Все двигатели состоят из статора и ротора, в двигателе постоянного тока, чтобы ротор начал вращаться, необходимо постоянно менять направление тока, иначе ротор сможет повернуться только на пол-оборота, что похоже на педаль велосипеда. Поэтому двигатели постоянного тока нуждаются в коллекторах. Обобщенный двигатель постоянного тока включает в себя щеточный двигатель и бесщеточный двигатель. Щеточный двигатель также известен как двигатель постоянного тока или угольный щеточный двигатель, часто упоминаемый двигатель постоянного тока относится к щеточному двигателю постоянного тока, он использует механическую коммутацию, внешний магнитный полюс не перемещает внутреннюю катушку (якорь), коммутатор и роторная катушка вращаются вместе, щетка и магнит не перемещаются, таким образом, коммутатор и щетка трение трение, завершают переключение направления тока.
Недостатки щеточного двигателя
1. Искры, возникающие при механической коммутации, вызывают трение коллектора и щетки, электромагнитные помехи, громкий шум, короткий срок службы.
2. Низкая надежность, поломки, требуется частое обслуживание.
3. Из-за наличия коллектора инерция ротора ограничена, максимальная скорость ограничена, а динамическая производительность ухудшается. Поскольку у него так много недостатков, почему он все еще широко используется, потому что у него высокий крутящий момент, простая конструкция и легкое обслуживание (то есть замена угольной щетки) и дешевизна.
Двигатель постоянного тока — бесщеточный двигатель
Бесщеточный двигатель также называется двигателем постоянного тока с переменной частотой (BLDC) в некоторых областях, он использует электронный коммутатор (датчик Холла), катушка (якорь) не перемещает магнитный полюс, в это время постоянный магнит может находиться как снаружи катушки, так и внутри катушки, поэтому существует внешний ротор бесщеточного двигателя и внутренний ротор бесщеточного двигателя.
Конструкция бесщеточного двигателя такая же, как у синхронного двигателя с постоянными магнитами. Однако один бесщеточный двигатель не является полной силовой системой, бесщеточный двигатель в основном должен управляться бесщеточным контроллером, то есть электрическим регулированием, для обеспечения непрерывной работы. Что действительно определяет его производительность, так это бесщеточный электронный регулятор (то есть электрическое регулирование).
В общем, ток привода бесщеточного двигателя имеет два вида, один — это квадратная волна, другой — синусоидальная волна. Иногда первый называется бесщеточным двигателем постоянного тока, а второй — сервомотором переменного тока, который на самом деле является одним из видов сервомотора переменного тока. (видеопортал) Режим работы бесщеточных двигателей различен и может быть разделен на внутренние роторные бесщеточные двигатели и внешние роторные бесщеточные двигатели. Внутренний ротор трехфазный, цена дороже. Внешний ротор обычно используется в однофазных, доступных по цене, массовое производство приблизилось к угольному щеточному двигателю, поэтому в последние годы он получил широкое распространение. Цена трех фаз внешнего ротора приблизилась к цене внутреннего ротора.
Ну, вы можете догадаться, что недостатки щеточных двигателей являются преимуществами бесщеточных двигателей. Он имеет преимущества высокой эффективности, низкого энергопотребления, низкого шума, долгого срока службы, высокой надежности, сервоконтроля, бесступенчатого регулирования частоты (до очень высокой скорости), он относительно меньше, чем щеточный двигатель постоянного тока, управление проще, чем у асинхронного двигателя переменного тока, начальный крутящий момент большой, перегрузочная способность, а недостатки... Он дороже, чем щеточный, труднее обслуживать.
Двигатель постоянного тока – принцип регулирования скорости
Регулирование скорости двигателя постоянного тока: так называемое регулирование скорости, то есть путем регулирования скорости двигателя для получения необходимого крутящего момента. Двигатель постоянного тока (щеточный) можно регулировать, изменяя напряжение, последовательное сопротивление, изменяя возбуждение, но фактическая регулировка напряжения является наиболее удобной и наиболее часто используемой, в настоящее время основное использование ШИМ-регулирования скорости, ШИМ фактически осуществляется через высокоскоростное переключение для регулирования напряжения постоянного тока, цикл, время включения длительное, среднее напряжение высокое, время выключения длительное, среднее напряжение низкое, это очень удобно для регулировки, если скорость переключения достаточно высокая, гармоники сети меньше, а ток более непрерывный.
Однако щетки и коллектор изнашиваются со временем, при этом при реверсировании происходит значительное изменение тока, что очень легко вызывает искры, коллектор и щетка ограничивают мощность и скорость двигателя постоянного тока, что приводит к возникновению узкого места в регулировании скорости двигателя постоянного тока. Для бесщеточного двигателя постоянного тока на поверхности регулирования скорости контролируется только входное напряжение, но автоматическая система регулирования частоты двигателя (бесщеточный двигатель постоянного тока сам по себе оснащен детектором положения ротора и другими устройствами сбора сигналов положения ротора и использует сигнал положения ротора этого устройства для управления временем коммутации устройства регулирования скорости с переменным напряжением и частотой) автоматически контролирует частоту в зависимости от переменного напряжения.
Это почти то же самое, что и у двигателя постоянного тока (щеточного), и очень удобно. Поскольку ротор использует постоянный магнит, не требуется специальная обмотка возбуждения, при той же мощности двигатель меньше, легче, более эффективен, более компактен, более надежен в эксплуатации и имеет лучшую динамическую производительность, что широко используется в приводах электромобилей.
