Безколекторний двигун змінного струму. Безколекторні двигуни" лікнеп та проектування

Принцип дії якого заснований на частотному регулюванні та самосинхронізації отримав назву біс колекторного двигуна. У даній конструкції вектор магнітного полястатора управляється щодо положення ротора. Безколекторний двигун був створений для того, щоб покращити властивості стандартних колекторних електродвигунів постійного струму.

Він органічно поєднав у собі самі кращі якостідвигунів постійного струму та безконтактних електродвигунів.

Основні відмінності від звичайних двигунів

Безколекторний двигун нерідко використовуються в радіокерованих моделях літальних апаратів. Їх видатні характеристики і живучість здобули широку популярність, завдяки відсутності деталей, що труться, у вигляді щіток, які здійснюють передачу струму.

Для того, щоб більш повно уявити різницю, потрібно згадати, що у стандартному колекторному електродвигунівідбувається обертання ротора з обмотками всередині статора, основою якого є постійні магніти. Комутація обмоток провадиться за допомогою колектора, залежно від положення ротора. В електродвигуні змінного струмунавпаки, ротор з магнітом обертається всередині статора з обмотками. Приблизно таку саму конструкцію має двигун.

На відміну від стандартних двигунів, в безколекторному ролі рухомої частини виступає статор, в якому розміщені постійні магніти, а роль нерухомої частини грає ротор з трифазними обмотками.

Принцип роботи безколекторного електродвигуна

Обертання двигуна здійснюється шляхом зміни напрямку магнітного поля в обмотках ротора у певній послідовності. У цьому випадку, постійні магніти взаємодіють з магнітними полями ротора і рухають рухомий статор. В основі цього руху лежить основна властивість магнітів, коли однойменні полюси відштовхуються, а різноіменні – притягуються.

Управління магнітними полями в обмотках ротора та їх зміною відбувається за допомогою контролера. Він являє собою досить складний пристрій, здатний комутувати високі струми з великою швидкістю. Контролер обов'язково має у своїй схемі безколекторний електродвигунщо значною мірою подорожчає його використання.

У безколекторних електродвигунах відсутні будь-які контакти, що обертаються, і будь-які контакти, здатні перемикатися. У цьому полягає їхня головна перевага перед звичайними електродвигунами, оскільки всі втрати від тертя зведені до мінімуму.

Побутова та медична техніка, авіамоделювання, трубозапірні приводи газо- та нафтопроводів – це далеко не повний перелікобластей застосування безколекторних двигунів (БД) постійного струму Давайте розглянемо пристрій і принцип дії цих електромеханічних приводів, щоб краще зрозуміти їх переваги та недоліки.

Загальні відомості, будова, сфера застосування

Одна з причин вияву інтересу до БД - це зросла потреба у високооборотних мікродвигуна, що мають точне позиціонування. Внутрішнє влаштування таких приводів продемонстровано на малюнку 2.

Мал. 2. Пристрій безколекторного двигуна

Як бачите, конструкція є ротор (якір) і статор, на першому є постійний магніт (або кілька магнітів, розташованих в певному порядку), а другий обладнаний котушками (В) для створення магнітного поля.

Примітно, що ці електромагнітні механізми можуть бути як із внутрішнім якорем (саме такий тип конструкції можна побачити на малюнку 2), так і зовнішнім (див. рис. 3).

Мал. 3. Конструкція із зовнішнім якорем (outrunner)

Відповідно кожна з конструкцій має певну сферу застосування. Пристрої з внутрішнім якорем мають високою швидкістюобертання, тому використовуються в системах охолодження, як силових установокдронів і т.д. Приводи з зовнішнім роторомвикористовуються там, де потрібне точне позиціонування та стійкість до перевантажень по моменту (робототехніка, медичне обладнання, верстати ЧПУ тощо).

Принцип роботи

На відміну від інших приводів, наприклад, асинхронної машинизмінного струму, для БД необхідний спеціальний контролер, який включає обмотки таким чином, щоб вектори магнітних полів якоря і статора були ортогональні один до одного. Тобто, по суті, пристрій-драйвер регулює крутний момент, що діє на якір БД. Наочно цей процес продемонстровано малюнку 4.

