Бесколлекторные двигатели для моделей что это

Бесколлекторный двигатель своими рукам

Бесколлекторные двигатели на сегодняшний день являются довольно распространенными. Применяются данные устройства чаще всего с электроприводами. Также их можно встретить на различном холодильном оборудовании. В промышленной сфере они задействованы в системах нагрева.

Дополнительно бесколлекторные модификации устанавливаются в обычные вентиляторы для кондиционирования воздуха. В наше время на рынке представлено множество моделей с датчиками и без них. При этом по типу регуляторов модификации довольно сильно отличаются. Однако чтобы разобраться в данном вопросе более подробно, необходимо изучить устройство простого двигателя.

Коллекторный двигатель постоянного тока

Коллекторные двигатели постоянного тока являются самыми дешевыми, простыми и легкими в управлении из всех технологий двигателей, обсуждаемых в данной статье. Они идеально подходят для проектов с ограниченным бюджетом, которые не требую какого-либо точного управления позиционированием, и для которых отношение мощность/масса не очень важно.

Оценка характеристик коллекторных двигателей постоянного тока

Коллекторные двигатели постоянного тока также полезны для проектов, требующих чрезвычайно простого управления. Эти типы двигателей могут управляться не более чем замыканием/размыканием ключа. Управление их скоростью – это просто регулировка напряжения, подаваемого на двигатель или изменение коэффициента заполнения (или скважности) ШИМ сигнала, если задействован микроконтроллер.

Пример коллекторного двигателя постоянного тока, используемого в проекте

Лучшие типы проектов для коллекторных двигателей постоянного тока

Наборы для создания роботов для начинающих

Наборы для создания роботов для начинающих почти повсеместно используют коллекторные двигатели постоянного тока из-за их низкой стоимости и потому, что для их работы не требуются современные микроконтроллеры или сложное программирование.

Используя два двигателя с двумя колесами на каждой стороне шасси робота, мы можете создать достаточно сложного робота. Многие из базовых наборов робототехники такого типа доступны в магазинах.

Конструкции, использующие вибромоторы

Вибромоторы состоят из коллекторного двигателя постоянного тока с грузом, прикрепленным асимметрично к валу двигателя. Вы можете использовать вибромоторы в самодельных контроллерах и в любых других проектах, требующих доставки пользователю неслышимых уведомлений (например, как ваш телефон в режиме вибрации).

Из-за простоты управления коллекторными двигателями постоянного тока интенсивность вибрации можно модулировать, просто регулируя напряжение, подаваемое на двигатель.

Бесколлекторные двигатели

Принципиальным отличием от коллекторного является отсутствие коллектора. Такое инженерное решение приводит к снижению потери на процесс трения.

Вследствие этого происходит значительное повышение уровня мощности. Внутренности такого привода состоят из магнитов, закрепленных на роторе и статора с нанесенными обмотками.

Для большей оптимизации выпускают двигатели бесколлекторного типа с магнитами на корпусе. При этом оболочка играет роль ротора.

Минусом бесколлекторного прибора перед коллекторным является необходимость приобретения дополнительного пускового элемента. Таковыми являются контроллеры и коммутаторы. В результате себестоимость бесколлекторного двигателя увеличивается.

Бесколлекторный мотор

Теперь можно поговорить о том, чем же коллекторный двигатель в действительности отличается от рассматриваемого бесколлекторного аналога.

Внешний вид двигателя бесколлекторного типа

Очевидная разница просматривается при изучении принципа работы бесколлекторного двигателя (БКД). Хотя часто бесколлекторный и коллекторный двигатель сопоставляют друг с другом, воспринимая их как конкурентов, по сути это два разных мотора. Потому и отличия между ними обязательно присутствуют.

Фактически БКД работает наоборот.

• В конструкции не предусмотрено наличие щёток и самого коллектора, что становится очевидным уже исходя из самого названия;
• Если говорить о магнитах, то в случае с бесколлекторником они размещаются обязательно вокруг вала. При этом магниты выполняют роль или функции ротора;
• Обмотки с несколькими магнитными полюсами располагаются вокруг установленного ротора;
• На роторе присутствует датчик. Он же сенсор. Его задача заключается в контроле положения ротора и передаче полученной информации на процессор;
• Этот процессор работает параллельно с регулятором скорости, который отвечает за скорости вращения. Суммарно за 1 секунду обмен информацией происходит около 100 раз минимум.

Подобное устройство и принцип работы позволяет получить более плавный режим работы двигателя при его максимальной отдаче.

