1. Kefés egyenáramú motor
A szénkefés motorokban ezt a motor tengelyén található forgókapcsolóval, kommutátorral végzik. Ez egy forgó hengerből vagy tárcsából áll, amely a rotoron több fém érintkezőszegmensre van osztva. A szegmensek a rotoron lévő vezetőtekercsekhez vannak csatlakoztatva. Két vagy több álló érintkező, úgynevezett kefe, amelyek lágy vezetőből, például grafitból készülnek, a kommutátorhoz nyomódnak, és csúszó elektromos érintkezést hoznak létre az egymást követő szegmensekkel, miközben a rotor forog. A kefék szelektíven biztosítják az elektromos áramot a tekercseknek. Ahogy a rotor forog, a kommutátor különböző tekercseket választ ki, és az irányított áram egy adott tekercsre kerül úgy, hogy a rotor mágneses mezeje az állórészhez képest eltolódott maradjon, és az egyik irányban nyomatékot hozzon létre.
2. Kefe nélküli egyenáramú motor
A kefe nélküli egyenáramú motorokban egy elektronikus szervorendszer helyettesíti a mechanikus kommutátor érintkezőket. Egy elektronikus érzékelő érzékeli a rotor szögét, és vezérli a félvezető kapcsolókat, például a tranzisztorokat, amelyek a tekercseken keresztül kapcsolják az áramot, vagy megfordítva az áram irányát, vagy – egyes motorokban kikapcsolva – a megfelelő szögben, így az elektromágnesek az egyik irányban hoznak létre nyomatékot. A csúszó érintkező kiküszöbölése lehetővé teszi a kefe nélküli motorok számára a kisebb súrlódást és a hosszabb élettartamot; élettartamukat csak a csapágyaik élettartama korlátozza.
A kefés egyenáramú motorok álló helyzetben fejtik ki maximális nyomatékukat, amely lineárisan csökken a sebesség növekedésével. A kefe nélküli motorok bizonyos korlátait leküzdhetik a kefe nélküli motorok; ezek közé tartozik a nagyobb hatásfok és a mechanikai kopással szembeni alacsonyabb érzékenység. Ezek az előnyök a potenciálisan kevésbé robusztus, összetettebb és drágább vezérlőelektronika rovására mennek.
Egy tipikus kefe nélküli motor állandó mágnesekkel rendelkezik, amelyek egy rögzített armatúra körül forognak, kiküszöbölve az áram mozgó armatúrához való csatlakoztatásával kapcsolatos problémákat. Egy elektronikus vezérlő helyettesíti a kefés egyenáramú motor kommutátoregységét, amely folyamatosan kapcsolja a fázist a tekercsekhez, hogy a motor forogjon. A vezérlő hasonló időzített energiaelosztást hajt végre egy szilárdtest áramkör használatával a kommutátoros rendszer helyett.
A kefe nélküli motorok számos előnnyel rendelkeznek a kefés egyenáramú motorokkal szemben, beleértve a magas nyomaték-tömeg arányt, a megnövelt hatásfokot, a nagyobb nyomatékot wattonként, a megnövelt megbízhatóságot, a csökkentett zajszintet, a hosszabb élettartamot a kefék és a kommutátor eróziójának kiküszöbölésével, valamint az ionizáló szikrák kiküszöbölését a motorból.
kommutátor, és az elektromágneses interferencia (EMI) általános csökkentése. Mivel a rotoron nincsenek tekercsek, nincsenek kitéve centrifugális erőknek, és mivel a tekercseket a ház támasztja alá, hővezetéssel hűthetők, így a hűtéshez nincs szükség légáramlásra a motor belsejében. Ez viszont azt jelenti, hogy a motor belső részei teljesen zártak és védve lehetnek a szennyeződésektől vagy más idegen anyagoktól.
A kefe nélküli motorok kommutációja szoftveresen, mikrovezérlő segítségével valósítható meg, vagy alternatívaként analóg vagy digitális áramkörökkel is megvalósítható. Az elektronikával – a kefék helyett – történő kommutáció nagyobb rugalmasságot és olyan képességeket tesz lehetővé, amelyek a kefés egyenáramú motoroknál nem elérhetők, beleértve a sebességkorlátozást, a mikrolépéses működést a lassú és finom mozgásvezérléshez, valamint a tartónyomatékot álló helyzetben. A vezérlőszoftver testreszabható az alkalmazásban használt motorhoz, ami nagyobb kommutációs hatékonyságot eredményez.
A kefe nélküli motorra alkalmazható maximális teljesítményt szinte kizárólag a hő korlátozza;[idézet szükséges] a túl sok hő gyengíti a mágneseket és károsítja a tekercsek szigetelését.
Az elektromosság mechanikai energiává alakításakor a kefe nélküli motorok hatékonyabbak, mint a szénkefés motorok, elsősorban a kefék hiánya miatt, ami csökkenti a súrlódás miatti mechanikai energiaveszteséget. A megnövekedett hatásfok a motor teljesítménygörbéjének terheletlen és alacsony terhelésű tartományaiban a legnagyobb.
Azok a környezetek és követelmények, amelyekben a gyártók kefe nélküli egyenáramú motorokat használnak, magukban foglalják a karbantartásmentes működést, a nagy sebességet és az olyan körülményeket, ahol a szikrázás veszélyes (azaz robbanásveszélyes környezetben), vagy elektronikusan érzékeny berendezéseket érinthet.
A kefe nélküli motorok felépítése hasonlít a léptetőmotorokéhoz, de a motorok között fontos különbségek vannak a megvalósítás és a működésbeli különbségek miatt. Míg a léptetőmotorokat gyakran úgy állítják le, hogy a rotor egy meghatározott szöghelyzetben van, a kefe nélküli motorokat általában folyamatos forgás létrehozására szánják. Mindkét motortípus rendelkezhet rotorhelyzet-érzékelővel a belső visszacsatoláshoz. Mind a léptetőmotor, mind a jól megtervezett kefe nélküli motor véges nyomatékot tud tartani nulla fordulatszámon.
Közzététel ideje: 2023. márc. 8.
