1. Motor de curent continuu cu perii
La motoarele cu perii, acest lucru se face cu un comutator rotativ pe arborele motorului, numit comutator. Acesta constă dintr-un cilindru sau disc rotativ, împărțit în mai multe segmente metalice de contact pe rotor. Segmentele sunt conectate la înfășurările conductorilor de pe rotor. Două sau mai multe contacte staționare numite perii, realizate dintr-un conductor moale, cum ar fi grafitul, apasă pe comutator, realizând contact electric glisant cu segmentele succesive pe măsură ce rotorul se rotește. Periile furnizează selectiv curent electric înfășurărilor. Pe măsură ce rotorul se rotește, comutatorul selectează diferite înfășurări, iar curentul direcțional este aplicat unei anumite înfășurări, astfel încât câmpul magnetic al rotorului să rămână nealiniat cu statorul și să creeze un cuplu într-o singură direcție.
2. Motor de curent continuu fără perii
În motoarele de curent continuu fără perii, un sistem servo electronic înlocuiește contactele mecanice ale comutatorului. Un senzor electronic detectează unghiul rotorului și controlează comutatoarele semiconductoare, cum ar fi tranzistoarele, care comută curentul prin înfășurări, fie inversând direcția curentului, fie, la unele motoare, oprindu-l, la unghiul corect, astfel încât electromagneții să creeze cuplu într-o singură direcție. Eliminarea contactului glisant permite motoarelor fără perii să aibă o frecare mai mică și o durată de viață mai lungă; durata lor de viață este limitată doar de durata de viață a rulmenților lor.
Motoarele de curent continuu cu perii dezvoltă un cuplu maxim atunci când sunt staționare, scăzând liniar pe măsură ce viteza crește. Unele limitări ale motoarelor cu perii pot fi depășite de motoarele fără perii; acestea includ o eficiență mai mare și o susceptibilitate mai mică la uzură mecanică. Aceste beneficii vin cu prețul unor electronice de control potențial mai puțin robuste, mai complexe și mai scumpe.
Un motor fără perii tipic are magneți permanenți care se rotesc în jurul unei armături fixe, eliminând problemele asociate cu conectarea curentului la armătura în mișcare. Un controler electronic înlocuiește ansamblul comutatorului motorului de curent continuu cu perii, care comută continuu faza înfășurărilor pentru a menține motorul în mișcare. Controlerul efectuează o distribuție similară a puterii temporizată utilizând un circuit în stare solidă în loc de sistemul comutatorului.
Motoarele fără perii oferă mai multe avantaje față de motoarele de curent continuu cu perii, inclusiv un raport cuplu-greutate ridicat, o eficiență sporită care produce mai mult cuplu pe watt, fiabilitate sporită, zgomot redus, o durată de viață mai lungă prin eliminarea eroziunii periilor și a comutatorului, eliminarea scânteilor ionizante din...
comutator și o reducere generală a interferențelor electromagnetice (EMI). Neavând înfășurări pe rotor, acestea nu sunt supuse forțelor centrifuge și, deoarece înfășurările sunt susținute de carcasă, pot fi răcite prin conducție, nefiind necesară circulația aerului în interiorul motorului pentru răcire. Aceasta înseamnă, la rândul său, că componentele interne ale motorului pot fi complet închise și protejate de murdărie sau alte corpuri străine.
Comutația motoarelor fără perii poate fi implementată în software folosind un microcontroler sau, alternativ, poate fi implementată folosind circuite analogice sau digitale. Comutația cu electronică în loc de perii permite o flexibilitate mai mare și capabilități care nu sunt disponibile la motoarele de curent continuu cu perii, inclusiv limitarea vitezei, operarea în micropasi pentru controlul mișcării lente și fine și un cuplu de menținere în staționare. Software-ul controlerului poate fi personalizat în funcție de motorul specific utilizat în aplicație, rezultând o eficiență mai mare a comutației.
Puterea maximă care poate fi aplicată unui motor fără perii este limitată aproape exclusiv de căldură; [necesită citare] prea multă căldură slăbește magneții și va deteriora izolația înfășurărilor.
Atunci când convertesc electricitatea în energie mecanică, motoarele fără perii sunt mai eficiente decât motoarele cu perii, în principal datorită absenței periilor, ceea ce reduce pierderea de energie mecanică datorată frecării. Eficiența sporită este cea mai mare în regiunile fără sarcină și cu sarcină redusă ale curbei de performanță a motorului.
Mediile și cerințele în care producătorii utilizează motoare de curent continuu de tip fără perii includ funcționarea fără întreținere, viteze mari și funcționarea în care scânteile sunt periculoase (de exemplu, medii explozive) sau ar putea afecta echipamentele sensibile electronic.
Construcția unui motor fără perii seamănă cu cea a unui motor pas cu pas, dar motoarele prezintă diferențe importante datorită diferențelor de implementare și funcționare. În timp ce motoarele pas cu pas sunt frecvent oprite cu rotorul într-o poziție unghiulară definită, un motor fără perii este de obicei destinat să producă rotație continuă. Ambele tipuri de motoare pot avea un senzor de poziție a rotorului pentru feedback intern. Atât un motor pas cu pas, cât și un motor fără perii bine proiectat pot menține un cuplu finit la zero RPM.
Data publicării: 08 martie 2023