Як бачимо, для кожного переміщення якоря необхідно виконувати певну комутацію в обмотці статора двигуна безколекторного типу. Такий принцип роботи не дозволяє плавно керувати обертанням, але дає можливість швидко набрати обертів.

Відмінності колекторного та безколекторного двигуна

Привід колекторного типу відрізняється від БД як конструктивними особливостями(див. рис 5.), і принципом роботи.

Мал. 5. А – колекторний двигун, В – безколекторний

Розглянемо конструктивні відмінності. З малюнка 5 видно, що ротор (1 на рис. 5) двигуна колекторного типу, на відміну від безколекторного, має котушки, у яких проста схеманамотування, а постійні магніти (як правило, два) встановлені на статорі (2 на рис. 5). Крім цього, на валу встановлений колектор, до якого підключаються щітки, що подають напругу на обмотки якоря.

Коротко розповімо про принцип роботи колекторних машин. Коли на одну з котушок подається напруга, відбувається її збудження і утворюється магнітне поле. Воно вступає у взаємодію Космосу з постійними магнітами, це змушує прокручуватися якір і розміщений на ньому колектор. Через війну харчування подається іншу обмотку і цикл повторюється.

Частота обертання якоря такої конструкції безпосередньо залежить від інтенсивності магнітного поля, яке, у свою чергу, прямо пропорційне напрузі. Тобто щоб збільшити або зменшити обороти, достатньо підвищити або знизити рівень харчування. А для реверсу потрібно переключити полярність. Такий спосіб управління не вимагає спеціального контролера, оскільки регулятор ходу можна зробити на базі змінного резистора, а звичайний перемикач працюватиме як інвертор.

Конструктивні особливості двигунів безколекторного типу ми розглядали у попередньому розділі. Як ви пам'ятаєте, їхнє підключення вимагає наявності спеціального контролера, без якого вони просто не працюватимуть. З цієї причини ці двигуни що неспроможні використовуватися як генератор.

Варто також зазначити, що у деяких приводах даного типудля ефективнішого управління відстежуються положення ротора з допомогою датчиків Холла. Це значно покращує властивості безколекторних двигунів, але призводить до подорожчання і так дорогої конструкції.

Як запустити безколекторний двигун?

Щоб змусити працювати приводи даного типу, знадобиться спеціальний контролер (див. рис. 6). Без нього запуск неможливий.

Мал. 6. Контролери безколекторних двигунів для моделізму

Збирати самому такий пристрій немає сенсу, дешевше і надійніше придбати готовий. Підібрати його можна за наступним характеристикам, властивим драйверам каналів:

• Максимально допустима сила струму ця характеристика наводиться для штатного режиму роботи пристрою. Досить часто виробники вказують такий параметр у назві моделі (наприклад, Phoenix-18). У деяких випадках наводиться значення пікового режиму, який контролер може підтримувати кілька секунд.
• Максимальний розмір штатної напруги для тривалої роботи.
• Опір внутрішніх ланцюгів контролера.
• Допустиме число оборотів, вказується в rpm. Понад це значення контролер не дозволить збільшити обертання (обмеження реалізовано на програмному рівні). Слід звернути увагу на те, що частота обертання завжди приводиться для двополюсних приводів. Якщо пар полюсів більше, слід розділити значення їх кількість. Наприклад, вказано число 60000 rpm, отже, для 6-ї магнітного двигуначастота обертання становитиме 60000/3=20000 prm.
• Частота генерованих імпульсів, більшість контролерів цей параметр лежить у межах від 7 до 8 кГц, більше дорогі моделідозволяють перепрограмувати параметр, збільшивши його до 16 чи 32 кГц.

Звернімо увагу, що три характеристики визначають потужність БД.

