Šepetėlinių ir bešepetėlinių variklių technologija: paaiškinti pagrindiniai principai ir veikimo skirtumai

Turinys
Šepetėlinių ir bešepetėlinių variklių technologija: paaiškinti pagrindiniai principai ir veikimo skirtumai
Šepetėlinių ir bešepetėlinių variklių technologija: paaiškinti pagrindiniai principai ir veikimo skirtumai

Didžiausias skirtumas diskusijose apie šepetėlinius ir bešepetėlinius variklius yra jų dalių judėjimo ir valdymo būdas. Šepetėliniai varikliai turi anglinius šepetėlius, kurie liečiasi su besisukančiu komutatoriumi, kuris keičia elektros srautą ir priverčia rotorių suktis. Priešingai, bešepetėliniai varikliai nenaudoja šepetėlių ar komutatorių; vietoj to, jie pasikliauja elektronika, kuri valdo srovę apvijose, o nuolatiniai magnetai sukasi. Kadangi šepetėliniuose varikliuose yra dalių, kurios liečiasi, jie sukuria trintį, triukšmą ir dilimą. Bešepetėliniai varikliai išvengia šių problemų, todėl jie veikia efektyviau, reikalauja mažiau priežiūros ir tarnauja ilgiau. Lyginant šepetėlinius ir bešepetėlinius variklius, bešepetėlinės versijos paprastai yra sklandesnės, tylesnės ir patikimesnės.

Pagrindiniai skirtumai

  • Šlifuoti varikliai turi šepetėlius ir komutatorių, kurie suktųsi. Dėl to atsiranda trintis, triukšmas ir dilimas. Jie yra mažiau efektyvūs ir reikalauja daugiau priežiūros.

  • Varikliai be šepetėlių naudoja elektroninius valdiklius ir jutiklius. Jie neturi šepetėlių. Dėl to jie veikia tyliau ir sklandžiau. Jie tarnauja ilgiau ir geriau naudoja energiją.

  • Bešepetėliniai varikliai geriau kontroliuoja greitį. Jie išskiria mažiau šilumos ir tarnauja ilgiau. Jie puikiai tinka didelio našumo ir ilgalaikiam naudojimui. Žmonės juos naudoja dronuose ir elektrinėse transporto priemonėse.

  • Šepetėliniai varikliai yra paprasti ir pigesni. Jie puikiai tinka paprastoms ir pigioms užduotims. Šiems darbams nereikia ilgo naudojimo ar didelio tikslumo.

  • Pasirinkite tinkamą variklį pagal savo poreikius ir kainą. Lengvesniems darbams naudokite šepetėlinius variklius. Sunkiam, tyliam ir stabiliam darbui naudokite bešepetėlinius variklius.

Šepetėlinio variklio principai

Kaip veikia šepetiniai varikliai

Šepetėlinis variklis elektrą paverčia judesiu. Jis naudoja magnetinius laukus, kad daiktai suktųsi. Kai elektra teka per rotoriaus apvijas, susidaro magnetinis laukas. Šis laukas susiduria su statoriaus magnetiniu lauku. Tai priverčia rotorių suktis. Komutatorius ir šepetėliai padeda rotoriui suktis viena kryptimi. Komutatorius perjungia srovę kas pusę apsisukimo. Taip rotorius sukasi sklandžiai. Šepetėliniai nuolatinės srovės varikliai naudoja šią idėją daugelyje mašinų.

  • Šepetėliniai varikliai naudoja judančias dalis elektros energijai valdyti.

  • Jie priverčia daiktus judėti, tinkamu laiku keisdami srovės kryptį.

  • Šepetėlinius nuolatinės srovės variklius lengva valdyti ir jie nėra brangūs.

Šepetėlių variklio komponentai

Šepetėlinis variklis turi kelias pagrindines dalis. Kiekviena dalis yra svarbi jo veikimui. Žemiau esančioje lentelėje išvardytos pagrindinės dalys ir jų funkcijos:

Komponentas

Vaidmuo variklio veikime

Statorius (lauko magnetai)

Sukuria pastovų magnetinį lauką, su kuriuo rotorius gali dirbti.

