Perché il motore della spazzola CC non è stato completamente sostituito?

Dalla nascita del motore DC brushless, il motore brushless "antico" ha iniziato a declinare, ma è ancora una scelta affidabile per applicazioni a basso costo.

La struttura principale del motore a spazzole è lo statore più il rotore più la spazzola, attraverso il campo magnetico rotante per ottenere la coppia rotazionale, in modo da produrre energia cinetica. La spazzola e il commutatore sono costantemente in contatto con l'attrito, svolgendo un ruolo conduttivo e di trasferimento nella rotazione. Il salto nella direzione dei poli si ottiene spostando in una posizione fissa un contatto che viene poi collegato rispetto al contatto elettrico sul rotore del motore. Questo contatto fisso è solitamente realizzato in grafite. Rispetto al rame o ad altri metalli, la grafite non si fonde né si salda insieme al contatto rotante durante un cortocircuito di corrente elevata o un circuito aperto/avvio e il contatto è solitamente sostenuto da una molla, pertanto è possibile ottenere una pressione di contatto continua. Nel motore brushless, il lavoro di sostituzione è completato dal circuito di controllo nel controller (generalmente sensore Hall più controller e la tecnologia più avanzata è l'encoder magnetico). La struttura principale del motore brushless comprende rotore, statore, controller del motore e sensore. Lo statore e il sensore sono fissati all'alloggiamento del motore, mentre il rotore è collegato all'interno del motore tramite un cuscinetto assiale. All'interno del rotore è presente un gruppo di magneti permanenti e fori di accesso assiale installati per drenare il calore dal rotore attraverso l'aria. Durante il funzionamento del motore brushless, il controllore del motore riceve il segnale di potenziale letto dal sensore dal rotore e determina di conseguenza la posizione e la velocità del rotore. Il controller del motore invia quindi una serie di segnali di corrente all'avvolgimento sullo statore per motivare l'interazione del campo magnetico tra il magnete permanente sul rotore e l'avvolgimento sullo statore. Attraverso questa interazione, il motore brushless è in grado di convertire l'energia elettrica in energia meccanica e di produrre la velocità e la coppia corrispondenti.

In effetti, il controllo dei due tipi di motori è la regolazione della tensione, ma poiché la CC senza spazzole utilizza la commutazione elettronica, quindi è necessario che sia possibile ottenere un controllo digitale e la CC della spazzola avviene attraverso la commutazione della spazzola di carbone, l'uso del controllo al silicio e altri circuiti analogici tradizionali possono essere controllati, in modo relativamente semplice.

Un micromotore DC con spazzole è un motore tradizionale con una spazzola rotante, collegata al rotore all'interno del motore, consentendo al rotore di ruotare e azionare la macchina. Il motore brushless non ha spazzole e ha un polo magnetico discreto all'interno del rotore. Anche le velocità con spazzole e senza spazzole sono diverse. La modalità di regolazione della velocità del micromotore DC della spazzola consiste nel modificare la posizione della spazzola modificando la dimensione della superficie di contatto tra la spazzola e il rotore, quindi modificare la velocità del motore. La sua modalità di regolazione della velocità non è molto flessibile ed è facile da eliminare l'usura del nucleo e i problemi di deformazione, che influiscono sulla stabilità del sistema. Al contrario, il motore brushless ha più modalità di regolazione della velocità. Nel sistema di controllo del motore brushless, la regolazione della velocità può essere controllata automaticamente controllando la corrente e la tensione del motore. Poiché il rotore all'interno del motore brushless è molto stabile, è possibile ottenere un controllo della velocità e un controllo della coppia ad alta precisione. Inoltre, il motore brushless non necessita di manutenzione per la sostituzione del nucleo della spazzola, risparmiando così sui costi di produzione e sui costi di manutenzione.

Il motore a spazzole mantiene sempre i seguenti vantaggi assoluti nella classifica di molti motori di fascia alta

1. La sua struttura ha un solo rotore, uno statore e un gruppo di spazzole, che non necessita di una struttura meccanica complessa e di un circuito di controllo, e il costo di produzione è relativamente basso. Allo stesso tempo, prendiamo come esempio l'attuale mainstream: il suo sviluppo tecnologico ha una storia di decenni, la tecnologia è matura e anche il ciclo di ricerca e sviluppo è breve. Questa tecnologia matura offre una garanzia tecnica sicura per le imprese manifatturiere, facile da mantenere, riduce i costi di manutenzione e il rischio di guasti. Anche le prestazioni dei prodotti fabbricati stanno diventando più stabili e più popolari sul mercato. Alla fine, dopo anni di accumulo tecnico ed esperienza pratica, le prestazioni hanno raggiunto un livello relativamente stabile ed eccellente. L'introduzione e l'innovazione di nuove tecnologie promuovono costantemente lo sviluppo dell'industria dei motori a spazzole e migliorano la qualità e l'efficienza dei prodotti.

2. Velocità di risposta rapida, coppia di avviamento elevata, innanzitutto la parte del rotore è composta dalla spazzola e dalla bobina di potenza. Quando la corrente passa attraverso la bobina, si crea un campo magnetico che attrae la spazzola, facendo girare il rotore. Poiché l'attrito tra la spazzola e la bobina è ridotto, il rotore ha meno inerzia e una risposta rapida. In secondo luogo, il flusso di corrente è controllabile all'avvio. Quando l'alimentazione è accesa, la coppia di avviamento del motore può essere controllata modificando la direzione e la dimensione della corrente. Questa funzionalità e modalità di controllo consente di ottenere un avvio a coppia elevata in un tempo molto breve per soddisfare le esigenze di alcune applicazioni speciali.

