шкивов с веревками, чтобы поднимать и опускать картонную коробку. Это было до того, как я узнал о соотношении шестерни и шкивов, поэтому мой лифт был больше похож на сиденье с выталкивателем, чем на лифт.

Для управления движением я использовал в своем проекте аккумулятор, выключатель и двигатель постоянного тока. Поскольку я был так сосредоточен на тестировании, моя батарея фактически разрядилась перед демонстрацией. Оглядываясь назад, я должен был заменить батарею незадолго до демонстрации. Учитель по-прежнему поставил мне оценку «ОК», поскольку кто-то видел, как работает лифт, и поручился за меня.

Это был мой первый опыт работы с двигателем постоянного тока. Сможете угадать, какой тип двигателя постоянного тока я использовал?

Типы двигателей постоянного тока

Есть два типа двигателей постоянного тока — щеточные и бесщеточные.Оба они являются двигателями постоянного тока с постоянными магнитами, поскольку в них обоих используется сегментированный ротор с постоянными магнитами. Эти двигатели обычно используются для управления скоростью.

Драйвер или нет драйвера?

Первое отличие заключается в их названиях. Один использует кисти, а другой нет. Щеточные электродвигатели постоянного тока также известны как электродвигатели постоянного тока с автоматической коммутацией. Его конструкция и конструкция позволяют ему работать без схемы привода, о которой я расскажу позже. Бесщеточные двигатели постоянного тока не могут самостоятельно коммутироваться, поэтому для них требуется управляющая схема, в которой используются транзисторы для направления тока на различные обмотки двигателя.

Конструкция и работа

Двигатель активирует набор электромагнитов в своем статоре в последовательности, чтобы создать вращение с помощью ротора с постоянными магнитами. Северный полюс статора будет притягивать южный полюс двигателя. Это теория работы всех двигателей постоянного тока с постоянными магнитами. Они делают это иначе.

Чтобы понять, почему эти двигатели ведут себя так, как они, нам нужно понять его конструкцию.

Вот как щеточные моторы и бесщеточные моторы выглядят внутри.На изображении ниже мы показываем щеточный двигатель с постоянными магнитами в статоре вместо ротора. Иногда постоянные магниты могут находиться в роторе в зависимости от производителя. При наличии катушек обмотки в роторе тепло не излучается так же хорошо, как при наличии катушек обмотки в статоре.

На верхнем левом изображении показан коммутатор и щетки. На нижнем правом изображении показан тот же двигатель спереди. Внутри двигателя установлен электрод в виде щеток и коммутатор.Коммутатор вращается вместе с ротором, а статор неподвижен. В этом моторе два полюса постоянного магнита — северный и южный.

Когда источник питания подключен к стационарным щеткам, в роторе возбуждается определенный набор электромагнитов (катушек), который притягивает следующий полюс магнита и отталкивает текущий полюс статора. Как только ротор вращается к следующему набору электромагнитов, щетки механически переключаются на следующий набор электромагнитов в роторе.Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет отключено питание. Направление двигателя можно изменить, переключив полярность источника питания.

На следующем изображении показан бесщеточный двигатель с постоянными магнитами на роторе вместо статора, который мы делаем. Одним из преимуществ этой конструкции является то, что катушки обмотки статора, которые производят больше всего тепла, могут рассеивать тепло быстрее, чем двигатель с катушками в центре.

На верхнем левом изображении показаны ротор, статор и ИС на эффекте Холла в задней части двигателя.В отличие от щеточных двигателей, бесщеточные двигатели используют специальную схему драйвера для контроля обратной связи от двигателя, а драйвер использует транзисторы для электрического возбуждения полюсов статора для вращения ротора. Они также известны как бесщеточные двигатели постоянного тока или двигатели BLDC. Oriental Motor использует термин «бесщеточные двигатели», поскольку мы предлагаем эти двигатели с входными драйверами переменного или постоянного тока. На нижнем правом изображении показана передняя сторона двигателя. У нас есть 6 полюсов статора (электромагнитов) и 4 полюса ротора (постоянные магниты) в этом двигателе.

ИС на эффекте Холла определяет постоянные магниты в роторе при его вращении, преобразует аналоговый сигнал в цифровой, а затем отправляет данные обратно в схему драйвера. Затем драйвер использует данные, чтобы определить правильную синхронизацию для фазового возбуждения. Обратная связь также используется для регулирования скорости двигателя.

На изображении ниже показано, как силовая цепь драйвера включает и выключает определенные катушки обмотки с транзисторами. Мы показываем 12-ступенчатую последовательность возбуждения транзистора с обмотками U, V и W.После 12 шагов цикл повторяется.

Большинство наших бесщеточных двигателей сейчас 10-полюсные. Выходное разрешение ИС на эффекте Холла равно количеству полюсов ротора ИС на эффекте Холла, то есть 3 ИС x 10 полюсов = 30 импульсов на оборот. Некоторые бесщеточные двигатели, такие как серия BXII, предлагают энкодер для приложений, требующих более высокого разрешения.

Обратная связь

Еще одно очевидное различие между щеточными и бесщеточными двигателями заключается в том, что для правильной работы требуется обратная связь.Сигналы обратной связи от его ИС на эффекте Холла предоставляют данные о вращении и необходимы для правильной синхронизации фазового возбуждения.

Усовершенствованные драйверы бесщеточного двигателя могут предлагать некоторые уникальные функции, недоступные для простых контроллеров двигателей с щеткой, такие как сохраненные профили скорости и связь через RS-485. Датчики обратной связи и тока в бесщеточных двигателях могут обеспечивать функцию ограничения крутящего момента, что может быть полезно для приложений с натяжением.Хотя первоначальные затраты на бесщеточные двигатели выше, при выборе двигателя следует учитывать их преимущества.

Характеристики регулирования скорости

Как щеточные, так и бесщеточные двигатели обладают одинаковой производительностью. Их кривые крутящего момента такие же, как показано ниже. Для щеточных двигателей скорость и крутящий момент можно контролировать, изменяя входное напряжение двигателя. Однако повышенное напряжение иногда может слишком сильно увеличить нагрев и снизить рабочий цикл двигателя.

Бесщеточные приводы электродвигателей ограничивают кривую крутящего момента для достижения наилучшей производительности, поэтому вы всегда можете рассчитывать на одинаковую отличную производительность каждый раз.Для бесщеточных двигателей последовательность возбуждения водителя должна увеличиваться, чтобы двигатель вращался быстрее.

Резюме / Сравнение

Вы, должно быть, догадались, что в моем проекте лифта я использовал щеточный двигатель. В то время как бесщеточные двигатели лучше, щеточный двигатель выполнил свою работу для моего простого одноразового проекта. Кроме того, мне действительно нужно было снизить расходы.

Вот краткое изложение различий между щеточными и бесщеточными двигателями.

Хотя щеточные двигатели просты и дешевле в эксплуатации, они обычно используются в приложениях, где длительный срок службы или техническое обслуживание не являются серьезной проблемой. Щетки всегда соприкасаются, поэтому со временем они изнашиваются из-за трения, и их нужно будет периодически заменять. Это может привести к нежелательным изменениям в конструкции, поскольку к двигателям требуется доступ для обслуживания. Единственные компоненты, которые контактируют внутри бесщеточного двигателя, — это шариковые подшипники, поэтому они не требуют периодического обслуживания.Бесщеточные двигатели также тише и служат дольше, чем щеточные двигатели постоянного тока. Щеточная коммутация также является основным источником электрического и звукового шума, который может влиять на другие электронные сигналы или требовать принятия мер по снижению шума. Искры от коммутации щеток ограничивают среду, в которой щеточные двигатели могут безопасно работать. Поскольку бесщеточные двигатели обеспечивают более высокую энергоэффективность, эти двигатели могут быть более компактными из-за высокого отношения крутящего момента к весу и большего крутящего момента на ватт. Наконец, датчики Холла в бесщеточных двигателях регулируют скорость примерно до +/- 0.2%. Для энкодеров это значение составляет + / 0,05%.

Бесщеточные двигатели становятся более популярными, чем щеточные. В то время как щеточные двигатели по-прежнему широко используются в бытовых приборах и автомобилях, бесщеточные двигатели более универсальны для широкого спектра применений, от конвейеров до грузовых автомобилей.

Узнайте больше о преимуществах бесщеточных двигателей из этих официальных документов.

Если вы еще не смотрели это, то вот небольшой видеоролик о бесщеточных двигателях.

Спасибо, что прочитали мой пост. Пожалуйста, подпишитесь, чтобы и дальше получать мои сообщения.

Чем хорош бесщеточный электроинструмент?

В последнее время в мире электроинструментов много говорят о бесщеточных двигателях. Хотя эта технология не нова для инструментов, она недавно стала популярной благодаря некоторым громким релизам Makita, Milwaukee, DeWalt и других.

«Бесщеточные двигатели существуют с 1960-х годов и используются в промышленных и производственных приложениях для [двигателей, приводящих в движение] конвейерные ленты», — говорит Кристиан Кулис, менеджер по аккумуляторным продуктам Milwaukee Tools.Однако Makita была первой компанией, использовавшей их в электроинструментах. «[Это было] первое в нашем сборочном подразделении в 2003 году для оборонной и аэрокосмической промышленности, — говорит Уэйн Харт, менеджер по коммуникациям Makita, — а затем снова в 2009 году, когда мы выпустили бесщеточный трехскоростной ударный драйвер».

Производители заявляют, что бесщеточные инструменты повысили производительность и долговечность и что они умнее, чем средний инструмент. Так что же именно за технологиями стоят эти новые двигатели?

Как работают щеточные двигатели старой школы

Традиционный щеточный двигатель состоит из четырех основных частей: угольных щеток, кольца магнитов, якоря и коммутатора.Магниты и щетки неподвижны, а якорь и коммутатор вращаются вместе на валу двигателя внутри магнитов.

Когда двигатель находится под напряжением, заряд проходит от батареи через щетки в коммутатор. (Щетки подпружинены для поддержания физического контакта с коммутатором.) Коммутатор затем передает заряд на якорь, который состоит из медных обмоток (они выглядят как пучки медных проводов). Обмотки намагничиваются зарядом и толкаются к неподвижному кольцу магнитов, которые его окружают, заставляя узел якоря вращаться.Вращение не прекращается, пока не прекратится заряд от аккумулятора.