Rotorius (armatūra)

Sukasi statoriaus viduje; turi rites, kuriomis teka srovė ir kurios juda.

Šepečiai

Prijunkite elektros energiją iš išorės prie rotoriaus apvijų.

Komutatorius

Keičia srovės kryptį ritėse, kad rotorius toliau suktųsi.

Šepetėliniai nuolatinės srovės varikliai gerai naudoja šias dalis. Dėl paprastos konstrukcijos juos lengva surinkti ir sutaisyti.

Mechaninis komutavimas

Mechaninis komutavimas yra labai svarbus šepečiniuose varikliuose. Šepetėliai liečia komutatorių, kai rotorius sukasi. Šis prisilietimas keičia srovės kryptį kas pusę apsisukimo. Variklis palaiko magnetinių laukų kryptį, kad būtų užtikrinta stipri sukimo jėga. Geras komutavimas neleidžia rotoriui sustoti ar drebėti. Jei komutavimas netinkamas, variklis gali per daug įkaisti arba prarasti galią. Šepečiniams nuolatinės srovės varikliams reikia gero komutavimo, kad jie veiktų sklandžiai.

  • Mechaninis komutavimas padeda varikliui užtikrinti pastovią sukimo jėgą.

  • Variklis gali skleisti triukšmą ir įkaisti dėl šepetėlių sąlyčio.

  • Šepetėlinius variklius reikia prižiūrėti, nes šepetėliai ir komutatoriai susidėvi.

Šepetėliniai varikliai yra pigūs ir lengvai naudojami. Tačiau jie tarnauja ne taip ilgai ir neveikia taip greitai kaip kai kurie kiti varikliai. Daugelis žmonių renkasi šepetėlinius variklius paprastiems darbams, kai kaina yra svarbi.

Bešepetinių variklių principai

Kaip veikia bešepetėliniai varikliai

Bešepetis variklis juda elektronika. Jis neturi šepetėlių ar komutatoriaus. Valdiklis valdo, kaip elektra teka variklyje. Valdiklis tikrina rotoriaus padėtį ir siunčia energiją į tinkamas rites. Tai sukuria magnetinį lauką, kuris sukasi. Rotorius turi nuolatinius magnetus ir, sekdamas šiuo lauku, sukasi. Bešepetis nuolatinės srovės variklis gali naudoti jutiklius rotoriaus padėčiai nustatyti. Kai kurie varikliai tam naudoja Holo efekto jutiklius arba rotacinius kodavimo įrenginius. Kiti varikliai naudoja valdymą be jutiklių. Šis metodas nustato rotoriaus padėtį matuojant atgalinį EJJ ritėse. Valdymas be jutiklių gerai veikia, kai variklis sukasi greitai. Jį gali būti sunkiau naudoti, kai variklis užsiveda. Kai nėra atgalinio EJJ, valdiklis naudoja specialius veiksmus varikliui paleisti.

  • Valdiklis atlieka tą pačią funkciją kaip ir šepetėliai kituose varikliuose.

  • Bešepetis nuolatinės srovės variklis gali greitai suktis, kelia mažiau triukšmo ir dėvisi mažiau.

  • Geri valdikliai padeda varikliui veikti sklandžiai ir taupyti energiją.

Bešepetinių variklių komponentai

Bešepetis variklis yra paprastos ir išmanios konstrukcijos. Jį sudaro dvi pagrindinės dalys: statorius ir rotorius. Statorius laiko ritės apvijas. Rotorius turi nuolatinius magnetus su skirtingais poliais. Bešepetiniam nuolatinės srovės varikliui nereikia šepetėlių ar komutatoriaus. Vietoj to, jis naudoja jutiklius rotoriaus padėčiai nustatyti. Žemiau esančioje lentelėje parodyta, kuo skiriasi šepetėliniai ir bešepetėliniai varikliai:

Komponentas

Brushed Motor

Bešepetėlinis variklis

rotorius

Turi armatūros apvijas

Turi nuolatinius magnetus

Statoras

Turi nuolatinius magnetus

Turi daug ričių

Šepečiai

Anglies arba metaliniai šepetėliai

Nėra

Komutatorius

Mechaninis žiedas

Nėra (naudoja elektroninį valdiklį)

Komutacijos metodas

Mechaninis

Elektronika (jutikliai ir valdiklis)

Padėties jutimas

Nereikia

Holo jutikliai arba atgalinio EMF aptikimas

Ši konstrukcija padeda bešepetėliniam varikliui tarnauti ilgiau ir geriau veikti nei šepetėliniam varikliui.

