Коллекторные и бесколлекторные электродвигатели разница: Чем отличается коллекторный двигатель от бесколлекторного?

В чем разница между коллекторным и бесколлекторным двигателем?

Покупка электромодели на радиоуправлении начинается с выбора электродвигателя. Перед покупателем стоит непростая задача, какому агрегату отдать свое предпочтение с коллекторным или бесколлекторным двигателем? Принять мудрое решение позволит детальное изучение каждого вида электродвигателя. Между ними есть удивительные сходства и потрясающие различия.

Коллекторный двигатель

Коллекторным двигателем называют электромашину, состоящею из нескольких важных деталей. Основным элементом считается коллектор – барабан медного цвета. Имеется подвижная (ротор) и неподвижная часть (статор), обмотка якоря, специальная щетка, вентилятор, сердечник и обмотка полюса.

Также наблюдаются 2 исходящих питающих провода (положительный и отрицательный). Принцип работы устройства базируется на качественном преобразовании электрической энергии в механическую. Вначале происходит создание электромагнитного поля в пределах якорных обмоток.

Образованное в якоре поле начинает взаимодействовать с полюсами статора, что приводит к движению якоря. Постепенно образовавшийся ток через щетки и коллектор попадает на следующую обмотку. Движение тока заставляет одновременно вращаться вал и якорь. Радиоуправляемые модели с подобными агрегатами работают от постоянного тока.

Коллекторные двигатели делятся на несколько видов. Классификация приборов зависит от типа их питания. Специалисты выделяют универсальные и постоянные КД.

Универсальные агрегаты способны функционировать от переменного и постоянного источника электропитания. Простые в использовании и компактные по размеру электромашины востребованы благодаря своей стоимости.

Второй вид коллекторного двигателя знаменит высоким пусковым моментом. Простая конструкция с плавным управлением частоты вращения. Функционирование агрегата осуществляется на постоянных магнитах или при помощи специальных катушек возбуждения.

Преимуществами таких двигателей считают габариты и вес конструкции. К достоинствам относят и стоимость агрегата.

Обсуждаемый КД встречается в разных бытовых электроприборах, таких как стиральная машина, пылесосы, детские игрушки, а также силовые установки.

И все же некоторые производители отдают предпочтение бесколлекторным устройствам.

Особенности бесколлекторного прибора

Бесколлекторный двигатель — популярный вид электромашины. Высокооборотный агрегат славится точным позиционированием. Конструкция состоит из якоря и статора. В роторе присутствует один или несколько постоянных магнитов. Статоры оснащены специальными катушками. Цель их существования – создание магнитного поля. Принцип работы двигателя зыблется на следующих условиях.

Для вращения двигателя требуется специальный регулятор

. Так называемый контролер преобразовывает постоянный ток в переменный. Вначале на обмотке статора образовывается магнитная среда. Затем поданное трехфазное напряжение заставляет двигаться заданную систему. Взаимодействуя со статорами, ротор постепенно начинает вращаться.

Главными преимуществами бесколлекторного агрегата является:

1. Высокая мощность электрического устройства.
2. Высокая скорость движения. Некоторые наземные модели прибора могут функционировать со скоростью до 350 км/ч.
3. Бесколлекторная электромашина не нуждается в дополнительном охлаждении.
4. Высокий уровень износостойкости увеличивает срок эксплуатации БД.
5. Простой в использовании прибор обладает высоким КПД (коэффициентом полезного действия).
6. Имеет высокую степень влагозащиты. Не подвержен влиянию вязкой грязи и пыли.
7. В процессе работы не производит искр. Такое преимущество позволяет использовать агрегат в пожароопасных условиях.

К недостаткам двигателя следует отнести сложности в ремонтировании прибора, высокую стоимость конструкции, а также вес привода.

Надежный и практичный электродвигатель на протяжении долгих лет активно используется в авиационной, судостроительной и автомобильной отрасли. Успешно применяется в качестве силовой установки дрона. Наблюдается в системе охлаждения. Бесколлекторные двигатели устойчивы к перегрузкам, поэтому подходят для медицинского оборудования.

Сравнение электродвигателей и нюансы использования

Между обсуждаемыми двигателями наблюдается несколько явных схожестей. В обоих агрегатах присутствуют специальные провода, подвижная (ротор) и неподвижная часть (статор). В коллекторных и бесколлекторных приборах работа системы начинается с образования магнитного поля. У каждого из этих устройств есть свои сильные и слабые стороны и определенная сфера использования.

И все-таки электродвигатели отличаются друг от друга. Разница касается внешних и внутренних характеристик устройств, а также затрагивает их возможности. Главное отличие кроется в наличии и отсутствии коллектора. Приборы с медным барабаном весят меньше, нежели бесколлекторные двигатели. У электромашины первой категории в арсенале два провода, у второй конструкции в запасе имеется третий. Первый вариант двигателя стоит дешевле, нежели бесколлекторный агрегат. Мощная и высокоскоростная бесколлекторная электромашина участвует в развитии авиационной и даже медицинской области, тогда как коллекторные изделия в основном используют для бытовых приборов.

Установка и применение двигателей зависит от цели его использования. Недорогие коллекторные агрегаты востребованы при создании некоторых детских игрушек, стиральных машин, пылесосов и прочих электрических устройств. Бесколлекторыне чаще встречаются в медицинском оборудовании, в системах охлаждения, самолетах, кораблях и автомобилях. Сфера применения также определяется устойчивостью двигателя к перегрузкам и способом его работы.

Электроника и техникаКомментировать

В чем разница между двигателями с коммутатором и двигателями без коммутатора?

