В чем разница между щеточными и бесщеточными двигателями постоянного тока?

СОДЕРЖАНИЕ:

  1. Что такое бесщеточный двигатель? Как это работает?
  2. Бесщеточный двигатель, конструкция и основные части
  3. Что такое щеточный мотор? Как это работает?
  4. Плюсы и минусы щеточного двигателя постоянного тока
  5. Основные приложения. Что лучше?

Коротко о различиях между щеточными и бесщеточными двигателями

Электродвигатели — это устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую. Эффективность этого процесса зависит от его конструкции и типа тока (переменного или постоянного тока).

Итак, в чем в двух словах разница между щеточными и бесщеточными двигателями?

  1. Бесщеточные двигатели не имеют щеток в сборе, они более компактны. Вместо этого они должны быть оснащены дополнительными коммутационными устройствами (контроллерами, датчиками вращения, приводами).
  2. Щеточные моторы дешевле и проще. Они могут быть подключены напрямую к источнику постоянного тока и иметь простое элементарное управление (например, переключатель).
  3. В бесщеточных вариантах их ротор вращается с другой стороны; Якорь с щеткой вращается механически (ток проходит через щетки).
  4. Бесщеточные имеют три провода для подключения, а щеточные — два.
  5. Бесщеточные двигатели имеют больший КПД (85-90%), чем щеточные (75-80%). Это означает, что с одинаковой мощностью первые преобразуют большую вращающую силу, потому что они не создают трения и не теряют много тепла во время своей работы.

Таким образом, мы можем сделать наш первый краткий вывод. Бесщеточные двигатели обладают более высокой производительностью, эффективностью и повышенной стабильностью. С другой стороны, электродвигатели с щеточным покрытием имеют более низкую цену и их легче обслуживать.

Для большей разницы рассмотрим их подробнее.

Что такое бесщеточный двигатель? Как это работает?

Принцип работы обоих типов двигателей в целом схож. Он основан на взаимодействии постоянного магнита в роторе и электромагнита в статоре.

Бесщеточный двигатель постоянного тока (его также называют BLDC или просто BL) является синхронным устройством и действует как PMSM (синхронный двигатель с постоянным магнитом). Следовательно, его принцип работы основан на самосинхронизированном частотном регулировании, когда их ротор и статор контактируют с одинаковой частотой.

Двигатели BLDC бывают двух типов:

  • Out-runner
  • Бегун

В первом случае ротор располагается над статором, а во втором — под ним. Давайте на примере посмотрим, как это работает на версии Out-Runner.

In such design, the rotor has permanent magnets and stator has a coil arrangement that forms an electrical magnet. The basic principle of operation is based exactly on their interaction.

A power from source makes coils energized, and they create a magnetic field according to Faraday law. When it happens, these energized coils are attracted to opposite poles located on rotor. These coils are installed in the rotor, so it starts to rotate with them.

When they approach to opposite pole, power turns off and commutator starts to energize a next pair. The next pair of coils are also attracted, thereby moving the rotor further. Then such action is repeated continuously.

BLDC have a special design that allows user to supply power to any coil, so it can quickly change torque and rotation speed. Brushless motors have a compact size with high speed and precise positioning at the same time.

BL motors generate no friction; hence they produce more rotation force instead of heat. This is achieved due to the lack of brushes. Instead of them, integrated commutating devices monitor and regulate a rotor position, speed of rotation, and steady distribution of current across the coils.

Brushless motor design and main parts

A common motor of that type has a three-phase winding on the stator and a permanent magnet on the rotor. It is also made in single, dual, or three-phase variations. As was mentioned above, the stator winding creates a rotating magnetic field, which drives the magnetic rotor into motion. To form such magnetic field, a three-phase voltage is applied to the winding.

So how does the system know which coil is energized and which should be energized? For this purpose, a special electronic controller is used. Such integrated commutating device turn on current to orthogonal (perpendicular) windings. It also contains sensors that determine a rotor position. The most often hall sensors are used but sometimes photoelectrical, inductive sensors, and resolvers perform such tasks.

To change the direction of rotation, the controller changes connection of two phases. It also can work as stepper or servo motor.

