AC variklis be šepetėlių. Varikliai be šepetėlių "mokymo programa ir dizainas

Kurio veikimo principas pagrįstas dažnio reguliavimu ir savisinchronizacija vadinamas demonu komutatoriaus variklis. Šiame projekte vektorius magnetinis laukas statorius valdomas rotoriaus padėties atžvilgiu. Variklis be šepetėlių buvo sukurtas siekiant pagerinti standartinių nuolatinės srovės šepečių variklių veikimą.

Jis organiškai derino daugiausiai geriausios savybės Nuolatinės srovės varikliai ir bekontakčiai elektros varikliai.

Pagrindiniai skirtumai nuo įprastų variklių

Variklis be šepetėlių dažnai naudojamas radijo bangomis valdomi modeliai lėktuvas. Puikus jų veikimas ir ilgaamžiškumas įgijo didelį populiarumą, nes nėra besitrinančių dalių šepečių pavidalu, kurie perduoda srovę.

Norėdami išsamiau parodyti skirtumą, turite tai atsiminti standarte kolektoriaus elektros variklis rotorius sukasi su apvijomis statoriaus viduje, kurios yra pagrįstos nuolatiniais magnetais. Apvijos perjungiamos naudojant kolektorių, priklausomai nuo rotoriaus padėties. Elektros variklyje kintamoji srovė priešingai, rotorius su magnetu sukasi statoriaus viduje su apvijomis. Maždaug tokio paties dizaino variklis.

Skirtingai nei standartiniai varikliai, bešepetėlyje statorius veikia kaip judanti dalis, kurioje įdedami nuolatiniai magnetai, o fiksuotos dalies vaidmenį atlieka rotorius su trifazėmis apvijomis.

Kaip veikia variklis be šepetėlių

Variklio sukimasis atliekamas tam tikra seka keičiant magnetinio lauko kryptį rotoriaus apvijose. Šiuo atveju nuolatiniai magnetai sąveikauja su rotoriaus magnetiniais laukais ir paleidžia judantį statorių. Šis judėjimas pagrįstas pagrindine magnetų savybe, kai panašūs poliai atstumia ir nepanašūs – traukia.

Magnetinius laukus rotoriaus apvijose ir jų kaitą valdo valdiklis. Tai gana sudėtingas įrenginys, galintis perjungti dideles sroves didelis greitis. Valdiklis turi turėti savo grandinę variklis be šepetėlių o tai labai padidina jo naudojimo išlaidas.

Varikliai be šepetėlių neturi besisukančių kontaktų ir jokių kontaktų, galinčių perjungti. Tai yra pagrindinis jų pranašumas prieš įprastus elektros variklius, nes visi trinties nuostoliai yra minimalūs.

Buitiniai ir medicinos prietaisai, aviamodeliavimas, dujotiekių ir naftotiekių vamzdžių uždarymo pavaros - tai toli gražu pilnas sąrašasšepetėlių nuolatinės srovės variklių (BD) taikymo sritis. Pažvelkime į šių elektromechaninių pavarų įrenginį ir veikimo principą, kad geriau suprastume jų pranašumus ir trūkumus.

Bendra informacija, prietaisas, apimtis

Viena iš susidomėjimo DB priežasčių – išaugęs greitaeigių mikrovariklių su tiksliu padėties nustatymu poreikis. Tokių pavarų vidinė struktūra parodyta 2 pav.

Ryžiai. 2. Bešepetėlio variklio įtaisas

Kaip matote, dizainas yra rotorius (armatūra) ir statorius, pirmasis turi nuolatinį magnetą (arba kelis magnetus, išdėstytus tam tikra tvarka), o antrasis turi ritinius (B), kad sukurtų magnetinį lauką.

Pažymėtina, kad šie elektromagnetiniai mechanizmai gali būti arba su vidiniu inkaru (tokio tipo konstrukcija matyti 2 pav.), arba išoriniai (žr. 3 pav.).

Ryžiai. 3. Dizainas su išoriniu inkaru (outrunner)

Atitinkamai, kiekvienas dizainas turi tam tikrą taikymo sritį. Prietaisai su vidine armatūra turi didelis greitis sukimosi, todėl jie naudojami aušinimo sistemose, kaip elektrinės dronai ir kt. Varo su išorinis rotorius naudojami ten, kur reikalingas tikslus padėties nustatymas ir atsparumas sukimo momento perkrovoms (robotika, medicininė įranga, CNC staklės ir kt.).

