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

Итак, здесь основное внимание уделяется нескольким основным различиям между щеточными и бесщеточными двигателями постоянного тока, которые помогут вам решить, какие из них использовать в вашем приложении. Например, многие машины сегодня работают в экологически чистой среде, а не в жестких 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

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

1. Наличие напряжения является критическим элементом при выборе двигателя. Удаленные приложения или портативные устройства, например, 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 приложений имеют меньшие размеры, такие 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 поместиться. Эффективность становится главной заботой, когда вам нужно беспокоиться о энергопотреблении, чтобы максимально увеличить время автономной работы хирургического инструмента или беспилотного охранного дрона.

3. Как упоминалось ранее, крутящий момент и скорость 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 важным требованием к машине может быть более крупное монтажное оборудование и большие корпуса. Например, для вращения магнитов в МРТ требуется двигатель большего размера, чем для открывания окон в дверях автомобиля.

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

4. Рабочий цикл двигателя может быть одним из наиболее показательных 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.

Матовый или бесщеточный

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

Не используйте редукторы для увеличения частоты вращения щеточных двигателей. Использование редуктора с мотором со щеткой не приведет к значительному изменению жизненного цикла. Оба являются механическими компонентами, которые подвержены износу. Реальной проблемой при выборе между щеточным и бесщеточным двигателем является опыт машиностроителя. Бесщеточные двигатели поставляются либо со встроенной электроникой, либо с внешней электроникой для управления двигателем. Требуется некоторый опыт, чтобы создавать электронику на заказ, которую предпочитают многие машиностроители. Но при больших объемах продаж затраты легко окупаются.

Щеточные двигатели, с другой стороны, не нуждаются в электронике для запуска двигателя, предлагая разработчику возможность «подключи и играй». Это означает, что если ожидается, что машины будут продаваться в небольших количествах, щеточный двигатель позволит сэкономить на общей стоимости системы. Последняя проблема — это мощность, необходимая для двигателей. Работая с производителем двигателей, убедитесь, что их двигатели доступны в широком диапазоне номинальной мощности, например, до 250 Вт для щеточных двигателей и 400 Вт для бесщеточных двигателей.

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