Advantages and disadvantages of brushless DC motor

The main advantages of a brushless motor

  • long service life;
  • low noise level;
  • high-efficiency indicators — about 90%;
  • maximum rotation speed is achieved quickly;
  • do not spark form during operation;
  • additional cooling resources are not required;
  • there are no mechanisms that need regular maintenance.

The main disadvantages of brushless motors

  • complex management system;
  • limited resource of electrical components;
  • high price due to expensive components.
  • need additional commutating devices to work (commutators, encoders, drives)

What is a brushed motor? How does it work?

Brushed motors are the most common DC motor. As noted above, its principle also consists in the attraction of two magnets with opposite poles.

The main parts of such motor are:

  1. Stator
  2. Rotor (armature)
  3. Brushes
  4. Commutator

Permanent or electrical magnets are placed on the stator and form a constant magnetic field. DC motors with electrical magnets are powered with the same dc source that armature.

Such motors can be of two main types:

  • Shunt motors (with parallel connection)
  • Serial motors (with serial connection)

Serial motors have a good start torque but its speed drops didactically with load. Opposite them, the parallel motors have worse start torque, but they can perform a constant speed irrespectively to acting load.

The rotor is connected to dc power source by brushes. Brushes are attached into commutator. Different windings are connected with different segments of such commutators. When they are energized, they create a magnetic field. When the rotor rotates, their magnetic fields change. This field switching is called commutation.

The current flows from the source to the windings, which as a result of the Lorentz law create a magnetic field and begin to interact with the magnets on the stator. The brushes (that made of generally of graphite) transfer power to the armature. To maintain their constant fit to the commutator, the springs exert pressure on them.

In the simplest mechanism with one loop of armature, an issue may happen when the armature becomes perpendicular to magnetic flux. In this case, its torque is equal to zero and the movement is interrupted for a short period. Therefore, for a smoother movement, additional loops are added to the design. The more of these loops, the smoother movement will be.

During the operation of such engines, Internal Electromotive (EMF) and Counter Electromotive (Back EMF) Forces often arise in accordance with the laws of Faraday and Lorenz. Because of this, a large amount of heat is generated. Therefore, in large and powerful motors, it is extremely needed to install additional cooling devices to avoid fire.

Pros and Cons of Brushed DC motor

The main advantages of brushed motors:

  • low cost;
  • simple design and wiring;
  • easy maintenance;
  • reliable to mechanical and vibration shocks.

The main disadvantages of brushed motors:

  • brushes wear out quickly;
  • have an electromagnetic noise;
  • sparks form during operation;
  • the mechanism overheats and smokes;
  • low efficiency (about 60-80%);
  • due to the high friction of the brushes, the service life is reduced.

Main applications. What is better?

Brushless motors, firstly, offer high performance and long life cycle. Such models are needed in areas where high rotation speed and resistance to overheating are required at the same time. Such equipment is used as part of the cooling system, in robotics, medical equipment, CNC machines, and other expensive and crucial industrial equipment. Brushless devices are more powerful than brushed ones with the same size. It is also used in areas when electric motors with a high lifespan and lack of maintenance are required.

The common brush dc motor has less power and stability. However, it is cheap and simple. Therefore, those devices perform not complicated and long-term tasks. Such equipment is used in the domestic sphere: in automobiles, hoisting mechanisms, in children’s radio-controlled models, and some household tools (like a drill). They need regular maintenance due to brush friction and quick wear, but they are quite reliable to resistance in industrial harsh environments.

On our website Eltra-Trade.com you can find the most popular models of Siemens and ABB motors.

ELTRA TRADE ПО-ПРЕЖНЕМУ ДОСТУПНА ДЛЯ ВАС! САМАЯ ВАЖНАЯ ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О РАБОТЕ ELTRA TRADE ВО ВРЕМЯ ПАНДЕМИИ COVID-19 (CORONAVIRUS).

Уважаемые покупатели, партнеры и друзья!

Eltra Trade sro внимательно отслеживает развитие ситуации с глобальной пандемией коронавируса (COVID-19). Во-первых, мы хотим сообщить вам, что наша компания все еще открывается и работает в обычном режиме.