Veikimo principas

Skirtingai nuo kitų diskų, pvz. asinchroninė mašina kintamoji srovė, DB darbui reikalingas specialus valdiklis, kuris įjungia apvijas taip, kad armatūros ir statoriaus magnetinių laukų vektoriai būtų statmeni vienas kitam. Tai yra, iš tikrųjų vairuotojo įtaisas reguliuoja sukimo momentą, veikiantį DB armatūrą. Šis procesas aiškiai parodytas 4 paveiksle.

Kaip matote, kiekvienam armatūros judesiui reikia atlikti tam tikrą komutaciją variklio statoriaus apvijoje be šepetėlių tipas. Šis veikimo principas neleidžia sklandžiai valdyti sukimosi, tačiau leidžia greitai įgyti pagreitį.

Skirtumai tarp šepečių ir bešepetėlių variklių

Kolektoriaus tipo pavara skiriasi nuo DB as dizaino elementai(žr. 5 pav.), ir veikimo principą.

Ryžiai. 5. A - kolektoriaus variklis, B - bešepetėlis

Apsvarstykite dizaino skirtumai. 5 paveiksle parodyta, kad kolektoriaus tipo variklio rotorius (1 pav. 5), skirtingai nei bešepetėlis, turi ritinius, kuriuose paprasta grandinė apvijos, o nuolatiniai magnetai (dažniausiai du) montuojami ant statoriaus (2 pav. 5). Be to, ant veleno sumontuotas kolektorius, prie kurio prijungiami šepečiai, kurie tiekia įtampą į armatūros apvijas.

Trumpai apibūdinkite veikimo principą kolektorių mašinos. Kai vienai iš ritių įjungiama įtampa, ji sužadinama ir susidaro magnetinis laukas. Jis sąveikauja su nuolatiniais magnetais, todėl sukasi armatūra ir ant jo esantis kolektorius. Dėl to maitinimas tiekiamas kitai apvijai ir ciklas kartojasi.

Šios konstrukcijos armatūros sukimosi dažnis tiesiogiai priklauso nuo magnetinio lauko intensyvumo, kuris, savo ruožtu, yra tiesiogiai proporcingas įtampai. Tai yra, norint padidinti arba sumažinti greitį, pakanka padidinti arba sumažinti galios lygį. O norint pakeisti, būtina pakeisti poliškumą. Šiam valdymo būdui nereikia specialaus valdiklio, nes kelionės valdiklis gali būti pagamintas remiantis kintamu rezistorius, o įprastas jungiklis veiks kaip keitiklis.

Ankstesniame skyriuje aptarėme variklių be šepetėlių dizaino ypatybes. Kaip prisimenate, jų prijungimui reikalingas specialus valdiklis, be kurio jie tiesiog neveiks. Dėl tos pačios priežasties šie varikliai negali būti naudojami kaip generatorius.

Taip pat reikėtų pažymėti, kad kai kuriuose diskuose šio tipo efektyvesniam valdymui rotoriaus padėtys stebimos naudojant Hall jutiklius. Tai žymiai pagerina variklių be šepetėlių charakteristikas, tačiau padidina ir taip brangaus dizaino kainą.

Kaip užvesti variklį be šepetėlių?

Kad tokio tipo pavara veiktų, reikalingas specialus valdiklis (žr. 6 pav.). Be jo paleidimas neįmanomas.

Ryžiai. 6. Modeliavimui skirti variklių valdikliai be šepetėlių

Nėra prasmės surinkti tokį įrenginį patiems, pigiau ir patikimiau bus nusipirkti gatavą. Galite pasiimti iki šias charakteristikas, būdinga PWM kanalo tvarkyklėms:

• Didžiausia leistina srovė, ši charakteristika pateikiama normaliam įrenginio veikimui. Gana dažnai gamintojai šį parametrą nurodo modelio pavadinime (pavyzdžiui, Phoenix-18). Kai kuriais atvejais piko režimui suteikiama reikšmė, kurią valdiklis gali palaikyti kelias sekundes.
• Didžiausia vardinė įtampa nuolatiniam darbui.
• Valdiklio vidinių grandinių varža.
• Leistinas apsisukimų skaičius, nurodytas aps./min. Virš šios vertės valdiklis neleis padidinti sukimosi (ribojimas įgyvendinamas programinės įrangos lygiu). Atkreipkite dėmesį, kad greitis visada nurodomas 2 polių pavaroms. Jei polių porų yra daugiau, reikšmę padalinkite iš jų skaičiaus. Pavyzdžiui, nurodytas skaičius 60000 aps./min., todėl 6 magnetinis variklis sukimosi greitis bus 60000/3=20000 prm.
• Daugumos valdiklių generuojamų impulsų dažnis yra nuo 7 iki 8 kHz, daugiau brangūs modeliai leidžia perprogramuoti parametrą, padidinant jį iki 16 arba 32 kHz.

Atkreipkite dėmesį, kad pirmosios trys charakteristikos lemia duomenų bazės talpą.

Variklio valdymas be šepetėlių

Kaip minėta aukščiau, pavaros apvijų komutavimas valdomas elektroniniu būdu. Kad nustatytų, kada perjungti, vairuotojas stebi armatūros padėtį naudodamas Hall jutiklius. Jei pavaroje nėra tokių detektorių, atsižvelgiama į galinį EML, atsirandantį neprijungtose statoriaus ritėse. Valdiklis, kuris iš tikrųjų yra aparatinės ir programinės įrangos kompleksas, stebi šiuos pokyčius ir nustato perjungimo tvarką.

Trifazis bešepetėlis nuolatinės srovės variklis

Dauguma duomenų bazių yra sukurtos trijų fazių. Tokiai pavarai valdyti valdiklis turi keitiklį nuolatinė įtampaį trifazį impulsą (žr. 7 pav.).

7 pav. DB įtampos diagramos

Norint paaiškinti, kaip veikia toks variklis be šepetėlių, reikėtų apsvarstyti 4 paveikslą kartu su 7 paveikslu, kuriame paeiliui pavaizduoti visi pavaros veikimo etapai. Užsirašykime juos:

1. Teigiamas impulsas suteikiamas ritėms "A", o neigiamas impulsas - "B", dėl to armatūra judės. Jutikliai užfiksuos jo judėjimą ir duos signalą kitam komutavimui.
2. Ritė "A" išjungiama, o teigiamas impulsas eina į "C" ("B" lieka nepakitęs), tada signalas duodamas kitam impulsų rinkiniui.
3. Ant "C" - teigiamas, "A" - neigiamas.
4. Pora „B“ ir „A“ kūrinių, kurie gauna teigiamų ir neigiamų impulsų.
5. Teigiamas impulsas vėl taikomas "B", o neigiamas impulsas - "C".
6. Ritės „A“ įjungiamos (+ tiekiamas), o „C“ kartojamas neigiamas impulsas. Tada ciklas kartojasi.

Dėl akivaizdaus valdymo paprastumo kyla daug sunkumų. Būtina ne tik sekti armatūros padėtį, kad būtų galima gaminti kitą impulsų seriją, bet ir valdyti sukimosi greitį reguliuojant srovę ritėse. Be to, reikėtų rinktis labiausiai optimalūs parametrai greitėjimui ir lėtėjimui. Taip pat verta paminėti, kad valdiklyje turi būti blokas, leidžiantis valdyti jo veikimą. Išvaizda tokį daugiafunkcį įrenginį galima pamatyti 8 pav.

Ryžiai. 8. Daugiafunkcis variklio valdiklis be šepetėlių

Privalumai ir trūkumai

Elektrinis variklis be šepetėlių turi daug privalumų, būtent:

• Tarnavimo laikas yra daug ilgesnis nei įprastų kolektorių.
• Didelis efektyvumas.
• Greitasis rinkimas Maksimalus greitis sukimasis.
• Jis yra galingesnis nei CD.
• Jei veikimo metu nėra kibirkščių, pavarą galima naudoti gaisro pavojingomis sąlygomis.
• Nereikia papildomo aušinimo.
• Paprasta operacija.

