Коллекторные и бесколлекторные двигатели в чем разница

Коллекторные и бесколлекторные двигатели в чем разница

Страница, которую вы запрашиваете, не существует. Возможно, она была удалена, или был введен неверный адрес. Попробуйте вернуться на главную страницу или воспользуйтесь навигацией.

Меню

Продукция

• Шаговые ­двигатели
• Блоки управления шаговыми двигателями
• Программируемые устройства
  для управления электроприводами

• Бесколлекторные двигатели
  и мотор‑редукторы
• Блоки управления бесколлекторными двигателями
• Асинхронные мотор‑редукторы

• Коллекторные двигатели
  и мотор‑редукторы
• Блоки управления коллекторными двигателями
• Сервоприводы

• HMI панели
• Прецизионные редукторы
• Линейные модули
• Соединительные муфты
• Источники питания

Контакты

по России звонок бесплатный

Подписка

Подпишитесь на наши новости

Получайте первыми актуальную информацию НПО «Электропривод»

©2002 — 2024 «Электропривод»

Контакты

Социальные сети

• YouTube
• Instagram
• Facebook
• Vkontakte

МОСКВА

Закрыть окно

Сайт использует файлы cookie. Находясь на сайте, Вы принимаете политику конфиденциальности и соглашаетесь на использование cookie.

Коллекторный и бесколлекторный двигатели

Как устроен щеточный и бесщеточный мотор, в чем их разница, плюсы и минусы каждого из них. Почему везде делается акцент только на бесколлекторном двигателе.

В ассортименте продукции Greenworks есть инструменты с коллекторным (щёточным) и бесколлекторным (бесщёточным) двигателями. Но везде делается акцент только на бесколлекторном электродвигателе. Почему только на нём, и для чего тогда устройства с щёточным? Расскажем в данной статье преимущества и недостатки каждого электродвигателя и ответим на эти два вопроса.

Коллекторный двигатель

Начнём с того, что двигатель — это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии в механический и наоборот. Эффективность данного процесса зависит от внутренней конструкции двигателя, которая в свою очередь зависит от источника тока (постоянного или переменного).

Устройство коллекторного двигателя

Якорь. Стержнем всей конструкции является якорь, он же металлический вал. Вал является движущимся элементом, от которого зависит крутящий момент. На нём также располагается ротор.

Ротор. Связан с ведущим валом. Его внешняя конструкция напоминает барабан, который вращается внутри статора. Задача ротора получать или отдавать напряжение рабочему телу.

Подшипники. Они расположены на противоположных концах якоря для его сбалансированного вращения.

Щётки. Выполнены обычно из графита. Их задача предавать напряжение через коллектор в обмотки.

Коллектор (коммутатор). Он выполнен в виде соединенных между собой медных контактов. Во время процесса вращения он принимает на себя энергию с щёток и направляет её в обмотки.

Обмотки. Расположены на роторе и статоре разных полярностей. Их функция в генерировании собственного магнитного поля под воздействием разных полярностей, за счёт чего якорь приходит в действие.

Сердечник статора. Выполнен из металлических пластин. Может иметь катушку возбуждения с полярным напряжением обмотки ротора. Или — постоянные магниты. Данная конструкция зависит от источника напряжения. Является статичным элементом всего механизма.

• Стоимость меньше, чем у бесколлекторных двигателей (БД).
• Конструкция относительно проще конструкции БД.
• В виду этого, техническое обслуживание проще.

На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает:

• Быстрый износ щёток.
• Снижение мощности инструмента.
• Появление искр.
• Задымление инструмента.
• Выход из строя инструмента раньше его «жизненного цикла».

Если рассматривать бытовую сферу применения, то коллекторный двигатель является традиционным и бюджетным вариантом эксплуатации (и самым часто используемым).
Инструменты на данном типе двигателя преданно и верно справятся с любой повседневной задачей в пределах своих возможностей. Так как такие инструменты по стоимости значительно дешевле инструментов на бесколлекторном двигателе, их рассматривает категория потребителей, которая придерживается мнения: «ничто не вечно». Зачем переплачивать, если любой агрегат может выйти из строя? Мы же считаем, что при надлежащих условиях эксплуатации любой инструмент может прослужить верой и правдой довольно долгий срок. Но выбор за Вами.