Коллекторные двигатели, которые так часто используются для привода радиоуправляемых электромоделей, имеют только два отходящих провода питания. Один из них – “+”, а другой – “-“. Они, в свою очередь, подключены к регулятору скорости. Разбирая коллекторный двигатель, вы всегда обнаружите 2 магнита изогнутой формы, вал вместе с якорем, на который намотана медная нить (проволока), где с одной стороны вала находится редуктор, а с другой – коллектор, собранный из пластин, в которых находится структура из чистой меди.

Содержание

В чем разница между двигателями с коммутатором и без коммутатора?

У любого новичка, впервые столкнувшегося с электрическими радиоуправляемыми моделями, после тщательного изучения, скорее всего, возникнет вопрос. Что такое щеточные и бесщеточные двигатели? Какой из них лучше всего подходит для моей модели электрорадиоприемника?

Коллекторные двигатели, которые так часто используются для питания электрических радиоуправляемых моделей, имеют только два отходящих провода питания. Один из них – это “+”, а другой – “-“. Они, в свою очередь, подключены к регулятору скорости. Разбирая коллекторный двигатель, вы всегда обнаружите 2 магнита изогнутой формы, вал вместе с якорем, на который намотана медная нить (проволока), где с одной стороны вала находится редуктор, а с другой – коллектор, собранный из пластин, в которых находится структура из чистой меди.

На самом деле, на выбор предлагаются коллекторные и коммутаторные двигатели, каждый из которых имеет своих сторонников и противников. Чтобы попытаться определить лучший вариант, необходимо изучить особенности, принцип работы, их сильные и слабые стороны. Это очень поможет в принятии окончательного решения.

Двигатель коллекторного типа

Коллекторные двигатели – это различные электрические машины, в которых переключатель тока и датчик ротора являются, по сути, одним и тем же устройством. Он используется для обеспечения высококачественного соединения между цепями в стационарном отсеке двигателя и работающим ротором.

Конструкция включает в себя прочные щетки и сам коллектор. Интересно также отметить, что преимущество коллекторного двигателя заключается в том, что он прост в обслуживании и эксплуатации, легко ремонтируется и имеет длительный срок службы. Однако есть и недостаток, который проявляется в малом весе в сочетании с высокой производительностью. Сначала это может показаться преимуществом. Высокая скорость в сочетании с малым весом требует хорошего редуктора, иначе двигатель не сможет нормально работать.

Если машины адаптированы к более низким скоростям, эффективность сразу же снижается. Это, в свою очередь, негативно скажется на эффективности охлаждения.

Многие люди задаются вопросом, что такое коллекторный двигатель. Фактически, это электрическая машина переменного тока, которая может легко преобразовывать постоянный ток в полезную механическую энергию. По меньшей мере одна обмотка подключена к главному коллектору.

В зависимости от конфигурации и компонентов двигателя, коллекторные двигатели (CD) могут использоваться в игрушках, радиоуправляемых моделях и автомобилях как часть системы охлаждения, вентиляции, стеклоочистителей, насосов омывателя и т.д.

Ведущие производители преуспели в разработке универсальных коллекторных двигателей, которые могут питаться всеми видами тока, т.е. переменным и постоянным. Они широко используются в производстве электроинструментов, бытовой техники и железнодорожного транспорта. Их преимущество в том, что они легкие и компактные, а их цена доступна.

Независимо от полярности электродвигателя, этот электродвигатель будет вращаться только в одном направлении, т.е. в одном неизменном направлении. Это происходит потому, что обмотки ротора и статора соединены последовательно, что приводит к одновременному изменению полярности. Это гарантирует, что крутящий момент всегда направлен в одну сторону.

Основными компонентами CCU являются:

• Двухполюсный статор, в основе которого лежат постоянные магниты. В конструкции используются изогнутые магниты подходящей формы;
• Ротор представляет собой трехполюсный ротор. Здесь также используются специальные подшипники с эффектом трения;
• Медные пластины. Они служат в качестве щеток для двигателя коллекторного типа.

Комплект действительно минимален, поэтому встречается в основном в самых бюджетных и простых версиях электродвигателей коллекторного типа. К ним относятся детские игрушечные двигатели, которым не требуется повышенная мощность.

Если вы хотите получить КД более высокого качества, то добавьте к нему:

• многополюсные роторы с роликовыми подшипниками;
• графитовые кисти;
• Четырехполюсный статор на основе постоянных магнитов.

Для достижения высокой производительности KD использует несколько основных элементов. А именно:

• Коллекционер. Это фактически основной элемент двигателя, который контактирует с работающими щетками. В результате эти два элемента начинают распределять электрический ток по катушкам обмотки якоря;
• Статор. Служит в качестве неподвижной части двигателя;
• Якорь. Необходимый компонент в электродвигателях с коллекторным приводом. В нем индуцируется электродвижущая сила и течет ток. Следует добавить, что якорь может представлять собой ротор и статор;
• Индуктор. Специальная система возбуждения, являющаяся частью электродвигателя коллекторного типа. Он используется для генерирования магнитного потока для создания крутящего момента с течением времени. На индукторе обязательно есть обмотка возбуждения или стационарный механизм;
• Кисти. Щетки являются частью цепи, которая передает электричество от поставщика к якорю. Кисти изготовлены из очень прочного графита. В зависимости от конкретного КД, двигатель оснащен 1 парой щеток или более.

Независимо от конструкции и компонентов, которые изготавливаются из различных материалов, принцип работы одинаков для всех типов коллекторных двигателей.

Принцип работы

Представить себе два магнита с разными плюсами не должно составить для вас труда. Попробуйте соединить их вместе одним полюсом и посмотрите, что произойдет. Вы не сможете соединить их вместе, как бы вы ни старались. Однако если вы поместите магниты с противоположными полюсами, то получите прочное соединение. Этот эффект является сутью работы и конструкции коллекторных двигателей.

