Jak funguje kartáčovaný stejnosměrný motor? Inženýrská příručka pro motory Micro Brushed Motors

Pracovní princip kartáčovaného stejnosměrného motoru: Krátká odpověď

Stiskněte spoušť akumulátorového šroubováku a malý kartáčovaný stejnosměrný elektromotor vyvine točivý moment téměř okamžitě. Tato rychlá odezva v kombinaci s nízkou cenou a jednoduchým ovládáním rychlosti je důvodem, proč se kartáčované motory stále objevují v tolika každodenních produktech.

Princip práce se vejde do jednoho odstavce. Elektrický proud vstupuje přes dva uhlíkové kartáče, které kloužou po segmentovém měděném komutátoru namontovaném na hřídeli. Komutátor přivádí proud do cívek navinutých na rotoru. Tyto cívky generují magnetické pole, které interaguje s polem permanentního magnetu statoru a vytváří rotaci. Těsně předtím, než se rotor vyrovná s polem statoru, změní segmenty komutátoru kontakt s kartáči a obrátí směr proudu v cívkách. Toto obrácení, nazývané komutace, posouvá rotor za mrtvý bod a udržuje jej v rotaci ve stejném směru.

Každý mikrokartáčový stejnosměrný motor, od kompaktní řady 300 po větší řadu 900 vyrobený v Yuyao Hongyang Micromotor, pracuje na stejném elektromechanickém principu.

Hlavní součásti mikrokartáčového stejnosměrného motoru

Kartáčovaný stejnosměrný elektromotor má čtyři funkční části. Níže uvedená tabulka shrnuje každou část a její roli; dvě podkapitoly, které následují, vysvětlují podrobnosti, na kterých záleží při porovnávání motorů od různých dodavatelů.

Stator a rotor: Odkud pochází točivý moment

U kartáčovaného motoru s permanentními magnety používá stator zakřivené magnety k vytvoření pevného pole napříč vzduchovou mezerou. Rotor sedí uvnitř tohoto pole. Když proud protéká vinutím rotoru, každá cívka se chová jako elektromagnet. Přitahování a odpuzování mezi polem rotoru a polem statoru vytváří točivý moment na hřídeli.

Komutátor a kartáče: Mechanický spínač

Komutátor je to, co odlišuje kartáčovaný motor od všech ostatních typů stejnosměrných motorů. Jak se rotor otáčí, různé segmenty komutátoru přicházejí do kontaktu se stacionárními kartáči. Přepínání se děje v úhlové poloze, kde je cívka koplanární s polem statoru, což je bod, kde by točivý moment jinak klesl na nulu. Dvojice kartáč-komutátor tedy funguje jako otočný spínač synchronizovaný s polohou rotoru, bez jakéhokoli vnějšího senzoru nebo obvodu budiče.

Krok za krokem: Jak se otáčí kartáčovaný DC motor

Abyste jasně viděli sekvenci, představte si jednoduchý dvoupólový motor. Sekvence se opakuje dvakrát za otáčku, protože každý pár cívek se přepne každou půl otáčku.

1. Stejnosměrné napětí je přivedeno na dvě svorky, které jsou připojeny ke kartáčům.
2. Kladný kartáč se dotýká segmentu komutátoru a proud teče do vinutí rotoru; negativní štětec dokončuje obvod.
3. Proud ve vinutí vytváří v rotoru magnetickou osu. Protože magnety statoru jsou pevné, magnetické síly otáčejí rotor směrem k vyrovnání se statorovým polem.
4. V bodě vyrovnání procházejí segmenty komutátoru pod kartáči a směr proudu ve vinutí se obrátí. Magnetická polarita rotoru se převrátí, takže místo zastavení je rotor zatlačen za mrtvý bod a pokračuje v otáčení.
5. Sekvence se opakuje a vytváří nepřetržité otáčení, dokud je dodáváno stejnosměrné napájení.

Z tohoto návrhu vyplývají dva důsledky. Za prvé, ke komutaci motoru není potřeba žádný elektronický ovladač; kartáče to dělají mechanicky. Za druhé, rotující vinutí generují zpětnou elektromotorickou sílu, která působí proti napájecímu napětí. Zpětná EMF roste s rychlostí, což je důvod, proč volně rotující motor odebírá malý proud, zatímco zastavený motor odebírá maximální proud.

Kroutící moment, rychlost a stav zastavení

Většina inženýrů, kteří kontaktují výrobce mikromotorů, chce totéž: motor, který se hodí do dostupného prostoru a poskytuje správný točivý moment ve správných otáčkách bez přehřívání.

Dva vztahy definují chování kartáčovaného stejnosměrného motoru. Kroutící moment je úměrný proudu kotvy a magnetickému toku statoru. Rychlost je úměrná napětí aplikovanému na kotvu mínus úbytek napětí na odporu vinutí. Jednoduše řečeno, zatížte hřídel a motor se zpomalí a odebírá více proudu; zvýšit napětí a motor se zrychlí, zatímco točivý moment zůstane zhruba lineární s proudem.

Tyto vztahy také ukazují, kde jsou rizika. Motor běžící pod jmenovitým zatížením je bezpečný. Motor běžící nad svůj jmenovitý výkon nebo se zastaví, může přehřát izolaci vinutí, poškodit komutátor a demagnetizovat magnety statoru. Při výběru motoru záleží na jmenovitém momentu a odpovídajícím jmenovitém proudu více než na otáčkách naprázdno.