Макита

Как работают бесщеточные двигатели

В бесщеточном двигателе отсутствуют щетки и коллектор. А расположение магнитов и обмоток поменялось местами: магниты находятся на валу обычного двигателя, а медные обмотки якоря закреплены и окружают вал. Вместо щеток и коммутатора небольшая печатная плата координирует подачу энергии к обмоткам.

Поскольку электроника напрямую взаимодействует со стационарными обмотками, инструмент настраивается в соответствии с задачей — вот почему компании продают их как «более умные» инструменты. Например, если вы используете бесщеточную дрель для ввинчивания шурупов в пенополистирол, она с большей готовностью определяет отсутствие сопротивления (по сравнению с щеточным двигателем) и начинает извлекать из аккумулятора только тот небольшой заряд, который ему нужен. Если затем инструмент начнет заворачивать 3-дюймовые винты в красное дерево, он соответствующим образом отрегулирует и потребляет больше тока.Напротив, щеточный двигатель всегда будет работать с максимальной скоростью во время использования.

Кроме того, бесщеточные двигатели могут быть в целом более мощными. Поскольку медные обмотки находятся снаружи двигателя, есть место для их увеличения. Бесщеточные двигатели также не имеют трения и падения напряжения, которые создают щетки при перетаскивании по вращающемуся коммутатору. Этот физический контакт приводит к постоянной потере энергии во время рабочего процесса.

Чистая прибыль — инструмент с большей эффективностью и более прочными двигателями.Само собой разумеется, что к концу года в каждом электроинструменте будет установлен бесщеточный двигатель, верно? «Это не шанс», — говорит Кулис из Милуоки.

«Хотя преимущества бесщеточной технологии огромны, производители сталкиваются с чрезвычайно высокими ценовыми барьерами из-за дополнительных затрат на двигатель и электронику, которые требуются для правильного управления двигателем», — говорит она. Другими словами, они дороги, и поэтому бесщеточные двигатели лучше подходят для профессионалов, которые могут выложить большие деньги за инструмент, который они собираются использовать каждый день.Бесщеточные инструменты примерно на 30% дороже в производстве, чем стандартные аккумуляторные инструменты, а батареи для их питания обычно недоступны для большинства домашних мастеров. Но по мере совершенствования аккумуляторных технологий и совершенствования конструкции инструментов покупатели начнут видеть все больше и больше бесщеточных инструментов в своих местных центрах.

Бесщеточные двигатели никуда не денутся, но, вероятно, пройдет некоторое время, прежде чем технология перейдет на все электроинструменты для домашних мастеров выходного дня.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Основы двигателей беспилотных летательных аппаратов — Как работает бесщеточный двигатель

Это руководство поможет вам понять динамику бесщеточных двигателей беспилотных летательных аппаратов, используемых на квадрокоптерах, и их влияние на летные характеристики. Мы рассмотрим типы двигателей, варианты конструкции, вес, общую мощность и другие факторы, влияющие на характеристики квадроцикла. Итак, приступим.

Подробнее…

Для новичков в дронах используются два типа двигателей: щеточный и бесщеточный. Они различаются по способу работы. Бесщеточные двигатели намного мощнее для своего веса, чем щеточные двигатели, и служат намного дольше. Для квадроциклов большего размера: бесщеточный — король.

Но для микро- и нано-дронов это фантастика, когда эти дешевые моторы уверенно разбиваются.

Внутренняя работа щеточного и бесщеточного двигателей одинакова; оба основаны на электромагнетизме.

Когда обмотки двигателя находятся под напряжением (оба двигателя имеют катушки), создается временное магнитное поле, которое отталкивается (и / или притягивается) к постоянным магнитам, присутствующим внутри двигателя.

Эта магнитная сила создает силу отталкивания в катушке, которая используется для вращения / вращения вала.

Разница между щеточными и бесщеточными двигателями

С точки зрения эффективности бесщеточные двигатели обычно имеют КПД 85-90%, тогда как щеточный двигатель постоянного тока составляет 75-80%.На роторе щеточного двигателя имеются обмотки по сравнению с обмотками в статоре бесщеточного двигателя

Эта разница в эффективности означает, что большая часть общей мощности, используемой двигателем, превращается в силу вращения и меньше мощности теряется, поскольку нагревать.

Бесщеточный двигатель служит дольше, потому что нет щеток, которые изнашиваются, в то время как щеточный двигатель быстро изнашивается. Это одна из причин, по которой щеточные двигатели оказались дешевле бесщеточных.

Это руководство в основном ориентировано на бесщеточные двигатели, используемые в конфигурациях дронов для гонок / фристайла.

ТАКЖЕ ПРОЧИТАЙТЕ:

Объяснение номинальной мощности бесщеточного двигателя

Двигатель квадрокоптера и вращение пропеллера

Основы бесщеточного двигателя

Бесщеточный двигатель состоит из двух основных частей, которые называются статор и ротор. Изображение показано ниже для справки.

Статор — это неподвижная часть двигателя (обмотки), а ротор — это вращательная часть двигателя (колокол с магнитами). Также есть много других мелочей, таких как подшипники, катушка, магниты, валы и т. Д.

Размер двигателя зависит от размера статора (диаметра и высоты). Например, если размер двигателя 2207, это означает, что ширина статора составляет 22 мм, а высота статора — 07 мм.

Также есть что-то, называемое КВ двигателя. Это означает, что скорость, с которой двигатель вращается, при каждом вольт, приложенном к двигателю, теоретически.

Отношение тяги к массе

Бесщеточные двигатели бывают всех форм и размеров. Общее практическое правило — стремиться к соотношению тяги к весу 2: 1.С ним ты не сможешь участвовать в хардкорных гонках. Очевидно, что чем выше, тем лучше. Соотношение тяги к массе зависит в основном от размера самих квадроциклов.

Есть готовые квадроциклы, например, от Diatone Crusader GT с соотношением тяги к весу 8: 1. Есть люди, которые добились 13: 1. Но для двигателей есть определенные ограничения, потому что они могут вращаться только так быстро, а вращение их быстрее делает их неэффективными.

Даже для фотоаппарата вы должны стремиться как минимум к 3 или 4: 1, если вы решите обновить свою установку в будущем или добавить камеру HD или большую батарею для более длительного полета или что-то в этом роде, тогда у вас будет осталось немного резервной мощности для компенсации.

Для новичка в гонках дронов тяга 4 или 5: 1 будет оптимальным вариантом. Если у вас ограниченный бюджет, создайте чудовище из квадроцикла и ограничьте лимит дроссельной заслонки на Betaflight или передатчике.

Размеры четырехмоторных двигателей — более высокие и более широкие статоры

Двигатель обозначается набором из 4 цифр, например 2207 или 2306, или как бы то ни было. Он обозначает диаметр и высоту ротора в миллиметрах (мм). Чем больше двигатель, тем большую тягу он создает.

• Более высокий статор = более высокая максимальная скорость и ужасное управление на низких скоростях
• Более широкий статор = более низкая максимальная скорость и лучшая управляемость на более низких скоростях

Основная причина — увеличенное магнитное поле от статоров. У более высоких статоров есть более крупные магниты по сравнению с меньшими и более широкими статорами.

Двигатели 2207 и 2306

Хорошим сравнением будут типичные двигатели 2207 и 2306. Это очень обсуждаемая тема о том, что лучше, и одно нельзя рекомендовать перед другим, поскольку оба имеют свои преимущества и недостатки, которые будут рассмотрены в другой статье.

Таблица размеров бесщеточного двигателя

Выбор двигателя зависит от размера вашего квадроцикла. Отсюда и название Размер корпуса = Размер двигателя.

Определив размер рамы, мы можем определить, какого размера двигатель нам следует использовать.

Размер рамы также ограничивает размер винта, и для каждой стойки требуется свой двигатель для вращения и эффективного создания тяги.

КВ двигателя также играет важную роль при выборе двигателя.Как упоминалось ранее, более высокое KV потребляет больше тока.

В таблице ниже показаны номинальные рамы и номера двигателей квадрокоптеров:

Факторы производительности

KV — Постоянная скорости

Теоретически бесщеточный двигатель rc Номинальное значение KV представляет собой скорость, с которой двигатель вращается для каждого напряжения, приложенного к мотор. Например, если двигатель мощностью 2300 кВ с аккумуляторным двигателем квадрокоптера 3S, прикрепленным к его концам, то двигатель будет вращаться со скоростью 2600 x 12,60 = 32 760 об / мин (оборотов в минуту — количество оборотов за одну минуту) без пропеллеров.Скорость вращения постепенно снижается из-за сопротивления воздуха.

Двигатель KV представляет собой скорость, с которой двигатель вращается для каждого напряжения, приложенного к двигателю.

Более высокое значение KV означает меньшее сопротивление, большее потребление тока и меньший КПД. Более низкий KV означает более высокое сопротивление и меньшее потребление тока и значительно более высокий КПД.

Если вы начинаете где-то около 2300-2400 кВ, было бы желательно.

Например, если двигатель рассчитан на 2300 кВ с приложенным к нему напряжением батареи 3 с, то двигатель будет вращаться при 2300×12.60 = 28 980 об / мин без гребных винтов, и это максимальная частота вращения, которую он может достичь без нагрузки.

Скорость вращения резко снижается при установке гребного винта из-за сопротивления воздуха, оказываемого двигателю при вращении гребного винта.

Крутящий момент

Перейдем к следующему фактору — крутящему моменту, создаваемому двигателем. Крутящий момент — это сила вращения или сила вращения, которая вращает винт. Неважно, начинаете ли вы.

На крутящий момент двигателя влияют такие факторы, как:

1.Размер статора — чем больше статор, тем выше крутящий момент

2. Материалы, такие как качество магнитов и медные обмотки в роторе

3. Факторы конструкции двигателя, такие как воздушные зазоры между статором и ротором.

Крутящий момент, создаваемый двигателем, значительно влияет на производительность квадроцикла. Он также определяет, как квад будет чувствовать входы. Чем выше крутящий момент, создаваемый двигателем, тем более отзывчивым будет квадроцикл.

Крутящий момент также определяет, насколько быстро квадроцикл меняет свое направление в полете, что очень помогает выполнять более крутые повороты в гонке.Относительно, если двигатель развивает меньший крутящий момент и оснащен более тяжелыми опорами, двигатель не может вращать гребной винт, что приводит к снижению эффективности и тяги. Ток, потребляемый двигателем с перегрузкой, будет значительно большим.

