Silniki DC bezrdzeniowe charakteryzują się unikalną i charakterystyczną strukturą, oferując wiele istotnych zalet w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami DC z rdzeniem żelaznym. W tym artykule przeprowadzimy dogłębną i skrupulatną analizę różnych aspektów związanych z silnikami DC bezrdzeniowymi. Zajmiemy się ich dokładnymi definicjami, kompleksowymi systemami klasyfikacji opartymi na różnych kryteriach, skomplikowanymi zasadami działania, które regulują ich działanie, niezwykłymi korzyściami, jakie przynoszą pod względem wydajności, efektywności i niezawodności, a także ich różnorodnymi zastosowaniami w szerokim zakresie branż i dziedzin. Poprzez szczegółową analizę i dyskusję można osiągnąć głębsze zrozumienie silników DC bezrdzeniowych, podkreślając ich wyższość technologiczną i potencjał przyszłego rozwoju.

Czym jest silnik bezrdzeniowy prądu stałego?

Bezrdzeniowy silnik prądu stałego nie zawiera laminowanego rdzenia żelaznego w wirniku, podczas gdy tradycyjny szczotkowy silnik elektryczny prądu stałego zawiera rdzeń wewnętrzny wykonany z żelaza.

Poniżej znajduje się schemat bezrdzeniowego silnika prądu stałego szczotkowego firmy Assunmotor.

Poniżej znajduje się schemat Assunmotorbezrdzeniowy bezszczotkowy silnik elektryczny prądu stałego.

Klasyfikacja silników bezrdzeniowych prądu stałego:

· Silnik indukcyjny jednofazowy: wirnik posiada jedno uzwojenie i jest podłączony do jednej fazy napięcia zasilającego.

· Silnik indukcyjny trójfazowy: wirnik ma trzy uzwojenia podłączone do połączenia Y lub Delta.

Jak działają silniki prądu stałego bezrdzeniowe

Jednym z kroków do zrozumienia, dlaczego silniki DC bez rdzenia są tak niezwykłe, jest dopasowanie ich do zwykłego silnika DC, a następnie zauważenie różnic. Konwencjonalny silnik DC szczotkowy posiada rdzeń wewnętrzny wykonany z żelaza, z cewkami, które są ściśle splecione wokół tego rdzenia wewnętrznego, a wirnik wykonany jest z gęstych warstw żelaza. Silnik DC bez rdzenia nie będzie miał tego wewnętrznego rdzenia żelaznego, stąd jego nazwa – bezrdzeniowy.

Ta unikalna konstrukcja nie sugeruje, że bezrdzeniowy silnik DC jest gorszej jakości w porównaniu do silników DC z wewnętrznymi rdzeniami żelaznymi. Współczesna konstrukcja cewki została wybrana w celu poprawy wytrzymałości mechanicznej wirnika.

Zwykle oczekuje się, że silnik prądu stałego będzie obsługiwał dość duże poziomy momentu obrotowego. W przypadku braku rdzenia, do wirników w bezrdzeniowych silnikach prądu stałego dodawana jest substancja epoksydowa. Substancja epoksydowa wzmacnia cewki wirnika, dzięki czemu nie można ich łatwo uszkodzić.

Zalety

Mniej hałasu: Silniki DC bezrdzeniowe wytwarzają mniej hałasu niż konwencjonalne silniki DC. Ze względu na mniejszy hałas silniki DC bezrdzeniowe są popularne w urządzeniach medycznych i sprzęcie elektrycznym do biur.

Płynna praca: Obwód magnetyczny stojana i wirnik są odpowiednio wyrównane względem siebie. Dzięki prawidłowemu wyrównaniu obwodu magnetycznego stojana i wirnika silnik DC bezrdzeniowy może pracować płynnie.

Bezpieczeństwo i pewność: Bezrdzeniowe silniki prądu stałego są bardzo bezpieczne i mogą służyć przez wiele lat przy odpowiedniej konserwacji.

Mniejsza waga: Silniki DC bezrdzeniowe mają mniejszą wagę niż konwencjonalne silniki DC. Ze względu na mniejszą wagę silnik DC bezrdzeniowy doskonale nadaje się do urządzeń przenośnych i robotów.

Większa wydajność: Ponieważ bezrdzeniowy silnik prądu stałego nie zawiera żelaza, ma mniejsze straty żelaza i większą wydajność niż silnik prądu stałego z rdzeniem żelaznym.

Mniej iskrzenia: Dzięki bezrdzeniowej konstrukcji silnika możliwe jest zmniejszenie indukcyjności uzwojenia, co minimalizuje iskrzenie między szczotkami a komutatorem.

Skompresowane: Silniki DC bezrdzeniowe są mniejsze niż konwencjonalne silniki DC. Ze względu na niewielki rozmiar nadają się do małych akcesoriów i zabawek.

Niskie zużycie prądu: Pobór prądu silnika DC bezrdzeniowego jest niski, ponieważ nie pobiera on tyle prądu, co inne silniki. Dzięki temu akumulator może działać przez długi czas.

