600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Как определить размер и выбрать двигатель постоянного тока: руководство инженера по двигателям

Преобразователи частоты

Сегодня на рынке представлено множество вариантов двигателей, от мощных двигателей переменного тока до миниатюрных бесщеточных и шаговых двигателей постоянного тока. Чтобы выбрать подходящий двигатель для конкретного применения, пользователи должны иметь полное представление о параметрах применения, включая мощность, скорость, крутящий момент, физические размеры, КПД, ожидаемый срок службы и другие требования. Буквально о каждом из этих аспектов были опубликованы книги, и дать им точное определение в короткой статье было бы, мягко говоря, сложно.

Итак, здесь основное внимание уделяется нескольким основным различиям между электродвигателями постоянного тока с щеткой и бесщеточным приводом, которые помогут вам решить, какой из них использовать в вашем приложении. Например, многие машины сегодня работают в чистой среде, в отличие от суровых условий промышленного применения. Это означало бы, что длительный срок службы и низкий уровень шума стали бы ключевыми характеристиками приводов, используемых в этих приложениях.

Характеристики двигателя постоянного тока

Ключевые критерии выбора двигателя постоянного тока включают в себя сначала выяснение того, какое напряжение доступно для конкретного применения и какого физического размера должен быть двигатель. После определения этих первых двух параметров можно будет принимать во внимание скорость и крутящий момент.

1. Наличие напряжения является критическим элементом при выборе двигателя. Например, удаленные приложения или портативные устройства работают от батареи, в то время как многие устройства и инструменты, устанавливаемые в стойку, работают от источника питания 24 В. Двигатели постоянного тока доступны для использования при напряжении от 1,5 В до 48 В в зависимости от требуемой мощности.

2. Физический размер часто является одним из ограничивающих факторов при выборе двигателя, поскольку все больше и больше приложений требуют меньших габаритов, таких как настольные 3D-принтеры, портативные медицинские устройства и ручные инструменты. Часто приходится идти на компромисс между тем, какой двигатель использовать, и имеющимся пространством, в которое он должен вписаться. Эффективность становится главной заботой, когда вам нужно беспокоиться о потреблении энергии, чтобы максимально увеличить время автономной работы хирургического инструмента или беспилотного охранного дрона.

3. Как упоминалось ранее, крутящий момент и частота вращения также влияют на размер рамы двигателя. Двигатели с высоким крутящим моментом часто имеют больший размер, чем их аналоги с низким крутящим моментом, что означает, что более крупное монтажное оборудование и корпуса большего размера могут быть важными требованиями к оборудованию. Например, для вращения магнитов в магнитно-резонансной томографии требуется двигатель большего размера, чем для открывания стекол в дверях автомобиля.

Хотя во многих приложениях скорость и крутящий момент являются независимыми требованиями, обычно при увеличении крутящего момента скорость уменьшается – если напряжение остается неизменным. Это соединение основано на наклоне кривой соотношения скорости и крутящего момента.

4. Рабочий цикл двигателя может быть одним из наиболее важных аспектов многих машин для производства полупроводников. Прерывистая работа не только снижает износ двигателя и увеличивает срок его службы, но и означает, что можно использовать двигатель меньшего размера без ущерба для положительных характеристик самой машины.

Щеточный или бесщеточный

Основные технические характеристики быстро показывают, что бесщеточные двигатели служат намного дольше, чем щеточные двигатели, работа которых зависит от механического соединения. И бесщеточные двигатели также работают намного быстрее. Однако, если вы используете бесщеточный двигатель для обеспечения надежности, вам не захочется добавлять в комплект зубчатую головку. Механическая природа зубчатой головки автоматически означает, что ее жизненный цикл будет короче. Использование зубчатой передачи с бесщеточным двигателем только сведет на нет долговечность комбинированной системы и, следовательно, снизит долговечность машины, для которой она была разработана. С другой стороны, бывают случаи, когда рекомендуется использовать зубчатую головку на бесщеточном двигателе. Например, если окружающая среда такова, что вызывает беспокойство шум или требуется более высокий крутящий момент, то с этой задачей справится зубчатая передача.

Не используйте зубчатые передачи для увеличения частоты вращения щеточных двигателей. Использование зубчатой передачи с электродвигателем с щеткой не приведет к существенному изменению срока службы. Оба являются механическими компонентами, которые подвержены износу. Реальной проблемой при выборе между щеточным и бесщеточным двигателями является опыт производителя оборудования. Бесщеточные двигатели поставляются либо со встроенной электроникой, либо с внешней электроникой для управления двигателем. Требуется определенный опыт, чтобы создавать электронику на заказ, которую предпочитают поставлять многие машиностроители. Но при больших объемах продаж затраты легко окупаются.

С другой стороны, щеточные двигатели не нуждаются в электронике для управления двигателем, предлагая разработчику возможность подключи и работай. Это означает, что если ожидается, что машины будут продаваться в небольших количествах, то щеточный двигатель позволит сэкономить на общей стоимости системы. Последней проблемой является мощность, необходимая для работы двигателей. Работая с производителем двигателей, убедитесь, что их двигатели доступны в широком диапазоне номинальной мощности, например, до 250 Вт для двигателей с щеточным приводом и 400 Вт для бесщеточных двигателей.

В целом, многие машиностроители предпочитают использовать бесщеточные двигатели, когда это возможно. Длительный срок службы и высокие обороты делают эти двигатели применимыми для более широкого спектра применений.