Сегодня на рынке представлено множество вариантов двигателей — от мощных двигателей переменного тока до миниатюрных бесщеточных и шаговых двигателей постоянного тока. Чтобы правильно выбрать двигатель для конкретной области применения, пользователи должны иметь полное представление о параметрах применения, включая мощность, частоту вращения, крутящий момент, физические размеры, КПД, ожидаемый срок службы и другие требования. Буквально по каждому из этих аспектов были опубликованы книги, и точно определить их все в короткой статье было бы, мягко говоря, затруднительно.

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 ваших условиях. Например, сегодня многие машины работают в чистых условиях, а не в тяжелых промышленных условиях. Это означало бы, что длительный срок службы и низкий уровень шума стали бы ключевыми характеристиками приводов, используемых в этих приложениях.

Характеристики двигателя постоянного тока

Основные критерии выбора двигателя постоянного тока включают в себя, прежде всего, определение того, какое напряжение доступно для данного применения и какого физического размера должен быть двигатель. После определения этих первых двух параметров можно принимать во внимание частоту вращения и крутящий момент.

1. Наличие напряжения является важным элементом при выборе двигателя. Например, удаленные приложения или портативные устройства работают от аккумулятора, в то время как многие устройства и инструменты, установленные 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 приложений требуют меньших габаритов, таких как настольные 3D-принтеры, портативные медицинские устройства и ручные инструменты. Часто приходится искать компромисс между выбором двигателя и доступным пространством, в которое он должен поместиться. 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 корпуса 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 большей мощности, чем для приведения в действие стекол в дверях автомобиля.

Хотя во многих случаях скорость и крутящий момент не зависят друг от друга, как правило, при увеличении крутящего момента скорость уменьшается, если напряжение остается неизменным. Это соединение основано на наклоне кривой зависимости скорости от крутящего момента.

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

Матовый или бесщеточный

Основные характеристики быстро показывают, что бесщеточные двигатели служат намного дольше, чем электродвигатели с щеточным приводом, работа которых основана на механическом соединении. Кроме того, бесщеточные двигатели работают намного быстрее. Если вы используете бесщеточный двигатель для обеспечения надежности, вам не захочется добавлять к нему зубчатую передачу. Механическая природа редуктора автоматически сокращает срок его службы. Использование редуктора с бесщеточным двигателем только снизит долговечность комбинированной системы и, следовательно, снизит срок службы машины, для которой он был разработан. С другой стороны, в некоторых случаях рекомендуется использовать редукторную головку на бесщеточном двигателе. Например, если в окружающей среде возникает проблема с шумом или требуется более высокий крутящий момент, то с этой задачей справится редукторная головка.

Не используйте зубчатые передачи для увеличения частоты вращения щеточных двигателей. Использование зубчатой передачи с щеточным двигателем не приведет к существенному увеличению срока службы. И те, и другие механические компоненты подвержены износу. Выбор между бесщеточным двигателем и электродвигателем с щеточным приводом зависит от опыта производителя оборудования. Бесщеточные двигатели поставляются либо со встроенной электроникой, либо с внешней электроникой для управления двигателем. Требуется определенный опыт, чтобы использовать специализированную электронику, которую предпочитают многие производители оборудования. Но при больших объемах продаж затраты легко окупаются.

С другой стороны, электродвигатели с щеточным приводом не нуждаются в электронике для управления двигателем, что позволяет разработчику использовать их по принципу «подключи и работай». Это означает, что, если ожидается, что машины будут продаваться в небольших количествах, использование электродвигателя с щеточным приводом позволит сэкономить на общей стоимости системы. И последнее, что важно знать о мощности, необходимой для двигателей. При работе с производителем двигателей убедитесь, что его 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 по возможности использовать бесщеточные двигатели. Длительный срок службы и высокие обороты позволяют использовать эти двигатели в более широком спектре применений.