В случае с бесколлекторными электродвигателями они могут оснащаться датчиками или сенсорами, а также эксплуатироваться без них. Если датчика нет, это в определённой, но незначительной степени снизит эффективность работы всего электродвигателя.

Распознать БКД с сенсором и без него достаточно просто. Если у обычного двигателя присутствует 3 провода питания, то в моделях с датчиком дополнительно имеется шлейф, состоящий из тонких проводов. Он идёт от самого моторчика к регулятору скорости.

Преимущества и недостатки

Главный и неоспоримый плюс бесщёточных электромоторов заключается в практически полном отсутствии деталей, способных изнашиваться. Говорить о полном их отсутствии нельзя, поскольку роторный вал устанавливается на подшипники. Именно они всё же могут с течением времени износиться. Хотя даже у подшипников ресурс огромный. Плюс всегда можно быстро и без особого труда заменить подшипник в случае его износа.

Бесколлекторный бесщеточный электродвигатель в разборке

Такие особенности конструкции породили преимущества в виде надёжности, высокой эффективности и длительного срока службы. За счёт наличия датчика положения ротора улучшается его производительность и точность в процессе работы.

Вспомните недостаток коллекторных аналогов, где щётки искрятся и быстро изнашиваются, параллельно провоцируя помехи в процессе работы узла, механизма или машины, в которой установлен КД. В случае с бесколлекторными или бесщёточными моторами от такой проблемы удалось избавиться. Никаких искрений здесь не наблюдается.

Бесколлекторники не трутся, не перегреваются, что также справедливо относится к весомым достоинствам механизма. Дополнительное обслуживание в процессе даже очень активной эксплуатации тут не требуется.

Если же говорить про недостатки, то из существенного и всё равно условного можно выделить только один минус. Это более высокая стоимость. Минус условный по причине того, что при своей цене исключается необходимость в замене пружин, якоря, коллектора или щёток. Потому стоимость целиком и полностью себя оправдывает.

Далее уже можно сделать собственные субъективные выводы, отталкиваясь от приведённой выше информации.

Кто же лучше?

Если говорить только о показателях продаж, старшее поколение популярной Bosch Performance Line CX было бы лучшей кандидатурой. Хотя несколько лет назад он все еще считался эталоном, в прямом сравнении с нынешними топовыми моделями он больше не может скрывать свой возраст. Старая Bosch Performance Line CX все еще может быть сильной, но конкуренты превосходит ее по всем параметрам. Bosch недавно выпустила новейшее поколение Performance Line CX. С его помощью Bosch совершает гигантский скачок в производительности, устраняя огромные проблемы предыдущей версии. Несмотря на производительность в тестах, функционирование дисплея и пульта все еще не так совершенно, как хотелось бы.

Оба мотора Shimano убедили нас в интуитивном управлении, компактном дизайне и отличных эксплуатационных характеристиках. Большой сюрприз: несмотря на меньшую мощность, «более слабые» STEPS E7000 веселее на трассе, чем его старший брат, а также обеспечивают более естественное ощущение езды. Только когда на сцену выходят низкие темпы, крутые подъемы и тяжелые райдеры, более мощный STEPS E8000 явно впереди.

Если говорить о полной мощности, то TQ HPR 120S находится в другой лиге и конкуренты буквально курят в сторонке. Но так же, как и Yamaha PW-X, он борется за то, чтобы доставить естественность в катании, которая нам так нравится. К обоим двигателям нужно привыкать, но зато в дальнейшем ими очень легко управлять.

FAZUA и Panasonic однозначно являются слабыми противниками на испытательном поле. Суперкомпактный FAZUA Evation полностью снимается с рамы и позволяет кататься на велосипеде, как на обычном горном велосипеде. Эта идея не только гениальна, но и очень хорошо реализована. Несмотря на это, к сожалению, существенная нехватка энергии мешает истинному eMTB. Panasonic GX 0 оснащен умным автоматическим режимом, который подчеркивает естественное ощущение легкого вождения. Тем не менее, когда дело доходит до чистой мощности, Fazua должен уступить место лучшим двигателям в нашем тесте.

Как и Shimano и Bosch, Brose отправил для теста два мотора. Как Drive S Alu, так и его магниевый аналог обеспечивают невероятно естественную езду. Более сильный Brose Drive S Mag более компактен, легче и мощнее, чем немного более старый Drive S Alu. С точки зрения мощности, это всего лишь второе место после привода TQ. Благодаря идеальному балансу естественного ощущения езды и полноценной мощности, а также превосходным возможностям интеграции, которые открыты для производителей, он полностью заслуживает наш желанный значок «Best in Test» .