Класифікація безсерцевих двигунів

I. Класифікація безсерцевих двигунів

Двигуни без сердечника діляться на два типи: щіткові та безщіточні. Матові двигуни без сердечника мають ротор без сердечника, тоді як безщіточні двигуни без сердечника мають статор без сердечника.

Двигуни без щіток без сердечника використовують золотник і комутатор як ротор, тоді як безщіточні двигуни без сердечника використовують золотник як статор і постійні магніти як ротор.

II. Відмінності між щітковими та безщітковими двигунами

1. Щіткові двигуни

Щіткові двигуни використовують механічну комутацію; магнітні полюси залишаються нерухомими, а котушки обертаються. Під час роботи котушки і комутатор обертаються, а магніти і вугільні щітки - ні. Поперемінна зміна напрямку струму котушки здійснюється обертовим комутатором і щітками.

У щітковому двигуні процес передбачає розміщення двох вхідних силових клем кожного набору котушок у кільці, розділених ізоляційним матеріалом, утворюючи циліндричну структуру, інтегровану з валом двигуна. Електроживлення подається на один набір котушок через дві маленькі вугільні щітки, які під тиском пружини тиснуть на дві точки кільця введення живлення котушки в двох певних фіксованих положеннях.

Під час обертання двигуна різні котушки або різні полюси однієї котушки подаються під напругою в різний час, створюючи відповідну різницю кутів між N-S полюсами котушки, що створює її магнітне поле, та N-S полюсами найближчого статора з постійним магнітом. Притягання між протилежними магнітними полюсами та відштовхування між однаковими полюсами створюють силу, яка приводить в рух двигун. Вугільні електроди ковзають по виводах котушки, подібно до щіток на поверхні, звідси й назва «вугільні щітки».

Це ковзання викликає тертя та знос вугільних щіток, що потребує періодичної заміни. Почергове ввімкнення/вимкнення між вугільними щітками та клемами котушки також може генерувати електричні іскри, створюючи електромагнітні перешкоди, які можуть вивести з ладу електронне обладнання.

2. Безщіточні двигуни

У безщіткових двигунах використовується електронна комутація; котушки залишаються нерухомими, а магнітні полюси обертаються. Безщітковий двигун використовує електронну систему, яка через датчики Холла визначає положення полюсів постійного магніту. На основі цього датчика електронні схеми своєчасно перемикають напрямок струму в котушках, щоб забезпечити генерацію правильної магнітної сили для приводу двигуна. Це усуває недоліки щіткових двигунів.

Ці схеми складають контролер двигуна. Контролер безщіткового двигуна також може виконувати функції, які не можуть мати щіткові двигуни, наприклад, регулювати кут перемикання живлення, гальмувати двигун, реверсувати двигун, блокувати двигун і зупиняти подачу живлення до двигуна за допомогою сигналу гальмування. Електронні замки сигналізації на електровелосипедах тепер повністю використовують ці функції.

Безщіточні двигуни постійного струму складаються з корпусу двигуна та драйвера та є типовим мехатронним продуктом. Оскільки безщіточні двигуни постійного струму працюють -самоконтрольовано, вони не потребують додаткової пускової обмотки на роторі, як синхронні двигуни під великим навантаженням, починаючи з регулювання швидкості перетворення частоти, а також не відчувають коливань або втрати синхронізації під час різких змін навантаження.