Elektroninis valdymas

Elektroninis valdymas yra labai svarbus bešepetėliniam varikliui. Valdiklis naudoja jutiklius arba atgalinį elektromagnetinį lauką, kad žinotų, kur yra rotorius. Jis tinkamu laiku perjungia srovę statoriaus apvijose. Tai vadinama elektroniniu komutavimu. Bešepetis nuolatinės srovės variklis naudoja tai, kad suktųsi sklandžiai ir stabiliai. Elektroninis valdymas leidžia varikliui dirbti dideliu efektyvumu ir mažu triukšmu. Jis taip pat suteikia gerą greičio ir sukimo momento valdymą. Bešepetis variklis gali suktis greičiau ir tarnauti ilgiau nei šepetėlinis variklis. Nėra šepetėlių, todėl reikia mažiau taisymo ir mažiau dalių, kurios gali sugesti. Bešepetis nuolatinės srovės variklis naudojamas ten, kur reikalingas tylus, patikimas ir efektyvus darbas.

Patarimas: bešepetėlinio variklio elektroninė valdymo sistema puikiai tinka robotams, dronams ir elektrinėms transporto priemonėms, kur labai svarbus geras našumas ir patikimumas.

Šepetėlinis ir bešepetėlinis variklis: veikimo skirtumai

Efektyvumas ir našumas

Šlifuotas ir varikliai be šepetėlių veikia skirtingais būdais. Šepetėliniuose varikliuose naudojami anglies šepetėliai, kurie liečiasi su komutatoriumi. Šis lietimas sukelia trintį ir eikvoja energiją. Dėl šios priežasties šepetėliniai varikliai praranda daugiau energijos ir yra mažiau efektyvūs. Bešepetėliniai varikliai neturi šepetėlių, todėl nėra trinties. Jie daugiau elektros energijos paverčia judėjimu. Tai padeda bešepetėliniams varikliams ilgiau veikti su ta pačia baterija ir išlikti vėsesniems.

  • Bešepetėliniai varikliai taupo energiją ir gerai veikia įrankiuose, dronuose ir elektriniuose automobiliuose.

  • Šepetėliniai varikliai eikvoja daugiau energijos šilumos pavidalu ir jiems reikia daugiau galios.

Bešepetėliniai varikliai užtikrina pastovią galią ir gali dirbti greičiau. Dėl gero energijos vartojimo jie geriau tinka darbams, kuriems reikalingas ilgas akumuliatoriaus veikimo laikas ir pastovi galia.

Priežiūra ir tarnavimo laikas

Šių variklių priežiūra labai skiriasi. Šepetėliniai varikliai turi greitai susidėvinčių dalių. Anglinius šepetėlius reikia dažnai keisti, o komutatorius taip pat gali susidėvėti. Tai reiškia, kad jų remontui sugaišite daugiau laiko ir pinigų. Bešepetėliniai varikliai neturi šepetėlių ar komutatoriaus, todėl jiems reikia mažiau priežiūros. Dažniausiai juos tereikia laikyti švarius ir apsaugoti nuo dulkių bei vandens.

  • Bešepetėliniams varikliams reikia labai mažai priežiūros.

  • Bešepetėlius variklius laikykite švarius ir sausus, atokiau nuo dulkių ir alyvos.

  • Šepetėlinius variklius reikia dažnai keisti ir dažniau tikrinti.

