Brushed DC Motor Manufacturers

Silnik szczotkowany DC industry knowledge Q&A

I. Co to jest silnik szczotkowany DC?

A DC brushed motor to urządzenie elektryczne, które przekształca zasilanie prądu stałego w energię mechaniczną. Opiera się na synergii szczotek i komutatorów, aby osiągnąć obecną komutację, zapewniając w ten sposób, że silnik obraca się w sposób ciągły i stabilnie. Ma długą historię rozwoju w dziedzinie silników i jest stosunkowo dojrzałym rodzajem silnika z szerokimi zastosowaniami w wielu branżach i scenariuszach. Od dużego sprzętu przemysłowego po małe urządzenia gospodarstwa domowego, można go zobaczyć, zapewniając wsparcie zasilania dla różnych urządzeń.

Ii. Na jakich prawach fizycznych są zasady robocze silników szczotkowanych DC na podstawie?

Zasada pracy silników szczotkowanych DC opiera się głównie na prawie indukcji elektromagnetycznej i prawa Ampere. Prawo indukcji elektromagnetycznej ujawnia zjawisko, że zmieniające się pole magnetyczne może wygenerować pole elektryczne, podczas gdy prawo amperu opisuje siłę, na którą przewód przenoszący prąd będzie poddawany w polu magnetycznym. Gdy zasilacz DC jest podłączony do silnika, prąd wchodzi do wirnika kręty przez szczotkę. W polu magnetycznym wytwarzanym przez stojana, energetyzowane uzwojenie wirnika jest poddawane sile elektromagnetycznej zgodnie z prawem amperu, generując w ten sposób moment obrotowy elektromagnetycznej i doprowadzając wirnik do obracania. Jednocześnie komutator powoduje ciągłe zmianę kierunku prądu w celu utrzymania ciągłego obrotu wirnika. Proces ten w pełni odzwierciedla zastosowanie tych dwóch fizycznych praw. ​

Iii. Jaką konkretną rolę odgrywa komutator w procesie roboczym silnika pędzla DC? ​

Komutator jest kluczowym elementem silnika pędzla DC. Składa się z wielu segmentów komutatorów i jest ściśle podłączony do wirnika. Gdy silnik działa, gdy wirnik się obraca, komutator stale zmienia kierunek prądu w uzwojeniu wirnika. Dzieje się tak, ponieważ gdy wirnik obraca się pod pewnym kątem, jeśli kierunek prądu się nie zmieni, kierunek siły elektromagnetycznej na wirnik odwróci się, powodując, że silnik nie będzie w stanie stale obracać się. Terminowa komunikacja komutatora może zapewnić, że kierunek siły elektromagnetycznej na wirnik w każdej pozycji pozostaje spójny, i zawsze napędza wirnik do obracania się w jednym kierunku, zapewniając w ten sposób, że silnik może działać w sposób ciągły i stabilny. Na przykład w silniku samochodu zabawkowego właśnie polegał na roli komutatora, że koła samochodu zabawkowego mogą nadal obracać się do przodu. ​

Iv. Jakie są rodzaje statorów silników pędzla DC i jakie są ich cechy?

Istnieją dwa główne typy statorów dla szczotkowanych silników prądu stałego, a mianowicie statory stałego magnesu i statków żelaznych rdzeni z uzwojeniami. Stały magnes stały używają magnesów stałych do generowania pól magnetycznych. Mają stosunkowo prostą strukturę, niskie koszty produkcji i nie wymagają dodatkowego prądu wzbudzenia. Mają wysoką wydajność energetyczną i powszechnie występują w małych szczotkowanych silnikach DC, takich jak szczoteczki do zębów elektrycznych i małe wentylatory. Jednak na wytrzymałość pola magnetycznego magnesów stałych wpływają czynniki środowiskowe, takie jak temperatura. Długoterminowe zastosowanie w środowiskach o wysokiej temperaturze może powodować demagnetyzację, wpływając w ten sposób na wydajność silnika. Żelazne rdzeń z uzwojeniami generują pola magnetyczne przez uzwojenia uzwojenia żelaznego rdzenia i przepuszczającego prądu. Wytrzymałość pola magnetycznego tego stojana można kontrolować, dostosowując prąd uzwojenia. Ma wysoką elastyczność i jest odpowiedni na okazje o wysokich wymaganiach dotyczących siły pola magnetycznego, takich jak niektóre silniki regulujące prędkość przemysłową. Jednak jego struktura jest stosunkowo złożona, koszt produkcji jest również wysoki, a do zapewnienia prądu wymagana jest dodatkowa zasilacz wzbudzenia. ​