Вы узнали о конструкции KD. Теперь вы хотите знать, как можно самостоятельно проверить двигатель коллектора. Для этого необходимо понять, как она работает. Электродвигатель такого типа работает следующим образом:

• Электрический ток подается на обмотки якоря;
• В зависимости от того, сколько обмоток используется в двигателе, ток поступает в каждую обмотку по очереди;
• это создает электромагнитное поле;
• Южный полюс с одной стороны и Северный полюс с другой;
• магнитное поле, создаваемое в обмотках, взаимодействует с полюсами магнитов статора двигателя;
• это приводит в движение, т.е. заставляет арматуру вращаться;
• ток проходит через коллектор и щетки в следующую обмотку;
• Это происходит последовательно, в зависимости от количества обмоток якоря;
• Переходя от обмотки к обмотке, вал двигателя вместе с якорем начинает вращаться;
• вращение происходит до тех пор, пока есть источник напряжения.

Стандартные двигатели коллекторного типа имеют 3-полюсный якорь. Это означает, что он имеет 3 обмотки. Это предотвращает фиксацию двигателя в одном положении.

Преимущества и недостатки

Невозможно отрицать, что коллекторные двигатели или электрические коллекторные двигатели широко используются в различных областях применения и отраслях промышленности. Они также часто используются в автомобильной промышленности.

Однако ради объективности следует добавить, что КС используются не всегда, поскольку в конкретных ситуациях бесколлекторный электродвигатель был бы более эффективным и рациональным решением.

Большой опыт использования КС позволяет нам увидеть ряд сильных и слабых сторон в работе этого типа двигателя.

Основные преимущества заключаются в следующем:

• Относительно низкие параметры пускового тока. Это очевидно в ситуациях, когда коллекторные двигатели устанавливаются в различных бытовых приборах;
• Эти двигатели могут быть подключены непосредственно к сети, т.е. к электросети. Эти двигатели могут быть подключены непосредственно к электросети, без необходимости использования дополнительного и вспомогательного оборудования;
• Высокая эффективность; не зависит от частоты сети;
• Независимость от частоты сети;
• Благодаря схеме управления устройство проще в эксплуатации.

Но не делайте поспешных выводов. Сначала рассмотрим имеющиеся недостатки коллекторного двигателя. А именно:

• Общая эффективность снижается. Это связано с индуктивностью и потерями, необходимыми для перемагничивания статора;
• Максимальные значения крутящего момента далеки от идеала;
• Относительно низкая надежность;
• Относительно короткий срок службы.

Эксперты выделяют один фундаментальный недостаток, характерный для коллекторных типов электродвигателей. Никто не спорит, что коллекторные двигатели очень удобны для регулирования скорости. Но если они высокие, то кисти сразу же раскрываются. И не с самой лучшей стороны. Щетки всегда находятся в тесном контакте с коллектором самого электродвигателя. На высоких скоростях они быстро изнашиваются. Со временем они засоряются, что приводит к образованию искр.

Постепенный износ щеток двигателя и всего узла распределитель-щетка способствует снижению общей производительности двигателя. Другими словами, узел сбора щеток можно считать серьезным конструктивным недостатком. По этой причине производители все чаще отказываются от коллекторных двигателей в пользу бесщеточных.

Основным конкурентом коллекторного двигателя является бесщеточный двигатель. У него иной принцип работы, чем у KD, а также свои сильные и слабые стороны.

Кисти. Обычно они изготавливаются из графита. Их задача – передать напряжение через коллектор на обмотки.

Бесколлекторный двигатель

Если в коллекторном двигателе все приводится в движение механически, то в бесщеточном – исключительно электроникой. Также расположение некоторых компонентов в конструкции поменялось местами. В двигателе с коммутатором обмотки находились на роторе, а постоянные магниты – на статоре. В бесколлекторном двигателе постоянные магниты перемещены в ротор, а катушки обмотки расположены на статоре. Ротор и статор также могут быть поменяны местами: модели двигателей имеют внешний ротор. Здесь нет щеток или коллектора, но есть микропроцессор (контроллер) и радиатор для охлаждения системы. Микропроцессор управляет положением ротора, скоростью вращения и равномерным распределением напряжения по катушкам обмотки.

Основные типы бесщеточных двигателей :

• Асинхронный – это двигатель, который преобразует электрическую энергию переменного тока в механическую. Название происходит от разной скорости вращения магнитного поля и ротора. Скорость вращения ротора ниже, чем магнитное поле, создаваемое обмотками статора (например, двигатель DigiPro, используемый в продукции Greenworks).
• Синхронный – это двигатель переменного тока, в котором скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля.

Тип двигателя с внешним ротором

Расположение ротора и статора в бесщеточном двигателе DigiPro

• Меньшее трение благодаря отсутствию щеток.
• Меньший износ.
• Отсутствие искр и риска возгорания.
• Более легкое управление крутящим моментом в больших пределах.
• Энергосбережение.
• Реверсивные инструменты имеют одинаковую мощность в обоих направлениях вращения.
• Быстрый запуск на высоких скоростях.
• Может разгоняться до предела.
• Некоторые модели оснащены системой защиты двигателя от тяжелых нагрузок.

• По цене гораздо дороже, чем коллекторные двигатели.
• Техническое обслуживание является более специализированным.

Несомненно, безмоторные двигатели предназначены для профессиональной работы с приличной нагрузкой. Несмотря на высокую производительность передового типа двигателя, его единственный недостаток бьет по вашему кошельку. И прежде чем купить инструмент с тем или иным двигателем, нужно прежде всего спросить себя: для чего он вам понадобится. Уже на основании ответа сделать выбор.