Dabar pažvelkime į minusus. Reikšmingas trūkumas, o tai riboja duomenų bazės naudojimą – gana didelė jų kaina (atsižvelgiant į vairuotojo kainą). Tarp nepatogumų yra ir tai, kad negalima naudotis duomenų baze be tvarkyklės, net ir trumpalaikiam aktyvinimui, pavyzdžiui, norint patikrinti veikimą. Problemos taisymas, ypač jei reikia pervynioti.

Varikliai naudojami daugelyje technologijų sričių. Kad variklio rotorius suktųsi, reikalingas besisukantis magnetinis laukas. Įprastuose nuolatinės srovės varikliuose šis sukimasis atliekamas mechaniškai naudojant šepečius, slenkančius palei kolektorių. Tai sukelia kibirkštis, be to, dėl trinties ir šepečių susidėvėjimo tokie varikliai reikalauja nuolatinės priežiūros.

Tobulėjant technologijoms, atsirado galimybė sukurti besisukantį magnetinį lauką elektroniniu būdu, kuris buvo įkūnytas bešepetiuose nuolatinės srovės varikliuose (BLDC).

Prietaisas ir veikimo principas

Pagrindiniai BDPT elementai yra šie:

• rotorius ant kurių pritvirtinti nuolatiniai magnetai;
• statorius ant kurio sumontuotos apvijos;
• elektroninis valdiklis.

Pagal konstrukciją toks variklis gali būti dviejų tipų:

su vidiniu rotoriaus (įėjimo) išdėstymu

su išoriniu rotoriaus išdėstymu (outrunner)

Pirmuoju atveju rotorius sukasi statoriaus viduje, o antruoju atveju rotorius sukasi aplink statorių.

einantis variklis naudojamas, kai reikia gauti didelis greitis sukimasis. Šio variklio standartinė konstrukcija yra paprastesnė, todėl varikliui montuoti galima naudoti stacionarų statorių.

aplenkiamas variklis tinkamas gauti didelis momentas adresu žemų apsukų. Šiuo atveju variklis montuojamas naudojant fiksuotą ašį.

einantis variklis didelis apsukas, mažas sukimo momentas. aplenkiamas variklis- mažas greitis, didelis sukimo momentas.

BLDT polių skaičius gali būti skirtingas. Pagal polių skaičių galima spręsti apie kai kurias variklio charakteristikas. Pavyzdžiui, variklis su rotoriumi, turinčiu 2 polius, turi didesnį apsisukimų skaičių ir mažą sukimo momentą. Varikliai su padidintu polių skaičiumi turi didesnis momentas, bet mažiau apsisukimų. Keisdami rotoriaus polių skaičių, galite pakeisti variklio apsisukimų skaičių. Taigi, pakeisdamas variklio konstrukciją, gamintojas gali rinktis reikiamus parametrus variklio sukimo momentas ir sūkiai.

BDPT direktoratas

Greičio reguliatorius, išvaizda

Naudojamas bešepetėliu varikliui valdyti specialus valdiklis – variklio veleno greičio reguliatorius nuolatinė srovė. Jos užduotis yra generuoti ir įnešti tinkamas momentas iki norimos reikiamos įtampos apvijos. Įrenginių, maitinamų iš 220 V tinklo, valdiklyje dažniausiai naudojama inverterio grandinė, kurioje srovė 50 Hz dažniu pirmiausia paverčiama į D.C., o tada į impulsų pločio moduliuotus (PWM) signalus. Statoriaus apvijų įtampai tiekti naudojami galingi elektroniniai bipolinių tranzistorių jungikliai ar kiti maitinimo elementai.

Variklio galia ir sūkių skaičius reguliuojamas keičiant impulsų darbo ciklą, taigi ir efektyvią įtampos, tiekiamos į variklio statoriaus apvijas, vertę.

Greičio reguliatoriaus schema. K1-K6 - klavišai D1-D3 - rotoriaus padėties jutikliai (Hall jutikliai)

Svarbus klausimas yra savalaikis ryšys elektroniniai raktai prie kiekvienos apvijos. Norėdami tai užtikrinti valdiklis turi nustatyti rotoriaus padėtį ir jo greitį. Tokiai informacijai gauti gali būti naudojami optiniai arba magnetiniai jutikliai (pvz. salės jutikliai), taip pat atvirkštinius magnetinius laukus.