Здоровье и безопасность наших клиентов, сотрудников, партнеров и поставщиков услуг сейчас являются нашим главным приоритетом. Для нас по-прежнему чрезвычайно важно постоянно оправдывать ожидания наших клиентов. Мы хотим вас заверить, что, как и прежде, остаемся надежным партнером и прилагаем все усилия для сохранения преемственности и качества наших услуг!

Поэтому сейчас большая часть нашей команды работает удаленно. Тем не менее, как всегда, мы остаемся на связи с вами. Работники склада обеспечивают все меры защиты и дезинфекции в соответствии с рекомендациями правительства и ВОЗ.

Мы делаем все возможное, чтобы наши клиенты получали все заказанное оборудование в кратчайшие сроки.

ВНИМАНИЕ! Для экспресс-доставки возможны задержки для большинства регионов из-за закрытия границ и ужесточения правил импорта. Также возможны задержки с доставкой в ​​отдаленные регионы. Мы просим вас отнестись к этим вопросам с терпением и пониманием. Обращаем ваше внимание, что товары из категории АКЦИЯ вы можете получить быстрее всего.

Все зарубежные поставки отправляются курьерскими службами (DHL, FEDEX, USPS, TNT и др.). Информацию о влиянии услуг для TNT и FedEx вы можете прочитать здесь, а для DHL здесь .

Мы понимаем, что многие из наших клиентов ежедневно сталкиваются с проблемами цепочки поставок, связанными с вирусом короны. Наши менеджеры также постоянно на связи, чтобы оперативно сообщить о текущем местонахождении товара и помочь с возможными проблемами.

Наши менеджеры доступны для вас по электронной почте, телефону и по аудио / видеоконференции. Номера телефонов находятся в разделе « Контакты » вверху страницы.

Наш веб-сайт и все информационные системы также работают в обычном режиме. По вопросам продаж вы можете использовать нашу контактную форму.

Проверенную и актуальную информацию об эффективных ответах на коронавирус вы можете найти на сайте CDC  и во Всемирной организации здравоохранения .

В заключение желаем всем крепкого здоровья и оптимизма! Пожалуйста, следуйте рекомендациям своих врачей, мойте руки, берегите свою семью и друзей, а мы позаботимся о вашем оборудовании!

С уважением, команда Eltra Trade

Частотно-регулируемый привод Schneider Electric Altivar 71 – лучшее решение для асинхронных моторов!

Компания Shcneider Electic является одним из всемирно известных лидеров в производстве приводной техники.

Частотно-регулируемые приводы Altivar 71 это серия частотников, которые работают в суровых условиях применения, с 3 фазами и мощностью до 630кВТ (856 л.с.).

Основными особенностями частотных преобразователей Altivar71 являются широкий спектр встроенных функций и возможность гибкой настройки.

Все преобразователи частоты ATV 71 имеют:

  • Интегрированные протоколы
  • Фильтры электромагнитной совместимости (ЭМС)
  • Карты связи
  • Графический терминал
  • Разнообразные контроллеры

Такая конструкция сделала представляемые приводы довольно популярными для самых разнообразных применений: деревообрабатывающие станки, фасовочные и упаковочные системы, подъемно-транспортное оборудование, погрузочно-разгрузочные механизмы и т.д.

Schneider ATV 71 — это привод, который может удовлетворить потребности самого взыскательного клиента!

Eltra Trade — надежный дистрибьютор Schneider Electric! Мы поставляем широкий спектр оборудования, от частотников до электродвигателей! Вы можете ознакомится с полным каталогом на нашем главном сайте.

Вы можете просто позвонить или отправить нам запрос и наши менеджеры помогут вас с выбором!

Преобразователи частоты ABB ACS880 – это универсальное решение для контроля электрических моторов?

ABB ACS880 это серия частотных преобразователей которая не только впитала в себя характеристики проверенного временем предшественника ACS800 но и создает новые возможности.

Основным преимуществом серии ACS880 является ее универсальность. Такие инверторы имеют гибкую настройку, независимо от индустрии и сферы применения. Благодаря такой особенности устройство применимо практически ко всем промышленным процессам.