Сколько людей, столько и мнений. Greenworks стремится создавать качественную продукцию с различными типами двигателей, чтобы каждый мог выбрать инструмент в соответствии со своими предпочтениями, функциональностью и необходимой мощностью для выполнения конкретных задач, которые у каждого клиента свои. Вот почему, например, в разделе ручного инструмента вы увидите один тип устройства на коллекторе и двигатель без двигателя. Какой из них лучше? Выбор за вами!

Безбашенные двигатели используются в детских игрушках, моделях автомобилей, моделях лодок и т.д. Более мощные двигатели с коммутатором используются в автомобильной промышленности, бытовой технике, например, в токарных станках, дрелях и т.д.

Заключение

Итак, давайте подведем итог и обозначим разницу между двигателем с коммутатором и двигателем без коммутатора, перечислив их особенности.

1. Имеются щетки и коллектор, которые искрят и изнашиваются.
2. Они требуют более частого обслуживания и поэтому имеют более короткий срок службы.
3. Легко регулировать скорость, изменяя напряжение.
4. Для реверса просто измените полярность.
5. Два предыдущих факта позволяют использовать их в недорогих устройствах без сложной схемотехники.

1. Для их работы необходим контроллер, который, хотя и не очень дорогой, увеличивает конечную стоимость, количество схем и вес изделия.
2. Он весит меньше, чем коллектор, при той же мощности (но это частично компенсируется предыдущим фактом).
3. Нет щеток или коллектора, поэтому не требуется техническое обслуживание, нет искр.
4. Более длительный срок службы, ограниченный только сроком службы подшипников ротора.
5. Как правило, дороже коллекционных.
6. Часто обеспечивают больший крутящий момент и скорость.
7. Если используются датчики положения вала, они могут обеспечить большую стабильность скорости при изменении нагрузки (жесткие механические характеристики). Это особенно важно при использовании на станках и ручных инструментах.

Следует добавить, что невозможно сказать, что лучше или что мощнее, вы можете найти коллекторный мотор размером с холодильник и бесколлекторный мотор размером с ноготь. Оба прекрасно выполняют функции, для которых они были разработаны, и могут использоваться в конкретных областях применения благодаря своей надежности и эксплуатационным характеристикам. Каждый тип привода по-своему хорош и идеален в своей конструкции.

Теперь вы знаете разницу между двигателем с коммутатором и двигателем без коммутатора, а также преимущества и недостатки каждой конструкции. Мы надеемся, что вы нашли эту информацию полезной и интересной!

Количество магнитных полюсов, используемых в бескоммутаторных двигателях, может быть различным.
На основании количества полюсов можно оценить крутящий момент и скорость двигателя. Двигатели с двухполюсными роторами имеют самую высокую скорость при самом низком крутящем моменте. Двигатели с большим количеством полюсов имеют меньшую скорость, но больший крутящий момент.

В чем разница между двигателем с коммутатором и двигателем без коммутатора?

Работа электродвигателя заключается в создании вращения, которое приводит радиоуправляемую модель в движение. Часто одни и те же радиоуправляемые модели – модели автомобилей, модели самолетов, модели кораблей – значительно отличаются по цене – почти в два раза. Эти модели могут быть оснащены двигателями с коммутатором или без коммутатора и соответствующими органами управления. Важно учитывать, какой двигатель выбрать.

Существует 2 основных типа электродвигателей, используемых в радиоуправляемых моделях: коллекторные и бескоммутаторные.

Коллекторные двигатели (щеточные) дешевле, но модели с такими двигателями развивают меньшую скорость, и такие двигатели менее надежны.

Главной особенностью коллекторных двигателей является наличие щеточного коллектора, который позволяет радиоуправляемой модели двигаться. Основное внешнее отличие двигателя с коммутатором от двигателя без коммутатора заключается в том, что у него два провода вместо трех. Коллекторный двигатель состоит из подвижной части, ротора, и неподвижной части, статора (корпуса). Коллектор представляет собой набор контактов, расположенных на роторе, а щетки – скользящие контакты, расположенные снаружи ротора и прижатые к коллектору. Ротор и обмотки вращаются внутри статора. Щетки используются для передачи электрической энергии на катушки обмотки вращающегося ротора. Обычные коллекторные двигатели имеют только два провода (положительный и отрицательный), которые соединяют двигатель с регулятором скорости.

Коллекторные двигатели, используемые в радиоуправляемых моделях, работают на постоянном токе. Например, подача соответствующего напряжения на два провода двигателя от источника постоянного тока, такого как обычный аккумулятор или аккумуляторная батарея, приводит вал двигателя в движение. Система управления коллекторным двигателем проста, что также снижает стоимость такой установки. Ротор двигателя ускоряется под действием магнитного поля, создаваемого в обмотках. Величина этого поля зависит от напряжения, приложенного к обмоткам, чем больше магнитное поле, тем быстрее вращается ротор. Число витков обмотки двигателя обычно указывается на двигателе, чем меньше число, тем выше скорость вращения вала двигателя.
К преимуществам коллекторных двигателей для радиоуправляемых моделей относятся их малые размеры, вес и относительно низкая цена. Поэтому этот тип двигателя чаще всего используется в бюджетных моделях или моделях начального уровня. Что касается надежности коллекторного двигателя, то он определенно уступает двигателю с коммутатором. При всей своей простоте они имеют один огромный недостаток – ограниченный срок службы. Щеточно-коллекторный узел представляет собой механическую систему подвижных контактов, т.е. механическая работа щеток и коллектора может привести к искрению при перегреве и быстрому износу при неблагоприятных условиях эксплуатации (влага, грязь, пыль). В процессе эксплуатации коллекторных двигателей графитовые щетки и металл коллектора, по которому скользят щетки, подвергаются постепенному износу и рано или поздно выходят из строя. Перед запуском модели рекомендуется запустить двигатель под пониженной нагрузкой, чтобы убедиться, что щетки правильно притираются к коллектору. При агрессивном (может быть 2 запуска) или длительном использовании модели, замена двигателя коллектора является обычным и частым явлением.

