Бесщеточный: В чем разница между щеточными и бесщеточными двигателями? — Worx Tools Russia

В чем разница между щеточными и бесщеточными двигателями? — Worx Tools Russia

Все чаще на просторах интернет-магазинов можно найти инструменты с двумя типами двигателей. Инструменты и садовая техника WORX также не отстают от современных трендов при производстве техники, так что на нашем сайте вы тоже можете найти специальную характеристику двигателя — щеточный или бесщеточный. Так что же это за характеристика, на что она влияет и в чем принципиальные отличия инструментов с тем или иным двигателем? Давайте разбираться.

Устройство и принцип действия щеточного двигателя

Щеточный двигатель по-другому еще называется коллекторным. Состоит двигатель из нескольких важных частей.

Ротор — по-другому, якорь. Как раз он вращается внутри и преобразует электрическую энергию в механическую. Якорь обмотан медной проволокой (обмоткой) с разных сторон ротора. За счет прохождения тока через проволоку создается магнитное поле, которое в свою очередь и создает вращение элемента.

На обмотке в бесщеточном двигателе установлен коммутатор, который используется для переключения с одной обмотки на другую, что позволяет менять направление вращения ротора. Этот коммутатор и есть коллектор, от которого взял свое название двигатель.

Чтобы напряжение передалось на обмотки, а ток прошел через коллектор в двигатель устанавливаются специальные щетки. Щетки обычно состоят из графита; они всегда контактируют с коммутатором и обеспечивают подачу энергии к катушкам с обмоткой. Есть две щетки, и каждая из них подключается к противоположному полюсу батареи. Это гарантирует, что при вращении ротора ток, протекающий к катушкам, постоянно меняет направление. Это приводит к необходимому изменению магнитного поля, которое позволяет ротору продолжать вращаться.

Все вышеописанные элементы установлены в статор.

Статор — неподвижных элемент двигателя, в котором могут быть либо еще одна катушка с проволокой, либо постоянный магнит. За счет того или другого элемента и создается магнитное поле обратной полярности ротору, из-за чего тот вращается.

Коллекторные двигатели могут работать от переменного напряжения, так как при смене полярности ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление, в результате чего вращательный момент не меняет своего направления.

Плюсы и минусы щеточного двигателя

Так мы с вами вкратце разобрались с устройством щеточного двигателя. Теперь в чем же его плюсы и минусы?

Плюсы

1. Первым плюсом инструментов со щеточными двигателями стоит отметить более низкую стоимость в отличие бесщеточных. Это связано с технологиями производства и более бюджетными материалами.
2. Вторым плюсом специалисты отмечают упрощенную конструкцию двигателя, что влияет на стоимость ремонта. Проще поменять щетки, чем весь мотор в целом.
3. Также к плюсам можно отнести относительно малый вес и размер инструментов.

Минусы

1. На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает проблема их быстрого износа. Помимо износа самих щеток, в процессе работы они стираются. Стертый графит может засорить коллектор и привести в полную негодность инструмент.
2. Также к минусам можно отнести более низкую мощность щеточных инструментов, в отличие от бесщеточных моделей. Это связано с тем, что щеточные двигатели физически не могут выдавать мощность выше 3 000 об./мин. Но такой мощности вполне достаточно для домашнего обихода.
3. Еще одним минусом щеточных двигателей мы можем отметить наличие искрения во время работ. Обратите внимание, что при запуске инструмента щетки трутся о коллектор и создают видимые искры. Это значит, что работать щеточными инструментами нужно более аккуратно — убирать на расстояние все возможные легковоспламеняющиеся вещества и предметы, а также периодически делать перерывы в работе, во избежание перегрева двигателя.
4. Последним минусом отметим не очень высокий КПД инструментов с коллекторным двигателем — всего 60%. Это значит, что инструменты несколько хуже справляются с прочными материалами (например, с металлом) и выполняют меньший объем работы за то же время, что бесщеточный инструмент.

Устройство и принцип действия бесщеточного двигателя

Теперь давайте разберем принцип работы бесщеточного двигателя. Как понятно из названия, его принципиальное отличие в отсутствии щеток. Но как же он тогда работает? Как нужная энергия поступает в двигатель?

В устройстве бесщеточного двигателя также присутствует ротор и статор — основные элементы любого мотора. Но при этом отсутствует коллектор, соответственно и двигатель по-другому называется бесколлекторным. Если у щеточного двигателя работа происходит за счет электро-механической смены полярности, то в бесщеточном двигателе все работает благодаря электромагнитной индукции. Также отличается местоположение обмотки — здесь она располагается на статоре, в отличие от предыдущего вида двигателя.

Вместо щеток и коллектора в бесщеточном двигателе установлены датчики Холла и контроллер, который контролирует подачу напряжения на катушки для создания индуктивности, а также положение ротора и скорость его вращения.

Когда плата подает на обмотку ток, создается тоже противоположное магнитное поле, и магниты на роторе начинают вращаться.

Еще одной особенностью бесщеточных двигателей нужно назвать их типы. Двигатели бывают двух типов — синхронный и асинхронный. В синхронном двигателе частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля — то есть один оборот ротор совершает после одного полного прохождения тока через катушку. А в асинхронном двигателе обратная ситуация — частота вращений ротора меньше, чем частота вращения магнитного поля. То есть ток проходит через катушку быстрее.

Плюсы и минусы бесщеточного двигателя

Если с устройством бесщеточного двигателя мы разобрались, то теперь давайте рассмотрим положительные и отрицательные стороны инструментов с бесщеточными моторами.

Плюсы:

1. У инструментов с бесщеточным двигателем отсутствуют многие проблемы, которые встречаются у щеточных моделей. Так, первым плюсом специалисты отмечают бо́льшую износостойкость инструментов. Ввиду отсутствия щеток не создается трение внутри двигателя, соответственно нет внутренних загрязнений. Также отсутствие щеток снижает пожароопасность инструмента — при работе нет искрения, а значит можно работать практически в любых условиях.
2. Вторым плюсом стоит отметить упрощенную регулировку крутящего момента — в отличие от щеточных моделей, у бесколлекторных инструментов достаточно просто нажать соответствующую кнопку на инструменте. Причем регулировка может иметь до 15 уровней и переключаться в одно мгновение.
3. Одним из ключевых преимуществ бесщеточных моделей нужно отметить экономию расходуемой энергии. Этот пункт особенно актуален для аккумуляторных инструментов. Благодаря экономии инструменты работают до 50% дольше, чем модели со щеточным двигателем. Также КПД бесколлекторных инструментов намного выше — инструмент выполняет 90% поставленных задач, против 60% у коллекторных моделей. Это значит, что бесщеточными инструментами можно работать практически с любым материалом без потери мощности.
4. Помимо вышеуказанных преимуществ инструментов с бесщеточным двигателем, они еще могут разгоняться до максимальных показателей и имеют быстрый запуск сразу с больших скоростей, чем не могут похвастаться щеточные инструменты.

Минусы:

Но не бывает все настолько радужно. Даже у инструментов с бесщеточными двигателями есть и свои недостатки. Так сказать, ложка дегтя в бочке меда.

1. К минусам, в первую очередь стоит отнести стоимость инструментов. Техника с бесщеточным мотором в цене дороже, чем упрощенные модели со щеточным двигателем.
2. Вторым недостатком бесколлекторных инструментов может быть сложное и дорогое техническое обслуживание. Бесщеточный двигатель — технологичное устройство, для работы с которым нужны знания в микроэлектронике. К счастью, в сотрудники наших сервисных центров знают и умеют обслуживать бесколлекторные двигатели.

Итоги сравнения щеточного и бесщеточного двигателей

Если сравнивать инструменты с разными видами двигателей, то можно смело сказать, что техника с бесщеточным двигателем надежнее и мощнее. Но нужно учитывать тот факт, что ориентирована такая техника больше на профессиональные работы. В быту же и инструменты со щеточным двигателем отлично справятся со своими задачами. Потому перед покупкой инструмента заранее определите цели, для которых вы будете использовать инструменты.

В ассортименте компании WORX есть инструменты и со щеточными и с бесщеточными двигателями. Чтобы определить какой именно тип двигателя установлен в инструменте, обратите внимание на иллюстрацию в карточке товара — в бесщеточных моделях есть специальная пометка «BRUSHLESS MOTOR».