Одним из основных недостатков двигателей с высоким крутящим моментом является то, что, хотя они кажутся более быстрыми и отзывчивыми на органы управления, они имеют плохие колебания. Поскольку двигатели с высоким крутящим моментом могут изменять свою частоту вращения быстрее, они фактически усиливают ошибку (колебания).

От колебания трудно избавиться в Betaflight даже с настройкой ПИД-регулятора, особенно по оси рыскания квадрокоптера.

КПД

КПД двигателя рассчитывается путем деления тяги, создаваемой двигателем при 100% дроссельной заслонке, на мощность, производимую двигателем.

Измеряется в граммах на ватт (г / Вт). Чем выше это соотношение, тем эффективнее двигатель. Мы не собираемся все время летать на 100% газе; поэтому важно учитывать КПД двигателя во всем диапазоне дроссельной заслонки от 0% до 100%.

Некоторые двигатели могут быть эффективнее на нижнем конце кривой газа, а некоторые двигатели могут быть более эффективными на верхнем конце кривой газа. Поэтому важно выбрать правильный мотор в зависимости от стиля вашего полета.

Потребляемый ток

Ток, потребляемый двигателем, важен, потому что он помогает нам определить размер квадрокоптера, требуемый для этого конкретного двигателя.

Например, двигатель 1104 потребляет не более 10 А при 100% дросселировании, тогда как некоторые двигатели 2306 потребляют не более 40 А при 100% дросселировании.Соответственно, необходимо выбрать esc, чтобы на 20% больше номинального тока, чем ток, потребляемый двигателем на 100%.

Т.е. если двигатель потребляет максимум 30 А при 100% дроссельной заслонке, идеальным вариантом будет esc, рассчитанный на постоянный ток 36 А.

Также известен как пакетный рейтинг esc. Это максимальный ток, который esc может выдержать в течение короткого периода времени, не повредив себя.

Температура

Температура или тепло в целом со временем убивают двигатели. Если двигатели подвергаются продолжительному нагреву, магниты в роторе со временем теряют напряженность магнитного поля.Они размагничиваются со временем при постоянном нагревании и, как следствие, сокращают срок службы двигателя.

Основными причинами нагрева двигателя являются излишняя работа двигателя и использование более высоких дросселей в течение длительных периодов времени. Если вы профессиональный гонщик на дронах, вы будете бегать на более высоких оборотах, но если вы только начинаете, и двигатель нагревается, значит, двигатель перегружен.

Но производители двигателей компенсируют эту проблему, создавая охлаждающие ребра, которые помогают двигателю всасывать воздух в двигатель и охлаждают себя, что означает более длительный срок службы, при условии, что вы заранее не разбьетесь и не разрушите двигатель.

Другие факторы, которые необходимо учитывать

Номера N и P

Типичный двигатель 22xx или 23xx будет иметь 12 полюсов и 14 магнитов. Этот номер будет обозначаться примерно как 12П14Н. Как показано на схеме, полюса присутствуют на статоре, а постоянные магниты находятся на роторе двигателя.

Одно- и многопроволочные провода

Одножильные провода, как следует из названия, состоят из одного медного провода, тогда как многожильные провода состоят из трех проводов меньшего размера, чтобы заменить один более толстый провод.Одножильные провода толще и намного лучше переносят тепло, выделяемое при использовании в высоковольтных сборках.

Многожильные провода легко ломаются или плавятся при более высоких рабочих температурах. Обычно многожильные провода более эффективны, потому что они уплотняют провода намного плотнее и ближе друг к другу, что создает более сильные магнитные поля и приводит к более мощным двигателям.

Магниты

Магниты в двигателе играют важную роль в определении мощности двигателя.

Дешевые двигатели будут иметь более слабые магниты и производить меньшую тягу по сравнению с дорогими двигателями, у которых будут более мощные магниты.

Некоторые двигатели более высокого класса даже имеют изогнутые магниты, которые повторяют форму ротора.

Магниты, используемые в бесщеточных двигателях, классифицируются на основе магнитной силы, например, N52, N54 и т. Д., Чем выше, тем сильнее магнитное поле, создаваемое магнитами.

Обмотки двигателя

Еще одним фактором, который следует учитывать, является качество обмоток двигателя.Если двигатель имеет высококачественные медные обмотки, они будут обеспечивать меньшее сопротивление потоку тока и, таким образом, обеспечивать более высокий КПД и более длительное время полета.

Вес двигателя

Вес двигателя зависит от размера и материала двигателя. Чем больше двигатель, тем он тяжелее. Принимая во внимание, что двигатели, используемые на 5-дюймовом квадроцикле, обычно весят вместе с проводами около 30-40 граммов. Есть несколько очень легких моторов, таких как Emax RSII, который весит около 25 граммов для мотора 2306 с парой граммов для проводов.

Есть очень тяжелые двигатели, такие как двигатели Cobra 2204, которые весят около 34 граммов. Как говорится, на счету каждый грамм, особенно с моторами. Почему? Поскольку плечо момента увеличивается, чем тяжелее становится двигатель. Проще говоря, чтобы повернуть квадроцикл с увеличением на каждый грамм, требуется значительно большее усилие.

Но это не значит, что чем легче, тем лучше. Более легкие двигатели не так долговечны, как более тяжелые, потому что они были бы сделаны из более легких материалов для экономии веса.Следовательно, все сводится к тому, для чего вы собираетесь использовать двигатель.

Монтажные схемы двигателя

Монтажные схемы двигателя также имеют значение, потому что они должны быть совместимы со всеми рамами, которые вы выбираете для установки двигателя. В настоящее время в большинстве 5-дюймовых квадроциклов используются двигатели размером от 2205 до 2407.

Все двигатели имеют монтажную схему (16×16) мм или (16×19) мм. Все современные рамы поддерживают все эти схемы крепления, и это не должно вызывать особого беспокойства.

На изображении выше показан бесщеточный двигатель в квадроцикле. Отверстия под винты будут присутствовать на статоре двигателя. Показанный выше двигатель или статор имеет монтажную схему 16×19 мм и использует винты 4 м3 для крепления двигателя к раме.

ТАКЖЕ ПРОЧИТАЙТЕ:

Как перемотать бесщеточный двигатель

Особенности, которые нужно искать в двигателях

Вал двигателя

В современных двигателях используются полые валы, а не сплошные валы в попытке уменьшить вес мотора.В этом есть свои плюсы и минусы.

Полые валы, очевидно, уменьшают вес двигателя, но они менее долговечны во время столкновений.

Невозможно заменить валы без замены всего ротора двигателя. Для строителей с ограниченным бюджетом полые валы — это плохо, но для тех, кто хочет сэкономить каждый грамм, полые валы — лучший вариант.

Воздушный зазор

Еще одним важным фактором для повышения производительности двигателя является воздушный зазор между статором и ротором. Чем ближе ротор к статору (магниты к обмоткам), тем эффективнее он преобразует ток.Чем меньше воздушный зазор, тем большую тягу создает двигатель, поскольку статор лучше прорезает магнитные поля.

Провода двигателя

Следующее, что влияет на производительность двигателя, — это калибр проводов двигателя. В двигателях используется 20 AWG или 18Awg (американский калибр). Серия Emax RS утверждает, что переход с провода калибра 22 на калибр 20 увеличил выходную мощность на 5%. Но в этом нет ничего страшного, если вы покупаете мотор и начинаете заниматься хобби.

Фиксирующие зажимы

Следующее, о чем мы поговорим, это фиксирующие зажимы или методы удержания статора и ротора. В основном мы используем 3 типа в нашем хобби.

• E-образный зажим
• C-образный зажим
• Винтовые фиксаторы

Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Например: E-клипсы трудно удалить, не сломав сам зажим. Винтовые фиксаторы легко снимаются и, следовательно, обеспечивают легкий доступ к статору и ротору.

Но винтовые фиксаторы со временем откручиваются и ослабляются из-за постоянной вибрации двигателя, а также рискуют перетянуть вал и затруднить вращение двигателя. Один клип нельзя рекомендовать перед другим. Все зависит от того, для чего будет использоваться двигатель и его применения.

Двигатели CW CCW

Есть 2 типа двигателей: двигатели вращения по часовой стрелке (CW) и против часовой стрелки (CCW). Они различаются только направлением вращения при сохранении остальных конструктивных параметров двигателя.На приведенной ниже диаграмме показана ориентация двигателя квадрокоптера, шестигранника и октадрона. Можно сделать вывод, что двигатели с противоположной стороны вращаются в одном направлении. То же самое в гексагональных и окта-дронах.

Двигатели с голым дном ИЛИ Двигатели с закрытым дном

Последней тенденцией в квадроциклах являются двигатели с открытым дном. Они экономят много веса (в целом 2 грамма), может показаться, что это немного, но это много для гонок на дронах. Это может быть разница между победой в гонке или проигрышем.

Это плюсы двигателей с голым дном, есть также несколько минусов для двигателей этого типа.

Во-первых, во время аварии мелкие камни и мусор могут попасть внутрь колокола и повредить магниты и катушки. Даже профессиональные гонщики часто попадают в аварию, поэтому для новичков будет хорошим выбором купить моторы с закрытым днищем, когда вы начинаете заниматься хобби, потому что они склонны к большему количеству аварий. На фотографиях ниже изображены двигатели с голым и закрытым днищем.

Заключение

В этой статье предпринята попытка охватить большинство основных аспектов бесщеточного двигателя для квадроцикла. В будущем он будет изменен с некоторыми модификациями по мере необходимости.Есть так много вариантов на выбор, и мы подумали, что об этом стоит рассказать в другой статье. Мы надеемся, что эта статья каким-то образом помогла вам получить базовые знания о FPV. Спасибо, что прочитали, если вы остались до конца.

Матовые и бесщеточные двигатели: в чем разница?

Вот уже несколько лет мы наблюдаем, как бесщеточные двигатели начинают доминировать в индустрии профессиональных инструментов в аккумуляторных инструментах. Это здорово, но что в этом такого? Разве это имеет значение, пока я могу заворачивать этот шуруп по дереву? Ну да, это так.Существенные различия и последствия существуют при работе с щеточными и бесщеточными двигателями.