Бесщеточные двигатели стоят дороже, но могут достигать более высоких скоростей и более долговечны. Модель, оснащенная современной бесщеточной системой, работает быстрее и имеет более длительный срок службы.

Высокая эффективность (коэффициент полезного действия) и долговечность достигаются за счет отсутствия щеточного коллекторного узла. Бесколлекторные двигатели имеют большую мощность, чем коллекторные двигатели того же размера. Основное внешнее отличие бесколлекторного двигателя от коллекторного заключается в том, что он имеет три провода вместо двух. В бескоммутаторном двигателе подвижной частью является статор (корпус) с постоянными магнитами, а неподвижной частью – ротор с трехфазными обмотками. Обмотки переключаются относительно сложной электронной схемой – регулятором.

Бесмутаторные двигатели приводятся в действие трехфазным переменным током, поэтому для них требуется специальный регулятор скорости, который преобразует постоянный ток от батареи в переменный. Как двигатель без коммутатора, так и регулятор для двигателя с коммутатором являются более сложными и, следовательно, более дорогими.

Двигатели, используемые в этих моделях, закрыты, что делает их устойчивыми к воздействию влаги, пыли и грязи. Можно сказать, что безмоторные двигатели практически не подвержены износу. Только подшипники могут изнашиваться. Двигатель может быть поврежден только в результате столкновения. Вы также можете пережечь контроллер – как и любой другой контроллер – но если контроллер имеет защиту по току, он также прослужит долго.

Значения двигателей для радиоуправляемых моделей

Помимо деления на коммутаторные и бескоммутаторные, двигатели делятся по следующим важным характеристикам: мощность, KV, напряжение, максимальный ток.

В зависимости от размера. Для коллекторного двигателя эта характеристика называется классом, где число, например 280, 300, 400, 480, 500, 600, 650, 700, 720, 820, 900, указывает на длину корпуса двигателя. Существует набор классов.
Пример: класс двигателя определяется его длиной – если мы говорим о двигателе класса 400, мы говорим о двигателе с длиной корпуса 400 мм. В случае с безкоммутаторными двигателями важной характеристикой является их размер – длина и ширина. Разница в размерах указывает на мощность двигателя без коммутатора. Чем больше размер, тем выше мощность.
Пример: двигатель 4274 означает:
диаметр – 42 мм,
длина – 74 мм.
Например, двигатель с такими размерами является одним из самых мощных и подойдет для модели масштаба 1:8.

Мощность двигателя (ватты) – определяет работу, которую двигатель может выполнить за единицу времени. Это самая важная характеристика двигателя. Зная мощность, вы можете определить максимальную нагрузку, которую может выдержать двигатель, используя формулу.
Мощность (ватты) = напряжение питания (вольты) * ток (амперы).
Зная мощность, можно подобрать аккумулятор и регулятор на максимальную силу тока, полученную по формуле.

RPM (KV, RPM) – обороты на вольт.
Важным параметром является скорость, с которой вращается вал двигателя. Число оборотов в минуту определяется количеством оборотов в минуту, или, проще говоря, с какой скоростью вращается двигатель. Скорость вращения ротора, измеряется в КВ. Это отношение скорости вращения двигателя (об/мин) к напряжению питания двигателя (В). Приблизительно, кВ показывает, с какой скоростью будут вращаться различные двигатели при одном и том же напряжении.
Максимальная скорость = KV * напряжение питания двигателя.
Например: двигатель мощностью 980 КВ, питаемый напряжением 11,1 В от аккумулятора, будет вращаться со скоростью 980 x 11,1 = 10 878 об/мин без нагрузки.
Показания тока могут представлять максимальный непрерывный ток и ограничения по току, которые могут быть применены к двигателю. При выборе батареи и регулятора выбирайте те, максимальные значения непрерывного тока которых равны или превышают значения тока двигателя.
Для разных моделей, разных редукторов и используемых гребных винтов необходимый кВ двигателя выбирается и рассчитывается индивидуально. На основе этого параметра можно выбрать применение двигателя, батареи и пропеллера. Двигатели с KV более 2000 обычно используются в вертолетах или высокоскоростных моделях. Двигатель с высоким KV может использоваться с батареями с меньшим количеством банок и более эффективен при меньшем шаге пропеллера. Двигатели этого класса чаще всего используются в летающих крыльях. Двигатели с более низким KV позволяют использовать батареи с большим количеством банок, что приводит к небольшому увеличению веса, но увеличивает время полета – не за счет емкости, а за счет меньшего максимального тока при том же объеме работы, выполняемой двигателем. Чем выше KV двигателей, тем компактнее должны быть пропеллеры. Меньшие пропеллеры обеспечивают более высокую скорость, но меньшую эффективность. Конфигурации с большими пропеллерами и двигателями с меньшим КВ легче стабилизировать в полете, они потребляют меньше энергии и позволяют поднимать больший вес.
KV является важной характеристикой для двигателей без коммутатора. KV обычно не учитывается для двигателей с коммутатором. Если моделлер решает заменить коллекторный двигатель, он обычно заменяет его точно таким же.