Превосходство бесщёточных двигателей – Greenworks Russia

Бесщёточные двигатели постоянного тока имеют множество преимуществ. Прежде всего, в них меньше изнашивающихся или ломающихся деталей, чем в двигателе с щетками. Поэтому он надёжнее, дешевле в обслуживании и требуют меньше или вовсе не требуют технического обслуживания.

Устройство практически не нагревается, что увеличивает его производительность. Бесщёточные моторы обладают КПД до 90%, щеточные — до 70%, а бензиновые — порядка 15% (остальная энергия тратится на нагрев). Нет трения — нет потери мощности, которая сопоставима с мощностью бензинового двигателя. Трение отсутствует, температурных перепадов мало — практически полное отсутствие износа продлевает жизнь мотора. Это снижает стоимость обслуживания и увеличивает срок жизни инструмента. 

Бесщеточные моторы работают очень тихо. Использовать такую технику комфортно, а соседям при этом спокойно. Высокоэффективное использование энергии позволяет устройству дольше работать от аккумулятора, чем его аналогу со щеточным двигателем. Реже требуется зарядка, что сэкономит вам время и электроэнергию.

Преимущества бесщёточного двигателя:

• Бесщёточный двигатель может в считанные секунды развить максимальную скорость оборотов за счёт своего строения.
• В работе не подвержен перегреву, а даже наоборот — остаётся достаточно холодным.
• Невысокая температура гарантирует длительность работы подшипника вентилятора.
• Главным преимуществом является, что у бесщёточных двигателей отсутствует искрообразование. Это позволяет использовать его в работе с летучими химическими составами, пылью, грязью и водой.
• Большим и главным плюсом является бесшумная работа двигателя. Поэтому его стараются использовать в разных устройствах.
• Отсутствие щеточно-коллекторного узла продлевает срок службы устройства.

БЕЗ ТЕХОБСЛУЖИВАНИЯ	БОЛЬШОЙ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ	БОЛЬШЕ СКОРОСТИ
Бесщёточный двигатель не требует или почти не требует техобслуживания	Нет выхлопных газов, нет токсичных выбросов	Без щёток — меньше трения, двигатель вращается быстрее
МЕНЬШЕ НАГРЕВ	БЕЗ ИСКРЕНИЯ	КОМПАКТНЫЙ ДИЗАЙН
Нет щёток — значит нет трения, т. е. двигатель меньше нагревается, что увеличивает производительность	Благодаря отсутствию трения скорость и крутящий момент ещё больше	Бесщёточные двигатели более компакты

Шуруповерт аккумуляторный ударный бесщеточный RedVerg RD-SD20BL/2Y

Аккумуляторный ударный шуруповерт RedVerg RD-SD20BL/2Y предназначен для работы с крепежом, сверления и сверления с ударом. Инструмент работает на Li-Ion аккумуляторе 18 В емкостью 2 А/ч. В комплект входит 2 АКБ, ЗУ, комплект сверл и бит.
Бесщеточный мотор и двухскоростной редуктор позволяют задействовать весь потенциал инструмента для выполнения разных задач. Регулируемое количество оборотов и ударов (550 и 2000 оборотов в минуту, 8000 и 28800 ударов в минуту) помогают настроить шуруповерт для работы с разными стройматериалами и крепежом. Муфта регулировки крутящего момента ограничивает усилие затяжки шурупов. Максимальный крутящий момент – 60 Нм.
Одномуфтовый БЗП подходит для насадок с хвостовиком 1,5-13 мм. Яркая светодиодная подсветка, металлическая клипса для ремня и дополнительная упорная рукоятка делают работу с шуруповертом комфортной.

Сортировать по:

дате

• Дате
• Популярности

• Александр 08 сентября 2020

  Здравствуйте, для данного шуруповёрта есть возможность приобрести аккумулятор ёмкостью 4 Амч?

  Алексей Кузнецов Специалист 27 июля 2021

  Нет. Поставляется только с АКБ RD-SD20BL/2Y-27 -ёмкостью 2,0 Ач.

Задать вопрос

гайковерт с квадратным хвостовиком 1/2″, 18 В 1000 Нм, бесщеточный | BAHCO

гайковерт с квадратным хвостовиком 1/2″, 18 В 1000 Нм, бесщеточный | BAHCO | Bahco Russia

The store will not work correctly in the case when cookies are disabled.

JavaScript seems to be disabled in your browser. For the best experience on our site, be sure to turn on Javascript in your browser.

Мы используем файлы cookie, чтобы Вам было удобнее использовать сайт
В соответствии с Общим регламентом по защите данных нам необходимо Ваше согласие на хранение этих файлов. Узнать больше.

Разрешить файлы cookie

Please indicate which country or region you are in to view specific content: /

Закрыть Дополнительная информация

Информация о товаре

• Для закручивания и выкручивания при высоком крутящем моменте
• Бесщеточный двигатель
• Квадратный хвостовик 1/2″ со стопорным кольцом
• Регулировка оборотов усилием нажатия
• Светодиодная лампа для подсветки рабочей зоны
• Реверсивный переключатель легко регулируется одной рукой
• Индикатор уровня заряда батареи включается пусковым элементом
• Поставляется без батареи и зарядного устройства
• В наличии есть следующие батареи и зарядные устройства: BCL33B1, BCL33B3 и BCL33C1, BCL33C2
• В наличии имеются следующие модели батарей и зарядных устройств: BCL33B1, BCL33B3 и BCL33C1, BCL33C2

Технические характеристики

Видео

Download PDF

Почему бесщеточные электродвигатели набирают популярность?

Все больше самых различных моделей электроинструментов применяют на себе бесщеточные электродвигатели. Дело доходит даже до отбойных молотков

Прогресс не стоит на месте, то и дело внедряются новые разработки, благодаря которым техника становится лучше и совершеннее. Так, на смену классических электрических двигателей постепенно приходят бесщеточные (вентильные). Стоит подробнее рассказать о том, по какому принципу они работают, чем отличаются от обычных и в чем их превосходят.

Принцип работы бесщеточного двигателя

В бесщеточном двигателе щеточно-коллекторный узел заменен полупроводниковым коммутатором. Он работает за счет электрических приводов, которые создают магнитное вращающееся поле. Это конструкция нового типа, в которой обмотки на статоре или элементах ротора нет. Разработка такого двигателя – результат использования материалов с большой коэрцитивной силой и уровнем магнитного насыщения, позволяющим получить сильное магнитное поле.

Отсутствие обмотки ротора и механических коммутационных элементов – те технические решения, которые позволяют создавать надежные двигатели по доступной цене. Эти решения существенно упрощают сам процесс их изготовления.

Бесщеточный двигатель может работать как на переменном, так и на непрерывном токе. В случае с непрерывным током он похож на коллекторный двигатель, но у последнего более сложная конструкция, так как основа непременно содержит электронный коммутатор.

Характерные особенности и преимущества бесщеточных двигателей

Бесщеточный двигатель имеет функционал щеточного, но превосходит его по ряду параметров. Единственным его недостатком можно назвать то, что по стоимости он пока превосходит аналоги с классическим мотором, но этот момент в полной мере компенсируется большим перечнем достоинств устройства. Основные преимущества механизма:

• эффективность;
• при намагничивании нет изменений, как и при утечке тока;
• энергонасыщенность;
• скорость вращения и вращающий момент полностью соответствуют;
• большой диапазон смены частоты вращения;
• скорость не зависит от центробежной силы;
• нет узлов, которые нужно часто обслуживать;
• в конструкции применяются легкие и небольшие магниты;
• не нужны коммутатор и обмотка возбуждения.

Сферы применения бесщеточных двигателей

Вентильные двигатели постоянного тока, как правило, применяются для оборудования с мощностью не выше 5 кВт. Для оборудования мощнее использовать такие двигатели нецелесообразно. Постоянные магниты в бесщеточных моторах очень чувствительны к воздействию мощных полей и высоких температур, что нехарактерно для щеточных и индукционных аналогов.

Бесщеточные двигатели надежны и хорошо управляемы, поэтому они используются повсеместно, как для мелких механизмов, так и для крупных. Они применяются в автомобильных приводах, электрических мотоциклах, компьютерах, электроинструменте, бытовой технике. Двигатели очень востребованы в промышленности, авиационной технике. Благодаря отсутствию коллекторного узла такие двигатели можно использовать даже в опасных условиях, местах с повышенным уровнем влажности.