Бесколлекторный двигатель

Если в коллекторном двигателе всё приходит в действие за счёт механики, то в бесщёточном — чистая электроника. Также позиции некоторых элементов в конструкции меняются местами. В коллекторном двигателе обмотки находились на роторе, а постоянные магниты — на статоре. У бесколлеторного — постоянные магниты переносятся на ротор, а катушки с обмоткой располагаются на статоре. Также ротор и статор могут менять свои позиции: есть модели двигателей с внешним ротором. Здесь отсутствуют щётки и коллектор, вместо них добавлен микропроцессор (контроллер) и кулер для охлаждения системы. Микропроцессор контролирует положение ротора, скорость вращения, равномерное распределение напряжения по катушкам обмотки.

Основные типы бесщёточного двигателя :

• Асинхронный — это двигатель, который преобразовывает электроэнергию переменного тока в механическую. Название происходит от разной скорости вращения магнитного поля и ротора. Частота вращения ротора меньше, чем у магнитного поля, создаваемого обмотками статора (Например, двигатель DigiPro, который используется в продукции Greenworks).
• Синхронный — это двигатель переменного тока, у которого частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля.

Тип двигателя с внешним ротором

Расположение ротора и статора в бесщёточном двигателе DigiPro

• Из-за отсутствия щёток меньше трения.
• Меньше подвержены износу.
• Отсутствие искр и возможного возгорания.
• Упрощенная регулировка крутящего момента в больших пределах.
• Экономия расходуемой энергии.
• У инструментов с реверсом одинаковая мощность в обоих направлениях вращения.
• Быстрый запуск с больших скоростей.
• Могут разгоняться до предельных показателей.
• Некоторые модели при сильной нагрузке оснащены системой защиты двигателя.

• Значительно дороже в цене, чем коллекторные двигатели.
• Техническое обслуживание более узкоспециализированное.

Несомненно бесколлекторные двигатели ориентированы на профессиональные работы с приличной нагрузкой. Несмотря на высокие показатели усовершенствованного типа двигателя, его единственный недостаток бьёт по кошельку. И перед тем, как приобретать инструмент на том или ином двигателе, прежде всего надо поставить перед собой вопрос: для каких целей он нужен. Уже исходя из ответа делать свой выбор.

Сколько людей — столько и мнений. Компания Greenworks старается делать качественную продукцию на разных типах двигателя, чтобы каждый мог подобрать себе инструмент по предпочтениям, функционалу и необходимой мощности под конкретные задачи, которые у каждого клиента свои. Именно поэтому, например, в разделе «Ручной инструмент» Вы можете наблюдать один тип агрегата на коллекторном и бесколлекторном двигателях. Какой лучше? Выбор за Вами!

Другие записи

Рассказываем о том, как выбрать аккумуляторную дрель-шуруповерт Greenworks. Какие параметры первичны, а какие – вторичны?

Рассказываем об аккумуляторных фонарях из линейки Greenworks 24V, их особенностях и областях применения.

Рассказываем о том, в каких условиях нужно хранить аккумуляторы и аккумуляторный инструмент, какова оптимальная температура и чем опасны низкие температуры.

Коллекторные и бесколлекторные двигатели в чем разница

Эксперт раздела «Вопрос электрику», автор статей. Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования, опыт работы более 5 лет.

Наша жизнь немыслима без всевозможных механизмов. Это детские игрушки, бытовая техника сложная электроника, промышленное оборудование и т.п. Во всех этих приборах и устройствах применяются электродвигатели, работающие от различных источников питания. В этой статье мы решили рассмотреть, чем отличаются коллекторные и бесколлекторные двигатели, а также какой тип двигателей лучше и почему.

Коллекторные двигатели

Электродвигатели, используемые в детских игрушках, имеют небольшие габариты и малую мощность. Конструктивно коллекторный двигатель представляет собой два постоянных магнита, установленных на статоре, и ротор (якорь) с обмотками. Отметим, что на статоре могут быть и обмотки возбуждения, вместо постоянных магнитов.

К обмоткам подводится постоянное напряжение через ламели коллектора. Для подачи напряжения используются графитовые щетки. В двигателях малой мощности в качестве щеток применяются медные пластины.

Питаются коллекторные двигатели как от постоянного тока, так и от переменного. Для подключения питания они имеют два провода.

Бесколлекторные двигатели

Название электродвигателя говорит об отсутствии токосъемного устройства. Что является основной конструктивной разницей. Это позволяет снизить потери на трение и повысить мощность. При этом постоянные магниты смонтированы на роторе, а обмотки размещены на статоре.

Выпускаются бесколлекторные двигатели, у которых магниты смонтированы на корпусе. В этом случае корпус выполняет функцию ротора.