Напряжение питания, вольт (количество элементов, вольт)
Напряжение, к которому адаптирован двигатель. Определяет количество элементов питания, которые можно использовать с моторным блоком. Превышение этого значения резко сокращает срок службы двигателя.
Например, доступны двигатели с рабочим напряжением 4,8 В, 6 В и 7,2 В. Эти цифры показывают, на какое количество банок в аккумуляторе рассчитан данный двигатель. Напряжение на одну банку NiMH (никель-металлгидридных) аккумуляторов составляет 1,2 В – двигатель с рабочим напряжением 4,8 В рассчитан на работу с 4-банковым блоком аккумуляторов. Приведенные значения являются приблизительными; двигатели могут работать и при более высоких напряжениях.
Напряжение и KV связаны между собой.

Максимальная нагрузка , A (максимальная нагрузка, пиковый ток, максимальные амперы, импульсный ток)
Величина тока, которую двигатель и регулятор могут выдержать без повреждения. Чем больше физический размер двигателя без коммутатора, тем больше максимальный ток.

Рабочая нагрузка, A (токовая нагрузка, непрерывный ток)
Количество ампер, которое двигатель может постоянно выдерживать при номинальном напряжении без перегрузки. Это позволяет рассчитать, как долго аккумулятор проработает с данным двигателем.

Максимальная эффективность, % (макс. эффективность)
КПД – это количество энергии, которое двигатель непосредственно преобразует в полезную работу. Чем выше эффективность, тем лучше.

Существует две группы двигателей без коммутатора: пусковые и ходовые. Характеристики указывают на конструктивные особенности двигателя.
Бегунковые двигатели имеют обмотки на внутренней стороне корпуса и вращающийся внутри магнитный ротор. Для большинства радиоуправляемых моделей – автомобилей и лодок – требуется пусковой двигатель без коммутатора.
В обходных двигателях внутри двигателя находятся недвижные обмотки, вокруг которых вращается корпус с постоянными магнитами на внутренней стенке, т.е. в обходных двигателях вращается внешняя часть двигателя. Для моделей самолетов выбирают рунабаты, поскольку они лучше охлаждаются благодаря своей конструкции и имеют больше вариаций того, как их можно прикрепить. Двигатели каботажных судов имеют более низкий киловольт, что означает, что они движутся с меньшей скоростью, но с большим крутящим моментом (моментом поворота). Размеры обгонных колес обычно не определяются в соответствии с их внешними размерами. Аутраннеры, благодаря своей конструкции, позволяют использовать большее количество магнитных полюсов.

Число полюсов магнитов, используемых в безкоммутаторных двигателях, может быть различным.
Количество полюсов является показателем крутящего момента и скорости двигателя. Двигатели с двухполюсными роторами имеют самую высокую скорость при самом низком крутящем моменте. Двигатели с большим числом полюсов имеют меньшую скорость, но больший крутящий момент.

Существуют также двигатели с сенсорным и бессенсорным коммутатором.
Сенсорные двигатели лучше, поскольку они обеспечивают более плавную работу двигателя, более быстрый и плавный запуск и более эффективное использование энергии.

Перейти к моторам для радиоуправляемых моделей автомобилей, лодок и квадрокоптеров в оптовых магазинах Direct Distribution: Моторы для радиоуправляемых моделей

Недостатки:

Безоткатные двигатели для радиоуправляемых моделей

Эти двигатели состоят из ротора с постоянными магнитами и статора с обмотками, что делает их более износостойкими, чем коллекторные двигатели.

Они имеют эффективность до 95% и более износостойкие, но и более дорогие.

• Увеличенная максимальная скорость для радиоуправляемого автомобиля (по сравнению с коллекторным двигателем)
• Повышенная износостойкость благодаря конструкции
• Лучшая защита от влаги, грязи и пыли

Недостатки:

• Более высокая стоимость запасных частей.
• Более трудоемкий ремонт двигателя.

Рассмотрите все “за” и “против”. И выберите модель, которая подходит именно вам.

Читайте далее:

• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• ГОСТ 21888-82 (IEC 276-68, IEC 560-77) Щетки, щеткодержатели, коллекторы и контактные кольца электрических машин. Термины и определения (с изменениями N 1) от 30 марта 1982 года.
• Ремонт коллекторных двигателей.
• Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• Векторное и скалярное управление преобразователями частоты – принцип работы, система управления.
• Что такое якорь в электродвигателе – Станция техобслуживания ЭкоПаркинг.
• Проектирование коллекторной машины постоянного тока; Студопедия.

В чем разница и что лучше?

Электродвигатели постоянного тока являются одними из самых важных изобретений, на которые в значительной степени опирается современный мир. Эти двигатели используются в бытовой технике, электроинструментах, дронах, системах охлаждения ПК, робототехнике и электромобилях.

Двумя наиболее распространенными электродвигателями постоянного тока, используемыми сегодня, являются щеточные и бесщеточные двигатели постоянного тока. Оба двигателя имеют одинаковую фундаментальную идею использования электромагнетизма для обеспечения механического вращения. Но с разными концепциями конструкции щеточные и бесщеточные двигатели неизбежно будут иметь свои различия в производительности, стоимости и обслуживании.

Так какая конструкция двигателя лучше — щеточная или бесщеточная?

Как работает электродвигатель постоянного тока?

Электродвигатели преобразуют электричество в механическую энергию. Они делают это, позволяя электричеству проходить через медные обмотки, создавая электромагнитное поле, которое возбуждает постоянные магниты внутри двигателя, заставляя ротор двигаться и производить механическую энергию.

Хотя у щеточных и бесщеточных двигателей одна и та же цель — преобразование электричества в механическую энергию, их конструкции различаются. Чтобы понять их разницу, давайте поговорим о конструкции двигателя, начиная с коллекторного двигателя.