Metabo выходит на новый уровень, внедряя бесщеточные двигатели в свою технику

Компания Metabo летом 2019 года презентовала широкой аудитории инновационную для отечественного рынка серию отбойных молотков и сетевых перфораторов SDS-Max. Устройства этой линейки оснащены бесщеточными двигателями, что выгодно отличает их от большинства аналогов. В сетевом инструменте такие двигатели пока применяются не слишком часто, особенно если инструмент очень мощный.

Сетевые инструменты с бесщеточными двигателями обладают всеми теми же преимуществами, что и аккумуляторные инструменты. Ключевые достоинства:

1. Бесколлекторная схема повышает КПД мотора. Если сравнить бесщеточный перфоратор Metabo с обыкновенным, то при равном потреблении сетевой мощности оборудование Metabo будет меньше греться и выполнит больше функций.
2. Высокая надежность. Инструмент с вентильным двигателем имеет более длительный срок эксплуатации, чем обычный, и не нуждается в частом обслуживании. В нем не нужно будет менять щетки, поэтому расходы на ремонт и обслуживания будут существенно снижены. По технике с высоким уровнем вибрации, как отбойные молотки и перфораторы, преимущество отсутствия щеток в двигателе особенно заметно. Из-за колебаний, однозначно возникающих при долблении и бурении, срок службы щеток в разы сокращается. Бесщеточным перфораторам и отбойным молоткам Metabo это не грозит.
3. Частоту вращения мотора легко регулировать и поддерживать на необходимом уровне, даже при увеличении нагрузки, перепадах напряжения, ухудшении формы напряжения. Бесщеточные перфораторы и отбойные молотки Metabo будут высокопроизводительны даже при эксплуатации в сложных условиях.

Бесщеточные двигатели обладают массой преимуществ, потому сфера их применения необычайно широка, они используются даже в космической промышленности и ракетостроении. Работающие на таких моторах механизмы с каждым днем становятся популярнее в самых разных сферах.

Greenworks Ударный шуруповёрт бесщёточный

 Гайковерт-шуруповёрт ударный аккумуляторный бесщеточный 24V (модель GD24ID) – это полу профессиональная модель, которая справиться со множеством бытовых задач, а также подойдет для выполнения более сложной профессиональной работы. Основное назначение – откручивание / закручивание гаек, болтов, шурупов и т. д.

Модель оснащена современным бесщёточным или индукционным двигателем DigiPro™ 2-го поколения. Такой двигатель имеет повышенный крутящий момент, благодаря плате управления потребляет меньше энергии, что обеспечивает на 40% дольше время работы от заряда 1-го аккумулятора. А главное – такой двигатель в 10 раз надежнее обычного щеточного и не требует замены щеток.

Гайковерт оснащается быстро зажимным патроном под шестигранную биту размером ¼ дюйма. Работает данная модель от 24V аккумулятора, напряжение которого на 30% выше принятого 18V стандарта, более того, этот аккумулятор может применяться для работы с более чем 20-ю устройствами, в том числе и садовый инструмент линейки GreenWorks G-24V. Максимальный крутящий момент – 327 Нм. Скорость вращение с плавной регулировкой от 0 до 3200 об/мин. Одним из основных параметров при выборе гайковерта является кол-во производимых импульсов в минуту. У этой модели 4200 ударов в минуту. Именно импульсный удар позволяет быстро закручивать или откручивать болты без применения усилий для удержания устройства, несмотря на высокий крутящий момент.

Важным параметром является и вес устройства: чем легче – тем меньше будет уставать ваша рука. Вес устройства без аккумуляторной батареи составляет всего 1,2 кг. Так же для комфортной работы ручка устройства прорезинена, имеет эргономичный дизайн, на корпусе устройства имеется светодиодная подсветка рабочей зоны. Корпус устройства – ударопрочный, а корпус редуктора – металлический. Гайковерт поставляется в кейсе, а также имеет удобный фиксатор для ношения на ремне.

Расширенная гарантия – 2 года.

Преимущества модели:
Бесщеточный(индукционный) двигатель DigiPro™;
Работа от аккумулятора 24V;
Малый вес для такого класса инструмента 1,2 кг;
Быстрозажимной шестигранный патрон на ¼ дюйма;
Плавная регулировка скорости с реверсом;
Импульсный удар;
Ударопрочный корпус;
Металлический корпус редуктора;
Подсветка рабочей зоны;
Эргономичная прорезиненная ручка;
Крепеж для ношения на ремне;
Поставляется в кейсе;
Работа от 24V аккумулятора совместимого с другими устройствами из линейки 24V;
Гарантия 2 года.

Состав комплекта:
Гайковерт/Шуруповерт ударный аккумуляторный, бесщеточный Greenworks 24V арт. 3801407 (старый артикул 32067), модель GD24ID;
Кейс для хранения гайковерта;
Руководство по эксплуатации;
Гарантийный талон.

Внимание: этот комплект поставляется без аккумулятора (АКБ) и зарядного устройства (ЗУ).

Что такое бесщеточные шуруповерты? Их плюсы и минусы | Шуруповерты и дрели | Блог

Все чаще на электроинструменте можно встретить надпись «Brushless motor». Это значит, что девайс оснащен бесщеточным электродвигателем постоянного тока. Действительно ли от этого есть толк или это очередная уловка маркетологов? Давайте разбираться на примере шуруповертов.

Мы будем говорить о шуруповертах как о наиболее востребованном электроинструменте в арсенале домашнего мастера (кто крутил саморезы отверткой, тот поймет). Но тезисы материала безоговорочно распространяются на весь электроинструмент, оснащенный бесщеточными двигателями.

Конструкция и принцип действия

«Brushless motor» в буквальном переводе означает бесщеточный двигатель, в конструкции которого отсутствует коллектор и щеточный узел. Также можно встретить сокращение BLDC, которым именуют бесщеточный электродвигатель постоянного тока.

^{Классический коллекторный двигатель}

Щеточный узел — это механическая контактная часть якоря электродвигателя. С помощью него через пластины коллектора подается напряжение на обмотку якоря. Электрический ток, протекая по проводнику, вызывает электромагнитное поле. Магнитное поле обмотки якоря, взаимодействуя с постоянным магнитным полем статорных обмоток, приводит к возникновению крутящего момента на валу электродвигателя и его вращению. Чтобы вращение вала сохранялось постоянно, напряжение на отдельные проводники якорной обмотки нужно подавать в определенной последовательности. Электрический ток должен протекать по рамкам якорной обмотки в нужный момент,  а электромагнитное поле, наводимое в проводниках, взаимодействовало с постоянным магнитным полем обмоток статора. В двигателе постоянного тока эту функцию выполняет коллекторный узел на якоре электродвигателя.

В бесщеточном электродвигателе коллектор и щетки отсутствуют, но принцип взаимодействия постоянного магнитного поля якоря с электромагнитным полем обмоток статора остается неизменным. Только в BLDC моторе нужно подавать постоянное напряжение на обмотки статора в определенные интервалы времени, имитируя работу коллектора.

Как правило, в конструкции статора бесщеточного мотора используются три пары обмоток, и напряжение на них подается поочередно. При подаче напряжения на первую пару обмоток якорь с постоянными магнитами поворачивается, выравнивая свое положение в соответствии с направлением силовых линий возникшего магнитного поля. В этот момент напряжение с первой пары обмоток снимается и подается на вторую пару. Поскольку якорь электродвигателя обладает определенным моментом инерции, он не останавливается моментально, а продолжает свое вращение, и его магниты начинают взаимодействовать со следующим магнитным полем. Так продолжается до тех пор, пока на обмотки статора поочередно подается напряжение.

Это упрощенная схема работы Brushless мотора. На самом деле, для усиления крутящего момента и исключения «провалов» его полки, в работе постоянно находятся две пары обмоток. Одна из них притягивает постоянные магниты якоря в моменты, когда они находятся до средней линии полюса катушки, а вторая подталкивает, как только полюс катушки пройден центральной частью постоянного магнита якоря. На первую пару катушек подается напряжение прямой полярности, а на вторую — обратной.

