Коллекторный и бесколлекторный двигатель отличия

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.

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.

Коллекторный и бесколлекторный двигатель отличия

• ���������� ��� ���������� (36)
• ���������� ��� ���� (18)
• ���������� ��� ���������� (689)

• ˳����� ����� (17)
• ������� (13)
• ³������ ����� (55)
• ó�������� (8)
• �������� ����� (10)
• ���������� ����� (4)
• ϳ������ ����� (49)
• ������� (43)
• ������� (44)
• ���������� ��� ����� (859)

• ���� (32)
• ����� (17)
• ������� (93)
• �������� �� ���� (28)
• ����-���� (63)
• ������ (19)
• ������ (37)
• ��� (9)
• � �������� ����������� ��������
• � ���������������
• ������ ������� (72)
• ���������� ��� ����������� (3879)

• �������� �� (8)
• ����� � �������������� (13)
• ̳��� ����� (9)
• ���������� ��� ����� (8)

• ��������� ������������� (2)
• �������� ��������� (5)
• ���������� ��� ��������� (5)

• ����������� �� ������ (365)
• ������ ������� (141)
• ����� �������� (24)
• ���������� �� ������� �������� (218)
• ���������� ������ (3)
• ������ �� ����� (104)
• ���’��� �� ����������� (320)

• ������� ������� (303)
• ������� ����������� �������� (9)
• ���������� ��� (29)
• ���������� ��� ������� (65)

• ������ �� ��’������ (100)
• �������, �������, ������ (30)
• ���������� � �������� FPV (48)
• ϳ���� �� �������� (38)
• ��������� OSD (28)
• ³�������������, ���������� (5)

• 433��� (433MHz) (10)
• 900��� (900MHz) (21)
• 1,3��� (1.3GHz) (10)
• 2,4��� (2.4GHz) (20)
• 5,8��� (5.8GHz) (52)
• GNSS (3)
• RF ��������, ���’��� (64)

• ������������� (221)
• ������� ���������� (44)
• ������������ (199)
• �������� GNSS (49)
• ó������� (4)
• ��������� RC (16)

• ���������� ������� (34)
• ����������� (60)
• ���, ���������, �������� (12)
• ��������� (28)

• ����-, ����-, ����-
• �����������
• ������������ �� ��������
• ����������������
• ����������
• ������
• ������ ������
• ���������� �� ���������
• ��� ������
• ����������
• ����� �� ������
• ֳ��� �����

В чем разница между коллекторным и бесколлекторным мотором?

Радиоуправляемые модели оснащаются двумя типами моторов: электрическими или двигателями внутреннего сгорания. Вторые в последнее время получили меньшее распространение, так как требуют специального ухода и для их работы необходимо топливо.

С электрическими моторами все гораздо проще, им нужен только аккумулятор или одноразовые батарейки. В свою очередь электромоторы делятся на два типа:

Профи отлично знают разницу между этими двумя типами, а вот новички всегда задают вопрос: чем отличается коллекторный двигатель от бесколлекторного? И модель с каким мотором предпочтительнее купить?

Поэтому мы составили краткий ликбез по этим вопросам.

Основные отличия

Принцип работы обоих типов моторов одинаков: необходимость на выходе получить вращение вала. Внутри же они максимально различны, коллекторные оснащаются щеточно-коллекторным узлом, отсюда второе название — щеточные. Состоит двигатель из ротора (коллектор, подвижная часть) и статора (неподвижная часть). С коллектором соприкасаются щетки статора.

Коллектор подводит ток к обмотке ротора, последовательно соединенной с обмоткой статора. Простые двигатели этого типа имеют всего два провода с положительным и отрицательным зарядом, с их помощью мотор подключают к регулятору скорости.Такие двигатели можно запитать напрямую от источника питания (аккумулятора или батареек с допустимым для двигателя напряжением), но без регулятора скорости мотор будет работать на максимальных для такого напряжения оборотах.

Бесколлекторные в свою очередь не имеют щеток, поэтому их еще называют бесщеточными, для их работы необходим трехфазный переменный ток. Поэтому регулятор коллекторного мотора сюда не подойдет. Для подключения этого мотора имеются три провода. Его конструкция сложнее, поэтому и стоимость значительно выше.

Принцип работы существенно отличается — в этом случае статор подвижный, а ротор зафиксированный с трехфазной обмоткой. Именно за переключение обмоток отвечает регулятор.

Преимущества и недостатки коллекторных моторов

В первую очередь принято считать основным преимуществом стоимость таких механизмов, из-за простоты конструкции щеточные двигатели значительно дешевле. Но это не единственное достоинство, кроме дешевизны можно еще отметить: компактность, меньший вес и возможность использовать во влажной среде.