Для пуска двигателя требуется специальное устройство (контроллер или коммутатор), что увеличивает стоимость бесколлекторных электродвигателей.

Плюсы и минусы сравниваемых двигателей

Электродвигатели с коллектором применяются в детских игрушках, моделях автомобиля, судомоделировании и т.п. Более мощные устройства с обмоткой возбуждения применяются в автомобилестроении, бытовой технике, в токарном станке или сверлильном и т.д.

Широкое применение обусловлено:

• Невысокой ценой.
• Простотой управления. Для регулировки скорости достаточно иметь реостат, а для осуществления реверса — изменить полярность в цепи возбуждения или якоря.
• Можно подключать непосредственно к питающей сети.
• Скорости вращения ротора можно менять в широком диапазоне.
• Небольшие пусковые токи.

Но при простоте устройства коллекторные двигатели имеют недостатки:

• Невысокий КПД.
• Ограниченный срок службы.
• Необходимость в постоянном обслуживании.
• Невысокая надежность устройства.

При этом такие двигатели применяются не во всех отраслях промышленности. Их нельзя использовать во взрывоопасных помещениях. При эксплуатации на высоких скоростях быстро выходит из строя коллектор и щетки.

В результате происходит снижение мощности, а токоподводящие щетки начинают искрить. Такое конструктивное отличие приводит к быстрому выходу из строя ламелей коллектора, создаются помехи в радиоаппаратуре.

Щетки приходится менять, а коллектор протачивать, что сокращает срок службы двигателя. Это является основным недостатком таких устройств.

В бесколлекторных электродвигателях отсутствует коллектор. В этом состоит отличие бесеколлекторных двигателей от коллекторных, в связи с чем и отсутствуют указанные выше недостатки.

Достоинствами таких электрических машин являются:

• Отсутствие трущихся частей позволяет сократить потери мощности на трение. Не требуется постоянно следить за состоянием щеток, так как они отсутствуют. Это отличие позволяет увеличить межремонтный период.
• Возможность использования корпуса в качестве рабочего органа. Эта конструктивная разница позволяет применять механизмы непосредственно в качестве колес.
• Бесколлекторные электродвигатели, в отличие от коллекторных более долговечны. При этом они менее подвержены перегреву, т.к. отсутствует коллектор и щетки, которые в процессе работы сильно нагреваются.
• Мгновенно набирают обороты.
• Могут применяться во всех отраслях промышленности, в пожаро- и взрывоопасных помещениях. Из-за отсутствия коллектора не возникает искрения, чем они и лучше.

Но у данного типа двигателя имеется существенный недостаток: бесколлекторные модели можно использовать только с драйвером-коммутатором. С помощью этого устройства задаются режимы работы, скорость и направление вращения. При этом стоимость бесколлекторных двигателей значительно выше. Разница в стоимости может быть значительной. Это то, чем отличаются они от устройств с коллектором.

Малый вес и высокая мощность — это то, что лучше сочетается в приборах с дистанционным управлением, например, для квадрокоптера, где от веса и КПД зависит дальность и время полёта.

Заключение

Итак, подведем итоги и обозначим в чем разница между коллекторным и бесколлекторным двигателем, перечислив их особенности.

1. Есть щетки и коллектор, которые искрят и изнашиваются.
2. Нужно чаще обслуживать, соответственно и срок службы не слишком долгий.
3. Легко регулировать скорость лишь изменением напряжения.
4. Для реверса нужно просто сменить полярность.
5. Два предыдущих факта позволяют их использовать в бюджетных устройствах без сложных электросхем.

1. Для запуска нужен контроллер, который хоть и не слишком дорого стоит, но увеличивает конечную стоимость, схемотехнику и вес изделия.
2. Весят меньше чем коллекторные, при одинаковой мощности (но это частично компенсируется предыдущим фактом).
3. Нет щеток и коллектора, поэтому не требуют обслуживания, не искрят.
4. Больший срок службы, он ограничен лишь ресурсом подшипников ротора.
5. Стоят обычно дороже чем коллекторные.
6. Зачастую выдают больший момент на валу и обороты.
7. При наличии датчиков положения вала обеспечивают большую стабильность оборотов при изменении нагрузки (жесткая механическая характеристика). Это особенно важно при использовании на станках и ручном инструменте.