Для определения, на какие пары катушек нужно подать напряжение и какой полярности, в системе установлен датчик положения ротора. Он состоит из трех датчиков Холла, дающих контроллеру сигнал о необходимости формирования напряжения на каждой из пар катушек статора.

На видео наглядно проиллюстрирована работа бесщеточного двигателя:

Плюсы и минусы бесщеточного шуруповерта

Производители пишут, что основная изюминка бесщеточного шуруповерта — не нужно менять щетки, которых нет. Это на самом деле так, но так ли сложно поменять щетки?

За этим «жирным» плюсом притаился довольно коварный минус. Дело в том, что более-менее нагруженный шуруповерт потребует замены щеток на второй, а то и третий год работы. Проводя их замену, бережливый владелец наверняка заглянет и в другие узлы инструмента. Обратит внимание на состояние подшипников, очистит внутренности от пыли, заложит порцию свежей смазки — в общем, проведет полное техобслуживание инструмента. В случае с бесколлекторным инструментом, о необходимости сервисного обслуживания можно просто забыть и вспомнить о нем, когда шуруповерт начнет конкретно барахлить.

Вот по-настоящему значимые преимущества бесщеточного инструмента:

• Высокий КПД. У бесщеточного двигателя он составляет порядка 90 %, в то время как у коллекторного мотора — на уровне 60 %. Это обусловлено отсутствием потерь на трение и искрообразование, и, как следствие, повышением температуры коллекторного узла якоря мотора.
• Быстрый выход на номинальную скорость вращения двигателя. В этом опять же заслуга высокого КПД BLDC мотора.
• При тех же массогабаритных показателях, с вала бесщеточного электродвигателя снимается большая мощность, а это влечет получение большего крутящего момента.
• Лучшая энергоэффективность. Благодаря отсутствию потерь в коллекторе и щеточном узле и более высокому КПД бесщеточный шуруповерт сделает больше полезной работы на одном заряде аккумулятора. Это важно профессионалам, для которых время — деньги. Эффективность бесщеточного шуруповерта в  среднем выше на 25–40 % в сравнении с его коллекторным аналогом.
• Возможность использования во взрыво- и пожароопасных средах ввиду отсутствия искр на щеточном узле.
• Грамотная защита от перегрузки. Плата управления электродвигателем просто не позволит нагрузить инструмент сверх меры, а вот коллекторный шуруповерт при должном старании можно перегреть и получить дымок из вентиляционных отверстий.

Но бесщеточным инструментам присущи и некоторые недостатки:

• Высокая цена. Наличие в конструкции дорогой силовой платы управления BLDC мотором ощутимо увеличивает стоимость шуруповерта.
• Плохая ремонтопригодность. В бесщеточном шуруповерте плата управления, кнопка включения инструмента и статор электродвигателя обычно идут единым блоком. Стоимость запчасти — от 2/3 до 3/4 стоимости нового инструмента. Если поломка произойдет по истечении гарантийного срока, то ремонтировать такой шуруповерт вряд ли целесообразно. В отличие от коллекторных экземпляров, где можно заменить кнопку или электродвигатель отдельно, и стоить это будет на порядок дешевле.

Перспективы бесщеточных шуруповертов на рынке электроинструмента

Переход на бесщеточные инструменты неизбежен, поскольку они выгодны в первую очередь самим производителям ввиду унификации производственных процессов, уменьшению количества составных частей и улучшения технических характеристик выпускаемых моделей. Конечному пользователю такой переход абсолютно ничем не грозит. Шуруповерты как закручивали винты и саморезы, так и будут, исходя из своих технических возможностей.

Для профессиональной деятельности однозначно стоит смотреть в сторону бесщеточных моделей. Они экономичней, шустрее и надежней. Каждый рубль, вложенный в их покупку, окупится сторицей.

А вот домашнему мастеру стоит взвесить все «за» и «против», реально оценить возможную загруженность инструмента и свою готовность отдать больше денег за современные технологии.

Что такое бесщеточные двигатели постоянного тока

Понимание принципа и применения высокоэффективных двигателей: 1 из 3

Двигатель преобразует подаваемую электрическую энергию в механическую. Обычно используются различные типы двигателей. Среди них бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) отличаются высоким КПД и отличной управляемостью и широко используются во многих приложениях. Двигатель BLDC имеет преимущества в энергосбережении по сравнению с двигателями других типов.

Двигатели силовые агрегаты

Когда инженеры сталкиваются с проблемой проектирования электрического оборудования для выполнения механических задач, они могут подумать о том, как электрические сигналы преобразуются в энергию.Таким образом, исполнительные механизмы и двигатели относятся к устройствам, преобразующим электрические сигналы в движение. Двигатели обменивают электрическую энергию на механическую.

Самый простой тип двигателя – щеточный двигатель постоянного тока. В этом типе двигателя электрический ток проходит через катушки, которые расположены в фиксированном магнитном поле. Ток создает магнитные поля в катушках; это заставляет узел катушки вращаться, поскольку каждая катушка отталкивается от аналогичного полюса и тянется к противоположному полюсу фиксированного поля.Чтобы поддерживать вращение, необходимо постоянно реверсировать ток – так, чтобы полярность катушки постоянно менялась, заставляя катушки продолжать «преследовать» разные фиксированные полюса. Питание катушек подается через неподвижные токопроводящие щетки, которые контактируют с вращающимся коммутатором; именно вращение коммутатора вызывает изменение направления тока в катушках. Коммутатор и щетки являются ключевыми компонентами, отличающими щеточный двигатель постоянного тока от других типов двигателей. На рисунке 1 показан общий принцип работы щеточного двигателя.

Рисунок 1: Работа щеточного двигателя постоянного тока.

Неподвижные щетки подают электроэнергию на вращающийся коммутатор. Когда коммутатор вращается, он постоянно меняет направление тока в катушках, меняя полярность катушек, чтобы катушки сохраняли правое вращение. Коммутатор вращается, потому что он прикреплен к ротору, на котором установлены катушки.

Общие типы двигателей

Двигатели

различаются по типу мощности (переменного или постоянного тока) и способу создания вращения (Рисунок 2).Ниже мы кратко рассмотрим особенности и способы использования каждого типа.

Рисунок 2: Различные типы двигателей

Электродвигатели постоянного тока

с щеткой, отличающиеся простой конструкцией и легким управлением, широко используются для открытия и закрытия лотков для дисков. В автомобилях они часто используются для закрывания, выдвижения и установки боковых окон с электроприводом. Низкая стоимость этих двигателей делает их пригодными для множества применений. Однако одним из недостатков является то, что щетки и коммутаторы имеют тенденцию к относительно быстрому износу в результате их постоянного контакта, что требует частой замены и периодического обслуживания.

Шаговый двигатель приводится в действие импульсами; он поворачивается на определенный угол (шаг) с каждым импульсом. Поскольку вращение точно контролируется количеством полученных импульсов, эти двигатели широко используются для выполнения позиционных регулировок. Они часто используются, например, для управления подачей бумаги в факсимильных аппаратах и ​​принтерах, поскольку эти устройства подают бумагу с фиксированными шагами, которые легко коррелируют с количеством импульсов. Паузу также можно легко контролировать, поскольку вращение двигателя мгновенно прекращается при прерывании импульсного сигнала.

В синхронных двигателях вращение синхронно с частотой питающего тока. Эти двигатели часто используются для привода вращающихся противней в микроволновых печах; редукторы в моторном блоке можно использовать для получения подходящей скорости вращения для нагрева пищи. Скорость вращения асинхронных двигателей также зависит от частоты; но движение не синхронное. В прошлом эти двигатели часто использовались в электрических вентиляторах и стиральных машинах.

Обычно используются различные типы двигателей.На этом занятии мы рассмотрим преимущества и применение бесщеточных двигателей постоянного тока.

Почему двигатели BLDC вращаются?

Как следует из названия, в бесщеточных двигателях постоянного тока щетки не используются. В щеточных двигателях щетки подают ток через коммутатор в катушки на роторе. Так как же бесщеточный двигатель передает ток на катушки ротора? Это не так – потому что катушки не расположены на роторе. Вместо этого ротор представляет собой постоянный магнит; Катушки не вращаются, а вместо этого фиксируются на статоре.Поскольку катушки не двигаются, нет необходимости в щетках и коммутаторе. (См. Рисунок 3.)