Управління безколекторним двигуном

Як зазначалося вище, управління комутацією обмоток приводу здійснюється електронікою. Щоб визначити, коли перемикатися, драйвер відстежує положення якоря за допомогою датчиків Холла. Якщо привід не забезпечений такими детекторами, то до уваги береться зворотна ЕРС, яка виникає в непідключених котушках статора. Контролер, який, по суті, є апаратно-програмним комплексом, відстежує ці зміни та задає порядок комутації.

Трифазний безколекторний електродвигун постійного струму

Більшість БД виконуються у трифазному виконанні. Для керування таким приводом у контролері є перетворювач постійної напругиу трифазне імпульсне (див. рис.7).

Рисунок 7. Діаграми напруг БД

Щоб пояснити, як працює такий вентильний двигун, слід разом з малюнком 7 розглядати рисунок 4 де почергово зображені всі етапи роботи приводу. Розпишемо їх:

1. На котушки "А" подається позитивний імпульс, тоді як на "В" - негативний, в результаті якір зрушить. Датчиками зафіксується його рух і подасть сигнал для наступної комутації.
2. Котушки "А" відключається, і позитивний імпульс йде на "С" ("В" залишається без зміни), далі подається сигнал на наступний набір імпульсів.
3. На "С" - позитивний, "А" - негативний.
4. Працює пара «В» та «А», на які надходять позитивний та негативний імпульси.
5. Позитивний імпульс повторно подається на "В", і негативний на "С".
6. Включаються котушки "А" (подається +) і повторюється негативний імпульс на "С". Далі цикл повторюється.

У простоті управління, що здається, є маса складнощів. Потрібно не тільки відстежувати положення якоря, щоб зробити наступну серію імпульсів, а й керувати частотою обертання, регулюючи струм у котушках. Крім цього слід вибрати найбільше оптимальні параметридля розгону та гальмування. Варто також не забувати, що контролер повинен бути оснащений блоком, що дозволяє керувати його роботою. Зовнішній виглядтакого багатофункціонального пристрою можна побачити малюнку 8.

Мал. 8. Багатофункціональний контролер керування безколекторним двигуном

Переваги і недоліки

Електричний безколекторний двигун має багато переваг, а саме:

• Термін служби значно довше, ніж у звичайних колекторних аналогів.
• Високий ККД.
• Швидкий набір максимальної швидкостіобертання.
• Він потужніший, ніж КД.
• Відсутність іскор при роботі дозволяє використовувати привід у пожежонебезпечних умовах.
• Не потрібне додаткове охолодження.
• Проста експлуатація.

Тепер розглянемо мінуси. Істотний недолік, який обмежує використання БД – їхня відносно висока вартість (з урахуванням ціни драйвера). До незручностей слід віднести неможливість використання БД без драйвера, навіть для короткострокового включення, наприклад, щоб перевірити працездатність. Проблемний ремонт, особливо якщо потрібно перемотування.

Двигуни використовуються у багатьох галузях техніки. Для того щоб відбувалося обертання ротора двигуна необхідна наявність магнітного поля, що обертається. У звичайних двигунах постійного струму це обертання здійснюється механічним способомза допомогою щіток, що ковзають колектором. При цьому виникає іскріння, а, крім того, через тертя та знос щіток для таких двигунів необхідне постійне технічне обслуговування.

Завдяки розвитку техніки стало можливим генерувати обертове магнітне поле електронним способомщо було втілено в безколекторних двигунах постійного струму (БДПТ).

Пристрій та принцип дії

Основними елементами БДПТ є:

• ротор, на якому укріплені постійні магніти;
• статор, На якому встановлені обмотки;
• електронний контролер.

За конструкцією такий двигун може бути двох типів:

з внутрішнім розташуванням ротора (inrunner)

із зовнішнім розташуванням ротора (outrunner)

У першому випадку ротор обертається всередині статора, а в другому – ротор обертається довкола статора.

Двигун типу inrunnerвикористовується у тому випадку, коли необхідно отримати великі обертиобертання. Цей двигун має простішу стандартну конструкцію, яка дозволяє використовувати нерухомий статор для кріплення двигуна.

Двигун типу outrunnerпідходить для отримання великого моментупри низьких оборотах. У цьому випадку кріплення двигуна провадиться з використанням нерухомої осі.