V. Z jakich materiałów są zwykle wykonane szczotki i jakie efekty będą miały ich zużycie na silniku?

Szczotki są na ogół wykonane z materiałów, takich jak grafit. Graphit ma dobrą przewodność i smar, co może zapewnić płynną transmisję prądu i zmniejszyć tarcie z komutatorem. Podczas pracy szczotki będą stopniowo zużywać się z powodu ciągłego tarcia z komutatorem. Kiedy szczotki są noszone do pewnego stopnia, będą miały wiele działań niepożądanych na silnik. Po pierwsze, kontakt między szczotką a komutatorem stanie się niestabilny, co spowoduje słabą transmisję prądową, która zmniejszy moc wyjściową silnika i niestabilną wydajność operacyjną. Na przykład, jeśli szczotki silnika próżniowego są poważnie zużyte, ssanie zostanie znacznie osłabione. Po drugie, zużyte szczotki mogą wytwarzać duże iskry, zwiększać zakłócenia elektromagnetyczne i wpływać na normalne działanie otaczającego sprzętu elektronicznego. Ponadto, jeśli poważnie zużyte szczotki nie zostaną wymienione na czas, może to powodować słaby kontakt między szczotką a komutatorem, a nawet wyłącznikiem, co czyni silnik niezdolnym do prawidłowego działania. Jednocześnie proszek wytwarzany przez zużycie może również zanieczyścić inne części wewnątrz silnika i wpływać na żywotność silnika. ​

Vi.in Które scenariusze aplikacji są zaletą dużego momentu początkowego silnika szczotkowanego DC specjalnie odbijanego? ​

Zaletą dużego momentu początkowego silnika szczotkowanego DC jest wyraźnie odzwierciedlona w wielu scenariuszach, które wymagają szybkiego uruchamiania i napędzające duże obciążenia. Na przykład w dźwigu, gdy należy podnieść ciężki obiekt, silnik musi wygenerować wystarczająco duży moment obrotowy w krótkim czasie, aby przezwyciężyć grawitację ciężkiego obiektu, aby ciężki obiekt mógł uruchomić i wzrosnąć płynnie. Ta funkcja silnika pędzla DC po prostu spełnia wymagania robocze dźwigu. W elektrycznym wózku widłowym silnik musi również mieć duży moment rozruchowy w celu prowadzenia wózka widłowego i towarów, aby szybko rozpocząć i poprawić wydajność pracy. Ponadto w niektórych dużych urządzeniach przemysłowych, takich jak pomocniczy system przesyłowy młyna toczenia, silnik jest również wymagany do szybkiego uruchomienia i zapewnienia dużego momentu obrotowego, aby zapewnić normalne działanie sprzętu. ​