Прежде чем мы углубимся в сравнение щеточных и бесколлекторных двигателей на обеих ногах, давайте рассмотрим основы того, как на самом деле работает двигатель постоянного тока. Когда дело доходит до управления двигателем, все дело в магнитах. Противоположно заряженные магниты притягиваются друг к другу. Основная идея в двигателе постоянного тока состоит в том, чтобы удерживать противоположный заряд вращающейся части (ротора), притягивая неподвижные магниты (статор) перед собой, чтобы обеспечить постоянное притяжение вперед.Это все равно что держать перед собой бостонский кремовый пончик на палочке, пока я бегу — я буду продолжать пытаться его поймать!

Вопрос в том, как заставить этот пончик двигаться. Нет простого способа сделать это. Он начинается с набора магнитов, которые удерживают постоянный заряд (постоянные магниты). У набора электромагнитов изменяется заряд (изменение полярности) во время вращения, поэтому всегда есть противоположно заряженный постоянный магнит, к которому он может двигаться. Кроме того, подобный заряд, который испытывает электромагнитная катушка при изменении, отталкивает катушку.Когда мы смотрим на щеточные и бесколлекторные двигатели, разница заключается в том, как электромагнит меняет полярность.

Заглянем внутрь щеточного двигателя

В щеточном двигателе есть четыре основные части: постоянные магниты, якорь, коллекторные кольца и щетки. Постоянные магниты составляют внешнюю часть механизма и не двигаются (статор). Один заряжен положительно, а другой отрицательно создает постоянное магнитное поле.

Electric Motor Cycle 1 — Modified

Якорь представляет собой катушку или ряд катушек, которые становятся электромагнитами при подаче питания.Это также вращающаяся часть (ротор), обычно она сделана из меди, хотя возможен и алюминий.

Кольца коммутатора крепятся к катушке якоря двумя (2-полюсная конфигурация), четырьмя (4-полюсная конфигурация) или более частями. Они вращаются с арматурой. Наконец, угольные щетки остаются на месте и доставляют электрический заряд к каждой части коммутатора.

Все дело в якоре

После включения якоря заряженная катушка тянется к противоположно заряженному постоянному магниту.Поскольку кольцо коммутатора над ним также вращается, оно перемещается от соединения с одной угольной щеткой к другой. Когда он достигает следующей щетки, он меняет полярность и теперь притягивается к другому постоянному магниту, отталкиваясь таким же зарядом. Ощутимо, когда коммутатор достигает отрицательной щетки, он теперь притягивается к положительному постоянному магниту. Коммутатор прибывает как раз вовремя, чтобы соединиться с положительной щеткой, и следует за отрицательным постоянным магнитом.Щетки расположены парами, поэтому положительная катушка будет тянуться к отрицательному магниту, а отрицательная катушка будет тянуться к положительному магниту одновременно.

Как будто я катушка якоря гоняюсь за бостонским кремовым пончиком. Я подхожу близко, но затем передумал и выбрал более здоровый смузи (моя полярность или желание изменились). В конце концов, пончик полон калорий и жира. Теперь я гоняюсь за смузи, пока меня отталкивают от бостонского крема. Добравшись до места, я понимаю, насколько вкуснее будет этот пончик над смузи.Пока спусковой крючок нажат, я передумываю каждый раз, когда перехожу к следующей кисти, отчаянно гоняясь за объектом моей привязанности по кругу. Это высшее проявление СДВГ, которое можно найти с пользой. Кроме того, нас там двое, поэтому один из нас всегда страстно, но нерешительно гнался за бостонскими кремовыми пончиками и смузи.

Внутри бесщеточного двигателя

В бесщеточном двигателе вы теряете коммутатор и щетки, а получаете электронный контроллер.Теперь постоянные магниты действуют как ротор и вращаются внутри, в то время как статор состоит из неподвижных электромагнитных катушек, которые теперь находятся снаружи. Контроллер питает каждую катушку в зависимости от того, какой заряд ей нужен для притяжения постоянного магнита.

В дополнение к электронному перемещению заряда, контроллер также может обеспечивать такой же заряд, чтобы противостоять постоянному магниту. Поскольку одинаковые заряды противостоят друг другу, это толкает постоянный магнит. Теперь ротор движется за счет тяги и толчка.

В этом случае постоянные магниты движутся, так что теперь они мой партнер по бегу и я. Мы больше не меняем своих мыслей о том, чего хотим. Вместо этого мы знаем, что я хочу пончик с кремом Бостон, а мой партнер хочет смузи.

Электронный контроллер заставляет нас двигаться вперед, и мы всегда преследуем одно и то же. Контроллер также помещает то, что нам не нужно, прямо позади, чтобы предложить толчок.

Стоимость щеточных электродвигателей постоянного тока по сравнению с бесщеточными

Матовые электродвигатели постоянного тока относительно просты, а детали для его изготовления недороги (хотя медь не становится дешевле).Поскольку для бесщеточных двигателей требуется этот электронный коммуникатор, вы, по сути, начинаете собирать компьютер внутри своего беспроводного инструмента. Это то, что увеличивает стоимость бесщеточных двигателей.

Эффективность щеточного двигателя и бесщеточного двигателя

Бесщеточные двигатели имеют несколько преимуществ по сравнению с щеточными двигателями благодаря своей конструкции. Во многом это связано с потерей щеток и коммутатора. Поскольку щетка должна контактировать с коммутатором для доставки заряда, это также вызывает трение.Трение снижает скорость, которая может быть достигнута вместе с нагревом. Это как ехать на велосипеде с слегка затянутым тормозом. При таком же усилии ног вы будете медленнее. И наоборот, если вы хотите поддерживать скорость, это потребует больше энергии от ваших ног. Вы также нагреете свои диски от тепла трения. Это означает, что по сравнению с щеточными двигателями бесщеточные двигатели работают холоднее. Это дает им большую эффективность, поэтому они преобразуют больше электроэнергии в мощность.

Угольные щетки также со временем изнашиваются.Это то, что вызывает искру внутри некоторых инструментов. Чтобы инструмент продолжал работать, щетки необходимо время от времени заменять. Бесщеточные двигатели не требуют такого обслуживания.

В то время как для бесщеточных двигателей требуется электронный контроллер, комбинация ротор / статор более компактна. Это дает возможность получить меньший вес и более компактный размер. Вот почему мы видим так много инструментов, как ударный шуруповерт Makita XDT16, которые имеют сверхкомпактную конструкцию и большой мощности.

Крутящий момент между щеточными и бесщеточными двигателями

Кажется, существует неправильное представление о бесщеточных двигателях и крутящем моменте. Сама по себе конструкция двигателя с щеткой или бесщеточным двигателем на самом деле не показывает величину крутящего момента. Например, первая ударная дрель Milwaukee M18 FUEL имела меньший реальный крутящий момент, чем предшествующая ей щеточная модель.

Однако со временем производители поняли очень важную вещь. Электроника, используемая в бесщеточных двигателях, может при необходимости обеспечивать эти двигатели большей мощностью.

Поскольку в бесщеточных двигателях теперь используется усовершенствованное электронное управление, они могут определять, когда они начинают замедляться под нагрузкой. Пока аккумулятор и двигатель находятся в пределах температурных характеристик, электроника бесщеточного двигателя может запрашивать и получать больший ток от аккумуляторной батареи. Это позволяет таким инструментам, как бесщеточные дрели и пилы, поддерживать большую скорость под нагрузкой. Это делает их быстрее. Часто намного быстрее . Некоторые примеры этого включают Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage и DeWalt Perform and Protect.

Эти технологии плавно объединяют двигатель инструмента, аккумулятор и электронику в единую систему для достижения максимальной производительности и продолжительности работы.

Окончательный вердикт

Комбинация этих преимуществ дает еще один эффект — более длительный срок службы. Хотя гарантия, как правило, одинакова для щеточных и бесщеточных двигателей (и инструментов) внутри бренда, вы можете рассчитывать на более длительный срок службы бесщеточных моделей. Это часто может длиться годами после истечения срока гарантии.

Помните, что я говорил об электронном контроллере, который, по сути, составляет компьютер в вашем инструменте? Бесщеточный двигатель также стал прорывом в производстве интеллектуальных инструментов.Технология One-Key Милуоки не сработала бы, если бы бесщеточный двигатель не зависел от электронных коммуникаций.

«Бесщеточные двигатели с щеткой s: в чем разница?» использовал фотографию с разрешения. Спасибо Wapcaplet за отличную работу!

«Электромотоцикл 1» от Wapcaplet — Создано с помощью Wapcaplet в Blender. http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Electric_motor_cycle_1.png. Под лицензией CC BY-SA 3.0 через Commons.

10 лучших бесщеточных двигателей, которые можно купить в Интернете [обновлено в 2021 году]

Бесщеточные двигатели постоянного тока используются в самолетах и ​​наземных транспортных средствах.Этот двигатель работает эффективно с высокой удельной мощностью за счет меньшего шума и требует меньшего обслуживания, чем щеточные двигатели постоянного тока. Для сборки ротора используются постоянные магниты. Он похож на двигатель переменного тока с постоянной частотой вращения и может производиться серийно.

Прежде чем выбирать бесщеточный двигатель, необходимо помнить об этих двух основных моментах.

• Размер двигателя — В основном производители используют стандартную схему наименования двигателей из 4-значного числа. Например, двигатель с названием 2205, в котором первые 2 цифры представляют диаметр статора (в мм).Последние 2 цифры обозначают высоту (в мм). Итак, разумно выбирайте размер двигателя, который требуется для вашего проекта.
• Постоянная скорости и оборотов — Скорость двигателя зависит от скорости, необходимой вам для полета самолета или игрушки. Итак, чтобы сравнить скорость двигателя, вам нужно искать номер KV. Этот киловольт равен оборотам на вольт. Он объясняет, сколько раз двигатель повернется на каждый вольт. Если напряжение увеличивается, двигатель будет быстро вращаться.

Помимо этих двух ключевых факторов, покупатель должен учитывать различные факторы, такие как размер обмотки, дуговые магниты, валы двигателя и т. Д.которые четко упомянуты в приведенном ниже «Руководстве по покупке» . Кроме того, мы создали несколько самых продаваемых бесщеточных двигателей. Просто просмотрите их и выберите свои лучшие бесщеточные двигатели постоянного тока в соответствии с вашими требованиями.