Основной целью такого оборудования является регулирование работы электрических моторов. Представляемая линейка продуктов оптимизирует потребление энергии, увеличивает эффективность и упрощает настройку скорости оборотов электродвигателя.

Каталог частотников АББ включает в себя отдельные серии, линейки продуктов и дополнительных модули. Существует две основных группы в зависимости от типа установки:

  • Электроприводы настенного монтажа
  • Встроенные в контрольный шкаф электроприводы

Каждая из этих групп включает в себя несколько отдельных серий. Наиболее популярными моделями для настенного монтажа являются ACS880-01 и ACS880-04. Наиболее популярными ПЧ для монтажа в контрольные шкафы являются ACS880-07, ACS880-17 и ACS880-37.

Eltra Trade это опытный дистрибьютор Преобразователей частоты АББ. Мы поставляем весь спектр продуктов компании ABB. Вы можете ознакомится с каталогом на нашем основном сайте. Благодаря развитой сети поставок мы также можем предложить наилучшие цены!

Все что Вам нужно это просто позвонить нам или прислать запрос, и наши менеджеры помогут Вам со всеми деталями.

Встречайте Инкрементальный поворотный датчик Sick

Sick это всемирно известный производитель датчиков. Компания изготавливает датчики для разнообразных применений и задач. Одним из наиболее важных продуктов для компании являются инкрементальные и абсолютные энкодеры.

Sick производит несколько серий инкрементальных поворотных датчиков. Поворотные энкодеры определяют уровень поворота своего собственного вала. Такой вал наиболее часто сцепляется с валом электродвигателя, чтобы определять показатели его вращения.

Принцип работы инкрементальных датчиков угла поворота основывается на подсчете количества импульсов относительно нулевой (стартовой) точки. Количество импульсов на оборот (имп /об) определяет точность устройства. Когда такой датчик выключается, то вся информация о текущем положении пропадает. Таким образом измерения всегда начинается с нулевой точки, после каждого последующего запуска.

Sick производит различные серии инкрементальных энкодеров:

  • DBS50 Core
  • DBS36 Core
  • DKS40
  • DBS60 Core
  • DFS60 Inox
  • DGS34
  • DGS35

DBS50 Core — это инкрементальные датчики с универсальным механическим соединением. Выпускаются различные варианты фланцев (торцевой и серво) и валов (сплошной и полый). Все модели имеют компактный, но в тоже время прочный корпус. Точность устройств лежит в диапазоне от 10 до 2500 имп /об.

DBS36 Core — это категория датчиков, которые также имеют гибкое механическое соединение, как и предыдущая серия. Доступны модели с полым и сплошным валом. Устройства имеют небольшой корпус с диаметром 37 мм и могут работать при температурах от -20 до 85 °C. Разрешение устройства также идентично DBS50 (10…2500 ppr).

DKS40 — это серия высокопроизводительных датчиков. Они имеют компактный корпус, недорогой дизайн и высокое разрешение в одной упаковке. Стоит обратить внимание, что это устаревшие модели и в скором времени они будут сняты с производства.

DBS60 Core — это устройства, которые являются универсальным решением для различных применений. Выпускаются модели с торцевым и серво фланцем в качестве механического соединения. Существуют два варианта вала – слепой полый и сквозной полый. Устройство имеет разрешение до 2048 имп/об.

DFS60 Inox — это серия надежных, программируемых устройств с очень высоким разрешением (до 65,563 имп /об или 16 бит). Они имеют гибкую настройку входного напряжения, стартовой позиции и количества импульсов на оборот.

DGS4 и DGS35 серии имеют огромный полый вал (30 мм) и созданы для работы в жестких условиях. Они имеют специальный электрический интерфейс и еще много других особенностей для суровых условий.

Eltra Trade это опытный дистрибьютор продуктов Sick. Мы можем предложить полный каталог как инкрементальных, так и абсолютных энкодеров Sick. Вы можете ознакомится с ним, посетив наш основной официальный сайт. Вы также можете спросить нас о любом продукте по телефону или с помощью запроса на электронную почту.