Dažnesnis naudojimas salės jutikliai, kuris reaguoti į magnetinio lauko buvimą. Jutikliai ant statoriaus dedami taip, kad juos veiktų rotoriaus magnetinis laukas. Kai kuriais atvejais jutikliai įrengiami įrenginiuose, kurie leidžia keisti jutiklių padėtį ir atitinkamai reguliuoti laiką.

Rotoriaus greičio reguliatoriai yra labai jautrūs per jį praeinančios srovės kiekiui. Jei pasirinksite Pakraunama baterija esant didesnei išėjimo srovei, reguliatorius perdegs! Pasirinkite tinkamą savybių derinį!

Privalumai ir trūkumai

Palyginti su įprastiniai varikliai BDPT turi šiuos privalumus:

• didelis efektyvumas;
• didelio našumo;
• galimybė keisti greitį;
• jokių putojančių šepečių;
• nedideli garsai, tiek garso, tiek aukšto dažnio diapazonuose;
• patikimumas;
• gebėjimas atlaikyti sukimo momento perkrovas;
• puikiai dydžio ir galios santykis.

Variklis be šepetėlių yra labai efektyvus. Jis gali siekti 93-95%.

Didelis mechaninės DB dalies patikimumas paaiškinamas tuo, kad joje naudojami rutuliniai guoliai ir nėra šepečių. Išmagnetinimas nuolatiniai magnetai atsiranda gana lėtai, ypač jei jie pagaminti naudojant retųjų žemių elementus. Kai naudojamas srovės apsaugos valdiklyje, šio mazgo tarnavimo laikas yra gana ilgas. Tiesą sakant BLDC tarnavimo laikas gali būti nustatomas pagal rutulinių guolių tarnavimo laiką.

BDP trūkumai yra valdymo sistemos sudėtingumas ir didelė kaina.

Taikymas

BDTP taikymo sritis yra tokia:

• modelių kūrimas;
• vaistas;
• automobilių;
• Naftos ir dujų pramonė;
• Prietaisai;
• karinė įranga.

Naudojimas DB orlaivių modeliams suteikia didelį pranašumą galios ir matmenų atžvilgiu. Palyginus įprastą „Speed-400“ šepetinį variklį ir tos pačios klasės „Astro Flight 020“ BDTP, matyti, kad pirmojo tipo variklio efektyvumas yra 40–60%. Antrojo efektyvumas variklis tomis pačiomis sąlygomis gali pasiekti 95%. Taigi DB naudojimas leidžia beveik dvigubai padidinti modelio galios dalies galią arba jo skrydžio laiką.

Dėl mažo triukšmo ir šildymo trūkumo eksploatacijos metu BLDC plačiai naudojami medicinoje, ypač odontologijoje.

Automobiliuose tokie varikliai naudojami stikliniai keltuvai, elektriniai valytuvai, žibintų plovikliai ir elektriniai sėdynių pakėlimo valdikliai.

Nėra komutatoriaus ir šepečio kibirkščių leidžia naudoti DB kaip fiksavimo įtaisų elementus naftos ir dujų pramonėje.

Kaip duomenų bazės naudojimo pavyzdys Buitinė technika galite pastebėti Skalbimo mašina su LG tiesiogine būgno pavara. Ši įmonė naudoja Outrunner tipo BDTP. Ant variklio rotoriaus yra 12 magnetų, o ant statoriaus - 36 induktoriai, kurie yra suvynioti 1 mm skersmens viela ant magnetiškai laidžių plieninių šerdžių. Ritės jungiamos nuosekliai po 12 ritių kiekvienoje fazėje. Kiekvienos fazės varža yra 12 omų. Holo jutiklis naudojamas kaip rotoriaus padėties jutiklis. Variklio rotorius pritvirtintas prie skalbimo mašinos vonelės.

Visur šis variklis naudojamas kompiuterių kietuosiuose diskuose, todėl jie yra kompaktiški, CD ir DVD įrenginiuose bei mikroelektroninių įrenginių aušinimo sistemose ir ne tik.

Kartu su mažos ir vidutinės galios DU, dideli BLDC vis dažniau naudojami sunkiosios paskirties, jūrų ir karinėje pramonėje.

DB Aukšta įtampa sukurtas JAV kariniam jūrų laivynui. Pavyzdžiui, Powertec sukūrė 220 kW 2000 aps./min. CBTP. Variklio sukimo momentas siekia 1080 Nm.