Коллекторные двигатели производятся уже более века. Известно, что они имеют упрощенную конструкцию, в которой используется пара угольных щеток для подачи мощности на двигатель. Коллекторные двигатели всегда состоят из четырех основных частей:

• Статор: Неподвижная часть двигателя. Он содержит постоянные магниты, которые заставляют ротор двигаться.
• Ротор: Вращающаяся часть двигателя. Он содержит медную катушку, которая при подаче питания делает медную катушку электромагнитной.
• Коммутатор: Металлическое кольцо, обеспечивающее вращение ротора путем изменения полярности на каждые пол-оборота ротора.
• Щетки: Неподвижная часть из углерода, непосредственно подсоединенная к клеммам источника питания. Они передают энергию на кольцо коммутатора, которое затем активирует ротор.

В щеточном двигателе щетки используются для электрического питания двигателя, позволяя вращаться как ротору, так и коллектору. Ротор состоит из медных обмоток, которые при подаче питания в основном становятся электромагнитом.

Что произойдет, если два магнита сблизятся?

Что ж, в зависимости от расположения магнитных полюсов они либо притягиваются, либо отталкиваются друг от друга. Цель щеточного двигателя — использовать притяжение и отталкивание для вращения двигателя. Вот где коммутатор становится полезным.

Коммутатор представляет собой металлическое кольцо в центре ротора, которое переключает магнитный полюс ротора каждые 180 градусов. Это эффективно гарантирует, что магнитный полюс ротора всегда совпадает с одним и тем же магнитным полюсом статора, вызывая отталкивание.

Результат? Непрерывное механическое вращение имеет достаточную силу для питания блендера (или всего, что использует щеточный двигатель).

Бесколлекторные двигатели начали набирать популярность в 1980-х годах, когда транзисторы стали более распространенными в электронике. Наличие легкодоступных полупроводниковых компонентов сыграло большую роль в создании бесщеточных двигателей для электроинструментов, бытовой техники и электроники. Их сложная, но эффективная конструкция дает бесщеточным двигателям больший крутящий момент, чем их щеточные аналоги.

Конструкция бесщеточного двигателя состоит из нескольких основных частей. К ним относятся:

• Статор: Неподвижная часть двигателя. Он содержит несколько медных катушек, которые при включении питания становятся активным магнитом.
• Ротор: Вращающаяся часть двигателя. Он содержит постоянные магниты, которые вращаются из-за электромагнитного поля между статором и ротором.
• Датчик Холла: Датчик, определяющий, какие катушки находятся под напряжением, а какие нет.
• Цепь управления: Электронная схема, предназначенная для определения того, на какие катушки внутри статора подавать питание.

Как следует из названия, бесщеточные двигатели не используют щетки для питания двигателя. Бесщеточные двигатели также не имеют токоведущих коллекторов. Вместо этого он использует датчик Холла и схему управления, чтобы обеспечить постоянное выравнивание противоположных магнитных полюсов статора и ротора. Еще одна особенность, которую вы обнаружите, заключается в том, что в статоре находятся медные обмотки, а в роторе — постоянные магниты.

Бесщеточный двигатель в основном работает так же, как щеточный двигатель: использует разницу в магнитных полюсах для перемещения ротора, создавая вращение и крутящий момент.

Но без щеток и коммутаторов, как медные обмотки могут получить питание?

Просто, вы делаете медные обмотки стационарными. Щетки больше не нужны со стационарными медными обмотками, поскольку вы можете напрямую питать катушки через провода.

Что касается коммутаторов, то в бесколлекторном двигателе используется датчик Холла и схема управления. Датчик Холла представляет собой плоский круглый датчик, расположенный рядом с медными обмотками статора. Поскольку в статоре находится несколько катушек, датчик Холла может определить, находится ли одна из этих катушек под напряжением или нет.

Иллюстрация Jayric Maning. Сведения об авторстве не требуются.
Сделано с помощью Sketchup.

Затем датчик передает показания в схему управления и решает, какие катушки включить. Таким образом, если постоянные магниты ротора приближаются к притягивающим магнитным полюсам, схема управления перестанет подавать питание на эти катушки и подаст питание на следующую катушку, которая притягивает постоянные магниты ротора. Схема управления также возбуждает катушки перед постоянными магнитами, вызывая отталкивание и добавляя еще больший крутящий момент к вращению.

Плюсы и минусы щеточных и бесщеточных двигателей

Учитывая различия в конструкции двигателей, как щеточные, так и бесщеточные двигатели имеют свои плюсы и минусы. Вот таблица, которая поможет вам понять их сильные и слабые стороны:

9009 8 901 00

Высокий

	Коллекторный двигатель	Бесщеточный двигатель
Срок службы	Короткий	Длинный
Ускорение	Среднее	Высокое
Эффективность	Средний	Высокий
Крутящий момент	Средний
Акустика	Шумная	Тихая
Стоимость	Недорогой	Дорогой (со схемой управления)

Стоит ли покупать оборудование с щеточным или бесщеточным двигателем?

Изображение предоставлено: Вероник Дебор-Лазаро / Flickr

Как видно из таблицы, бесщеточные двигатели лучше во всех отношениях (кроме стоимости), чем их щеточные аналоги. Они обеспечивают более высокий крутящий момент, более быстрое ускорение, более низкий уровень шума и более высокую эффективность, а также более долговечны.

Поэтому, когда у вас есть возможность купить новый электроинструмент, кухонный прибор, дрон или что-то еще, для чего нужен двигатель, выбор предметов с бесщеточным двигателем, как правило, является лучшим вариантом.

Значит, коллекторные двигатели должны быть устаревшими?

