Как работает щеточный двигатель постоянного тока: простая механика и надежная мощность

Это тип электродвигателя, преобразующий электрическую энергию в механическую. Обычно наиболее распространенные типы двигателей постоянного тока работают, используя силы, создаваемые магнитными полями от электрических токов, для запуска вращения ротора, закрепленного с выходным валом.

Типичный щеточный двигатель постоянного тока состоит из ротора, якоря, статора и коммутатора со щетками. Эта машина использует противоположную полярность между подобными и непохожими полюсами электромагнита для поддержания вращения центрального ротора.

Разные типы щеточных двигателей постоянного тока

Последовательное возбуждение (Series Wound)

У этого типа обмотка возбуждения соединена последовательно с перемоткой ротора, а регулировка скорости — изменением напряжения питания. Обеспечивает высокий пусковой момент, так как магнитное поле работает ниже насыщения, и увеличение нагрузки естественно приводит к увеличению и тока возбуждения, и якорного. Из-за высокого пускового момента — применяется в подъемниках, кранах, автомобилях и кранах.

Шунтовое возбуждение (Shunt Wound)

Шунтовый двигатель имеет только одно напряжение питания, обмотка возбуждения соединена параллельно с обмоткой ротора и способен выдавать увеличенный момент без снижения скорости за счет увеличения тока двигателя. С постоянной скоростью и средним пусковым моментом — лучше подходит для пылесосов, токарных станков, шлифмашин и конвейеров.

Комплексное возбуждение (Compound Wound)

Комбинация шунтового и последовательного двигателей — шунтовое поле соединено параллельно с одинаковой полярностью параллельно с магнитным полем, помогая якорному полю и последовательному полю. С отличной регулировкой скорости на высоких оборотах и высоким пусковым моментом — лучшие применения: круговые пилы, привод компрессоров, срезные станки и непрерывные конвейеры.

Постоянный магнит (Permanent Magnet)

Вместо обмотки в поле или использования электромагнита — постоянный магнит создает магнитное поле для работы двигателя. Из-за фиксированной силы магнитного поля — не может управляться внешне. В результате двигатель с постоянным магнитом обычно используется в сервосистемах и робототехнике из-за низкого момента и точного управления.

Преимущества

Низкая стоимость

По сравнению с бесщеточными двигателями, щеточные обычно стоят намного дешевле, так как не требуют много проводов и используют только щетки для работы. В результате — более экономичный вариант для большинства бизнесов, дешевле в производстве.

Щетки можно восстанавливать для продления жизни

Хотя применимо только к определенным двигателям, щетки можно заменять или восстанавливать для продления срока службы. Проблема — требует долгосрочного надзора, так как изношенные щетки могут быть очень опасны. В худшем случае — перемотка электродвигателя понадобится от нанятого профессионала для избежания аварий.

Подходит для экстремальных эксплуатационных сред

Благодаря тому, что бортовой электроника не требуется для щеточного двигателя постоянного тока — он обычно терпит экстремальные среды. Пока щетки правильно выбраны и обслуживаются — эти двигатели могут длиться довольно долго.

Прост в понимании и использовании

Простая и дешевая схема привода делает его относительно легким для понимания — базовый щеточный двигатель требует только два провода между двигателем и источником питания. Иными словами, также экономит место для разъемов и проводки в тесных ситуациях, снижая затраты на кабели и разъемы.

Знание работы двигателя постоянного тока действительно важно для поддержания его машинной жизни. Но при отказе или неисправности — может понадобиться капитальный ремонт электродвигателя для проверки здоровья оборудования. Если в идеальном состоянии — отличные новости. Если нет — пора планировать ремонт или полную замену.