Hogyan működik a szálcsiszolt egyenáramú motor? Mérnöki útmutató mikrocsiszolt motorokhoz

A szálcsiszolt egyenáramú motor működési elve: a rövid válasz

Nyomja meg egy akkus csavarhúzó ravaszát, és egy apró szálcsiszolt egyenáramú villanymotor szinte azonnal nyomatékot fejleszt. Ez a gyors reagálás, az alacsony költséggel és az egyszerű fordulatszám-szabályozással kombinálva az oka annak, hogy a kefés motorok még mindig olyan sok mindennapi termékben jelennek meg.

A működési elv egy bekezdésbe illeszkedik. Az elektromos áram két szénkefén keresztül jut be, amelyek a tengelyre szerelt szegmentált rézkommutátoron csúsznak. A kommutátor az áramot a rotorra tekercselt tekercsekbe táplálja. Ezek a tekercsek mágneses teret hoznak létre, amely kölcsönhatásba lép az állórész állandó mágneses mezőjével, forgást hozva létre. Közvetlenül azelőtt, hogy a rotor egy vonalba kerülne az állórész mezőjével, a kommutátor szegmensei kapcsolatba lépnek a kefékkel, és megfordítják az áram irányát a tekercsekben. Ez a megfordítás, az úgynevezett kommutáció, a rotort a holtponton túl tolja, és ugyanabba az irányba forog.

Minden mikrokefés egyenáramú motor, a kompakt 300-as sorozattól a Yuyao Hongyang Micromotornál gyártott nagyobb 900-as sorozatig, ugyanezen az elektromechanikus elven működik.

A mikrocsiszolt egyenáramú motor fő alkatrészei

A szálcsiszolt egyenáramú villanymotor négy funkcionális részből áll. Az alábbi táblázat összefoglalja az egyes részeket és azok szerepét; az alábbi két alszakasz elmagyarázza azokat a részleteket, amelyek fontosak a különböző beszállítók motorjainak összehasonlításakor.

Állórész és forgórész: honnan jön a nyomaték

Az állandó mágneses kefés motorban az állórész ívelt mágneseket használ, hogy rögzített mezőt hozzon létre a légrésben. A rotor a mezőn belül van. Amikor áram folyik át a rotor tekercsén, minden tekercs elektromágnesként viselkedik. A forgórész és az állórész mező közötti vonzás és taszítás nyomatékot hoz létre a tengelyen.

Kommutátor és kefék: A mechanikus kapcsoló

A kommutátor az, ami megkülönbözteti a kefés motort minden más egyenáramú motortípustól. Ahogy a forgórész forog, különböző kommutátorszegmensek érintkeznek az álló kefékkel. A kapcsolás abban a szöghelyzetben történik, ahol a tekercs egysíkú az állórész mezőjével, ami az a pont, ahol a nyomaték egyébként nullára csökkenne. A kefe-kommutátor pár ezért a forgórész helyzetével szinkronizált forgókapcsolóként működik, külső érzékelő vagy meghajtó áramkör nélkül.

Lépésről lépésre: Hogyan forog egy szálcsiszolt egyenáramú motor

A sorrend tisztán látása érdekében képzeljünk el egy egyszerű kétpólusú motort. A szekvencia fordulatonként kétszer ismétlődik, mivel minden tekercspár fél fordulatonként cserélődik.

1. Egyenáramú feszültséget kap a két kivezetés, amelyek a kefékkel vannak összekötve.
2. A pozitív kefe érintkezik egy kommutátor szegmenssel, és áram folyik a rotor tekercsébe; a negatív kefe befejezi az áramkört.
3. A tekercsben lévő áram mágneses tengelyt hoz létre a rotorban. Mivel az állórész mágnesei rögzítettek, a mágneses erők a forgórészt az állórész mezőjével egy vonalba forgatják.
4. Az igazítási ponton a kommutátor szegmensei áthaladnak a kefék alatt, és a tekercsben az áram iránya megfordul. A rotor mágneses polaritása megfordul, így a forgórész megállás helyett a holtponton túl tolódik, és tovább forog.
5. A sorozat megismétlődik, folyamatos forgást hozva létre mindaddig, amíg egyenáramú tápellátás van.