Szybka praca: Do szybkiego przyspieszania i zwalniania, bezrdzeniowy silnik DC jest odpowiednim wyborem. Ze względu na lekki wirnik, w bezrdzeniowym silniku DC nie można wytworzyć dużej bezwładności.

Aplikacje

Siłowniki: W przypadku różnych typów siłowników, takich jak siłowniki liniowe, siłowniki obrotowe i siłowniki pneumatyczne, bezrdzeniowe silniki prądu stałego stanowią doskonały wybór.

Zastosowania w urządzeniach medycznych: Ze względu na wysoką niezawodność, niski poziom hałasu i precyzyjną kontrolę, silniki prądu stałego bezrdzeniowego są szeroko stosowane w zastosowaniach medycznych, takich jak pompy insulinowe, aparaty rentgenowskie, sprzęt laboratoryjny, narzędzia chirurgiczne, respiratory itp. W branży opieki zdrowotnej silniki prądu stałego bezrdzeniowego są stosowane w pompach dializacyjnych, sprzęcie i narzędziach chirurgicznych oraz ambulatoryjnych pompach zanurzeniowych.

Zastosowanie jednofazowego silnika indukcyjnego: Silnik DC bezrdzeniowy jest doskonałym wyborem do zastosowania jednofazowego silnika indukcyjnego. Jest on odpowiedni do zastosowań o niskim momencie obrotowym i niskiej prędkości. Ze względu na wymagania wyższej prędkości i momentu początkowego dla różnych zastosowań, trójfazowy silnik indukcyjny jest doskonałym wyborem. Może być stosowany w pompach, wentylatorach, maszynach włókienniczych itp.

Zastosowania w samolotach na małą skalę: W przypadku samolotów na małą skalę, takich jak drony i modele samolotów, bezrdzeniowe silniki prądu stałego nadają się ze względu na wysoki stosunek mocy do masy i dużą prędkość. Bezrdzeniowe silniki prądu stałego mogą być skutecznie zasilane z baterii, wymagając mniejszej konserwacji.

Zastosowania robotyki: Ponieważ silniki DC bezrdzeniowe są w stanie zapewnić szybkie i precyzyjne ruchy, są dobre dla ramion robotów, stawów i kół. Mają wystarczającą pojemność, aby radzić sobie z ciągłymi cyklami startu i zatrzymania oraz zmiennymi obciążeniami bez przegrzewania się lub utraty wydajności.

Zastosowania lekkie i szybkie: Ponieważ silniki prądu stałego bezrdzeniowego są lekkie, doskonale nadają się do zastosowań wymagających dużej prędkości, takich jak sprzęt komputerowy, zegary, instrumenty medyczne, drukarki atramentowe itp.

Ważne cechy przy wyborze silnika DC bezrdzeniowego

Przy wyborze silnika prądu stałego bezrdzeniowego należy wziąć pod uwagę następujące czynniki.

Rozmiar i waga: Niewielkie rozmiary i niewielka waga bezrdzeniowych silników prądu stałego doskonale sprawdzają się w zastosowaniach, w których rozmiar i waga mają istotne znaczenie.

Prędkość i moment obrotowy: Prędkość i moment obrotowy są ważnymi kryteriami pomiaru wydajności silnika DC bezrdzeniowego. Prędkość i moment obrotowy silnika DC bezrdzeniowego zależą od napięcia zacisków silnika i obciążenia wału silnika.

Wydajność i zużycie energii: Model uzwojenia, typ magnesu i materiał szczotki określają wydajność i zużycie energii silnika DC bezrdzeniowego. Prawidłowy silnik DC bezrdzeniowy powinien być wybrany tak, aby miał wysoką wydajność i niskie zużycie energii, aby oszczędzać energię i wydłużyć żywotność baterii.

Hałas i wibracje: Hałas i wibracje mogą mieć wpływ na wydajność bezrdzeniowego silnika prądu stałego. Hałas może powstawać w bezrdzeniowym silniku prądu stałego z powodu tarcia i iskry. Wibracje mogą być generowane z powodu braku równowagi, niewspółosiowości lub rezonansu. Cechy elementów bezrdzeniowego silnika prądu stałego, takie jak łożyska, szczotki i komutatory, odgrywają kluczową rolę w generowaniu hałasu i wibracji. Należy wybrać odpowiedni rodzaj bezrdzeniowego silnika prądu stałego, aby silnik mógł pracować płynnie przy niskim poziomie hałasu i wibracji.

Wniosek

Silniki DC bezrdzeniowe nie zawierają żadnego rdzenia żelaznego w wirniku. Mają wiele zalet, takich jak mniejsza masa i bezwładność, zwiększona wydajność i mniejsze iskrzenie niż tradycyjne silniki DC z rdzeniem żelaznym. Silniki DC bezrdzeniowe doskonale nadają się do zastosowań wymagających wysokiej dynamiki, dokładności i wydajności.

Jeśli potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego silnika prądu stałego bezrdzeniowego do swojego projektu,skontaktuj się z nami tutaj.