В щеточном двигателе вращение достигается за счет управления магнитными полями, создаваемыми катушками на роторе, в то время как магнитное поле, создаваемое неподвижными магнитами, остается фиксированным. Чтобы изменить скорость вращения, вы меняете напряжение на катушках. В двигателе BLDC вращается постоянный магнит; вращение достигается за счет изменения направления магнитных полей, создаваемых окружающими неподвижными катушками.Чтобы контролировать вращение, вы регулируете величину и направление тока в этих катушках.

Рисунок 3: Двигатель BLDC.

Поскольку ротор представляет собой постоянный магнит, ему не нужен ток, что устраняет необходимость в щетках и коммутаторе. Ток в неподвижных катушках контролируется извне.

Преимущества двигателей BLDC

Двигатель BLDC с тремя катушками на статоре будет иметь шесть электрических проводов (по два на каждую катушку), отходящих от этих катушек.В большинстве реализаций три из этих проводов будут соединены внутри, а три оставшихся провода отходят от корпуса двигателя (в отличие от двух проводов, отходящих от щеточного двигателя, описанного ранее). Электропроводка в корпусе двигателя BLDC более сложна, чем просто соединение положительной и отрицательной клемм силового элемента; мы более подробно рассмотрим, как работают эти двигатели, во второй части этой серии. В заключение мы рассмотрим преимущества двигателей BLDC.

Одним из больших преимуществ является эффективность, так как эти двигатели могут непрерывно управлять с максимальной силой вращения (крутящим моментом).Щеточные двигатели, напротив, достигают максимального крутящего момента только в определенных точках вращения. Для того, чтобы щеточный двигатель обеспечивал такой же крутящий момент, как и бесщеточная модель, необходимо использовать более крупные магниты. Вот почему даже небольшие двигатели BLDC могут обеспечивать значительную мощность.

Второе большое преимущество – связанное с первым – это управляемость. Двигателями BLDC можно управлять с помощью механизмов обратной связи, чтобы обеспечить точный требуемый крутящий момент и скорость вращения. Прецизионное управление, в свою очередь, снижает потребление энергии и тепловыделение, а в случаях, когда двигатели питаются от батареи, увеличивает срок ее службы.

Двигатели

BLDC также отличаются высокой прочностью и низким уровнем электрического шума благодаря отсутствию щеток. В щеточных двигателях щетки и коллектор изнашиваются в результате постоянного движущегося контакта, а также образуют искры в местах контакта. Электрический шум, в частности, является результатом сильных искр, которые, как правило, возникают в областях, где щетки проходят через зазоры в коммутаторе. Вот почему двигатели BLDC часто считаются предпочтительными в приложениях, где важно избегать электрических шумов.

Идеальное применение для двигателей BLDC

Мы убедились, что двигатели BLDC обладают высокой эффективностью и управляемостью, а также имеют длительный срок службы. Так для чего они нужны? Благодаря своей эффективности и долговечности они широко используются в устройствах, которые работают непрерывно. Они давно используются в стиральных машинах, кондиционерах и другой бытовой электронике; а в последнее время они появляются в вентиляторах, где их высокая эффективность способствовала значительному снижению энергопотребления.

Они также используются для привода вакуумных машин. В одном случае изменение программы управления привело к значительному скачку скорости вращения – пример превосходной управляемости, обеспечиваемой этими двигателями.

Двигатели

BLDC также используются для вращения жестких дисков, где их надежность обеспечивает надежную работу приводов в течение длительного времени, а их энергоэффективность способствует снижению потребления энергии в той области, где это становится все более важным.

На пути к более широкому использованию в будущем

Мы можем ожидать, что в будущем двигатели BLDC будут использоваться в более широком диапазоне приложений.Например, они, вероятно, будут широко использоваться для управления сервисными роботами – небольшими роботами, которые предоставляют услуги не только в производстве, но и в других областях. Можно подумать, что шаговые двигатели больше подходят для этого типа приложений, где для точного управления позиционированием можно использовать импульсы. Но двигатели BLDC лучше подходят для управления силой. А с шаговым двигателем, чтобы удерживать такую ​​конструкцию, как рука робота, потребуется относительно большой и непрерывный ток. Для двигателя BLDC все, что потребуется, – это ток, пропорциональный внешней силе, что обеспечивает более энергоэффективное управление.Двигатели BLDC могут также заменить простые щеточные двигатели постоянного тока в тележках для гольфа и мобильных тележках. Помимо большей эффективности, двигатели BLDC также могут обеспечивать более точное управление, что, в свою очередь, может еще больше продлить срок службы батарей.

Двигатели

BLDC также идеально подходят для дронов. Их способность обеспечивать точное управление делает их особенно подходящими для многороторных беспилотных летательных аппаратов, где положение беспилотника регулируется путем точного управления скоростью вращения каждого ротора.

На этом занятии мы увидели, как двигатели BLDC обеспечивают превосходную эффективность, управляемость и долговечность.Но тщательный и надлежащий контроль необходим для полного использования потенциала этих двигателей. На следующем занятии мы рассмотрим, как работают эти двигатели.

Список модулей

1. Что такое бесщеточные двигатели постоянного тока
2. Управление двигателями BLDC
3. Решения Renesas для управления двигателями BLDC

Произошла ошибка

Повторите попытку позже или попробуйте нашу домашнюю страницу еще раз.
Bitte versuchen Sie es später oder schauen Sie ob die Homepage funktioniert.

Ошибка: E1020

Австралия Электронная почта

Максон Мотор Австралия Пти Лтд

Unit 1, 12-14 Beaumont Road
Гора Куринг-Гай Новый Южный Уэльс 2080
Австралия

Benelux Электронная почта

Максон Мотор Бенелюкс Б.В.

Йосинк Колквег 38
7545 PR Enschede
Нидерланды

Китай Электронная почта

maxon motor (Suzhou) Co., ООО

江兴东 路 1128 号 1 号楼 5
215200 江苏
中

Германия Электронная почта

Максон Мотор ГмбХ

Truderinger Str. 210
81825 München
Deutschland

Индия Электронная почта

maxon precision motor India Pvt. ООО

Niran Arcade, No.563/564
Новая Бел-Роуд,
RMV 2-я ступень
Бангалор – 560 094
Индия

Италия Электронная почта

maxon motor italia S.r.l.

Società Unipersonale
Via Sirtori 35
20017 Rho MI
Италия

Япония Электронная почта

マ ク ソ ン ジ ャ パ ン 株式会社

東京 都 新宿 区 新宿 5-1-15
〒 160-0022
日本

Корея Электронная почта

㈜ 맥슨 모터 코리아

서울시
반포 대로 14 길 27, 한국 137-876

Португалия Электронная почта

maxon motor ibérica s.

C / Polo Norte № 9
28850 Торрехон-де-Ардос
Испания

Швейцария Электронная почта

максон мотор аг

Брюнигштрассе 220
Постфах 263
6072 Sachseln
Schweiz

Испания Электронная почта

maxon motor ibérica s.a. Испания (Барселона)

C / Polo Norte № 9
28850 Торрехон-де-Ардос
Испания

Тайвань Электронная почта

maxon motor Тайвань

8F.-8 №16, переулок 609 сек. 5
П. 5, Chongxin Rd.
Sanchong Dist.
Нью-Тайбэй 241
臺灣

Великобритания, Ирландия Электронная почта

максон мотор великобритания, лтд

Maxon House, Hogwood Lane
Finchampstead
Беркшир, RG40 4QW
Соединенное Королевство

США (Восточное побережье) Электронная почта

прецизионные двигатели maxon, inc.

125 Девер Драйв
Тонтон, Массачусетс 02780
США

США (Западное побережье) Электронная почта

прецизионные двигатели maxon, inc.

1065 East Hillsdale Blvd,
Люкс 210
Фостер-Сити, Калифорния 94404
США

Бесщеточные двигатели постоянного тока – мощность ниже 900 Вт

Moog предлагает широкий выбор высокопроизводительных бесщеточных двигателей и серводвигателей, используемых в самых разных областях, включая медицину, автоматизацию делопроизводства, упаковку, промышленность, аэрокосмическую промышленность и оборону.

Интегрированные двигатели

Moog расширил свои решения по перемещению, добавив линейку хорошо программируемых интегрированных двигателей.