Išskyrus nurodytas sritis, DB naudojami projektuojant stakles, presus, plastiko apdirbimo linijas, taip pat vėjo energetikoje ir potvynio bangų energijos panaudojime.

Charakteristikos

Pagrindinės variklio charakteristikos:

• vardinė galia;
• maksimali galia;
• maksimali srovė;
• maksimalus darbinė įtampa ;
• Maksimalus greitis(arba Kv koeficientas);
• apvijos varža;
• švino kampas;
• darbo režimas;
• bendros svorio charakteristikos variklis.

Pagrindinis variklio rodiklis yra jo vardinė galia, tai yra galia, kurią variklis sukuria ilgą veikimo laiką.

Maksimali galia- tai galia, kurią variklis gali duoti trumpą laiką nesugriuvęs. Pavyzdžiui, aukščiau minėtam Astro Flight 020 varikliui be šepetėlių jis yra 250 vatų.

Didžiausia srovė. Astro Flight 020 jis yra 25 A.

Maksimali darbinė įtampa- įtampa, kurią gali atlaikyti variklio apvijos. „Astro Flight 020“ yra nustatytas veikti nuo 6 V iki 12 V.

Maksimalus variklio greitis. Kartais pase nurodomas Kv koeficientas – variklio apsisukimų skaičius volte. Astro skrydžiui 020 Kv = 2567 aps./min. Tokiu atveju maksimalus skaičius rpm galima nustatyti padauginus šį koeficientą iš didžiausios darbinės įtampos.

Paprastai apvijos varža varikliams yra dešimtosios arba tūkstantosios omo dalys. Astro Flight 020 R= 0,07 omo. Šis pasipriešinimas turi įtakos BPDT efektyvumui.

švino kampas reiškia perjungimo įtampų pažangą ant apvijų. Tai siejama su indukciniu apvijų atsparumo pobūdžiu.

Veikimo būdas gali būti ilgalaikis arba trumpalaikis. Ilgai dirbant variklis gali veikti ilgai. Tuo pačiu metu jo sukurta šiluma visiškai išsisklaido ir ji neperkaista. Šiuo režimu varikliai veikia, pavyzdžiui, ventiliatoriuose, konvejeriuose ar eskalatoriuose. Momentinis režimas naudojamas tokiems įrenginiams kaip liftas, elektrinis skustuvas. Tokiais atvejais variklis veikia trumpai ir tada ilgam laikui atvėsta.

Variklio pase nurodyti jo matmenys ir svoris. Be to, pavyzdžiui, varikliams, skirtiems orlaivių modeliams, pateikiami tūpimo matmenys ir veleno skersmuo. Visų pirma pateikiamos šios „Astro Flight 020“ variklio specifikacijos:

• ilgis yra 1,75 colio;
• skersmuo yra 0,98 colio;
• veleno skersmuo yra 1/8";
• svoris yra 2,5 uncijos.

Išvados:

1. Modeliavime, įvairiuose techniniai gaminiai, pramonėje ir gynybos technologijose naudojami BLDT, kuriuose besisukantis magnetinis laukas sukuriamas elektronine grandine.
2. Pagal savo konstrukciją BLDC gali būti su vidinio (inrunner) ir išorinio (outrunner) rotoriaus išdėstymu.
3. Lyginant su kitais varikliais, BLDC varikliai turi nemažai privalumų, iš kurių pagrindiniai yra šepečių ir kibirkščių nebuvimas, didelis efektyvumas ir didelis patikimumas.

Truputis istorijos:

Pagrindinė visų variklių problema – perkaitimas. Rotorius sukosi kažkokio statoriaus viduje, todėl šiluma nuo perkaitimo niekur nedingo. Žmonės sugalvojo genialią idėją: sukti ne rotorių, o statorių, kuris sukimosi metu būtų vėsinamas oru. Sukūrus tokį variklį, jis buvo plačiai naudojamas aviacijoje ir laivų statyboje, todėl buvo pramintas bešepetėliu varikliu.

Netrukus buvo sukurtas elektros analogas variklis be šepetėlių. Jie pavadino jį varikliu be šepetėlių, nes jame nebuvo kolektorių (šepečių).