Ebből a tervezésből két következmény következik. Először is, nincs szükség elektronikus vezérlőre a motor kommutálásához; a kefék mechanikusan csinálják. Másodszor, a forgó tekercsek visszafelé elektromotoros erőt hoznak létre, amely ellentétes a tápfeszültséggel. A hátsó EMF sebességgel növekszik, ezért a szabadon forgó motor kevés áramot vesz fel, míg a leállt motor maximális áramot vesz fel.

Nyomaték, sebesség és az elakadási állapot

A legtöbb mérnök, aki felveszi a kapcsolatot egy mikromotor-gyártóval, ugyanazt akarja: egy olyan motort, amely elfér a rendelkezésre álló helyen, és túlmelegedés nélkül adja le a megfelelő nyomatékot a megfelelő fordulatszámon.

Két összefüggés határozza meg a szálcsiszolt egyenáramú motor viselkedését. A nyomaték arányos az armatúra áramával és az állórész mágneses fluxusával. A sebesség arányos az armatúrára adott feszültség mínusz a tekercsellenállás feszültségesése. Egyszerűen fogalmazva, terhelje meg a tengelyt, és a motor lelassul és több áramot vesz fel; emelje meg a feszültséget, és a motor felgyorsul, miközben a nyomaték nagyjából lineáris marad az árammal.

Ezek a kapcsolatok azt is megmutatják, hol vannak a kockázatok. A névleges terhelés alatt működő motor biztonságos. A névleges értéke felett üzemelő vagy leállt motor túlmelegítheti a tekercsszigetelést, károsíthatja a kommutátort és lemágnesezheti az állórész mágneseit. A motor kiválasztásakor a névleges nyomaték és a hozzá tartozó névleges áram fontosabb, mint az üresjárati fordulatszám.

A légmozgó termékek illusztrálják a kompromisszumot. A ventilátor járókerék sebességgel emelkedő terhelést mutat; ha a motornak nincs nyomatékhatára a működési ponton, a járókerék lelassul és az áram emelkedik. A RS360 nagy nyomatékú szálcsiszolt egyenáramú motor ventilátorokhoz Példa egy olyan motorra, amely szándékosan fel van tekerve és mágnesezett az adott terhelési mintára, elegendő mozgásteret biztosítva a járókeréknek anélkül, hogy a tekercsáramot a veszélyes zónába nyomná.

Mikrokefe nagykereskedelmi egyenáramú motor szivattyú beszállítók számára, gyár Mint a kínai mikro egyenáramú motor a szivattyú beszállítóinak és az RS-360 kiskefés egyenáramú motor a légszivattyúkhoz, a Yuyao Hongyang Micromotor Co., Ltd. Termék megtekintése →

Brushed versus Brushless: Mit jelent az összehasonlítás

Bárki, aki mikro egyenáramú motort vásárol, látni fogja a kefe nélküli alternatívákat, és a választás nem mindig egyértelmű. Az alábbi táblázat összehasonlítja azokat a tényezőket, amelyek befolyásolják a termékköltséget, a megbízhatóságot és a felhasználói élményt.

A következtetés gyakorlati, nem elméleti. Ha a terméknek időszakos munkaciklusa van, alacsony feszültséggel működik, és versenyez a költségekkel, általában a kefés motor a jobb mérnöki választás. Ha a motor minden nap órákig jár, és a hatékonyság az értékesítési érv, a kefe nélküli vonzóvá válik. Ezért tartják a gyártók mindkét technológiát a kínálatukban, és a válasz a terhelési profiltól függ, nem pedig a divattól.

Otthoni készülékeknél, ahol a felhasználók a termék közelében ülnek, a kefezaj gyorsan panaszt okoz. A RS380SL néma szálcsiszolt egyenáramú motor otthoni használatra egy csendes-orientált változat ilyen környezetre, ahol néhány decibeles kefezaj dönti el, hogy egy termék prémiumnak vagy olcsónak tűnik.