Нет. Тем более, что бесщеточный двигатель (плюс схема управления) будет стоить значительно дороже, чем элемент, использующий коллекторный двигатель. И хотя бесщеточный двигатель лучше, чем его щеточный аналог, это не значит, что щеточный двигатель плохой. На самом деле, коллекторный двигатель очень хорош. Вы можете выполнять те же задачи с коллекторным двигателем, что и с бесщеточным.

Как правило, бесщеточные двигатели идеально подходят для ваших инструментов и оборудования. Но есть также ситуации, когда вы можете вместо этого использовать коллекторные двигатели. К таким ситуациям относятся:

• Когда двигатель используется кратковременно (например, блендер, сиденья с электроприводом и стеклоочистители)
• Когда инструмент/устройство становится полезным лишь несколько раз в год
• Когда задача не выполняется не требуют большого крутящего момента (например, игрушки, вентиляционные отверстия)
• В экстремальных условиях эксплуатации. Коллекторным двигателям не нужны датчики или схемы управления, которые могут выйти из строя в экстремальных погодных условиях

Обдуманные покупки

Теперь, когда вы понимаете разницу между щеточными и бесщеточными двигателями, вам, надеюсь, будет легче совершать разумные покупки при покупке кухонной техники, инструментов и оборудования. Это также должно объяснить, почему некоторые элементы стоят дороже, чем их аналоги, даже если они производятся одной и той же маркой, имеют те же функции и используют тот же форм-фактор. Помните, что только потому, что вы можете купить предмет премиум-класса с бесщеточным двигателем, не всегда означает, что покупать его разумно.

Бесколлекторный Vs. Матовые двигатели | Прямые выпуски новостей KDE

Неудивительно, что самая большая разница между щеточными и бесщеточными двигателями заключается в щетках. Но что это на самом деле означает?

Принцип внутренней работы щеточных и бесщеточных двигателей во многом одинаков. Когда обмотки двигателя находятся под напряжением, создается временное магнитное поле, отталкивающее или притягивающее постоянные магниты. Эта магнитная сила преобразуется во вращение вала, позволяя двигателю совершать работу. Когда вал вращается, электрический ток направляется к различным наборам обмоток, поддерживая электродвижущее отталкивание или притяжение, заставляя ротор постоянно вращаться.

История щеточных и бесщеточных двигателей

Коллекторные двигатели постоянного тока используются с 1856 года и до сих пор часто используются в электрических силовых установках, кранах, бумагоделательных машинах и сталепрокатных заводах. Однако, поскольку их щетки изнашиваются и требуют частой замены, бесщеточные двигатели постоянного тока, использующие устройства электронного регулятора скорости, во многих случаях вытеснили щеточные двигатели. Износ щеток стал серьезным недостатком из-за интенсивных требований к применению и сильного шума электрического разряда (также известного как электростатический разряд, особенно в аэрокосмических приложениях), и родился новый двигатель.

Бесколлекторные двигатели значительно новее и изобретены во время появления инноваций в электронике. Достижения в области твердотельных технологий в начале 1960-х годов привели к изобретению в 1962 году первого бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC), который Т.Г. Уилсон и П.Х. Трики назвал «машиной постоянного тока с твердотельной коммутацией». Ключевым элементом бесщеточного двигателя является то, что он не требует физического коммутатора, что делает его наиболее популярным выбором для компьютерных дисководов, робототехники и самолетов.

Преимущества бесщеточного двигателя

Поскольку бесщеточные двигатели постоянного тока не имеют изнашивающихся щеток, они представляют собой огромный технологический скачок. Бесщеточные двигатели имеют значительно более высокую эффективность и производительность, а также меньшую подверженность механическому износу, чем их щеточные аналоги.

Бесщеточные двигатели имеют ряд других преимуществ, в том числе:

• Более высокое отношение крутящего момента к весу
• Увеличенный крутящий момент на ватт подводимой мощности (повышенная эффективность)
• Повышенная надежность и снижение требований к техническому обслуживанию
• Снижение рабочего и механического шума
• Увеличенный срок службы (отсутствие эрозии щеток и коллектора)
• Устранение ионизирующих искр от коллектора (ESD)
• Почти полное устранение электромагнитных помех (EMI)

Современные бесщеточные двигатели

Несмотря на их надежность, первоначальным недостатком первых бесщеточных двигателей было то, что они не могли генерировать большой мощности. Когда лучшие материалы для постоянных магнитов стали доступны в 19 в.В 80-х годах они позволили бесщеточным двигателям генерировать столько же (или больше) мощности, как и предыдущие щеточные двигатели на рынке. В конце 80-х годов Роберт Э. Лордо построил первый крупный бесщеточный двигатель постоянного тока, мощность которого в десять (10) раз превышала мощность предыдущих бесщеточных двигателей.

Современные бесщеточные двигатели устраняют многие недостатки щеточных двигателей, сочетая более высокую выходную мощность, меньшие размеры и вес, лучшее рассеивание тепла и эффективность, более широкий диапазон рабочих скоростей и очень низкий уровень электрических шумов. Бесщеточные двигатели не имеют электрических контактов, рассчитанных на износ, что обеспечивает наибольшее преимущество в надежности и сокращении интервалов технического обслуживания для коммерческого и промышленного применения.

Бесщеточные двигатели KDE Direct

Разработанные и изготовленные в США бесщеточные двигатели KDE Direct обеспечивают лучшую в своем классе мощность, производительность и эффективность. От стандартов избыточности конструкции и отказоустойчивости до грузоподъемности и тяги двигатели KDE Direct спроектированы для увеличения времени полета, повышения эффективности и увеличения полезной нагрузки, которые раздвигают границы современных технологий.