Двигателите и контролерите за мотори играят важна роля в много области, особено в приложенията в медицината и роботиката. В допълнение, напоследък популярното поле за нови енергийни превозни средства има все по-очевидно търсене на малки, високоефективни двигатели с висок и нисък въртящ момент и двигатели с висока и ниска мощност.
Тези крайни устройства могат да избират между четкови DC двигатели, безчеткови DC (BLDC) двигатели или комбинация от двете. Повечето двигатели работят съгласно закона за индукция на Фарадей. Все пак има ключови разлики между четковите и безчетковите двигатели и обхвата на техните приложения.
Нека представим разликата между двигатели с четка и безчеткови двигатели. Първо, ще представим щриховани постояннотокови двигатели.
Матиран DC мотор
Приблизително от края на 1900 г. полираните постояннотокови двигатели са едни от най-простите типове задвижващи двигатели и днес типичният полиран постояннотоков двигател се състои от арматура (наричана още ротор), комутатор, четки, вал и полеви магнити. Разбира се, моторът с четка трябва да осигури постояннотоково захранване или захранване от батерията, необходими за работа едновременно, и да получи въртящия момент чрез въртящото се магнитно поле, като по този начин извежда кинетична енергия.
1. Проста структура, общ DC четков двигател включва арматура или ротор, комутатор, четка, вал и полеви магнит. Разбира се, необходима е батерия или захранване. Свойствата на двигателя зависят от материала, от който е направен, броя на намотките, навити около него, и плътността на намотките. Котвата или роторът е електромагнит, а полевият магнит е постоянен магнит. Комутаторът е устройство с разделен пръстен около вала, което осъществява физически контакт с четките, които са свързани към положителните и отрицателните полюси на захранването.
2. Комутатор около вала, комутаторът е в контакт с четките, които са свързани към противоположните полюси на захранването, за да доставят положителни и отрицателни заряди към комутатора. Четките задвижват ротора да се върти с магнитното поле, генерирано чрез въвеждане на мощност с противоположна полярност през комутатора. Посоката на въртене е по посока на часовниковата стрелка и/или обратно на часовниковата стрелка, а въртенето напред и назад на двигателя може да се реализира чрез промяна на полярността на четките.
Безчетков мотор (BLDC)
Безчетков мотор
Принципът на работа на безчетковия DC двигател е същият като принципа на магнитното привличане и отблъскване на мотора с четка, но структурата им е малко по-различна. Безчетковият двигател, както подсказва името, няма четки, използва електронна комутация, намотката не се движи и роторът се върти. Работата по комутацията се предава на управляващата верига в контролера. Високата ефективност е основната точка за продажба на BLDC двигателите. Тъй като роторът е NdFeB магнит (NdFeB магнит), тоест не е необходима връзка, комутатор и четка, така че роторът да работи много ефективно.
Безчетковите двигатели могат да имат ротор от вътрешната страна или ротор от външната страна на намотките (понякога наричан двигател с "външен ротор"). Броят на намотките, използвани в безчетков двигател, се нарича брой фази. Въпреки че безчетковите двигатели могат да бъдат конструирани с различен брой фази, трифазните безчеткови двигатели са най-често срещаните. Трите намотки на безчетков двигател са свързани в конфигурация "звезда" или "триъгълник". И в двата случая има три проводника, свързани към двигателя (обикновено наричани U, V, W), а техниката на задвижване и формата на вълната са еднакви. В същото време, за да се открие позицията на ротора в определен момент в безчетковия двигател, някои безчеткови двигатели ще се задвижват заедно със сензори на Хол и има по-точни технологии, които използват магнитни енкодери. Докато магнитният ротор се върти, сензорите на Хол улавят магнитното поле на ротора. След като драйверът IC получи сигнала, той изчислява и пропуска тока през намотките на статора последователно, като по този начин кара ротора да се върти.
Горното е кратко въведение в разликата между двигатели с четка и безчеткови двигатели.