Nagykereskedelmi mikroszálas PMDC motor kávéfőzők beszállítói számára, gyár A Yuyao Hongyang Micromotor Co., Ltd. a kínai mikro PMDC motor beszállítója és az RS-380SL szálcsiszolt PMDC motor kávéfőzők gyára. Termék megtekintése →

Szálcsiszolt egyenáramú motor kiválasztása termékéhez

Mivel a mikrokefés motor mindig egy nagyobb rendszer része, a kiválasztás a terheléssel kezdődik, nem a motorkatalógussal. Három alkalmazási mintát érdemes felismerni.

A motor és a terhelés összehangolása

Elektromos szerszámok, mint pl elektromos csavarhúzók nagy nyomatékot igényel alacsony fordulatszámon, és elviseli a rövid túlterhelést; a kefés motor nagy indítónyomatéka pontosan a megfelelő karakterisztika. A háztartási termékek, mint pl robotporszívók kompakt méretre, mérsékelt élettartamra és alacsony zajszintre van szükség, ezért a kefe minősége és a kommutátor felülete ugyanolyan fontos, mint az alapvető mágneses kialakítás. Automatizált berendezések, mint pl automaták hosszú munkaciklusokon fut, és az áramfelvétel és a hőleadás dönti el, hogy a motor túléli-e a zárt házban.

Mikromotor ellenőrzése mennyiségi rendelés előtt

Miután megvan a mechanikus borítékához illeszkedő listája, ellenőrizze ezeket a paramétereket a mintákon, mielőtt feladná a kötetrendelést:

• Névleges feszültség és áramfelvétel névleges terhelés mellett. A minták közötti 20 százalékos áramkülönbség a tekercselés vagy a mágnes inkonzisztenciáját jelzi.
• Terhelés nélküli fordulatszám, névleges fordulatszám és leállási nyomaték. Hasonlítsa össze őket a terhelési görbével, ne csak az adatlappal.
• Akusztikus zaj, dB(A)-ban. A háztartási készülékek esetében ez az első vonalbeli specifikáció; a mechanikailag tökéletes, de hallható motor megbukik a termékértékelésen.
• Üzemidő órákban, ugyanazon a munkacikluson tesztelve, amelyet használni kíván. A folyamatos működésre tervezett motor gyorsan meghibásodhat egy agresszív start-stop sorozat hatására.
• Anyagmegfelelőség a célpiacon. Az ISO 9001 gyártási, RoHS- és REACH-megfelelőséget a mikromotor-vásárlók rendszeresen megkövetelik.
• Tengely és terminál testreszabása. A lapos tengely, a fogaskerekes fogaskerék, a vezeték hossza és a csatlakozó típusa gyakran különbséget tesz a beugró motor és az egyedi változat között.

A kávéfőzők jó példái annak, hogy miért számít a termékspecifikus tervezés. A gép naponta többször be- és kikapcsol, és a felhasználók észreveszik a motor rezgését és kattanását. A RS550SL sima szálcsiszolt egyenáramú motor kávéfőzőgépekhez pontosan ezt a profilt célozza meg alacsony vibrációjú futás és következetes indítási viselkedés mellett.

Nagykereskedelmi RS-550SL alacsony zajszintű ecset egyenáramú motor papír aprítók beszállítói számára, Facto A Yuyao Hongyang Micromotor Co., Ltd. a kínai nagykereskedelmi RS-550SL alacsony zajszintű ecset egyenáramú motorja papíraprítók beszállítói és gyárai számára, részletek... Termék megtekintése →

A Yuyao Hongyang Micromotornál 1988 óta gyártunk mikrokefés egyenáramú motorokat a 300-as, 500-as, 700-as, 800-as és 900-as sorozatban, amelyek éves kapacitása meghaladja a 10 millió darabot. Bármelyik szállítót is értékeli, kérjen vizsgálati adatokat a nyomaték-fordulatszám görbékről, az akusztikus zajról és a tartósságról. A válaszok többet elárulnak a gyártási folyamatról, mint bármely promóciós leírás.