Jeśli kiedykolwiek widziałeś iskry wydobywające się z otworów chłodzących silnik wiertarki, widziałeś elektryczny silnik szczotkowy w akcji. Łuk elektryczny jest spowodowany przez elektryczność przenoszoną ze stojana, który jest nieobracającym się elementem silnika, do twornika, który jest częścią wirującą. Szczotki są częściami stojana silnika elektrycznego, które przewodzą prąd do wirnika.
Spis treści hide 1 Co to jest silnik szczotkowy i jak działa? 2 Co to jest szczotka węglowa? 3 Co to jest szczotkowy silnik prądu stałego? 4 Silnik bezszczotkowy vs. silnik szczotkowy: Który jest lepszy? 5 Dlaczego silniki bezszczotkowe są droższe od szczotkowych?Gdy do elektromagnesu w tworniku przyłożona jest energia elektryczna, powstaje pole magnetyczne, które przyciąga i odpycha magnesy w stojanie. Armatura obraca się po okręgu o 180 stopni. Aby utrzymać elektromagnes w ruchu obrotowym, bieguny muszą być zamieniane. Szczotki są odpowiedzialne za zmianę biegunów. Stykają się one z dwoma obracającymi się elektrodami twornika. Biegunowość magnetyczna elektromagnesu jest odwracana podczas jego obrotu.
Regulując napięcie robocze lub natężenie pola magnetycznego, można dostosować prędkość i moment obrotowy, aby uzyskać stałą prędkość lub prędkość, która jest odwrotnie proporcjonalna do obciążenia mechanicznego. (Sterownik wysyła impulsy prądowe do uzwojeń silnika, które regulują jego prędkość i moment obrotowy).
???? Napędy elektryczne, dźwigi, maszyny papiernicze i walcownie stali - wszystkie te urządzenia wykorzystują silniki szczotkowe. Silniki szczotkowe mogą się nie sprawdzić, gdy wymagany jest duży moment obrotowy. Tarcie szczotek wzrasta wraz ze wzrostem prędkości, a realny moment obrotowy maleje.
Jeśli chcesz poznać pełną gamę silników elektrycznych, możesz przeczytać artykuł o silnikach elektrycznych, aby dowiedzieć się więcej o ich typach i sposobie działania.
Szczotka węglowa jest stykiem ślizgowym używanym w silnikach szczotkowych i generatorach do transportu prądu elektrycznego z części statycznej do obrotowej, zapewniając beziskrową komutację.
Szczotka węglowa może mieć dowolną z poniższych cech: Zbudowana jest z jednego lub więcej atomów węgla. W zestawie znajduje się jeden lub więcej boczników i zacisków.
???? Szczotki są wykonane z pięciu różnych rodzin gatunków szczotek. Każda z nich jest dostosowana do konkretnych potrzeb i ma swoją własną metodę produkcji.
W eksploatacji maszyn elektrycznych szczotka węglowa ma kluczowe znaczenie. Musimy wziąć pod uwagę trzy rodzaje parametrów, aby mogła ona spełniać swoją funkcję:
Narzędzia z silnikiem bezszczotkowym, takie jak wiertarki, młoty udarowe, strugarki, nożyce do żywopłotu i szlifierki, wymagają ich do prawidłowej pracy. Szczotki węglowe są wybierane na podstawie marki i rodzaju narzędzia. Umieszcza się je na stałej części silnika, aby zagwarantować jak najskuteczniejsze przekazywanie mocy do wirnika (części obracającej się). Umożliwiają one przełączanie bez potrzeby iskry.
Elementy te, pracujące w parach, są częściami zużywającymi się, podatnymi na tarcie. Pierścienie ślizgowe są w stałym kontakcie ze szczotkami węglowymi. Te grafitowe elementy występują w różnych kształtach i rozmiarach. Mogą mieć sprężynę, połączenie (przewód z wtyczką) lub nie mieć w ogóle uchwytu szczotki. Silniki szczotkowe są dostępne w różnych rozmiarach i formach (często kwadratowe i prostokątne) i mogą zawierać rowki ułatwiające ich ukierunkowanie.
Prędkość obrotowa wiertarki jest wyrażona w procentach momentu obrotowego, który jest określany przez natężenie pola magnetycznego. Szczotki węglowe są sprężynowane i przymocowane do sprężyny z płytką, aby zapewnić płynne przekazywanie mocy. W pewnych okolicznościach szczotki są utrzymywane w miejscu przez uchwyt szczotkowy ze sprężyną zaprojektowaną w celu zwiększenia siły.
Z drugiej strony, szczotki rozwierające są używane do zatrzymania silnika szczotkowego i ostatecznie wiertarki, zanim substancja grafitowa całkowicie się zużyje. Dzieje się tak w celu utrzymania najwyższej wydajności.
Szczotki, które są kompatybilne z przenośnymi elektronarzędziami, takimi jak wiertarki, są zwykle sprzedawane przez producentów. Grubość, głębokość i szerokość elementu są mierzone odpowiednio w milimetrach lub calach. Specyfikacje te mogą się jednak różnić w zależności od producenta.
Elementy silnika ze szczotką węglowąProcesKażdy specjalista w dziedzinie sterowania ruchem powinien być w stanie rozróżnić szczotkowe i bezszczotkowe silniki prądu stałego. Wcześniej silniki szczotkowe były dość powszechne. Chociaż bezszczotkowe silniki prądu stałego całkowicie je zastąpiły, właściwy silnik prądu stałego jednego lub drugiego typu może znacznie zwiększyć wydajność projektu.