Kiekvieno variklio tarnavimo laikas taip pat skiriasi. Žemiau esančioje lentelėje parodyta, kiek valandų gali veikti kiekvienas tipas:

Variklio tipas

Vidutinė eksploatavimo trukmė (valandomis)

Kontekstas / Taikymas

DC variklis be šepetėlių

20,000 +

Bendrosios pramoninės klasės

DC variklis be šepetėlių

10,000

Medicininė įranga

Šlifuotas nuolatinės srovės variklis

2,000 - 5,000

Medicininė įranga

Bešepetis variklis gamyklose gali veikti daugiau nei 20 000 valandų. Šepetėlinis variklis gali tarnauti tik iki 5 000 valandų. Dėl to bešepetėliniai varikliai labiau tinka darbams, kuriems reikia ilgo tarnavimo laiko.

Triukšmas ir šiluma

Renkantis variklį, svarbūs triukšmas ir šiluma. Šepetėliniai varikliai kelia daugiau triukšmo, nes šepetėliai trina komutatorių. Dėl šio trinties taip pat atsiranda kibirkščių ir papildomos šilumos. Bešepetėliniai varikliai yra daug tylesni ir vėsesni. Jie turi mažiau judančių dalių ir nėra šepetėlių trinties.

Žemiau esančioje lentelėje parodyta, kiek garsiai skleidžia skirtingi įrenginiai:

Mašinos tipas

Variklio tipas

Triukšmo lygis (dB)

Pastaba

Plaukų šepečio kirpimo ir kirpimo mašina HS40C

Šepetys

~ 65

Tylesnis, tinka mažoms dirbtuvėms

Tradiciniai 5 ašių 3 grąžtai ir 2 briaunavimo galvutės

Šepečiu

~ 75

Sudėtingesnis, didesnis triukšmas

Maža 2 ašių siūbavimo mašina

Šepetys

~ 68

Vidutinis greitis, tinka mažos apimties gamybai

Stulpelinė diagrama, kurioje lyginamas šepetinių ir bešepečių variklių siūbavimo mašinų triukšmo lygis

Bešepetiniai varikliai paprastai skleidžia apie 65 dB triukšmą, o šepetiniai varikliai gali kelti 75 dB ar daugiau. Dėl mažesnio triukšmo ir šilumos bešepetiniai varikliai geriau tinka tylioms vietoms ir ilgai veikiantiems įrenginiams.

Greitis ir valdymas

Greitis ir valdymas yra dideli šių variklių skirtumai. Šepetėliniai varikliai naudoja mechaninį komutavimą, kuris riboja jų greitį. Tai taip pat apsunkina jų valdymą. Šepetėliai gali skleisti elektrinį triukšmą, kuris kenkia jų veikimui. Bešepetėliniai varikliai naudoja elektroniką srovei perjungti. Tai leidžia jiems veikti sklandžiau, greičiau ir geriau valdyti.

  • Bešepetėliniai varikliai greitai keičia greitį ir gerai susidoroja su didelėmis apkrovomis.

  • Jie nesukelia kibirkščių, todėl yra saugesni ten, kur yra degių dujų.

  • Elektroninis valdiklis padeda bešepetėliniams varikliams veikti sklandžiau ir tiksliau.

Šepetėliniai varikliai gali susidurti su problemomis važiuojant dideliu greičiu ir prarasti galią, kai šepetėliai susidėvi. Bešepetėliniai varikliai veikia gerai ir stabiliai net ir po daugelio valandų.

Pastaba: Bešepetėliniai varikliai genda rečiau, nes neturi šepetėlių, kurie susidėvėtų. Jie taip pat yra apsaugoti nuo dulkių ir vandens, todėl tarnauja ilgiau ir geriau veikia sudėtingose ​​vietose.

Praktiniai Programos

Šepetėlių variklio naudojimas

Šepetėliniai varikliai randami daugelyje dalykų, kuriuos naudojame kasdien. Dėl paprastų dalių juos lengva naudoti ir valdyti. Jie gerai veikia ten, kur nereikia didelių greičio ar galios pakeitimų. Šepetėlinius variklius galite rasti linijinėse pavarose ir judesio valdymo sistemose. Elektriniai įrankiai taip pat dažnai naudoja šepetėlinius variklius. Automobiliai juos naudoja sėdynėms ir langams judinti. Gamyklos naudoja šepetėlinius variklius pagrindiniam mašinų judėjimui. Robotai ir automatizavimo sistemos kartais juos naudoja paprastiems darbams. Medicinos įrankiai ir protezai naudoja šepetėlinius variklius, nes jie yra pigūs ir gerai veikia. Ventiliatoriai ir maži virtuvės prietaisai dažnai turi šepetėlinius variklius lengvoms užduotims atlikti.