VII. Na jaki sprzęt wpłynie zakłócenia elektromagnetyczne silnika pędzla DC i jak zmniejszyć tę zakłócenia? ​

Zakłócenia elektromagnetyczne silnika pędzla DC jest generowane głównie przez iskrę między szczotką a komutatorem. Ta interferencja może mieć niekorzystny wpływ na różne otaczające urządzenia elektroniczne. Na przykład w dziedzinie medycyny niektóre precyzyjne wyposażenie medyczne, takie jak elektrokardiografie i monitory, mają bardzo wysokie wymagania dla środowiska elektromagnetycznego. Zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez silnik mogą powodować niedokładne dane pomiarowe tych urządzeń i wpływać na wyniki diagnozy. W dziedzinie komunikacji sprzęt komunikacyjny radiowy, sprzęt odbierający satelitę itp. Są również podatne na zakłócenia elektromagnetyczne, co powoduje spadek jakości transmisji sygnału, przerwy sygnału, szumu i innych problemów. Aby zmniejszyć tę interferencję, można podjąć pewne środki, takie jak dodanie warstwy osłonowej do obudowy silnika, która może blokować propagację sygnałów elektromagnetycznych; instalowanie filtrów na linii zasilacza silnika w celu odfiltrowania sygnałów zakłóceń; wybór wysokiej jakości pędzli i komutatorów w celu zmniejszenia generowania iskier; rozsądne układanie odległości między silnikiem a innym sprzętem elektronicznym, aby uniknąć zakłóceń o bliskim zakresie itp.

VIII. Zgodnie z metodą generowania pola magnetycznego stojana silniki pędzla DC można podzielić na które dwie kategorie i jakie są ich scenariusze zastosowania? ​

Zgodnie z metodą generowania pola magnetycznego stojana silniki pędzla DC można podzielić na silniki pędzla stałego magnesu DC i silniki szczotki DC. Stownik silnika szczotki stałego magnesu DC wykorzystuje magnesy stałe do generowania pola magnetycznego. Ma prostą strukturę, niewielką rozmiar, lekką wagę, wysoką wydajność i nie wymaga prądu wzbudzenia i ma dobrą dynamiczną wydajność. Jest szeroko stosowany w małych urządzeniach i scenariuszach wrażliwych na koszty, takich jak małe urządzenia gospodarstwa domowego (elektryczne szczoteczki do zębów, suszarki do włosów), zabawki elektryczne, przenośne urządzenia elektroniczne itp. Stownik silnika szczotkowanego z rany DC generuje pole magnetyczne przez uzwojenie, a siła pola magnetycznego może być precyzyjnie dostosowana przez kontrolowanie prądu uzwojenia, a tym samym osiągnięciu prędkości motorycznej ioru. Jednak ten rodzaj silnika ma stosunkowo złożoną strukturę, wysoki koszt i wymaga dodatkowego zasilacza wzbudzenia. Jest stosowany głównie w dziedzinach przemysłowych, które wymagają wysokiej wydajności motorycznej i wymagają precyzyjnej kontroli, takich jak maszynowe narzędzia, młynki, dźwigi i inne duże wyposażenie przemysłowe. ​

IX. Jaka jest różnica w wydajności między silnikami DC pod wpływem boczków a silnikami DC pod wpływem serii, a do jakich okazji są odpowiednie? ​

Uzwojenie stojana i uzwojenie wirnika silnika DC podchodnień do bocznika są połączone równolegle, a jego prędkość jest stosunkowo stabilna, mniej wpływa na zmiany obciążenia i ma dobrą wydajność regulacji prędkości. Gdy obciążenie się zmienia, jego prędkość nie zmienia się zbytnio i może utrzymać stosunkowo stabilny stan pracy. Jest odpowiedni na okazje, w których stabilna prędkość musi być utrzymywana pod różnymi obciążeniami, takimi jak narzędzia maszynowe, wentylatory, pompy wodne i inne urządzenia. Urządzenia te mają wysokie wymagania dotyczące stabilności prędkości w celu zapewnienia dokładności przetwarzania lub wydajności pracy. Uzwojenie stojana i uzwojenie wirnikowe silnika DC podekscytowanego szeregowo są połączone szeregowo. Ma duży moment początkowy i silną pojemność przeciążenia, ale prędkość różni się znacznie w zależności od obciążenia. Gdy obciążenie wzrośnie, prędkość spadnie gwałtownie. Ta charakterystyka sprawia, że nadaje się na okazje wymagające dużego momentu początkowego, takie jak elektronarzędzia (ćwiczenia elektryczne, piły elektryczne), dźwigi, tramwaje itp., Wiertło elektryczne musi pokonać dużą opór podczas rozpoczynania, a duży moment początkowy silnika DC podchodnień serii może zaspokoić jego działania. ​