Лучшие бесщеточные двигатели

10 лучших бесщеточных двигателей. Обзоры

1. Бесщеточная система питания Traxxas

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ЦЕНЫ

Прочтите отзывы клиентов Вот…

Первое в нашем списке двигатель Traxxas 3350R Velineon VXL -3s Brushless Power System.Это отличное обновление по сравнению с машинами Traxxas в масштабе 1/10, а также отличная выходная мощность.

В нем используются неодимовые магниты на сверхвысокотемпературной основе, а также высокоскоростные шарикоподшипники и прецизионно сбалансированный ротор. Это дает ему высокую мощность и очень долгий срок службы с высокой эффективностью.

Низкие требования к техническому обслуживанию, уникальное синее анодирование и мощность 3500 кВ делают его отличным центральным элементом вашего робота или автомобиля.

Подробные технические характеристики

• 4-полюсный двигатель с номинальным напряжением 3500 об / мин / В
• Монтажная пластина регулятора скорости
• ESC имеет 3 профиля движения: от спортивного, гоночного до тренировочного.
• Ограничивает дроссельную заслонку до 50% для новых драйверов
• В нее интегрировано двухступенчатое обнаружение низкого напряжения для использования батареи
• Большой крутящий момент обеспечивается благодаря неодимовым магнитам, чувствительным к высоким температурам
• Имеет запатентованный Traxxas High-Current Разъем для лучшей и простой разработки

Что нам понравилось в нем

• Водонепроницаемый инновационный дизайн
• Высоко оценены и оценены
• Также имеется дополнительный охлаждающий вентилятор, который вы можете получить для эффективной работы

То, что мы не сделали не нравится

• Некоторые незначительные функциональные проблемы в некоторых частях

Купить сейчас на Amazon

2.Бесщеточный двигатель Iflight

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ ЦЕНУ

Прочтите отзывы клиентов здесь…

Следующим в нашем списке идет бесщеточный двигатель iFlight, состоящий из 4 частей. IFlight XING-E 2207 — это бесщеточный двигатель 6S, созданный для гоночного дрона FPV размером 160 мм или микроквадрокоптера.

Большая мощность, большая тяга при минимальном весе, прочная конструкция и использование высококачественных материалов в конструкции делают iFlight XING идеальным зверьком в производительности.

Эти двигатели имеют высококачественные жаростойкие обмотки на основе магнитов N52H.Благодаря нескользящей конструкции пропеллер имеет повышенное трение при контакте и, таким образом, увеличивает общую долговечность.

Подробные спецификации

• Динамически сбалансированные, устойчивые к раздавливанию демпфирующие подшипники и очень эффективно устраняют все вибрации.
• Стальной вал длиной 4 мм с очень высокой прочностью
• Защищенные провода двигателя
• Электромагнитно согласованные магниты и статоры
• Подшипники NSK из Японии
• Магниты дуги N52H
• Основание и раструб изготовлены из алюминия 7075
• Подходит для рамы FPV 160 мм

Что нам понравилось в нем

• Поставляется с несколькими отверстиями для отвода тепла, которые не нагружают дрон из-за тепла
• Поддерживает 6S
• Обмотки, устойчивые к высоким температурам

Что нам в нем не понравилось

Купить сейчас на Amazon

3.Бесщеточный двигатель Crazepony

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ ЦЕНУ

Прочтите отзывы клиентов здесь…

Еще один набор бесщеточных двигателей для гоночных дронов с дистанционным управлением, Crazepony Emax ECO 2207 — это пакет из 4-х; Бесщеточные двигатели 1700 КВ 3-6С.

Благодаря подшипникам диаметром 9 мм, многожильным катушкам и полому валу двигатели отличаются долговечностью. Их новаторский дизайн говорит о высокой стоимости двигателя и, что самое главное, о доступности.

Несмотря на то, что двигатель отличается прочностью, он имеет легкий вес, сохраняя при этом свой класс. В двигателе используется высокоточный аэрокосмический алюминий, а также усиленный полый стальной вал размером 9 мм x 4 мм.

Подробные спецификации

• Подшипники из авиационного алюминия 9 мм x 4 мм
• Номинальное напряжение 1700 об / мин / кВ
• Длина 32,6 мм и диаметр 27,45 мм
• Поставляется с каркасом 12N14P
• от 3 до 6 сек.
• Пропеллер размером от 5 до 5 дюймов.5 дюймов
• Вес без силиконовой проволоки составляет всего 31,5 грамма
• Двойное анодирование
• Многослойная медная обмотка
• Стальной вал с отверстиями 16 мм x 16 мм и,
• 115 мм 20 AWG Силиконовый провод

Что нам понравилось в нем

• Многожильная технология, которая уравновешивает скорость, мощность и управляемость
• Используется медный сплав, разработанный EMAX, так что электроны будут течь более свободно и эффективно при необходимости
• Инновационный дизайн и высокая производительность

Что нам в нем не понравилось

• Ничего особенного, чтобы упоминать

Купить сейчас на Amazon

4.Бесколлекторные двигатели Betafpv

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать цену

Прочтите отзывы клиентов здесь…

BETAFPV — еще один набор бесщеточных двигателей для микрокоптеров, который поставляется в упаковке по 4 штуки. Он также широко используется во многих других проектах DIY.

Разработанный для работы с большинством дронов модели 3S whoop, BETAFPV больше рекомендуется для квадрокоптеров модели Beta 75X.

Очень легкий вес, двигатели также имеют небольшие размеры и не сильно увеличивают конечный вес вашего дрона.Благодаря специальной липо-аккумуляторной батарее 3S двигатели работают на высоких скоростях и обеспечивают вашему дрону мощный взлет и скорость движения.

Подробные спецификации:

• Весит около 3,5 граммов на штуку
• Каждая часть имеет размер 13,5 дюймов в длину и 16,3 мм в ширину.
• Высота около 14 мм.
• Имеет трехконтактный штекер Micro JST 1.25, упрощающий установку.
• Подходит для больших пропеллеров от 1,2 до 2 дюймов.Сюда входят винты 1735, 1935, 2030 и 3020.
• Толстый кабель, который не сломается легко
• Beta 75X Frame
• Длина вала 1,5 мм
• Диаметр отверстий для крепления двигателя составляет около 8,5 мм
• Номинальное напряжение 8000 об / мин / кВ при частоте вращения

Что нам понравилось об этом

• Очень большое номинальное значение частоты вращения / напряжения.
• Поставляется с более длинными проводами двигателя, что делает его идеальным для дронов с зубочистками
• Отличное качество сборки
• Маленький и легкий

Что нам не понравилось в нем

• Не совсем универсальная совместимость .

Купите сейчас на Amazon

5. Бесщеточный двигатель Hglrc

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ЦЕНЫ

Прочтите отзывы клиентов здесь…

Следующим в нашем списке идет комплект бесщеточного двигателя HGLRC. HGLRC Blue 1407 — это набор из 4 бесщеточных двигателей, созданный для гоночных квадрокоптеров с дронами.

Обладая очень интересной цветовой схемой, двигатели синего цвета (также доступны в пурпурной цветовой гамме) имеют умеренное номинальное напряжение, но поддерживают батареи как 3S, так и 4S.

Двигатели отличаются высокой прочностью и изготовлены из валов из нержавеющей стали. Колокол двигателя может всасывать холодный воздух через змеевик и основание, а затем позволять двигателю раскручиваться в течение более длительного времени с более высокой эффективностью.

Подробные спецификации

• Среднее номинальное напряжение 3600 об / мин / кВ
• 14 граммов веса по отдельности
• Диаметр 14 мм при длине 7 мм и внешний вал диаметром 5 мм
• Архитектура 9N12P, используемая в сборке
• Поддерживает липо-аккумуляторы 3S и 4S
• CCW резьба
• Поддерживает 3-дюймовые стойки для посадки

Что нам понравилось в этом

• Низкий уровень шума при работе
• Увеличенная продолжительность полета
• Отличная схема дизайна

Что нам в нем не понравилось

Купить сейчас на Amazon

6.Бесколлекторный двигатель Tamiya с дистанционным управлением

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ ЦЕНУ

Прочтите отзывы клиентов здесь…

Следующим в нашем списке идет Tamiya 54611, японский импортный бесщеточный двигатель высокого качества. TBLM-02S — это бесщеточный двигатель емкостью 10,5 т, совместимый с батареями 2S.

Двигатель не поставляется с сенсорным проводом, но имеет хорошо продуманный сенсор. Он поставляется с выводами 12 AWG, которые припаяны к концу корпуса двигателя. Это делает его идеальным для квадрокоптеров, таких как XV-01 TC Pro и аналогичных конструкций.

Подробные характеристики

• 12 AWG, припаянные к банкам
• Имеет номинальное напряжение около 3700 об / мин / кВ
• Регулируемое время
• Стандартные разъемы Tamiya, доступные с дизайном
• 2S Lipo, совместимый с ними аккумулятор.

Что нам в нем нравится

• Отличная ценность бренда
• Все в одном, готовая к подключению и играм модель
• Японское качество сборки

Что нам не понравилось в этом

• Меньшая батарея номинальная совместимость 2S
• Могло быть более высокое номинальное напряжение
• Не так много литературы по продукту, чтобы понять это дальше

Купить сейчас на Amazon

7.Бесщеточный двигатель Racerstar

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ ЦЕНУ

Прочтите отзывы клиентов здесь…

Следующим в нашем списке идет еще один пакет из 4-х бесщеточных двигателей. RaceStar BR2205 — это скромный набор двойных бесщеточных двигателей с номинальным напряжением CW и CCW, созданный для гоночных дронов FPV

Бесщеточные двигатели созданы для гоночных дронов размером 250 и 280 мм. С их скудным номинальным напряжением они могут дать тягу почти до 1 кг.Это достигается при токе всего 30 ампер и 14,8 вольт.

Подробные спецификации

• Имеет универсальные номиналы 2S, 3S и 4S для LiPo батарей
• Номинальный ток 30 ампер
• 2300 об / мин / кВ номинальное напряжение
• Диаметр вала M5 и размер монтажного отверстия M3
• Вес 28 граммов
• Высота 31,5 мм и ширина 27,9 мм

Что нам понравилось в нем

• Отличная тяга даже при скромном номинальном напряжении
• Отличное качество сборки
• Хорошие отзывы и оценки

Вещи, которые у нас не было нравится об этом

• Диапазон совместимости мог быть немного шире

Купить сейчас на Amazon

8.Бесщеточные двигатели Readytosky

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать цену

Прочтите отзывы клиентов здесь…

Readytosky 2212 — бесщеточный двигатель низкого напряжения, разработанный для F330, X525, F450, S500, F500 и S550 DJI Phantom квадрокоптеры.