Variklis be šepetėlių.

Brushless (brushless English) elektros varikliai pas mus atkeliavo palyginti neseniai, neseniai 10-15 metų amžiaus. Skirtingai nuo kolektorių variklių, jie maitinami trifaze kintama srove. Varikliai be šepetėlių efektyviai veikia platesniu apsukų diapazonu ir turi daugiau didelis efektyvumas . Tuo pačiu metu variklio konstrukcija yra gana paprasta, jame nėra šepečio mazgo, kuris nuolat trinasi į rotorių ir sukuria kibirkštis. Galima sakyti, kad varikliai be šepetėlių praktiškai nesusidėvi. Variklių be šepetėlių kaina yra šiek tiek didesnė nei šepetinių variklių. Taip yra todėl, kad visi varikliai be šepetėlių turi guolius ir paprastai yra aukštesnės kokybės.

Testai parodė:
Strypas su varžtu 8x6 = 754 gramai,
RPM = 11550 aps./min,
Energijos suvartojimas = 9 vatai(be varžto) , 101 vatas(su varžtu),

Galia ir efektyvumas

Galią galima apskaičiuoti taip:
1) Galia mechanikoje apskaičiuojama pagal šią formulę: N=F*v, kur F yra jėga, o v yra greitis. Tačiau kadangi varžtas yra statinėje būsenoje, nėra jokio judėjimo, išskyrus sukimąsi. Jei šis variklis sumontuotas orlaivio modelyje, būtų galima išmatuoti greitį (jis lygus 12 m / s) ir apskaičiuoti naudingąją galią:
N naudinga \u003d 7,54 * 12 \u003d 90,48 vatai
2) efektyvumas elektrinis variklis randama pagal šią formulę: Efektyvumas = N naudinga / N išleista * 100 %, Kur N kaina = 101 vatas
Efektyvumas = 90,48/101 *100 % = 90 %
Vidutiniškai bešepetėlių variklių efektyvumas yra realus ir svyruoja apie 90% (didžiausias tokio tipo variklių efektyvumas yra 99.68% )

Variklio specifikacijos:

Įtampa: 11,1 volto
Apyvartos: 11550 aps./min
Didžiausia srovė: 15A
Galia: 200 vatų
Trauka: 754 gramai (varžtas 8x6)

Išvada:

Bet kurio daikto kaina priklauso nuo jo gamybos masto. Gamintojai varikliai be šepetėlių dauginasi kaip grybai po lietaus. Todėl noriu tikėti, kad artimiausiu metu valdiklių ir bešepetėlių kaina varikliai kris kaip nukrito ant radijo valdymo įrangos... Mikroelektronikos galimybės kasdien plečiasi, valdiklių dydis ir svoris po truputį mažėja. Galima daryti prielaidą, kad artimiausiu metu valdikliai bus montuojami tiesiai į variklius! Gal pagyvensime iki šios dienos...

Tikrai kiekvienas pradedantysis, kuris pirmą kartą susiejo savo gyvenimą su radijo bangomis valdomais elektriniais modeliais, nuodugniai ištyręs užpildą, turi klausimą. Kas yra kolekcionierius ir? Kurį iš jų geriau dėti ant savo radijo bangomis valdomo elektrinio modelio?

Šepetys varikliai, taip dažnai naudojami radijo bangomis valdomiems elektriniams modeliams maitinti, turi tik du išeinančius maitinimo laidus. Vienas iš jų yra "+", kitas yra "-". Savo ruožtu jie yra prijungti prie greičio reguliatoriaus. Išardę kolektoriaus variklį visada rasite 2 lenktus magnetus, veleną kartu su inkaru, ant kurio suvyniotas varinis sriegis (viela), kur vienoje veleno pusėje yra krumpliaratis, o kitoje pusėje yra kolektorius, surinktas iš plokščių, kuriose yra grynas varis.

Kolektoriaus variklio veikimo principas

Elektros srovė (DC arba nuolatinė srovė), tekanti į armatūros apvijas (priklausomai nuo jų skaičiaus kiekvienai paeiliui), sukuria jose elektromagnetinį lauką, kurio vienoje pusėje yra pietinis ašigalis, o kitoje - šiaurinis.