X. Jakie są zalety i wady silników bezszczotkowych DC w porównaniu z silnikami bezszczotkowymi DC? Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę przy wyborze? ​

Zalety silników bezszczotkowych DC to prosta kontrola, niski koszt odpowiadających odpowiednich obwodów kontrolnych, stosunkowo dojrzała technologia i zalety w niektórych przypadkach wrażliwych na koszty. Ma jednak problem zużycia pędzla i wymaga regularnej konserwacji i wymiany, co nie tylko zwiększa koszty użytkowania, ale także może zwiększyć przestoje. Ponadto iskry generowane między szczotką a komutatorem spowodują zakłócenia elektromagnetyczne, wpływające na otaczające urządzenia elektroniczne, a żywotność jest stosunkowo krótka. Silniki bezszczotkowe DC nie mają szczotek, więc nie ma problemu z zużyciem szczotki, małych zakłóceń elektromagnetycznych, niskiej hałasu, długiej żywotności oraz bardziej stabilnej i niezawodnej pracy. Jednak jego obwód kontrolny jest złożony i wymaga specjalnego kontrolera, co jest kosztowne. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę wiele czynników, takich jak czułość kosztów scenariusza aplikacji, wymagania dotyczące żywotności i konserwacji motorycznej oraz czy istnieją ograniczenia dotyczące zakłóceń elektromagnetycznych. Na przykład w zwykłych zabawkach elektrycznych silniki szczotkowane DC są bardziej odpowiednim wyborem, ponieważ są bardziej wrażliwe na koszty, a intensywność zużycia silnika jest stosunkowo niska; Podczas gdy w quadkopterach, aby realizować długą żywotność, zwykle wybierane są niskie zakłócenia i wysoka stabilność, silniki bezszczotkowe DC. ​

Xi. W porównaniu z silnikami prądu przemiennego, jakie są zalety i wady silników szczotkowanych DC i jakie różne scenariusze są dla nich odpowiednie?

Zaletą silników szczotkowanych DC jest to, że mają dobrą wydajność regulacji prędkości, mogą osiągnąć gładką regulację prędkości w szerokim zakresie i mieć duży moment początkowy. Mogą dokładnie kontrolować prędkość i moment obrotowy. Są one odpowiednie do scenariuszy o wysokich wymaganiach dotyczących prędkości i kontroli momentu obrotowego, takie jak precyzyjne urządzenia transmisyjne w liniach produkcyjnych automatyzacji przemysłowej, urządzenia medyczne, które wymagają precyzyjnej kontroli prędkości itp. Jego wady są to, że struktura jest stosunkowo złożona, występują problemy z zużyciem pędzla, koszt konserwacji jest wysoki, a w zastosowaniach o dużej mocy, wydajność jest stosunkowo niska. Zalety silników prądu przemiennego to prosta struktura, łatwa konserwacja i niski koszt. Są one szeroko stosowane w zastosowaniach o dużej mocy o niskiej prędkości, takich jak duże wentylatory przemysłowe, pompy wodne, sprężarki centralne i inne urządzenia. Urządzenia te nie wymagają szybkiej regulacji, ale koncentrują się bardziej na niezawodności i taniej operacji silnika. W niektórych małych urządzeniach lub precyzyjnych instrumentach, które wymagają precyzyjnej kontroli prędkości i momentu obrotowego, szczotkowane silniki DC mogą lepiej odgrywać swoje zalety.