3. Funzionamento regolare, buon effetto di avviamento e frenatura. La sua velocità può essere regolata con la tensione di alimentazione, che gli consente di controllare accuratamente la velocità di funzionamento per ottenere un funzionamento regolare. Inoltre, l'inerzia è relativamente piccola, quindi le prestazioni di risposta alla velocità sono eccellenti e puoi regolare rapidamente la velocità. In secondo luogo, la modalità di eccitazione elettromagnetica può far sì che produca una grande coppia di avviamento, quindi possa accelerare rapidamente in un tempo molto breve, che è anche uno dei motivi del suo buon effetto di avviamento. Allo stesso tempo, è possibile ottenere una frenata rapida mediante la forza elettromotrice inversa e non ci sono altri problemi motori comuni nel processo di frenata, come inversione o lampeggiamento. Infine, il piccolo spazio tra la spazzola sul rotore del motore e il driver del motore garantisce che il motore mantenga sempre collegamenti elettrici efficienti. Ciò significa che può generare momenti immediati in cui è necessaria una risposta, rendendolo ideale per applicazioni che richiedono avviamenti e arresti frequenti, come alcune apparecchiature di automazione.

4. Elevata precisione di controllo. Di solito viene utilizzato insieme al riduttore, al decodificatore, per aumentare la potenza di uscita del motore, una maggiore precisione di controllo, la precisione di controllo può raggiungere 0,01 mm, quasi può consentire alle parti mobili di fermarsi dove vuoi. I sensori di posizione, come i sensori Hall o gli encoder, sono installati sull'albero del motore per monitorare la velocità e la posizione del motore. Questi sensori possono misurare in modo molto accurato lo stato operativo effettivo del motore e fornire segnali di feedback al controller. Il controller può essere corretto tempestivamente in base a questi segnali per migliorare la precisione e la stabilità del controllo.

5. Nessuna spazzola, motore brushless a bassa interferenza per rimuovere la spazzola, il cambiamento più diretto è che non c'è scintilla generata durante il funzionamento, il che riduce notevolmente l'interferenza della scintilla con l'apparecchiatura radio del telecomando.

6. Funzionamento silenzioso e regolare del motore senza spazzole senza spazzole, attrito di funzionamento notevolmente ridotto, funzionamento regolare, il rumore sarà molto più basso, questo vantaggio è un enorme supporto per la stabilità del modello.

7. Lunga durata, bassi costi di manutenzione, meno spazzole, l'usura del motore brushless è principalmente sui cuscinetti, dal punto di vista meccanico, il motore brushless è quasi un motore esente da manutenzione, quando necessario, è sufficiente eseguire un po' di manutenzione per la rimozione della polvere.

Nella forma base, i motori BLDC sono modelli di eleganza e semplicità. In effetti, molti degli strumenti scientifici di base disponibili per i giovani utilizzano un semplice motore trafilatore per mostrare i principi di base dell’elettricità e del magnetismo e come le interazioni tra loro producono un movimento efficace. In pratica, la maggior parte dei motori CC sono molto più di una semplice combinazione di due semplici versioni dei poli dell'indotto. Tra gli altri vantaggi, un numero maggiore di poli consente al motore di avviarsi in modo più affidabile da qualsiasi angolo di rotazione (la versione semplice ha due piccole zone morte). Inoltre, un tale motore non consente il passaggio della corrente di cortocircuito transitoria, alcuni sistemi consentono il passaggio di due correnti di cortocircuito per giro, ma molti sistemi non possono farlo. La bobina di eccitazione dello statore ha diverse configurazioni. La configurazione più comune è l'avvolgimento in serie, l'avvolgimento in shunt e l'avvolgimento composito (una combinazione di serie e shunt). Nel motore con avvolgimento in serie, la bobina di eccitazione è collegata alla bobina di armatura (tramite spazzola); nel motore con avvolgimento in derivazione, la bobina di eccitazione è collegata in parallelo con la bobina dell'armatura ("shunt" è un'altra espressione per "parallelo").

Nonostante i numerosi vantaggi dei motori BLDC, i motori con spazzole sono ancora disponibili e le loro prestazioni stanno gradualmente migliorando. Sebbene il modo in cui il motore è progettato rimane relativamente invariato sotto molti aspetti, ci sono due importanti sviluppi: l’uso diffuso di magneti permanenti e l’uso di circuiti integrati e interruttori elettronici per l’azionamento della bobina e il feedback funzionale. Sebbene il motore brushless possa funzionare direttamente tramite un'alimentazione CC, l'utilizzo del dispositivo di azionamento "adatto" fornisce non solo la corrente di pilotaggio necessaria ma anche la varietà di funzioni di protezione richieste per quasi tutti i sottosistemi del motore. Indubbiamente, i motori a spazzole alimentati in corrente continua sono stati in gran parte sostituiti da motori brushless a controllo elettronico per molte ragioni tecniche affidabili. Tuttavia, avere un motore a spazzole è ancora una soluzione efficace in caso di applicazioni basse, sensibili ai costi o con requisiti limitati.

Quanto sopra sono alcune conoscenze professionali sui motori a spazzole che difficilmente possono essere completamente sostituiti da VSD Motors. Per informazioni più rilevanti, contattateci.