Двигун типу inrunner— великі оберти, низький момент, що крутить. Двигун типу outrunner— маленькі оберти, високий момент, що крутить.

Число полюсів у БДПТ може бути різним. За кількістю полюсів можна судити про деякі характеристики двигуна. Наприклад, двигун з ротором, що має 2 полюси, має більше оборотів і малий момент. Двигуни із збільшеною кількістю полюсів мають більший момент, але менше оборотів. Зміною числа полюсів ротора можна змінювати кількість обертів двигуна. Таким чином, змінюючи конструкцію двигуна, виробник може підібрати необхідні параметридвигуна по моменту та числу оборотів.

Управління БДПТ

Регулятор обертів, зовнішній вигляд

Для керування безколекторним двигуном використовується спеціальний контролер - регулятор швидкості обертання валу двигунапостійного струму. Його завданням є генерація та подача в потрібний моментна необхідну обмотку необхідної напруги. У контролері для приладів з живленням від мережі 220 В найчастіше використовується інверторна схема, в якій відбувається перетворення струму з частотою 50 Гц спочатку постійний струм, а потім сигнали з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Для подачі напруги живлення на обмотки статора використовуються потужні електронні ключі на біполярних транзисторах або інших силових елементах.

Регулювання потужності та числа оборотів двигуна здійснюється зміною шпаруватості імпульсів, а, отже, і чинним значенням напруги, що подається на обмотки статора двигуна.

Принципова схема регулятора обертів. К1-К6 - ключі D1-D3 - датчики положення ротора (датчики Холла)

Важливим питанням є своєчасне підключення електронних ключівдо кожної обмотки. Для забезпечення цього контролер повинен визначати положення ротора та його швидкість. Для отримання такої інформації можуть бути використані оптичні або магнітні датчики (наприклад, датчики Холла), і навіть зворотні магнітні поля.

Більш поширене використання датчиків Холла, які реагують на наявність магнітного поля. Датчики розміщуються на статорі таким чином, щоб на них діяло магнітне поле ротора. У деяких випадках датчики встановлюють у пристроях, що дозволяють змінювати положення датчиків і, відповідно, регулювати кут випередження (timing).

Регулятори обертів ротора дуже чутливі до сили струму, що проходить через нього. Якщо ви підберете акумуляторну батарейкуз більшою силою струму, що видається, то регулятор згорить! Правильно підбирайте поєднання характеристик!

Гідності й недоліки

Порівняно з звичайними двигунамиБДПТ мають такі переваги:

• великий ккд;
• висока швидкодія;
• можливість зміни частоти обертання;
• відсутність іскристих щіток;
• малі шуми, Як у звуковому, так і високочастотному діапазонах;
• надійність;
• здатність протистояти навантаженням по моменту;
• відмінне співвідношення габаритів та потужності.

Безколекторний двигун відрізняється великим ккд. Він може сягати 93-95%.

Висока надійність механічної частини БД пояснюється тим, що в ньому використовуються шарикопідшипники та відсутні щітки. Розмагнічування постійних магнітіввідбувається досить повільно, особливо якщо вони виконані з використанням рідкісноземельних елементів. При використанні в контролері захисту струму термін служби цього вузла досить високий. Фактично термін служби БДПТ може визначатися терміном служби шарикопідшипників.

Недоліками БДПТ є складність системи управління та висока вартість.

Застосування

Області застосування БДТП такі:

• створення моделей;
• медицина;
• автомобілебудування;
• нафтогазова промисловість;
• побутові прилади;
• військова техніка.

Використання БД для авіамоделейдає значну перевагу за потужністю та габаритами. Порівняння звичайного колекторного двигуна типу Speed-400 та БДТП того ж класу Astro Flight 020 показує, що двигун першого типу має ккд 40-60%. ККД другогодвигуна у тих самих умовах може досягати 95%. Таким чином, використання БД дозволяє збільшити майже вдвічі потужність силової частини моделі або час її польоту.

Завдяки малому шуму та відсутності нагрівання під час роботи БДПТ широко використовуються в медицині, особливо в стоматології.