W szczotkowym silniku prądu stałego twornik, który składa się z cewek z nawiniętego drutu, działa jak dwubiegunowy elektromagnes. Komutator, mechaniczny przełącznik obrotowy, odwraca kierunek prądu dwa razy w każdym cyklu. W rezultacie bieguny elektromagnesu ciągną i pchają magnesy stałe wzdłuż zewnętrznej części silnika, umożliwiając swobodniejszy przepływ prądu przez twornik. Gdy bieguny komutatora krzyżują się z biegunami magnesów stałych, biegunowość elektromagnesu armatury ulega odwróceniu.
Z drugiej strony, silnik bezszczotkowy posiada magnes trwały jako wirnik. Wykorzystuje on również trzy stopnie cewek napędowych oraz unikalny czujnik, który monitoruje pozycję wirnika. Czujnik ten dostarcza sygnały referencyjne do sterownika, śledząc położenie wirnika. Cewki są następnie aktywowane przez sterownik w sposób systematyczny, jedna faza po drugiej.
???? W produktach domowych i samochodach, szczotkowe silniki prądu stałego są nadal szeroko stosowane. Cieszą się one również dużą popularnością w przemyśle dzięki możliwości zmiany stosunku momentu obrotowego do prędkości obrotowej, co jest możliwe tylko w przypadku silników szczotkowych.
Schemat związany z węglową szczotkąOgólnie rzecz biorąc, silniki bezszczotkowe przewyższają silniki szczotkowe. Użytkownicy mogą korzystać z niższych kosztów konserwacji, większej wydajności, mniejszej ilości ciepła i hałasu. Silniki bezszczotkowe posiadają jeden lub więcej magnesów trwałych i są synchroniczne. Elektronarzędzia z silnikami bezszczotkowymi są obecnie uważane za produkty wysokiej klasy.
Stojan i wirnik to dwa elektryczne komponenty silnika prądu stałego. Po włączeniu silnika wytwarza on połączenie magnetyczne, które napędza go do przodu. Gdy napięcie, które napędza silnik jest odwrócone, silnik obraca się w przeciwnym kierunku.
W tradycyjnym silniku elektrycznym wirnik (część obrotowa maszyny) jest zasilany w stojanie (część nieruchoma). Kolektor lub komutator, który jest w kontakcie z maleńkimi szczotkami węglowymi, łączy te dwa elementy za pomocą połączenia elektrycznego.
Wirnik w technologii bezszczotkowej składa się z magnesów, podczas gdy stojan składa się z cewek, które są naprzemiennie naładowane dodatnio lub ujemnie. Dzięki temu bieguny przyciągają się i odpychają, co umożliwia obracanie się silnika. Zaletą tego rozwiązania jest to, że wirnik i stojan nie stykają się fizycznie. Elektromagnesy wykorzystują magnetyzm do przenoszenia energii z jednego urządzenia na drugie.
Silnik jest zasilany prądem stałym i pracuje na prądzie zmiennym generowanym przez kartę elektroniczną, która przekształca prąd stały w prąd trójfazowy o zmiennej częstotliwości. W wyniku tego cewki są zasilane naprzemiennie, co powoduje powstanie pola wirującego i w konsekwencji obracanie się. Moduł elektroniczny, który jest wbudowany w silnik lub umieszczony w obudowie, stale reguluje natężenie prądu, aby zapewnić optymalną wydajność silnika. W rezultacie poprawia się ogólna wydajność, a użytkownik otrzymuje więcej korzyści za swoje pieniądze.
Odniesienie : https://www.linquip.com
FAQ ❓
Co to jest szczotkowy silnikprądu stałego?
Jedną z najbardziej podstawowych form silnika prądu stałego jest szczotkowy silnik prądu stałego. Komutacja mechaniczna służy do przekazywania prądu do uzwojeń silnika przez szczotki.
Gdzie stosowane są szczotkowe silniki prądu stałego?
Szczotkowe silniki prądu stałego, z drugiej strony, zapewniają wysoki szczytowy moment obrotowy i mogą być napędzane przez proste regulatory prędkości, aby poruszać się w szerokim zakresie zastosowań. Są one często tańsze niż alternatywne opcje, zwłaszcza w dużych ilościach. Ponadto mogą mieć liniowe połączenie momentu obrotowego z prędkością obrotową, co upraszcza sterowanie.
Co odróżnia silnik szczotkowy od bezszczotkowego?
Silniki bezszczotkowe mają trzy przewody, podczas gdy silniki szczotkowe mają dwa. Silniki bezszczotkowe nie mają szczotek, a silniki szczotkowe mają. Można to również poznać po oględzinach silnika.
Jak działają szczotkowe silniki prądustałego?
W szczotkowych silnikach prądu stałego stosuje się przełączanie mechaniczne, aby zmienić biegunowość prądu w uzwojeniach twornika (i pozwolić twornikowi na płynny obrót). Komutator jest mechanicznym zespołem przełączającym (zazwyczaj wykonanym z miedzi). Szczotka (wykonana z węgla, metalu, grafitu lub mieszanki materiałów), bocznik i sprężyna, jak również pozycjoner szczotki i połączenia, tworzą zespół szczotki, który współdziała z komutatorem.
Podsumowanie ????
To co możemy powiedzieć o szczotkach w skrócie to, że szczotka jest stykiem elektrycznym, który przenosi energię elektryczną z nieruchomych przewodów na ruchome elementy, najczęściej w obracającym się wale. Silniki elektryczne, alternatory i generatory są przykładami typowych zastosowań. Żywotność szczotki węglowej zależy od tego, jak często silnik jest używany i jak duża moc jest stosowana do niego. Szczotki węglowe są jednym z najtańszych elementów silnika elektrycznego. Z drugiej strony, są one często krytycznym elementem, który zapewnia długowieczność ("żywotność") i wydajność silnika. Ich produkcja wymaga wysokiego poziomu kontroli jakości i kontroli procesu produkcyjnego na wszystkich etapach procesu.