Daugelis žmonių tai žino, jei paimsite bet kokius du magnetus ir pritvirtinsite juos to paties pavadinimo stulpai vienas prie kito, tai jie veltui nesusijungs, o jei prisirišę priešingais vardais, tai prilips taip, kad ne visada pavyksta atskirti.

Taigi šis elektromagnetinis laukas, atsirandantis bet kurioje armatūros apvijoje, sąveikaujantis su kiekvienu statoriaus magnetų poliu, varo (suka) pačią armatūrą. Toliau srovė teka per kolektorių ir šepečius į kitą apviją, taigi, nuosekliai, pereinant iš vienos armatūros apvijos į kitą, variklio velenas sukasi kartu su armatūra, bet tik tol, kol jai tiekiama įtampa.

Standartiniame kolektoriaus variklyje armatūra turi tris polius (tris apvijas) - tai daroma taip, kad variklis „nepriliptų“ vienoje padėtyje.

Kolektoriaus variklių trūkumai

Kolektoriaus varikliai patys savaime gerai atlieka savo darbą, bet tai tik iki to momento, kai išėjimo metu iš jų reikia išgauti kuo didesnį greitį. Viskas apie pačius aukščiau paminėtus šepečius. Kadangi jie visada glaudžiai bendrauja su kolektoriumi, todėl didelis greitis jų sąlyčio taške atsiranda trintis, dėl kurios ateityje greitai susidėvės abu ir vėliau praras efektyvi elektros energija. variklis. Tai yra reikšmingiausias tokių variklių trūkumas, panaikinantis visas teigiamas jo savybes.

Bešepetėlio variklio veikimo principas

Čia yra atvirkščiai, tokio tipo varikliai neturi ir šepečių, ir kolektoriaus. Juose esantys magnetai yra griežtai aplink veleną ir veikia kaip rotorius. Aplink jį dedamos apvijos, kurios jau turi kelis magnetinius polius. Ant bešepetėlių variklių rotoriaus sumontuotas vadinamasis jutiklis (sensorius), kuris valdys jo padėtį ir perduos šią informaciją kartu su sukimosi greičio reguliatoriumi veikiančiam procesoriui (duomenų mainai apie rotoriaus padėtį vyksta daugiau nei 100 kartų per sekundę). Dėl to gauname sklandesnį paties variklio darbą su maksimaliu efektyvumu.

Varikliai be šepetėlių gali būti su davikliu (jutikliu) ir be jo. Jutiklio nebuvimas šiek tiek sumažina variklio efektyvumą, todėl vargu ar jų nebuvimas nuliūdins pradedantįjį, tačiau, kita vertus, kainos etiketė jus maloniai nustebins. Juos lengva atskirti vienas nuo kito. Varikliams su jutikliu, be 3 storų maitinimo laidų, yra ir papildoma plonų kilpa, kuri eina į greičio reguliatorių. Neverta vaikytis variklių su jutikliu tiek pradedančiajam, tiek mėgėjui, nes tik profesionalai įvertins jų potencialą, o likusieji tiesiog permokės, ir gerokai.

Bešepetėlių variklių privalumai

Beveik nėra susidėvėjusių dalių. Kodėl „beveik“, nes rotoriaus velenas sumontuotas ant guolių, kurie savo ruožtu linkę susidėvėti, tačiau jų resursas itin didelis, o pakeičiamumas labai paprastas. Šie varikliai yra labai patikimi ir efektyvūs. Sumontuotas rotoriaus padėties jutiklis. Kolektoriniuose varikliuose šepečių veikimą visada lydi kibirkštys, kurios vėliau sukelia radijo įrangos veikimo trukdžius. Taigi, be kolekcionierių, kaip jau supratote, šios problemos neįtrauktos. Jokios trinties, perkaitimo, o tai irgi nemažas privalumas. Palyginti su kolektorių varikliai nereikalauti papildoma paslauga eksploatacijos metu.

Variklių be šepetėlių trūkumai

Šie varikliai turi tik vieną minusą, tokia kaina. Bet jei pažvelgsite į tai iš kitos pusės ir atsižvelgsite į tai, kad eksploatacija iš karto išlaisvina savininką nuo tokių rūpesčių kaip spyruoklių, inkarų, šepečių, kolektorių keitimas, tuomet galite nesunkiai teikti pirmenybę pastariesiems.