У автомобілях такі двигуни використовуються в підйомники скла, електросклоочисники, омивачі фар та електрорегулятори підйому крісел.

Відсутність колектора та іскріння щітокдозволяє використовувати БД як елементи запірних пристроїв у нафтогазовій промисловості.

Як приклад використання БД в побутової технікиможна відмітити пральну машинуіз прямим приводом барабана компанії LG. Ця компанія використовує БДТП типу Outrunner. На роторі двигуна є 12 магнітів, а на статорі – 36 котушок індуктивності, які намотані дротом діаметром 1 мм на сердечники з магнітопровідної сталі. Котушки з'єднані послідовно по 12 штук у фазі. Опір кожної фази дорівнює 12 Ом. Як датчик положення ротора використовується датчик Холла. Ротор двигуна кріпиться до бака пральної машини.

Повсюдно цей двигун використовується в жорстких дисках для комп'ютерів, що робить їх компактними, в CD і DVD приводах і системах охолодження мікро-електронотехнічних пристроїв і не тільки.

Поряд з БД малої та середньої потужності в промисловості з важкими умовами роботи, судновій та військовій промисловостях все більше використовуються великі БДПТ.

БД великої потужностірозроблено для американських ВМС. Наприклад, компанія Powertec розробила БДТП потужністю 220 кВт зі швидкістю 2000 об/хв. Момент двигуна сягає 1080 Нм.

Крім зазначених областей, БД застосовуються у проектах верстатів, пресів, ліній для обробки пластмас, а також у вітроенергетиці та використанні енергії приливних хвиль.

Характеристики

Основні характеристики двигуна:

• номінальна потужність;
• максимальна потужність;
• максимальний струм;
• максимальне робоча напруга ;
• максимальні обороти(або коефіцієнт Kv);
• опір обмоток;
• кут випередження;
• режим роботи;
• габаритно-масові характеристикидвигуна.

Основним показником двигуна є його номінальна потужність, тобто потужність, що виробляється двигуном протягом тривалого часу його роботи.

максимальна потужність- Це потужність, яку може віддати двигун протягом короткочасного відрізка часу, не руйнуючись. Наприклад, для вищезгаданого безколекторного двигуна Astro Flight 020 вона дорівнює 250 Вт.

Максимальний струм. Для Astro Flight 020 він дорівнює 25 А.

Максимальна робоча напруга– напруга, яка може витримати обмотки двигуна. Для Astro Flight 020 заданий діапазон робочої напруги від 6 до 12 Ст.

Максимальна кількість обертів двигуна. Іноді в паспорті вказується коефіцієнт Kv – кількість обертів двигуна однією вольт. Для Astro Flight 020 Kv = 2567 об/В. В цьому випадку максимальна кількістьоборотів можна визначити множенням цього коефіцієнта на максимальну робочу напругу.

Зазвичай опір обмотокдля двигунів складає десяті або тисячні частки Ома. Для Astro Flight 020 R = 0,07 Ом. Цей опір впливає на ККД БДПТ.

Кут випередженняє випередження перемикання напруг на обмотках. Воно пов'язані з індуктивним характером опору обмоток.

Режим роботи може бути тривалим чи короткочасним. При довготривалому режимі двигун може працювати тривалий час. При цьому тепло, що виділяється ним, повністю розсіюється і він не перегрівається. У такому режимі працюють двигуни, наприклад, у вентиляторах, конвеєрах чи ескалаторах. Короткочасний режим використовується для таких пристроїв, як ліфт, електробритва. У цих випадках двигун працює короткий час, а потім довгий часостигає.

У паспорті на двигун наводяться його розміри та маса. Крім того, наприклад, для двигунів, призначених для авіамоделей, наводяться посадкові розміри та діаметр валу. Зокрема, для двигуна Astro Flight 020 наведено такі характеристики:

• довжина дорівнює 1,75”;
• діаметр дорівнює 0,98”;
• діаметр валу дорівнює 1/8”;
• вага дорівнює 2,5 унції.