Moog Animatics предоставляет передовые технологии, которые объединяют двигатель, кодировщик, усилитель, контроллер, связь RS232 / RS485 и входы-выходы.SmartMotor теперь оснащен опциональной технологией Combitronic.

Узнать больше

Сервоуправление интегрировано в высокоэффективный бесщеточный двигатель.Обеспечивает большую свободу при проектировании машины и значительно сокращает объем проводки и пространство в шкафу.

Узнать больше

Моторы на заказ

Moog расширил свои решения по перемещению, добавив линейку высокопроизводительных бесщеточных двигателей на заказ, в том числе бесщеточные двигатели с постоянными магнитами, средства управления с интенсивным DSP и компоненты с добавленной стоимостью. Эти индивидуальные решения предлагают конкурентное преимущество как по характеристикам, так и по стоимости для широкого спектра приложений и рынков.

Moog Aspen решает проблемы управления движением OEM, используя свои инженерные возможности для разработки и производства инновационных продуктов, включая бесщеточные двигатели с постоянными магнитами, средства управления с интенсивным DSP и компоненты с добавленной стоимостью.Эти индивидуальные решения предлагают конкурентное преимущество как по характеристикам, так и по стоимости для широкого спектра приложений и рынков.

Узнать больше

Moog Aspen тесно сотрудничает с нашими крупными OEM-заказчиками, чтобы предложить «больше, чем просто двигатель.«Сборки с добавленной стоимостью охватывают широкий спектр продуктов. Мы предлагаем моторную электронику с необходимым аппаратным и программным обеспечением, элементы обратной связи, коробки передач, магнитные муфты и пластиковые детали для комплектных OEM-продуктов

.

Узнать больше

Щелкните здесь, чтобы перейти на сайт Moog Animatics.

Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с расширенными решениями Moog по индивидуальным двигателям.

Инструменты

с бесщеточными двигателями – Бесщеточные vs.Матовый мотор

В мире электроинструментов бесщеточные двигатели в моде. Хотя эта технология не совсем нова, в последние годы она приобрела популярность благодаря некоторым громким релизам Makita, Milwaukee, DeWalt и других.

🛠Вы любите ремонтировать. Мы любим чинить вещи. Давай сделаем это вместе.

«Бесщеточные двигатели существуют с 1960-х годов, используются в промышленных и производственных приложениях для [двигателей, приводящих в движение] конвейерные ленты», – говорит Кристиан Кулис, старший вице-президент по управлению продуктами в Milwaukee Tools, Popular Mechanics .

Makita была первой компанией, которая применила их в электроинструментах. «[Это было] впервые в нашем сборочном подразделении в 2003 году для оборонной и аэрокосмической промышленности, а затем снова в 2009 году, когда мы выпустили бесщеточный трехскоростной ударный драйвер», – говорит Уэйн Харт, менеджер по коммуникациям Makita Pop Mech .

Производители заявляют, что бесщеточные инструменты повысили производительность и долговечность и что они умнее, чем средний инструмент. Так в чем же именно заключаются технологии, лежащие в основе этих новых двигателей?

Принцип работы щеточных двигателей старой школы

Традиционный щеточный двигатель состоит из четырех основных частей: угольных щеток, кольца магнитов, якоря и коммутатора.Магниты и щетки неподвижны, а якорь и коммутатор вращаются вместе на валу двигателя внутри магнитов.

Макита

Когда двигатель находится под напряжением, заряд проходит от батареи через щетки в коммутатор. (Щетки подпружинены для поддержания физического контакта с коммутатором.) Коммутатор затем передает заряд на якорь, который состоит из медных обмоток (они выглядят как пучки медных проводов).Обмотки намагничиваются зарядом и толкаются к неподвижному кольцу магнитов, которые его окружают, заставляя узел якоря вращаться. Вращение не прекращается, пока не прекратится заряд от аккумулятора.

Как работают бесщеточные двигатели

В бесщеточном двигателе отсутствуют щетки и коллектор. А расположение магнитов и обмоток поменялось местами: магниты находятся на валу обычного двигателя, а медные обмотки якоря закреплены и окружают вал.Вместо щеток и коммутатора небольшая печатная плата координирует подачу энергии к обмоткам.

Поскольку электроника напрямую взаимодействует со стационарными обмотками, инструмент настраивается в соответствии с задачей – вот почему компании позиционируют их как «более умные» инструменты. Например, если вы используете бесщеточную дрель для ввинчивания шурупов в пенополистирол, она с большей готовностью определяет отсутствие сопротивления (по сравнению с щеточным двигателем) и начинает извлекать из аккумулятора только тот небольшой заряд, который ему нужен.Если затем инструмент начнет заворачивать 3-дюймовые винты в красное дерево, он соответствующим образом отрегулирует и потребляет больше тока. Напротив, щеточный двигатель всегда будет работать с максимальной скоростью во время использования.

---

Инструменты, необходимые для выполнения работы:

Дрель-шуруповерт DeWalt

DEWALT walmart.com

345,89 долл. США

Сабельная пила Ridgid

Риджид амазонка.ком

148,94 долл. США

Угловая шлифовальная машина Makita

Макита amazon.com

Циркулярная пила Milwaukee

МИЛЬВОКИ amazon.com

390,22 долл. США

---

Кроме того, бесщеточные двигатели могут быть в целом более мощными. Поскольку медные обмотки находятся снаружи двигателя, есть место для их увеличения.Бесщеточные двигатели также не имеют трения и падения напряжения, которые создают щетки при движении по вращающемуся коммутатору. Этот физический контакт приводит к постоянной потере энергии во время рабочего процесса.

Чистая прибыль – инструмент с большей эффективностью и более прочными двигателями. Само собой разумеется, что к концу года в каждом электроинструменте будет установлен бесщеточный двигатель, верно? «Это не шанс», – говорит Кулис из Милуоки.

«Хотя преимущества бесщеточной технологии огромны, производители сталкиваются с чрезвычайно высокими ценами из-за дополнительных затрат на двигатель и электронику, которые требуются для правильного управления двигателем», – говорит она.Другими словами, они дороги, и поэтому бесщеточные двигатели лучше подходят для профессионалов, которые могут выложить большие деньги за инструмент, который они собираются использовать каждый день. Бесщеточные инструменты примерно на 30 процентов дороже в производстве, чем стандартные аккумуляторные инструменты, а батареи для их питания обычно недоступны для большинства домашних мастеров.

Но по мере совершенствования аккумуляторных технологий и совершенствования конструкции инструментов покупатели начнут видеть все больше и больше бесколлекторных инструментов в своих местных центрах.Они здесь, чтобы остаться, но, вероятно, пройдет некоторое время, прежде чем технология перейдет на все электроинструменты для домашних мастеров на выходных.

---

Смотреть это:

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Бесщеточные двигатели | Корпорация Nidec

Технические возможности Nidec

Бесщеточные двигатели постоянного тока

отличаются низким энергопотреблением, длительным сроком службы, низким уровнем шума, компактными размерами и малым весом.
Nidec – мировой лидер в разработке и производстве этих высокопроизводительных двигателей.

Электродвигатели постоянного тока

имеют различные преимущества, такие как высокий КПД, возможность уменьшения габаритов, способность работать на электроэнергии и низкие производственные затраты. Однако эти двигатели имеют ряд недостатков, таких как шум из-за трения щетки, образование искр и электрических шумов, а также ограниченный срок службы из-за износа щетки. Разработка бесщеточного двигателя постоянного тока решила все эти проблемы.

В бесщеточном двигателе постоянного тока ротор, сделанный из постоянного магнита, приводится в движение магнитной силой цепи обмотки статора. В то время как щеточный двигатель постоянного тока использует щетку и коммутатор для переключения тока, бесщеточный двигатель постоянного тока использует датчик и электронную схему для переключения тока. Разработка этого двигателя стала возможной благодаря развитию технологий полупроводников и периферийных устройств. Этот двигатель имеет выгодные характеристики двигателей постоянного тока (ток и напряжение соответственно пропорциональны крутящему моменту и скорости вращения) и двигателей переменного тока (бесщеточная конструкция).Бесщеточный двигатель постоянного тока отличается компактными размерами, высокой мощностью, длительным сроком службы и отсутствием искр и шума. Он используется в широком спектре приложений, от ПК до бытовой техники.