Самое лучшее в двигателях — это то, что они в основном универсально совместимы по своей природе и имеют отверстие для установки нескольких групп, которое помогает поддерживать совместимость с несколькими дронами. Для частоты вращения он имеет скудное номинальное напряжение 920 кВ.

Для компенсации низкого номинального напряжения двигатели имеют очень низкий уровень шума и высокую стабильность работы. Низкий уровень шума достигается благодаря строгим испытаниям на динамический баланс, которые проводились во время испытаний. Стабильность достигается за счет новой конструкции седла рабочего колеса

Подробные характеристики

• Имеет приличный внешний диаметр 28 мм
• Высота 24 мм (без вала)
• 920 об / мин / кВ номинальное напряжение.
• Направление вращения левой резьбы

Что нам понравилось в этом

• Стабильная производительность
• Низкий уровень шума
• Продукт прошел тщательные испытания
• Отличное качество сборки и
• Высокие отзывы и оценки

Вещи нам это не понравилось

• Низкие обороты на номинальное напряжение

Купить сейчас на Amazon

9.Бесщеточный двигатель Goolrc

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ЦЕНЫ

Прочтите отзывы клиентов здесь

Следующим в списке идет GoolRC 2435, мощный бесщеточный двигатель со скоростью 4800 об / мин / кв. Хотя большинство бесщеточных двигателей, упомянутых в списке, созданы для квадрокоптеров, этот также предназначен для радиоуправляемых машин и грузовиков. Двигатель рассчитан на ток 25 ампер.

Этот 4-полюсный двигатель имеет конструкцию с 12 шлицами для высокого крутящего момента. Двигатель также имеет алюминиевый радиатор из заготовок 6061 T6 CNC для уменьшения выделяемого тепла.Высокая мощность вращения также подходит для подшипников ABEC5 увеличенного размера.

Подробные спецификации

• Максимальная мощность 300 Вт
• Электрический регулятор скорости в качестве дополнения к упаковке
• Банка диаметром 24 мм, длиной 35 мм
• Диаметр вала 2 мм при длине 12 мм
• Пуля 3,5 мм разъем
• 58,3 грамма вес

Что нам понравилось в нем

• Максимальный ток.
• Рейтинг дроссельной заслонки с быстрым откликом
• Высокие обороты на КВ

Что нам в нем не понравилось

• Нет эстетичного дизайна
• Может улучшить качество сборки

Купить сейчас на Amazon

10.Бесщеточный двигатель Hobbywing

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ ЦЕНУ

Прочтите отзывы клиентов здесь…

Наконец, в нашем списке находится мощный бесщеточный двигатель от Hobbywing. Hobbywing 38010201 Max10 SCT также оснащен вентилятором с электрической регулировкой скорости.

38010201 Max10 SCT, хотя и идет на высокой скорости, имеет значительный вес — около 105 граммов. Он поддерживает программный блок со светодиодной подсветкой, а также программный блок с ЖК-дисплеем. Но что касается веса, он также имеет большие размеры.

Подробные характеристики

• Пиковый ток при 120 или 830 А
• Поддержка никель-металлгидридных батарей 2S, 3S и 4S
• Выход BEC можно переключать между 6 В и 7,4 В
• Длина 49 мм, ширина 39,5 мм
• Диаметр 34,7 мм
• Диаметр вала 5 мм
• Номинальное напряжение 4000 об / мин / В

Что нам понравилось в нем

• Отлично подходит как для радиоуправляемых машин, грузовиков и квадрокоптеров
• Функция для тяжелых условий поддержка

Что нам в нем не понравилось

• Немного тяжелый для квадрокоптеров небольшого размера

Купить сейчас на Amazon

Основная информация о бесщеточных двигателях

Это специализированный тип двигателя постоянного тока в основном без каких-либо изнашиваемых компонентов, так как у него не будет щеток.Он бывает двух типов — бегущие и опускающиеся. Их легко отличить по расположению помещенного в них магнита.

• Рабочие колеса: Магнит расположен внутри сердечника двигателя. Этот тип двигателя обычно используется в приложениях, где требуется высокая частота вращения, например, в высокоскоростных самолетах или модельных реактивных самолетах. При такой работе с высокими оборотами можно получить меньший крутящий момент на более низких скоростях. В двигателях Inrunners вал вращается внутри внешнего корпуса, и они используются в вертолетах RC.
• Внешние направляющие: Магниты в этой внешней направляющей расположены во внешнем корпусе. Его двигатель обычно вращается на более низких оборотах, так как он создает больший крутящий момент на низких скоростях. Он лучше всего подходит для самолетов с прямым приводом, таких как квадрокоптеры. В этих бегунах двигатель будет прикреплен к гребному винту, валу или обоим во всем внешнем корпусе и вращается вокруг центра.

Как работает бесщеточный двигатель?

Обмотки и постоянные магниты будут работать вместе в двигателе, создавая движущую силу с помощью магнитных полей.Это достигается простым переключением тока через провода статора, по которым протекает электрический ток, и, таким образом, создается ситуация, в которой магнитные поля внутри двигателей не выровнены.

Подобно подковообразному магниту, магнитные поля оказывают большое давление, чтобы эффективно выравниваться. Этот процесс создает крутящий момент и, таким образом, позволяет двигателю вращаться или вращаться. Электронный контроллер скорости (ESC) будет определять вращательное движение (RPM) и, таким образом, управлять потоком тока, позволяя ему генерировать необходимое магнитное поле.

Каковы основные компоненты этих бесщеточных двигателей постоянного тока?

В общем, бесщеточные двигатели постоянного тока будут состоять из 4 основных компонентов. Это статоры, постоянные магниты, корпус двигателя и вал двигателя. Расскажите о них подробно, прежде чем покупать и использовать.

1. Статоры

Это три цепи с очень тонкими и длинными проводами, намотанными по кругу вокруг внутреннего сердечника двигателя. Для защиты этого провода от короткого замыкания он покрыт эмалью.Обычно, когда ток течет по проводу, он создает магнитное поле. Если провод обвести вокруг себя, то магнитное поле усиливается. Таким образом, чем больше ток, тем больше напряженность магнитного поля и, таким образом, от двигателя создается больший крутящий момент.

Чем больше ток, тем больше тепла будет происходить и, следовательно, расплавится эмалевое покрытие, что приведет к короткому замыканию и возгоранию двигателя. Если вам нужна более высокая мощность, вам нужно искать двигатели с обмоткой из более толстых проводов, которые производят больше электрического тока за счет меньшего количества тепла.От конструкции этого статора зависит производительность двигателя.

2. Постоянные магниты

Роторная часть этого двигателя сделана с постоянными магнитами для создания фиксированного магнитного поля, которое аналогично создается набором редкоземельных магнитов или подковообразных магнитов. Магниты приклеены к внешнему корпусу двигателя с помощью эпоксидной смолы в двигателях с внешними направляющими, тогда как магниты закреплены во внутреннем корпусе двигателя в двигателях с внутренними направляющими.

3. Кожух двигателя

Кожух двигателя выполнен из легкого алюминиевого металла и используется для защиты обмоток и магнитов.В некоторых продвинутых моделях двигатель содержит специально разработанные корпуса, такие как миниатюрные вентиляторы, которые позволяют воздуху течь по обмоткам двигателя, пока двигатель вращается, охлаждая его и позволяя создавать больше мощности для эффективного функционирования.

4. Вал двигателя

Вал двигателя прикреплен к вращающейся части на внешнем кожухе наружной направляющей. Он действует как рабочий компонент двигателя, передавая крутящий момент, создаваемый двигателем, на гребной винт.

Как выбрать лучший бесщеточный двигатель?

Выбор бесщеточного двигателя для радиоуправляемого самолета, квадрокоптера или игрушек — довольно сложный процесс.Итак, чтобы получить четкое представление о том, как выбрать лучший, вы должны знать, какие факторы следует учитывать перед покупкой этих двигателей BLDC.

Вот некоторые ключевые факторы, которые следует проверить перед покупкой. Посмотри на это.

1. Размер двигателя:

Необходимо определить размер двигателя, прежде чем они собираются покупать или использовать его. Чаще всего производители используют стандартную схему наименования двигателей из 4-значного числа. Например, двигатель с названием 2205, в котором первые 2 цифры представляют диаметр статора (в мм).Последние 2 цифры обозначают высоту (в мм).

Если одна из этих двух цифр больше, то двигатель будет обрабатывать большую мощность и, таким образом, будет генерировать больший крутящий момент. Если компромисс между большим числом, то это называется более тяжелый / больший двигатель.

Взгляните на некоторые из наиболее часто используемых размеров двигателей.

• 1806 — Довольно часто используется в мини-квадрокоптерах, которые вращаются с 3-дюймовыми или 4-дюймовыми пропеллерами.
• 2204 — Это популярный мотор в течение длительного времени до 2015 года, но в наши дни встречается редко.Он использует 5-дюймовые пропеллеры.
• 2205 — Самый маленький и популярный двигатель в наши дни. Вы должны использовать его с 5-дюймовыми стойками с тройным лезвием.
• 2206 — Чтобы выиграть в войне за тягу, большинство производителей начали увеличивать размер своих двигателей, используя дуговые магниты N52. Таким образом, это приводит к увеличению тяги на 15% (примерно).
• 2207/2407 — Эти двигатели 2407 и 2207 редко встречаются, так как они производятся для создания тяги более чем на 50% выше по сравнению с двигателями типа 2206.

2. Константа скорости и об / мин:

Скорость двигателя взаимосвязана со скоростью, с которой вам нужен самолет или игрушка. Итак, чтобы сравнить скорость двигателя, вам нужно искать номер KV. Этот киловольт равен оборотам на вольт. Он объясняет, сколько раз двигатель повернется на каждый вольт. Если напряжение увеличивается, двигатель будет быстро вращаться.

Все двигатели поставляются с номинальной мощностью в киловольтном пространстве, и этот рейтинг будет определять скорость вращения двигателя гребного винта.Максимальная частота вращения двигателя определяется простым умножением значения KV на напряжение аккумулятора. Например, у вашего двигателя 2300 кВ, и устройство будет летать с батареей 4S LiPo, тогда двигатель вращается со скоростью 14,8 X2300 = 34040 об / мин.