Висновки:

1. У моделюванні, у різних технічні вироби, в промисловості та в оборонній техніці використовуються БДПТ, в яких магнітне поле, що обертається, формується електронною схемою.
2. За своєю конструкцією БДПТ можуть бути з внутрішнім (inrunner) та зовнішнім (outrunner) розташуванням ротора.
3. Порівняно з іншими двигунами БДПТ мають ряд переваг, основними з яких є відсутність щіток та іскріння, великий ккд та висока надійність.

Трохи з історії:

Головна проблема всіх двигунів – це перегрівання. Ротор обертався всередині якогось статора, і тому тепло від перегріву нікуди не йшло. Людям спала на думку геніальна ідея: обертати не ротор, а статор, який при обертанні охолоджувався б повітрям. Коли створили такий двигун, він почав широко використовуватись в авіації та суднобудуванні, і тому його прозвали Вентильним двигуном.

Незабаром було створено електричний аналог вентильного двигуна. Назвали його безколекторним мотором, тому що він не мав колекторів (щіток).

Безколекторний двигун.

Безколекторні (brushless англ.) електродвигуни прийшли до нас порівняно недавно, в останні 10-15 років. На відміну від колекторних двигунів вони живляться трифазним змінним струмом. Безколекторні двигуни ефективно працюють у ширшому діапазоні оборотів і мають більш високий ККД . Конструкція двигуна при цьому відносно простіше, в ній немає щіткового вузла, який постійно треться з ротором і створює іскри. Можна сміливо сказати, що безколекторні мотори мало зношуються. Вартість безколекторних двигунів дещо вища, ніж колекторних. Це викликано тим, що всі безколекторні мотори мають підшипники і, як правило, виготовлені якісніше.

Випробування показали:
Тяга з гвинтом 8х6 = 754 грами,
Частота обертання = 11550 об/хв,
Споживана потужність = 9 ват(без гвинта) , 101 ват(з гвинтом),

Потужність та ККД

Потужність можна обчислити таким чином:
1) Потужність у механіці обчислюється за такою формулою: N = F * v, де F – сила, а v – швидкість. Але оскільки гвинт перебуває у статичному стані, то руху немає, крім обертального. Якщо цей двигун встановити на авіамодель, то можна було б заміряти швидкість (вона дорівнює 12 м/с) і порахувати корисну потужність:
N поліз = 7.54 * 12 = 90.48 ват
2) ККД електричного двигуназнаходиться за такою формулою: ККД = N корисної / N витраченої * 100%, де N витрат = 101 ват
ККД = 90.48/101 * 100% = 90%
У середньому ККД безколекторних двигунів реально і коливається близько 90% (найбільший ККД досягнутий цим видом двигунів дорівнює 99.68% )

Характеристики двигуна:

Напруга: 11.1 вольт
Обороти: 11550 об/хв
Максимальна сила струму: 15А
Потужність: 200 ват
Тяга: 754 грам (гвинт 8х6)

Висновок:

Ціна будь-якої речі залежить від масштабів її виробництва. Виробники безколекторних моторівмножаться, як гриби після дощу. Тому хочеться вірити, що незабаром ціна на контролери та безколекторні. двигуни впадеЯк упала вона на апаратуру радіоуправління... Можливості мікроелектроніки з кожним днем ​​все розширюються, розміри і вага контролерів поступово зменшуються. Можна припустити, що незабаром контролери почнуть вбудовувати прямо в двигуни! Може, ми доживемо до цього дня...

Напевно, у кожного новачка, який уперше пов'язав своє життя з електромоделями на радіокеруванні, після ретельного вивчення начинки, постає питання. Що таке колекторний та ? Який із них краще поставити на свою радіокеровану електромодель?

Колекторні мотори, які так часто використовуються для приведення в рух електромоделей на радіокеруванні, мають всього два вихідні дроти живлення. Один із них «+» інший «-». У свою чергу, вони підключаються до регулятора швидкості обертання. Розібравши колекторний мотор, ви завжди там знайдете 2 магніти зігнутої форми, вал спільно з якорем, на який намотана мідна нитка (дрот), де по один бік валу стоїть шестерня, а по інший бік розташовується колектор, зібраний із пластин, у складі яких чиста мідь.