  • Linijinės pavaros ir judesio valdymo sistemos

  • Elektriniai įrankiai ir įranga

  • Automobilių sistemos (elektra valdomos sėdynės, langai)

  • Pramoninės mašinos

  • Robotika ir automatika

  • Medicininė įranga ir protezavimas

  • Buitiniai prietaisai

Bešepetis variklis naudoja

Bešepetėliniai varikliai naudojami daugelyje aukštųjų technologijų mašinų. Jie tarnauja ilgai ir taupo energiją. Žemiau esančioje lentelėje parodyta, kur bešepetėliniai varikliai yra geriausi:

Industrijos sektorius

Pagrindinės programos ir privalumai

Robotai

Marsaeigiai, protezai, aptarnavimo robotai, „BattleBots“; didesnis greitis, ilgesnė tarnavimo trukmė, mažiau kibirkščių

Transportavimas

Elektriniai dviračiai, „Segway“ riedučiai, elektrinės transporto priemonės, paspirtukai, riedlentės, valtys, RC modeliai; efektyvus sukimo momentas, ratų stebulės

Aviacija ir gynyba

NASA erdvėlaivių pūstuvai, Mėnulio gyvybės palaikymo sistemos, palydovai, kosminė įranga; nereikalauja priežiūros, yra patvarūs atšiauriomis sąlygomis

Gamyba ir pramonė

Variklio valdymas, valdymas, padėties nustatymas, energijos gamyba, vėjo energija, plastikai, plienas; ilgaamžiškumas, patvarumas

Karinis jūrų laivynas

Povandeniniai dronai, valtys, vandens motociklai, narų transporto priemonės, žuvų šėryklos, akvariumų valikliai; aukštas IP apsaugos lygis povandeniniam naudojimui

medicinos

Miego apnėjos įranga, dantų grąžtai, jautrūs medicinos prietaisai; tylus veikimas, mažas dydis, ilgas tarnavimo laikas

Bešepetėliniai varikliai puikiai tinka robotams, automobiliams, lėktuvams, gamykloms, laivams ir medicinos įrankiams. Jie yra tylūs ir lengvai valdomi. Tai padeda tose vietose, kur svarbus triukšmas ir tikslumas.

Kaina ir pasirinkimas

Žmonės renkasi šepetėlinius variklius, kai nori sutaupyti pinigų. Šepetėliniai varikliai yra pigesni, nes juose naudojama sena ir paprasta technologija. Jiems nereikia papildomos elektronikos, todėl visas prietaisas kainuoja mažiau. Šepetėliniai varikliai tinka daiktams, kurie neveikia nuolat, pavyzdžiui, automobilių sėdynėms ir langams. Jei šepetėliai susidėvi, tai nėra didelė problema šiems tikslams.

Bešepetėliniai varikliai geriau tinka sunkiems darbams. Jie naudoja mažiau energijos, reikalauja mažiau remonto ir tarnauja ilgiau. Bešepetėliniai varikliai yra tylūs, užtikrina sklandų greitį ir galią. Jie neskleidžia kibirkščių, todėl kai kuriose vietose yra saugesni. Bešepetėliniai varikliai kainuoja daugiau iš pradžių todėl, kad jiems reikia specialių valdiklių, tačiau laikui bėgant jie sutaupo pinigų.

Patarimas: lengviems, pigiems ir neilgai trunkantiems darbams naudokite šepetėlinį variklį. Sunkiems darbams, kurie turi būti tylūs, ilgaamžiai ir gerai veikti, rinkitės bešepetėlinį variklį.

Šepetėliniai varikliai naudoja mechanines liečiamas dalis, todėl kelia daugiau triukšmo, įkaista ir reikalauja daugiau priežiūros. Bešepetėliniai varikliai naudoja elektroninį valdymą, todėl jie tarnauja ilgiau ir veikia tyliau.