Характеристики и классификация бесщеточных двигателей постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока «вращает свой магнит».

Ротор, сделанный из магнита, вращается под действием магнитных полей, создаваемых током, протекающим через обмотки статора. Ток переключается датчиком и электронной схемой.

Тип внешнего ротора (ротор находится вне статора)

Преимущества

• Легко получить большой крутящий момент.
• Скорость стабильна при постоянном вращении.

Недостатки

• Ротор большой (движение медленное).
• Внешний ротор требует соответствующих мер безопасности.

Тип внутреннего ротора (ротор находится внутри статора)

Преимущества

• Ротор небольшой и быстро реагирует.
• Змеевик расположен снаружи, и уровень теплоотдачи высокий.

Недостатки

• Трудно получить большой крутящий момент.
• Магниты могут быть повреждены центробежной силой.

Таблица сравнения типов двигателей

Бесщеточные двигатели постоянного тока имеют много преимуществ (в частности, в области эффективности).

По сравнению с другими типами двигателей, бесщеточный двигатель постоянного тока имеет множество преимуществ, таких как компактный размер, высокая мощность, низкий уровень вибрации, низкий уровень шума и длительный срок службы.

Двигатель переменного тока			Универсальный мотор	Щеточные электродвигатели постоянного тока	Бесщеточный двигатель постоянного тока	Шаговый двигатель	Серводвигатель
Однофазный	Трехфазный (Индукционный)	Трехфазный (Синхронизация)					серв. Переменного тока	сервопривод постоянного тока
Тип питания	AC			AC / DC	постоянного тока	DC (включая драйвер) / Driver	Драйверы	Драйверы	Драйверы
КПД	40-60 ％	60–70 ％	70-80 ％	50-60 ％	60–80 ％	80 ％ –	60–70 ％	50–80 ％	60–80 ％
Размер (такая же мощность)	Большой	Средний или большой		Большой	Малый	Малый	Средний	Малый или средний	Малый
Шум	Малый			Большой	Большой	Малый	Средний	Малый	Большой
Диапазон скоростей	Узкий	широкий		Средний	широкий	широкий	широкий	Средний	Узкий
Ответ	Медленная			Медленная	Средний	Средний	Средний	Быстро
Срок службы	Длинный			Короткий	Короткий	длинный	Длинный		Короткий
Цена	Низкий		Средний	Низкий	Низкий	Среднее или высокое	Средний	Высокая
Приложения	Стиральные машины Воздуходувки Пылесосы Насосы	Краны Конвейеры Кондиционеры Промышленное оборудование	Компрессоры Посудомоечные машины Стиральные машины	Пылесосы Электроинструменты Соковыжималки	Электрические игрушки Электроинструменты Автомобильные электрические компоненты Мелкая бытовая техника	Кондиционеры Посудомоечные машины Стиральные машины Мелкая бытовая техника	Роботы Мелкая бытовая техника Кондиционирование воздуха	Конвейеры Роботы Станки	Принтеры Плоттеры Рабочие станки
Решение	Ориентация на затраты	Ориентация на универсальность		Ориентация на затраты	Ориентация на затраты	Ориентация на эффективность Ориентация на универсальность	Ориентация на универсальность	Ориентация на производительность

Nidec имеет значительный опыт в области небольших бесщеточных двигателей постоянного тока.Компания занимает 80% мирового рынка шпиндельных двигателей для жестких дисков, 60% мирового рынка двигателей для DVD и других оптических приводов и 40% мирового рынка двигателей для вентиляторов. Nidec работает в области малых прецизионных двигателей, которая наиболее быстро перешла на бесщеточные двигатели. Нам удалось наладить массовое производство бесщеточных двигателей постоянного тока раньше, чем у конкурентов, и занять лидирующие позиции на рынке. Кроме того, мы удерживаем позицию № 1 в мире, постоянно внедряя новые технологии, такие как первые в отрасли подшипники FDB (гидродинамические подшипники), которые отвечают требованиям все более точных жестких дисков, а также наши собственные разработки средств проектирования и моделирования.

Рынок автомобилей, который становится наиболее плодородным в качестве области применения бесщеточных двигателей постоянного тока, – это рынок автомобилей. Как свидетельствует система гидроусилителя рулевого управления, уровень расхода топлива которой можно улучшить на 3-5%, если гидравлическую систему заменить электрической системой, эффект энергосбережения очень высок за счет использования систем электроснабжения. В разных местах все больше и больше гидравлических систем заменяется двигателями. В частности, бесщеточный двигатель постоянного тока играет ведущую роль в замене функций там, где требуется управляемость и где детали часто используются и, следовательно, требуются детали с длительным сроком службы.Основная область применения после гидроусилителя руля – компрессорные моторы кондиционеров. Кроме того, тяговые двигатели для электромобилей (электромобилей) являются многообещающей областью для бесщеточных двигателей постоянного тока. Поскольку система работает от батареи с ограниченной мощностью, двигатель должен быть высокоэффективным и компактным, чтобы его можно было устанавливать в ограниченном пространстве. Благодаря опыту, который мы накопили до сих пор в области малых прецизионных двигателей, мы стремимся стать компанией № 1 в мире, работающей в области автомобильных двигателей.

Рынок автомобильных компонентов значительно расширяется как область применения бесщеточных двигателей постоянного тока. Бесщеточные двигатели постоянного тока

– Бесщеточный серводвигатель постоянного тока RapidPower ™ Xtreme

Бесщеточные двигатели постоянного тока ElectroCraft (BLDC) разработаны для обеспечения высокой производительности. Двигатели BLDC идеально подходят для приложений, где быстрое ускорение и высокие требуется точность.ElectroCraft Rapid Power и Rapid Power Plus Двигатели BLDC имеют эффективную, компактную конструкцию с высокой плотностью крутящего момента. определяется высоким крутящим моментом относительно размера рамы. Благодаря эффективному дизайну, скорость, точность и надежность, электродвигатели ElectroCraft BLDC используются в различные критически важные медицинские, военные, автоматические и другие прецизионные приложения.Узнать больше & rtrif;

Просмотрите наши базовые семейства продуктов и не стесняйтесь свяжитесь с нашим приложением BLDC инженеров по вопросам, касающимся ваших потребностей в двигателе BLDC. ЭлектроКрафт специализируется на разработке индивидуальных решений для самых требовательных движений контролировать проекты.В дополнение к нашей линейке продуктов BLDC посетите наш Справочник и руководство по применению высокопроизводительных бесщеточных двигателей.

Преимущества бесщеточных двигателей постоянного тока

• Высокая производительность и эффективность – BLDC в целом более эффективны, чем их чистые аналоги.В них используются электронные возможности, позволяющие быстро и точно контролировать скорость и положение двигателя.
• Долговечность – количество движущихся частей, управляющих бесщеточными двигателями, меньше, чем у PMDC, что делает их более устойчивыми к износу и ударам. Они не склонны к выгоранию из-за искр, с которыми часто сталкиваются щеточные двигатели, что значительно увеличивает срок их службы.
• Низкий уровень шума – двигатели BLDC работают тише, потому что у них нет щеток, которые постоянно контактируют с другими компонентами.

Матовые и бесщеточные двигатели: в чем разница?

Вот уже несколько лет мы наблюдаем, как бесщеточные двигатели начинают доминировать в индустрии профессиональных инструментов в аккумуляторных инструментах. Это здорово, но что в этом такого? Разве это имеет значение, пока я могу заворачивать этот шуруп по дереву? Ну да, это так. Существенные различия и последствия существуют при работе с щеточными и бесщеточными двигателями.

Начните здесь: как работает щеточный двигатель постоянного тока

Прежде чем мы углубимся в сравнение щеточных и бесщеточных двигателей на обеих ногах, давайте рассмотрим основы того, как на самом деле работает двигатель постоянного тока.Когда дело доходит до управления двигателем, все дело в магнитах. Противоположно заряженные магниты притягиваются друг к другу. Основная идея в двигателе постоянного тока состоит в том, чтобы удерживать противоположный заряд вращающейся части (ротора), притягивая неподвижные магниты (статор) перед собой, чтобы обеспечить постоянное тяговое усилие вперед. Это все равно что держать перед собой бостонский кремовый пончик на палочке, пока я бегу – я буду продолжать пытаться его поймать!