Принцип роботи колекторного двигуна

Електричний струм (DC або direct current), надходячи на обмотки якоря (залежно від їх кількості на кожну по черзі) створює електромагнітне поле, яке з одного боку має південний полюс, а з іншого боку північний.

Багато хто знає, що, якщо взяти два будь-які магніти і приставити їх однойменними полюсамиодин одному, то вони ні за що не зійдуться, а якщо приставити різноіменними, то вони прилипнуть так, що не завжди можна їх роз'єднати.

Так ось, це електромагнітне поле, яке виникає в будь-якій з обмоток якоря, взаємодіючи з кожним з полюсів статора магнітів, приводить в дію (обертання) сам якір. Далі струм через колектор і щітки переходить до наступної обмотки і так послідовно, переходячи від однієї обмотки якоря до іншої, вал електродвигуна спільно з якорем обертається, але тільки до тих пір, поки до нього подається напруга.

У стандартному колекторному моторі якір має три полюси (три обмотки) – це зроблено для того, щоб двигун не «залипав» в одному положенні.

Мінуси колекторних двигунів

Самі по собі колекторні мотори непогано справляються зі своєю роботою, але це лише до того моменту, поки не виникає необхідність отримати від них на виході максимально високі обороти. Вся справа в тих щітках, про які згадувалося вище. Так як вони завжди перебувають у щільному контакті з колектором, то в результаті високих оборотівв місці їхнього дотику виникає тертя, яке надалі викличе швидке зношування обох і згодом призведе до втрати ефективної потужності ел. двигуна. Це найвагоміший мінус таких моторів, який зводить нанівець усі його позитивні якості.

Принцип роботи безколекторного двигуна

Тут все навпаки, у моторів типу відсутні як щітки, так і колектор. Магніти в них розташовуються строго навколо валу та виконують функцію ротора. Обмотки, які мають кілька магнітних полюсів, розміщуються навколо нього. На роторі безколлектоних моторів встановлюється так званий сенсор (датчик), який контролюватиме його положення і передаватиме цю інформацію процесору, який працює в поєднанні з регулятором швидкості обертання (обмін даними про положення ротора відбувається більше 100 разів на секунду). На виході ми отримуємо більш плавну роботу самого двигуна з максимальною віддачею.

Безколекторні двигуни можуть бути з датчиком (сенсором) і без нього. Відсутність датчика трохи знижує ефективність роботи двигуна, тому їх відсутність навряд чи засмутить новачка, зате приємно здивує цінник. Відрізнити один від одного їх просто. У моторів з датчиком, окрім 3-х товстих проводів живлення є ще додатковий шлейф із тонких, які йдуть до регулятора швидкості. Не варто гнатися за моторами з датчиком як новачкові так і любителю, тому їх потенціал оцінить тільки профі, а інші просто переплатять, причому значно.

Плюси безколекторних двигунів

Майже немає деталей, що зношуються. Чому «майже», тому що вал ротора встановлюється на підшипники, які, у свою чергу, мають властивість зношуватися, але ресурс у них вкрай великий, та й взаємозамінність їх дуже проста. Такі мотори дуже надійні та ефективні. Встановлюється датчик контролю положення ротора. На колекторних моторах робота щіток завжди супроводжується іскрінням, що згодом викликає перешкоди у роботі радіоапаратури. Так ось у безколекторних, як ви вже зрозуміли, ці проблеми виключені. Немає тертя, немає перегріву, що так само є суттєвою перевагою. Порівняно з колекторними моторамине вимагають додаткового обслуговуванняу процесі експлуатації.

Мінуси безколекторних двигунів

У таких двигунів мінус тільки один, це ціна. Але якщо подивитися на це з іншого боку, і врахувати той факт, що експлуатація звільняє власника відразу від таких проблем як заміна пружин, якоря, щіток, колекторів, то ви з легкістю віддасте перевагу на користь останніх.