Основной недостаток заключается в низком уровне износоустойчивости. Щеточный механизм имеет ограниченный ресурс и быстро выходит из строя. Под словом “быстро” подразумеваем что по запасу времени работы коллекторные электродвигатели значительно уступают бесколлекторным. Но, при этом, при правильной эксплуатации могут прослужить долгое время.

Достоинства и недостатки бесколлекторных электродвигателей

Если радиоуправляемая модель оснащается бесщеточными моторами, ее стоимость значительно возрастет. Это связано не только с дороговизной самого мотора, но и регулятор для него стоит дороже. Пожалуй, именно стоимость является существенным недостатком.

Основные достоинства:

• высокий уровень надежности (износостойкости),
• большая мощность и тяга,
• большая скорость (частота вращения),
• долговечность.

К тому же бесщеточные моторы, как правило, имеют более надежный корпус закрытого типа, который защищает внутренности от пыли и влаги.

Ликбез по техническим характеристикам

Внешне электромоторы легко различимы, коллекторные более вытянуты и в основном имеют простую цилиндрическую форму с двумя проводами. Бесколлекторные более бочкообразные и имеют три провода для подключения.

Основной параметр для щеточных — это класс. Значение класса состоит из длины корпуса х 10. Например, моторы 300-го класса имеют длину корпуса 30 мм. Кроме этого может быть указано для модели какого масштаба подходит мотор, его направление вращения и другие параметры.

Бесщеточные электродвигатели тоже имеют свою маркировку, обычно это 4 цифры — диаметр и длина статора. Для примера возьмем электродвигатель iFlight XING2 1806 FPV Motor Unibell (1600KV) 6S для квадрокоптеров. Это бесколлекторный мотор постоянного тока, разработанный для радиоуправляемых FPV квадрокоптеров (можно применять для самолетов). Маркировка 1806 говорит нам о том, что диаметр статора составляет 18 мм, а его длина — 6 мм.

Следующим идет значение количества оборотов двигателя на 1 Вольт напряжения. В данном случае на 1V приходится 1600 об/мин. Это значение достигается без нагрузки. Используя пропеллер или другой элемент, скорость вращения изменится в меньшую сторону.

6S — указывает на максимальное количество элементов (ячеек ) в подключенном литиевом аккумуляторе. Таким образом можно узнать наибольшее рабочее напряжение мотора (номинал: 6 x 3,7v = 22,2v).

В других электродвигателях маркировка может отличаться, встречаются наименования содержащие информацию о количестве витков, например 12T — говорит о том, что на статоре мотора 12 оборотов проводника (проволоки).

Возможно вы встречали такой набор как 12N14P. Это сокращение обозначает количество магнитов. В данном случае имеется 12 электромагнитов , а цифра 14 указывает на количество постоянных магнитов.

Вращение

Оба типа моторов, как щеточные, так и бесщеточные могут иметь свое направление вращения. Определить в какую сторону вращается вал можно посмотрев в технические характеристики. Некоторые модели имеют маркировку с указанным направлением вращения. За это обычно отвечают литеры CW и CCW.

Прямое направление обозначается CW, от английского слова Clockwise, что значит — по часовой стрелке. В свою очередь CCW — Counter Clockwise, против часовой стрелки, то есть обратное вращение.

В случае с бесколлекторными моторами, если речь идет о вращении, то это значит что на валу мотора нарезана резьба в определенную сторону. Ведь изменить направления вращения вала можно изменив полярность двух из трех проводов. А резьба левая или правая отвечает за надежное крепление пропеллеров на валу — против движения лопастей, для надежной их фиксации.

Inrunner и Outrunner

Эти два слова скажут вам о схеме двигателя. Inrunner — обмотка расположена по внутренней поверхности корпуса, магнитный ротор вращается внутри. Соответственно, Outrunner — вращается внешняя часть, и внутренняя — стационарна.

Коллекторные (щеточные) моторы имеют схему Inrunner, безколлекторные (бесщеточные) — разные в зависимости от назначения: моторы для квадрокоптеров, самолетов, вертолетов — Outrunner, для автомоделей и катеров — Inrunner.

БК моторы для автомоделей бывают сенсорными и безсенсорными. В этом случае лучше отдать предпочтение первым, так как они более ровно работают, обеспечивают плавный запуск и разумно используют энергию, но нуждаются в таком же сенсорном регуляторе оборотов и имеют цену выше, чем у безсенсорных.

Вот и все что мы хотели сказать, если у вас остались вопросы всегда можете задать их нашим менеджерам по телефону или написать на нашу почту. Всю информацию для связи найдете в разделе Контакты.