Vzduchem pohybující se produkty ilustrují kompromis. Oběžné kolo ventilátoru představuje zatížení, které stoupá s rychlostí; pokud motor postrádá rezervu točivého momentu v pracovním bodě, oběžné kolo se zpomalí a proud stoupá. The RS360 kartáčovaný DC motor s vysokým točivým momentem pro ventilátory je příkladem motoru záměrně navinutého a zmagnetizovaného pro tento vzor zatížení, který poskytuje oběžnému kolu dostatečnou rezervu, aniž by proud vinutí tlačil do nebezpečné zóny.

Velkoobchodní mikrokartáčový stejnosměrný motor pro dodavatele čerpadel, továrnu Jako Čína Micro DC Motor pro dodavatele čerpadel a RS-360 malý kartáčový DC motor pro vzduchová čerpadla továrna Yuyao Hongyang Micromotor Co., Ltd. Zobrazit produkt →

Kartáčovaný versus bezkartáčový: Co znamená srovnání

Každý, kdo nakupuje mikro stejnosměrné motory, uvidí bezkomutátorové alternativy a výběr není vždy zřejmý. Níže uvedená tabulka porovnává faktory, které ovlivňují cenu produktu, spolehlivost a uživatelskou zkušenost.

Závěr je praktický, nikoli teoretický. Pokud má váš produkt přerušovaný pracovní cyklus, běží na nízké napětí a konkuruje cenou, je kartáčovaný motor obvykle lepší technickou volbou. Pokud motor běží hodiny každý den a efektivita je prodejní argument, bezkomutátorový se stává atraktivním. Proto si výrobci ponechávají ve svém sortimentu obě technologie a odpověď závisí spíše na profilu zatížení než na módě.

U domácích spotřebičů, kde uživatelé sedí blízko produktu, hluk kartáče rychle vyvolává stížnosti. The RS380SL ztlumený kartáčovaný DC motor pro domácí použití je tiše orientovaná varianta vytvořená pro takové prostředí, kde několik decibelů hluku kartáče rozhoduje o tom, zda se produkt cítí prémiově nebo levně.

Velkoobchodní mikrokartáčovaný motor PMDC pro dodavatele kávovarů, továrna Yuyao Hongyang Micromotor Co., Ltd. je Čína dodavateli Micro PMDC Motor a RS-380SL kartáčovaný PMDC motor pro továrnu na kávovary, vypínáme... Zobrazit produkt →

Výběr kartáčovaného stejnosměrného motoru pro váš produkt

Protože mikrokartáčovaný motor je vždy součástí většího systému, výběr začíná zátěží, nikoli katalogem motorů. Tři aplikační vzory stojí za rozpoznání.

Přizpůsobení motoru zátěži

Elektrické nářadí jako např elektrické šroubováky potřebují vysoký točivý moment při nízkých otáčkách a tolerují krátká přetížení; vysoký rozběhový moment kartáčovaného motoru je přesně ta správná charakteristika. Výrobky pro domácnost jako např robotické vysavače potřebují kompaktní velikost, střední životnost a nízkou hlučnost, takže na kvalitě kartáčů a povrchové úpravě komutátoru záleží stejně jako na základním magnetickém provedení. Automatizované zařízení jako např prodejní automaty běží dlouhé pracovní cykly a odběr proudu plus odvod tepla rozhodují o tom, zda motor přežije uvnitř utěsněného krytu.

Ověření mikromotoru před hromadnými objednávkami

Jakmile budete mít užší seznam, který se hodí pro vaši mechanickou obálku, ověřte tyto parametry na vzorcích před zadáním objemové objednávky:

• Jmenovité napětí a odběr proudu při jmenovité zátěži. 20procentní rozdíl v proudu mezi vzorky indikuje nekonzistenci vinutí nebo magnetu.
• Otáčky naprázdno, jmenovité otáčky a pádový moment. Porovnejte je s vaší křivkou zatížení, nejen s datovým listem.
• Akustický hluk, uváděný v dB(A). U domácích spotřebičů jde o specifikaci první řady; motor, který je mechanicky dokonalý, ale slyšitelný, neprojde hodnocením produktu.
• Provozní životnost v hodinách, testováno při stejném pracovním cyklu, jaký hodláte používat. Motor určený pro nepřetržitý provoz může při agresivní sekvenci start-stop rychle selhat.
• Shoda materiálu pro váš cílový trh. Kupující mikromotorů běžně vyžadují výrobu podle ISO 9001, RoHS a REACH.
• Přizpůsobení hřídele a terminálu. Plochý hřídel, pastorek, délka přívodního drátu a typ konektoru často dělají rozdíl mezi zásuvným motorem a vlastní variantou.

Kávovary jsou dobrým příkladem toho, proč záleží na designu specifickém pro daný produkt. Stroj se mnohokrát za den zapíná a vypíná a uživatelé zaznamenávají vibrace motoru a cvakání. The RS550SL hladký kartáčovaný DC motor pro kávovary cílí přesně na tento profil s provozem s nízkými vibracemi a konzistentním chováním při startu.

Velkoobchodní stejnosměrný motor kartáče RS-550SL s nízkou hlučností pro dodavatele skartovacích strojů, Facto Yuyao Hongyang Micromotor Co., Ltd. je čínský velkoobchodní stejnosměrný motor RS-550SL s nízkou hlučností kartáčů pro skartovací stroje a továrny, dodavatele, detail... Zobrazit produkt →

Ve společnosti Yuyao Hongyang Micromotor vyrábíme stejnosměrné motory s mikrokartáčem od roku 1988 v řadě 300, 500, 700, 800 a 900 s roční kapacitou více než 10 milionů jednotek. Ať už hodnotíte kteréhokoli dodavatele, požádejte o zkušební údaje o křivkách točivého momentu a rychlosti, akustickém hluku a výdrži. Odpovědi vám řeknou více o výrobním procesu než jakýkoli propagační popis.