Здесь мы приводим некоторые рекомендации / справочные сведения о том, насколько эффективно ваш двигатель будет работать с выбранным гребным винтом.

• Двигатель будет работать на 2600 кВ и более с винтами диаметром 4 дюйма.
• Для 5-дюймовых гребных винтов двигатель работает от 2300 — 2600 кВ.
• Пропеллеры с 6-дюймовым диаметром заставят устройство работать на двигателе с мощностью 2300 кВ или меньше

3. Размер обмотки:

В общем, тяга пропорциональна мощности. Итак, чтобы увеличить мощность, которую принимает двигатель, вы должны следовать несколькими способами.

Выберите двигатель с высокой постоянной частотой вращения, равной укорочению всех обмоток. Это снижает электрическое сопротивление и увеличивает количество тока, протекающего через них, и тем самым обеспечивает уменьшающуюся отдачу.Когда обмотки становятся короче, создается меньшая магнитная сила с большим нагревом. Таким образом, он влияет на способность двигателя преобразовывать электрическую мощность в КПД или крутящий момент.

Чтобы повысить эффективность двигателя при передаче большего количества энергии, просто увеличьте количество меди в обмотках или просто добавив больше обмоток. Снова уменьшите электрическое сопротивление обмоток, чтобы пропустить больше мощности / тока. Большее количество меди в обмотке приводит к большему весу, и двигатели, которые набиты обмотками, должны либо увеличивать размер двигателя, либо ухудшать структуру статора.В большинстве случаев размер двигателя будет увеличиваться, и поэтому большие двигатели могут легко создавать большую тягу.

Тип постоянного магнита, используемый в двигателе BLDC, создает сильное магнитное поле для работы обмоток и тем самым увеличивает мощность. Эта концепция использовалась до тех пор, пока производители не начали использовать магниты N52 в своих двигателях, и это изменение привело к мгновенному увеличению мощности примерно на 25% при сравнении двигателей с другими магнитами.

4. Дуговые магниты:

Зазор между постоянными магнитами, приклеенными к статору и колоколу, также влияет на мощность.Небольшие сокращения пространства между источниками двух магнитных полей повлияют на то, сколько силы магниты могут оказывать друг на друга. Это называется воздушным зазором двигателя.

Итак, чтобы решить эту проблему, большинство производителей улучшают ее, просто превращая постоянные магниты в дугообразные. Эти дуговые магниты уменьшают воздушный зазор между магнитом и статором (менее 1 мм) и тем самым улучшают характеристики.

5. Вал двигателя:

Нельзя игнорировать длину и размер вала двигателя.В основном люди выбирают двигатель с валом 5 мм, потому что это идеальный диаметр отверстия. В случае, если вы хотите получить двигатель с маленьким валом, просто установите на стойки переходник размера вала. Для вала большего размера необходимо просверлить отверстие большего размера на гребном винте.

Также убедитесь, что размер вала соответствует стойке и контргайке. Итак, двигатель должен иметь вал необходимой длины. Например, вал длиной не менее 13 мм, а затем короче, будет работать, чтобы действительно затянуть гайки, чтобы они были плотно затянуты во время полета, и тем самым приведет к обрыву резьбы.

6. Мощность:

Мощность двигателя указывается в ваттах (Вт), которые измеряются как напряжение x ампер. Чем выше мощность, тем мощнее двигатель. Обязательно проверьте, сколько ампер может потреблять двигатель, чтобы найти правильный электронный регулятор скорости (ESC). Использование ESC, который как минимум на 20% больше, заставит двигатель работать эффективно. В случае, если двигатель тянет 20А, а затем использовать регулятор скорости 30А, все будет нормально.

7.Тяга:

Необходимо знать, какую тягу будет производить их двигатель с различными комбинациями гребного винта и аккумулятора. Это поможет подобрать двигатель идеального размера для вашего проекта. Например, если вы ищете модель с весом 2 фунта, выберите двигатель, обеспечивающий тягу более 2 фунтов.

8. Электронный контроллер скорости (ESC):

ESC используется для управления движением или скоростью бесщеточного двигателя путем простого включения полевых МОП-транзисторов, чтобы создать вращающееся магнитное поле и тем самым позволить двигателю вращаться.Чем выше частота или быстрее ESC, который выполняется через 6 интервалов, тем выше будет скорость двигателя.

Вы должны знать, когда активировать правильную фазу, и для этого вам необходимо знать положение ротора, при котором его положение будет определяться двумя общими методами.

• Первый метод — В роторе используются датчики на эффекте Холла, чтобы определять магнитное поле, встроенное в статор (расположенное под углом 120–160 градусов друг от друга), и генерировать высокий уровень для одного магнитного полюса и низкий для другого, противоположного полюса.Обладая этой информацией, ESC будет знать, когда активировать последовательность коммутации.
• Второй метод — Здесь для определения положения ротора используется обратная электродвижущая сила или обратная ЭДС. Эта ЭДС является результатом генерации магнитного поля прямо противоположного процесса. Или просто изменение магнитного поля, которое проходит через катушку, вызовет в катушке ток. Таким образом, это вызовет ток в катушке и тем самым приведет к падению напряжения в катушке.ESC фиксирует падения напряжения и, таким образом, предсказывает, когда должен активироваться следующий интервал.

Наконец, это основной принцип работы этих двигателей BLDC и ESC, и он остается неизменным даже при увеличении количества полюсов как статора, так и ротора. Для трехфазного двигателя количество интервалов увеличивается для завершения цикла.

9. Вес:

Бесщеточных двигателей для мини-квадроциклов должно быть не менее четырех, и каждый грамм должен экономить на двигателе и умножаться на четыре.Таким образом, более тяжелый двигатель будет производить больше мощности и тем самым легко компенсировать их вес.

10. Цена:

Цена продукта будет определять его качество и эффективность двигателя. Чтобы купить бесщеточный двигатель лучшего качества, нужно потратить не менее 10-25 долларов на их моторы. Также нужно искать гарантию производителя на этот продукт.

Преимущества бесщеточных двигателей:

Бесщеточные двигатели постоянного тока коммутируются электронно и не используют щетки для коммутации.Он обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными щеточными двигателями постоянного тока. Некоторые из них упомянуты ниже.

• Он может работать на высоких скоростях до 100 000 об / мин, а не на щеточных двигателях с высокими оборотами 20 000 об / мин.
• Он имеет более длительный срок службы — около 10 000 часов работы.
• Однако в этом двигателе нет изнашиваемых деталей, за исключением подшипников, и поэтому этот двигатель BLDC требует меньше обслуживания.
• Они эффективны, надежны и долговечны.
• Его двигатель будет работать на высоких скоростях, поэтому он лучше всего подходит для вентиляторов, шлифовальных машин, удаленных автомобилей, квадрокоптеров и пил.
• Эти двигатели BLDC систематически оснащены энкодером, который позволяет определять положение ротора и электронное переключение. Таким образом, он идеально подходит для приложений с высокой точностью серводвигателей.

Недостатки бесщеточных двигателей:

Этот двигатель с BLDC имеет некоторые недостатки, о которых говорится ниже.

• Управление двигателем без регулятора затруднено.
• Для приводов требуются специализированные редукторы и низкие пусковые нагрузки, что усложняет задачу.
• Он стоит дороже, чем щеточные или другие типы двигателей постоянного тока, почему, потому что важно интегрировать контроллер, контроллер переключения.

Часто задаваемые вопросы: 1. Почему этот бесщеточный двигатель считается лучше щеточного?

Эту разницу между щеточными и бесщеточными двигателями легко найти.Щеточные двигатели используют щеточные варианты, которые сделаны из углерода, тогда как бесщеточный двигатель генерирует мощность с помощью магнитов. По этой причине бесщеточные двигатели адаптированы должным образом, выделяют меньше тепла, создают меньшее трение или отсутствие трения и, таким образом, обеспечивают наилучшую производительность.

2. Как определить, щеточный или бесщеточный двигатель?

Все, что вам нужно, это измерить сопротивление вашего двигателя при низком напряжении около 100 мВ. Хотя большинство цифровых мультиметров работают, но если сопротивление превышает несколько килоом, то это, вероятно, бесщеточный двигатель.В случае, если сопротивление ниже 100 Ом, то щеткой.

3. Где используются эти бесщеточные двигатели постоянного тока?

Бесщеточные двигатели могут использоваться в различных приложениях, таких как дроны, дистанционные автомобили с дистанционным управлением, вентиляторы, станки с ЧПУ, мини-квадрокоптеры и промышленные роботы. Наряду с этим, их можно использовать в различных приложениях, таких как приложения с регулируемой скоростью, управление положением, приложения с высокой скоростью и приложения с низким уровнем шума в областях автомобильной промышленности, потребительских приложений, промышленной автоматизации, медицины и химии, а также авиакосмической промышленности и контрольно-измерительных приборов

Заключение

Бесщеточный двигатель имеет значительно более высокий КПД, чем щеточный двигатель, поэтому большинство воинов дронов предпочитают строить свои квадрокоптеры с использованием бесщеточного двигателя.

Из всех перечисленных бесщеточных двигателей выделяется бесщеточная система питания Traxxas . Благодаря большой выходной мощности, номинальному напряжению 3500 об / мин / В, монтажной пластине для регулировки скорости, 3-х приводному электрическому регулированию скорости и ограниченным возможностям дроссельной заслонки, это лучший бесщеточный двигатель для обоих; начинающие и опытные любители дронов. Кроме того, конструкция двигателя является водонепроницаемой, а также имеет впечатляющий обзор и оценку.

Хотя это были наши выборы, мы заинтригованы вашими мыслями и мнениями.Что вы думаете о нашем списке? Вы имели в виду какой-нибудь бесщеточный двигатель, который мы упустили? Или у вас есть вопросы по дронам и квадрокоптерам? Если это так, не стесняйтесь писать нам в разделе комментариев ниже, и наша команда ответит вам как можно скорее.

В чем разница между щеточными двигателями постоянного тока и бесщеточными двигателями постоянного тока?

Загрузить статью в формате .PDF

Рынки двигателей и средств управления двигателями процветают в ряде областей, особенно в медицине и робототехнике.Кроме того, в автомобильном секторе существует большой спрос на небольшие, эффективные двигатели с высоким и низким крутящим моментом, а также на двигатели большой и малой мощности.