Добавлю то, что нельзя однозначно сказать какой лучше или какой мощнее, можно найти коллекторный двигатель размером с холодильник, а можно бесколлекторный размером с ноготь. При этом оба будут отлично выполнять те функции, на которые рассчитаны и использоваться в конкретных устройствах с учетом требований к их надежности и особенностям эксплуатации. Каждый вид электропривода хорош по своему и идеален по конструкции как таковой.

Теперь вы знаете, в чем разница между коллекторным и бесколлекоторным двигателем, а также какие плюсы и минусы у каждого варианта исполнения. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Материалы по теме:

• Чем отличается трансформатор от автотрансформатора
• Разница между контактором и пускателем
• Что лучше поставить: дифавтомат или УЗО

Опубликовано 05.07.2019 Обновлено 05.07.2019 Пользователем Александр (администратор)

Что лучше, бесколлекторный двигатель или коллекторный двигатель?

Многие люди мало что знают о бесщеточных двигателях, но многие места в нашей повседневной жизни полны ими, например, пылесосы, модели самолетов, электрические вентиляторы и т. д. Бесщеточные двигатели не очень понятны. Так что же такое бесщеточный двигатель? Что лучше, бесколлекторный двигатель или коллекторный двигатель? Давайте посмотрим на преимущества бесколлекторных двигателей.

1. Что такое бесщеточный двигатель?

Бесщеточный двигатель состоит из корпуса двигателя и привода и представляет собой типичный мехатронный продукт. В бесщеточном двигателе не используется механическое щеточное устройство, а используется синхронный двигатель с постоянными магнитами прямоугольной формы с автоматическим управлением, который работает за счет изменения полярности внутренней обмотки двигателя. Он широко используется в моделях самолетов, высокоскоростных моделей автомобилей и моделей кораблей.

Во-вторых, разница между бесщеточным двигателем и щеточным двигателем

3. Преимущества бесщеточных двигателей

1. Бесщеточный быстрее, чем щеточный

Предположим, что щеточные и бесщеточные двигатели имеют одинаковые характеристики. В этом случае бесщеточный двигатель будет быстрее, потому что он более эффективен, чем щеточный двигатель. Это приводит к оптимальному использованию энергии для бесщеточных двигателей из-за меньшего трения и меньшего выделения тепла, где скорость бесщеточного двигателя ограничена щетками двигателя и коммутатором, а скорость бесщеточного двигателя определяется подшипниками и скоростью двигателя. . устройство контроля скорости.

2. Бесщеточный двигатель более эффективен.

Бесщеточные двигатели постоянного тока имеют ряд преимуществ перед щеточными двигателями. Один из них – эффективность. КПД бесщеточных двигателей может достигать от 85 до 90 процентов, а КПД щеточных двигателей может достигать 75-80 процентов. Поскольку в двигателе нет щеток, потери механической энергии малы, что позволяет эффективно использовать подаваемую энергию. Вот почему щеточные двигатели менее эффективны, чем бесщеточные.

3. Бесщеточный двигатель имеет более длительный срок службы.

Бесщеточные двигатели могут работать более 10,000 часов, если соблюдать соответствующие меры предосторожности при использовании ограничений двигателя и других спецификаций класса II. Коллекторные двигатели изнашиваются быстрее, чем бесщеточные, потому что щеточные двигатели содержат коллекторы и щетки, которые вызывают механическое и электрическое трение между ними во время работы. Со временем щетки двигателя изнашиваются из-за электроэрозии.

4. Бесщеточный двигатель тише

Двигатели с большим количеством движущихся частей могут вызвать больше путаницы или шума из-за трения, ослабления винтов и т. д. Бесщеточные двигатели работают тише, чем щеточные, из-за электрического и механического шума от трения о коллектор, где нет движущихся частей, которые могут вызвать трение или другой шум. Вот почему бесщеточные двигатели работают тише по сравнению с другими двигателями.

5. Бесщеточный двигатель более надежен.

Срок службы бесколлекторных двигателей намного выше, чем у щеточных. Бесщеточные двигатели более надежны, потому что в них мало движущихся частей, поэтому меньше трение, меньше потерь энергии, меньше электрических или механических потерь мощности, шума, износа и т. д. Это преимущества небольшого количества движущихся частей в двигателе, что помогает продлевает срок службы двигателя и делает двигатель меньше, компактнее, легче, эффективнее и т. д.

В последние годы бесщеточные двигатели стали использоваться в мототехнике. После прочтения, думаю, все узнают причину. Преимуществ у бесщеточных двигателей много, а их стоимость выше, чем у щеточных двигателей. Как выбрать можно исходя из реальных потребностей.