Zawartość
- Jak działa szczotkowany silnik prądu stałego
- Jak działa bezszczotkowy silnik prądu stałego
- Zalety silników bezszczotkowych
- Zalety szczotkowanych silników prądu stałego
Obecne silniki prądu stałego różnią się sposobem przekazywania prądu do przełącznika lub elektromagnesów, które uniemożliwiają obracanie się wirnika. Zasadniczo w silniku szczotkowanym prąd jest przenoszony mechanicznie przez szczotki druciane, podczas gdy w silniku bezszczotkowym wirnik jest połączony elektronicznie, bez konieczności stosowania fizycznych kontaktów.
Jak działa szczotkowany silnik prądu stałego
Silniki elektryczne na prąd stały działają poprzez wytwarzanie pól magnetycznych, których przyciąganie i odpychanie powoduje obracanie się centralnego wirnika. W silniku szczotkowanym magnesy stałe są umieszczone po obu stronach obracającego się elektromagnesu, jeden zorientowany w kierunku bieguna dodatniego, a drugi w kierunku ujemnym. Elektromagnes składa się z szeregu cewek (zwykle trzech, umieszczonych w równych odległościach wokół wirnika), zwanych przełącznikami. Kiedy przepływa prąd, cewki te wytwarzają własne pole magnetyczne, które jest odpychane i przyciągane przez pole magnetyczne wytwarzane przez magnesy stałe. Prąd jest przenoszony do cewek komutatora za pomocą metalowych szczotek, które obracają się wraz z wirnikiem. Po uruchomieniu silnika prąd przepływa do elektromagnesów, których pola magnetyczne są odpychane przez magnes stały i przyciągane przez drugi, powodując obrót wirnika. Przy takim obrocie metalowe szczotki wchodzą i wychodzą w kontakcie z każdą cewką szeregowo, więc przeciwstawienie i przyciąganie między wynikającymi z tego polami magnetycznymi a polami magnesów statycznych utrzymuje rotację elektromagnesu.
Jak działa bezszczotkowy silnik prądu stałego
W bezszczotkowym silniku prądu stałego pozycje magnesów stałych i cewek elektromagnetyzowanych są odwrócone. Stałe magnesy są teraz umieszczone na wirniku, a cewki wokół obudowy. Silnik przepływa przez prąd, który przepływa szeregowo przez każdą cewkę, aby odpychać i przyciągać pola magnesów stałych i utrzymywać wokół siebie wirnik. Aby taki silnik działał, cewki przełącznika zaczepów muszą być zsynchronizowane ze stałymi magnesami, tak aby pola były stale przeciwstawne, a wirnik był w ruchu. Wymaga to elektronicznego kontrolera lub mikroprocesora do koordynowania doprowadzania prądu do każdej cewki elektromagnetycznej.
Zalety silników bezszczotkowych
Główną zaletą silników bezszczotkowych jest to, że przepływ prądu do komutatora nie jest mechaniczny. Ponieważ silniki szczotkowane zależą od fizycznego kontaktu szczotek metalowych z cewkami komutatora, narażone są na utratę sprawności z powodu tarcia o styki, a także następuje zużycie wszystkich części mechanicznych szczotek i połączeń po długich okresach użytkowania z powodu tarcia. Ponieważ silniki bezszczotkowe nagrzewają się mniej (z powodu braku tarcia), mogą pracować z większymi prędkościami (ponieważ ogrzewanie zakłóca działanie pól magnetycznych).
Zalety szczotkowanych silników prądu stałego
Główną zaletą szczotkowanych silników prądu stałego jest to, że są tańsze i prostsze w budowie i utrzymaniu niż silniki bezszczotkowe, ponieważ mechanizm jest mniej skomplikowany.