Эти приложения могут выбирать между щеточными двигателями постоянного тока, бесщеточными двигателями постоянного тока (BLDC) или их комбинацией. Большинство двигателей работают в соответствии с законом индукции Фарадея (см. Здесь) . Тем не менее, есть ключевые различия между этими двигателями и в возможностях трудоустройства, которые их ждут.

Щеточные двигатели постоянного тока
Примерно с конца 1800-х годов щеточные двигатели постоянного тока являются одним из самых простых типов двигателей.Без источника постоянного тока или батареи, необходимых для работы, типичный щеточный двигатель постоянного тока состоит из якоря (также известного как ротор), коллектора, щеток, оси и полевого магнита (рис. 1) (см. «Щеточный двигатель постоянного тока»). Основы двигателя ») .

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275e6f6d5f267ee20c49b» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы 0212 Wt Dbldc Fig1 0 «data-embed-src =» https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2012/02/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_0212WTDbldc_Fig1_0.png?auto=format&fit=max&w=1440 «data-embed 907%» data-embed 902} caption = , щеточный двигатель постоянного тока общего назначения включает в себя якорь или ротор, коммутатор, щетки, ось и полевой магнит. Естественно, требуется аккумулятор или источник питания. Свойства двигателя определяются материалом, из которого он изготовлен, количество витков, намотанных вокруг него, и плотность витков.Якорь или ротор — это электромагнит, а полевой магнит — постоянный магнит. Коммутатор представляет собой устройство с разъемным кольцом, обернутое вокруг оси, которое физически контактирует со щетками, которые подключены к противоположным полюсам источника питания (рис. 2) .

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275e6f6d5f267ee20c49d» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы 0212 Wt Dbldc Рис2 «data-embed-src =» https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2012/02/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_0212WTDbldc_Fig2.png?auto=format&fit=max&w=1440% «data-embed-caption =»]

2. Разъемное кольцо, охватывающее ось, коммутатор обеспечивает физический контакт со щетками, которые подключаются к противоположным полюсам источника питания, чтобы подавать на коммутатор положительные и отрицательные заряды.

Щетки заряжают коммутатор в обратном направлении по отношению к постоянному магниту, что, в свою очередь, вызывает вращение якоря.Направление вращения, по часовой стрелке и / или против часовой стрелки, можно легко изменить, изменив полярность щеток, то есть поменяв местами выводы на батарее.

Бесщеточные двигатели постоянного тока
С точки зрения различий, название — пустая трата времени. Двигатели BLDC не имеют щеток. Но их конструктивные отличия немного сложнее (см. «Основы бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC)») . Двигатель BLDC устанавливает свои постоянные магниты, обычно четыре или более, по периметру ротора крестообразно (рис.3) .

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275e6f6d5f267ee20c49f» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы 0212 Wt Dbldc Fig3 0 «data-embed-src =» https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2012/02/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_0212_WTDb = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
3. Если смотреть сверху, этот бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) использует четыре постоянных магнита, установленных в верхней части ротора, что устраняет необходимость в подключениях, коммутатор и щетки.

Эффективность — основная характеристика двигателей BLDC. Поскольку ротор является единственным носителем магнитов, он не требует энергии, то есть никаких соединений, коммутатора и щеток. Вместо них в двигателе используется схема управления. Чтобы определить, где находится ротор в определенное время, двигатели BLDC используют, наряду с контроллерами, угловые энкодеры или датчик Холла (см. «Простое управление бесщеточным двигателем постоянного тока») .

Двигатели

BLDC — это синхронные двигатели, что означает, что их роторы и статоры вращаются с одинаковой частотой.Они бывают в одно-, двух- и трехфазной конфигурациях (см. «Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC)») .

Кисть
Когда дело доходит до четко определенного диапазона основных применений, можно использовать щетку или бесщеточный двигатель. И, как и любые сопоставимые и конкурирующие технологии, щеточные и бесщеточные двигатели имеют свои плюсы и минусы.

Что касается профессионалов, щеточные двигатели обычно недорогие и надежные. Они также предлагают простое двухпроводное управление и требуют довольно простого управления или вообще не требуют управления в конструкциях с фиксированной скоростью.Если щетки сменные, эти двигатели также могут похвастаться несколько увеличенным сроком службы. И поскольку для них требуется немного внешних компонентов или их совсем нет, щеточные двигатели, как правило, надежно работают в суровых условиях.

С другой стороны, двигатели щеток требуют периодического обслуживания, поскольку щетки необходимо чистить и заменять для продолжения работы, что исключает их использование в критических медицинских конструкциях. Кроме того, если требуется высокий крутящий момент, электродвигатели щеток становятся немного плоскими. По мере увеличения скорости увеличивается трение щетки и уменьшается допустимый крутящий момент.

Однако крутящий момент может не быть проблемой в некоторых приложениях и действительно может быть желательным. Например, электрические зубные щетки требуют более высоких скоростей с уменьшением крутящего момента, что хорошо для щетки, зубов и десен.

К другим недостаткам щеточных двигателей постоянного тока относятся неадекватное рассеивание тепла, вызванное ограничениями ротора, высокая инерция ротора, низкий диапазон скоростей из-за ограничений, налагаемых щетками, и электромагнитные помехи (EMI), создаваемые искривлением щеток.

Or Not To Brush
Двигатели BLDC имеют ряд преимуществ перед своими щеточными собратьями. Во-первых, они более точны в приложениях для определения местоположения, полагаясь на датчики положения на эффекте Холла для коммутации. Они также требуют меньше обслуживания, а иногда и вовсе не требуют обслуживания из-за отсутствия щеток.

Они превосходят щеточные двигатели в соотношении скорость / крутящий момент благодаря их способности поддерживать или увеличивать крутящий момент на различных скоростях. Важно отметить, что на щетках нет потерь мощности, что делает компоненты значительно более эффективными.Другие преимущества BLDC включают в себя высокую выходную мощность, небольшой размер, лучшее рассеивание тепла, более высокие диапазоны скорости и малошумную (механическую и электрическую) работу.

Но нет ничего идеального. Двигатели BLDC имеют более высокую стоимость конструкции. Они также требуют стратегий контроля, которые могут быть как сложными, так и дорогостоящими. И им требуется контроллер, который может стоить почти столько же, если не больше, чем двигатель BLDC, которым он управляет.

Выбор — в наших приложениях
Основным моментом при выборе между компонентами любого типа является тип приложения и сокращение затрат на конечный продукт.Например, игрушечному роботу, предназначенному для рынка от шести до восьми лет, может потребоваться от четырех до девяти двигателей. Все они могут быть щеточными или бесщеточными компонентами постоянного тока или их смесью.

Если этот робот выполняет только базовые движения или является частью ознакомительного набора, нет необходимости использовать долговечные BLDC, которые стоят дороже, чем чистые аналоги. Игрушка или комплект, вероятно, попадут в мусорную корзину задолго до того, как сгорят моторы щеток.

Типичные применения щеточных двигателей постоянного тока включают моторизованные игрушки, бытовую технику и компьютерную периферию.Автопроизводители используют их для изготовления стеклоподъемников, сидений и других конструкций салона из-за их низкой стоимости и простой конструкции.

Двигатели

BLDC более универсальны, в основном из-за их смекалки в отношении скорости и крутящего момента. Они также поставляются в компактных корпусах, что делает их пригодными для различных компактных конструкций. Типичные приложения включают в себя компьютерные жесткие диски, механические медиаплееры, охлаждающие вентиляторы электронных компонентов, аккумуляторные электроинструменты, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения, промышленные и производственные системы, а также вертушки с прямым приводом.

Автомобильная промышленность также использует двигатели BLDC большей мощности для работы в электрических и гибридных транспортных средствах. По сути, эти двигатели представляют собой синхронные двигатели переменного тока с роторами с постоянными магнитами. Другие уникальные применения включают электрические велосипеды, в которых двигатели устанавливаются в колеса или колпаки, промышленное позиционирование и приведение в действие, сборочные роботы и линейные приводы для управления клапанами.

Список литературы

1. Закон Фарадея
2. Майкл Фарадей (1791-1867)
3. Зеноб Теофил Грамм
4. Кондит, Рестон, «Основы электродвигателя постоянного тока с щеткой»
5. Йедамале, Падмараджа, «Основы бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC)»
6. Браун, Уорд, «Простое управление бесщеточным двигателем постоянного тока»
7. Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC)

Произошла ошибка

Повторите попытку позже или попробуйте нашу домашнюю страницу еще раз.
Bitte versuchen Sie es später oder schauen Sie ob die Homepage funktioniert.

Ошибка: E1020

Австралия Электронная почта

Максон Мотор Австралия Пти Лтд

Unit 1, 12-14 Beaumont Road
Гора Куринг-Гай Новый Южный Уэльс 2080
Австралия

Benelux Электронная почта

maxon motor benelux B.V.

Йосинк Колквег 38
7545 PR Enschede
Нидерланды

Китай Электронная почта

Максон Мотор (Сучжоу) Ко., Лтд

江兴东 路 1128 号 1 号楼 5 楼
215200 江苏 吴江
中国

Германия Электронная почта

Максон Мотор ГмбХ

Truderinger Str. 210
81825 München
Deutschland

Индия Электронная почта

maxon precision motor India Pvt.ООО

Niran Arcade, № 563/564
Новая Бел-Роуд,
RMV 2-я ступень
Бангалор — 560 094
Индия

Италия Электронная почта

maxon motor italia S.r.l.

Società Unipersonale
Via Sirtori 35
20017 Rho MI
Италия

Япония Электронная почта

マ ク ソ ン ジ ャ パ ン 株式会社

東京 都 新宿 区 新宿 5-1-15
〒 160-0022
日本

Корея Электронная почта

㈜ 맥슨 모터 코리아

서울시 서초구
반포 대로 14 길 27, 한국 137-876

Португалия Электронная почта

maxon motor ibérica s.а

C / Polo Norte № 9
28850 Торрехон-де-Ардос
Испания

Швейцария Электронная почта

максон мотор аг

Брюнигштрассе 220
Постфах 263
6072 Sachseln
Schweiz

Испания Электронная почта

maxon motor ibérica s.a. Испания (Барселона)

C / Polo Norte № 9
28850 Торрехон-де-Ардос
Испания

Тайвань Электронная почта

maxon motor Тайвань

8F.