Вопрос в том, как заставить этот пончик двигаться. Нет простого способа сделать это.Он начинается с набора магнитов, которые удерживают постоянный заряд (постоянные магниты). У набора электромагнитов изменяется заряд (меняя полярность) во время вращения, поэтому всегда есть противоположно заряженный постоянный магнит, к которому он может двигаться. Кроме того, подобный заряд, который испытывает электромагнитная катушка при изменении, отталкивает катушку. Когда мы смотрим на щеточные и бесколлекторные двигатели, разница заключается в том, как электромагнит меняет полярность.

Взгляд изнутри щеточный двигатель

В щеточном двигателе есть четыре основных части: постоянные магниты, якорь, коллекторные кольца и щетки.Постоянные магниты составляют внешнюю часть механизма и не двигаются (статор). Один заряжен положительно, а другой отрицательно создает постоянное магнитное поле.

Якорь представляет собой катушку или ряд катушек, которые становятся электромагнитами при подаче питания. Это также вращающаяся часть (ротор), обычно она сделана из меди, хотя возможен и алюминий.

Кольца коммутатора крепятся к катушке якоря двумя (2-полюсная конфигурация), четырьмя (4-полюсная конфигурация) или более частями.Они вращаются с арматурой. Наконец, угольные щетки остаются на месте и доставляют электрический заряд к каждой части коммутатора.

Все дело в якоре

После подачи питания на якорь заряженная катушка тянется к противоположно заряженному постоянному магниту. Поскольку кольцо коммутатора над ним также вращается, оно перемещается от соединения с одной угольной щеткой к другой. Когда он достигает следующей щетки, он меняет полярность и теперь притягивается к другому постоянному магниту, отталкиваясь таким же зарядом.Ощутимо, когда коммутатор достигает отрицательной щетки, он теперь притягивается к положительному постоянному магниту. Коммутатор прибывает как раз вовремя, чтобы соединиться с положительной щеткой, и следует за отрицательным постоянным магнитом. Щетки расположены парами, поэтому положительная катушка будет тянуться к отрицательному магниту, а отрицательная катушка будет тянуться к положительному магниту одновременно.

Я как катушка якоря гоняюсь за бостонским кремовым пончиком. Я подхожу ближе, но затем передумаю и перехожу на более здоровый смузи (моя полярность или желание изменились).В конце концов, пончик полон калорий и жира. Теперь я гоняюсь за смузи, пока меня отталкивают от бостонского крема. Добравшись до места, я понимаю, насколько вкуснее будет этот пончик над смузи. Пока спусковой крючок нажат, я передумываю каждый раз, когда перехожу к следующей кисти, отчаянно преследуя объект своей привязанности по кругу. Это высшее проявление СДВГ, находящее хорошее применение. Кроме того, нас там двое, поэтому один из нас всегда страстно, но нерешительно гнался за бостонскими кремовыми пончиками и смузи.

Внутри бесщеточного двигателя

В бесщеточном двигателе вы теряете коммутатор и щетки, а получаете электронный контроллер. Теперь постоянные магниты действуют как ротор и вращаются внутри, в то время как статор состоит из неподвижных электромагнитных катушек, которые теперь находятся снаружи. Контроллер питает каждую катушку в зависимости от того, какой заряд ей нужен для притяжения постоянного магнита.

В дополнение к электронному перемещению заряда, контроллер также может обеспечивать такой же заряд, чтобы противостоять постоянному магниту.Поскольку одинаковые заряды противостоят друг другу, это толкает постоянный магнит. Теперь ротор движется за счет тяги и толчка.

В этом случае постоянные магниты движутся, так что теперь они мой партнер по бегу и я. Мы больше не меняем своих мыслей о том, чего хотим. Вместо этого мы знаем, что я хочу пончик с кремом Бостон, а мой партнер хочет смузи.

Электронный контроллер заставляет нас двигаться вперед, и мы всегда гонимся за одним и тем же.Контроллер также помещает то, что нам не нужно, прямо позади, чтобы предложить толчок.

Стоимость щеточных двигателей постоянного тока по сравнению с бесщеточными

Щеточные двигатели постоянного тока относительно просты, а детали для его изготовления недороги (хотя медь не становится дешевле). Поскольку для бесщеточных двигателей требуется этот электронный коммуникатор, вы, по сути, начинаете собирать компьютер внутри своего беспроводного инструмента. Это то, что увеличивает стоимость бесщеточных двигателей.

Эффективность щеточных и бесщеточных двигателей

Бесщеточные двигатели имеют несколько преимуществ по сравнению с щеточными двигателями благодаря своей конструкции.Во многом это связано с потерей щеток и коммутатора. Поскольку щетка должна контактировать с коммутатором для доставки заряда, это также вызывает трение. Трение снижает скорость, которая может быть достигнута вместе с нагревом. Это как ехать на велосипеде с слегка затянутым тормозом. При таком же усилии ног вы будете медленнее. И наоборот, если вы хотите поддерживать скорость, это потребует больше энергии от ваших ног. Вы также нагреете свои диски от тепла трения.Это означает, что по сравнению с щеточными двигателями бесщеточные двигатели работают меньше. Это дает им большую эффективность, поэтому они преобразуют больше электроэнергии в мощность.

Угольные щетки также со временем изнашиваются. Это то, что вызывает искру внутри некоторых инструментов. Чтобы инструмент продолжал работать, щетки необходимо время от времени заменять. Бесщеточные двигатели не требуют такого обслуживания.

В то время как для бесщеточных двигателей требуется электронный контроллер, комбинация ротор / статор более компактна. Это дает возможность получить меньший вес и более компактный размер.Вот почему мы видим так много инструментов, как ударный шуруповерт Makita XDT16, которые имеют сверхкомпактную конструкцию и большой мощности.

Крутящий момент между щеточными и бесщеточными двигателями

Кажется, существует неправильное представление о бесщеточных двигателях и крутящем моменте. Сама по себе конструкция двигателя с щеткой или бесщеточным двигателем не показывает величину крутящего момента. Например, первая ударная дрель Milwaukee M18 FUEL имела меньший реальный крутящий момент, чем предшествующая ей щеточная модель.

Однако в конце концов производители поняли кое-что очень важное.Электроника, используемая в бесщеточных двигателях, может при необходимости обеспечивать эти двигатели большей мощностью.

Поскольку в бесщеточных двигателях теперь используется усовершенствованное электронное управление, они могут определять, когда они начинают замедляться под нагрузкой. Пока аккумулятор и двигатель находятся в пределах температурных характеристик, электроника бесщеточного двигателя может запрашивать и получать больший ток от аккумуляторной батареи. Это позволяет таким инструментам, как бесщеточные дрели и пилы, поддерживать большую скорость под нагрузкой. Это делает их быстрее. Часто намного быстрее .Некоторые примеры этого включают Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage и DeWalt Perform and Protect.

Эти технологии плавно объединяют двигатель инструмента, аккумулятор и электронику в единую систему для достижения наилучшей производительности и времени работы.

Более глубокое погружение в технологию двигателей BLDC

Коммутация – изменение полярности заряда – запускает бесщеточный двигатель и поддерживает его вращение. Затем вам нужно контролировать как скорость, так и крутящий момент. Изменение напряжения на статоре двигателя BLDC регулирует скорость.Модуляция напряжения на более высоких частотах позволяет вам контролировать скорость двигателя в еще большей степени.

Для управления крутящим моментом вы можете снизить напряжение статора, когда крутящая нагрузка двигателя превышает определенные уровни. Конечно, здесь возникает основная потребность: мониторинг двигателя и датчики.

Датчики на эффекте Холла обеспечивают недорогой способ определения положения ротора. Они также могут определять скорость по времени и частоте переключения датчиков.

Примечание редактора: Ознакомьтесь с нашей статьей «Что такое бесщеточный двигатель без датчика», чтобы узнать, как передовые технологии двигателей с BLDC меняют электроинструменты.

Окончательный вердикт

Комбинация этих преимуществ дает еще один эффект – более длительный срок службы. Хотя гарантия, как правило, одинакова для щеточных и бесщеточных двигателей (и инструментов) внутри бренда, вы можете рассчитывать на более длительный срок службы бесщеточных моделей. Это часто может длиться годами после истечения срока гарантии.