Co to jest silnik szczotkowy prądu stałego?

Szczotkowy silnik prądu stałego to klasyczny typ urządzenia napędowego, które bezpośrednio przekształca prąd stały na obrót mechaniczny. Ten typ silnika ma prostą konstrukcję i jest szeroko stosowany, powszechnie spotykany w sprzęcie gospodarstwa domowego, zabawkach elektrycznych i niektórych małych urządzeniach w pojazdach.

Poniżej znajduje się szczegółowe wprowadzenie do szczotkowe silniki prądu stałego :

1. Struktura podstawowa

Wewnętrzna struktura szczotkowanego silnika prądu stałego składa się głównie z kilku części:
Stojan (część stała): Zwykle magnesy trwałe przymocowane do wewnętrznej ścianki obudowy, odpowiedzialne za zapewnienie stabilnego pola magnetycznego.
Wirnik (część obrotowa): Wirujące uzwojenie cewki pośrodku, przez które przepływa prąd w celu wytworzenia siły magnetycznej.
Pędzle: To jest jego podstawowa cecha. Szczotki są zwykle wykonane z węgla i mają ścisły kontakt z obracającym się komutatorem.
Komutator: Umieszczony na wale wirnika, współpracuje ze szczotkami, aby zmienić kierunek prądu.

2. Zasada działania

Zasada działania tego silnika wykorzystuje magnetyczną zasadę „przeciwne bieguny przyciągają się, tak jak bieguny się odpychają”:
Gdy prąd przepływa przez szczotki do cewki wirnika, cewka wytwarza pole magnetyczne.
Pole magnetyczne wirnika oddziałuje z polem magnetycznym zewnętrznego stojana, wytwarzając ciąg, który powoduje obrót wału centralnego.
Aby zapewnić ciągły obrót silnika w jednym kierunku, komutator automatycznie zmienia kierunek prądu w cewce za każdym razem, gdy wirnik obraca się o określony kąt, zapewniając zawsze obecny ciąg.

3. Główne zalety

Proste sterowanie: wystarczy podłączyć go do źródła zasilania prądem stałym (takiego jak bateria), a zacznie się obracać. Kontrola prędkości jest również wygodna; wyższe napięcie powoduje szybsze obroty, a niższe napięcie powoduje wolniejsze obroty.
Wysoki moment rozruchowy: Ten typ silnika może generować znaczną moc po uruchomieniu, odpowiednią do rozruchu przy dużych obciążeniach.
Niski koszt: Ze względu na prostą konstrukcję jest tani w produkcji i łatwy w naprawie.

4. Konserwacja i ograniczenia

Ze względu na kontakt fizyczny w szczotkowych silnikach prądu stałego podczas użytkowania pojawiają się pewne nieuniknione problemy:
Zużycie mechaniczne: Ponieważ szczotki i komutator stale ocierają się o siebie, szczotki z czasem ulegają zużyciu i wymagają regularnej wymiany.
Iskrzenie: Tarcie i przełączanie prądu mogą powodować wewnątrz niewielkie iskry, co wymaga szczególnej uwagi w środowiskach łatwopalnych lub wybuchowych. Hałas podczas pracy: W porównaniu z silnikami bezszczotkowymi hałas tarcia jest nieco bardziej zauważalny.