Что такое щеточный двигатель?

Что такое щеточный двигатель?

Щеточный двигатель — это двигатель со скользящими контактами, называемыми щетками, для проведения тока к вращающемуся валу. Они характеризуются простой и недорогой конструкцией и легким управлением крутящим моментом. Однако щетки изнашиваются при вращении и требуют периодического обслуживания. Недостатком щеточных двигателей является то, что они шумят при работе.

Хотя в двигателях переменного тока с обмоткой и других типах двигателей также используются щетки, термин «щеточный двигатель» обычно относится к щеточным двигателям постоянного тока.

Применение щеточных двигателей

Щеточные двигатели используются в широком спектре приложений, от потребительских товаров до промышленных приложений. Типичные примеры:

• Небольшие офисные вентиляторы и вентиляторы охлаждения ПК
• Промышленное оборудование, такое как вытяжные вентиляторы котлов
• Рабочие двигатели для пригородных поездов
• Подъемные двигатели лифтов

Поскольку они недорогие среди двигателей постоянного тока, их используют в охлаждающих вентиляторах для офисного оборудования постоянного тока. Они также давно используются в движущемся оборудовании, таком как поезда и лифты, из-за их простого управления крутящим моментом и скоростью вращения.

В последние годы инверторное управление, которое не требует щеток и легко обслуживается, стало основным направлением для управления крутящим моментом в мобильном оборудовании. Бесщеточные двигатели также становятся популярными.

Принцип работы щеточных двигателей

Щеточные двигатели состоят из ротора, статора и коммутатора. Статор может использовать катушку или постоянный магнит.

Статор постоянно генерирует магнитное поле, а ток, текущий в катушке, намотанной вокруг ротора, и магнитное поле статора генерируют электромагнитную силу для вращения двигателя. Важно, чтобы щетки контактировали с коммутатором и чтобы направление тока катушки было в одном направлении.

Крутящий момент и скорость можно контролировать, изменяя величину тока.

Другая информация о щеточных двигателях

1. Срок службы щеточных двигателей

Срок службы щеток щеточных двигателей обычно составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч часов. С другой стороны, срок службы самих щеточных двигателей определяется сроком службы подшипников и обычно составляет от десятков тысяч до сотен тысяч часов.

Щеточные двигатели вращаются путем переключения между отталкивающими и притягивающими силами между статором и ротором. Для вращения ротора полярность магнитной силы должна переключаться в соответствии с углом поворота, и эту роль играет коммутатор.

Хотя привод прост и удобен в использовании, достаточно просто подать постоянное напряжение, щетки представляют собой механические контакты, которые изнашиваются из-за вращения, поэтому, если щетки нельзя заменить, срок службы двигателя зависит от срока службы щеток.

2. Отличие от бесщеточных двигателей

Щеточные двигатели также называются двигателями постоянного тока, потому что они могут легко приводиться в действие источником постоянного тока. Бесщеточные двигатели, с другой стороны, также называются синхронными двигателями с постоянными магнитами. Щеточные двигатели проще в управлении и менее дороги, чем бесщеточные двигатели, что делает их пригодными для широкого спектра применений.

Щеточные двигатели используются во многих приложениях, но их короткий срок службы из-за износа щеток является недостатком. Замена щеток необходима для длительного использования. Щеточные двигатели могут управляться не только постоянным напряжением, но и импульсами ШИМ.

С другой стороны, бесщеточные двигатели исключают коммутатор и щетки и используют постоянные магниты в роторе. Отсутствие щеток обеспечивает бесщеточным двигателям более длительный срок службы, а срок службы подшипников — это срок службы бесщеточного двигателя.

Привод бесщеточного двигателя классифицируется на «привод прямоугольной волны» (метод управления напряжением прямоугольной волны) и «привод синусоидальной волны» (управление напряжением синусоидальной волны). В то время как привод с квадратной волной имеет относительно простую схему привода, он генерирует шум и вибрацию во время вращения. С другой стороны, привод с синусоидальной волной имеет более сложную схему привода, но отличается меньшим шумом и вибрацией во время вращения.