  • Šepetėliniai varikliai tinka paprastiems, nebrangiems darbams.

  • Bešepetėliniai varikliai geriausiai veikia, jei nori didelio našumo ir ilgo tarnavimo laiko.

Daugumai naudotojų bešepetėliniai varikliai suteikia geresnių rezultatų atliekant sudėtingas užduotis. Pasirinkite variklį, kuris atitinka jūsų poreikius ir biudžetą. Tinkamas pasirinkimas padeda kiekvienam projektui pasisekti.

DUK

Kas daro bešepetinį variklį efektyvesnį nei šepetėlinį variklį?

A Šepečiu variklis naudoja elektroniką vietoj šepetėlių. Tai reiškia, kad viduje nėra trinties. Mažesnė trintis padeda taupyti energiją. Variklis paverčia daugiau elektros energijos judesiu. Bešepetėliniai varikliai taip pat išlieka vėsesni. Jie tarnauja ilgiau nei šepetėliniai varikliai.

Dėl ko šepetėliniai varikliai greičiau susidėvi?

Šepetėliniai varikliai turi anglinius šepetėlius, kurie liečiasi su komutatoriumi. Dėl šio sąlyčio atsiranda trintis ir įkaista. Laikui bėgant, šepetėliai ir komutatorius susidėvi. Kad variklis gerai veiktų, jam reikia naujų šepetėlių.

Kokioms reikmėms bešepetiniai varikliai yra naudingiausi?

Varikliai be šepetėlių geriausiai veikia ten, kur reikia tylaus veikimo ir ilgo tarnavimo laiko. Jie puikiai tinka dronams, elektrinėms transporto priemonėms, robotams ir medicinos įrangai. Šie varikliai taip pat puikiai tinka ten, kur nenorite jų dažnai taisyti.

Kokia yra pagrindinė priežastis rinktis šepečiu variklį?

Žmonės renkasi šepetėlinius variklius paprastiems ir pigiems darbams atlikti. Šie varikliai yra pigesni ir lengvai naudojami. Jie tinka įrankiams, žaislams ir prietaisams, kurie ilgai neveikia.

Kokius saugos pranašumus siūlo bešepetėliniai varikliai?

Bešepetėliniai varikliai neskleidžia kibirkščių, nes neturi šepetėlių. Dėl to jie saugesni vietose, kuriose yra degių dujų ar dulkių. Jie taip pat veikia vėsiau, todėl mažesnė perkaitimo tikimybė.

Pasidalinkite įrašu:
80icon kopija 10

Susisiekite su mūsų patyrusiais automobilių inžinieriais.

Leiskite mums padėti Jums įgyvendinti projektą nuo koncepcijos iki masinės gamybos, sumažinant projektavimo ir gamybos riziką.

Variklių katalogo atsisiuntimas

Atsisiųskite ir peržiūrėkite visą serijos katalogą nemokamai

Kontaktai

Jums reikia mūsų palaikymo, ir mes esame pasiruošę jums padėti.

Motorinių transporto priemonių gaminius sunku suprasti, apibrėžti ir integruoti, nes nėra pramonės standartų. Mes siūlome ekspertų pagalbą projektavimo, gamybos ir tiekimo rizikos mažinimui.

Susisiekite su mūsų komanda dabar.

Galite lengvai įkelti savo 2D/3D CAD projektavimo failus, o mūsų pardavimų inžinerijos komanda pateiks jums kainos pasiūlymą per 24 valandas.

Kontaktai

Jums reikia mūsų palaikymo, ir mes esame pasiruošę jums padėti.

Galite lengvai įkelti savo 2D/3D CAD projektavimo failus, o mūsų pardavimų inžinerijos komanda pateiks jums kainos pasiūlymą per 24 valandas.

Kontaktai

Jums reikia mūsų palaikymo, ir mes esame pasiruošę jums padėti.

Galite lengvai įkelti savo 2D/3D CAD projektavimo failus, o mūsų pardavimų inžinerijos komanda pateiks jums kainos pasiūlymą per 24 valandas.