Co to jest silnik bezszczotkowy?

Silnik bezszczotkowy to silnik elektryczny zasilany prądem stałym (DC). Choć droższy niż standardowy silnik elektryczny lub szczotkowy, ma znaczące zalety w stosunku do swojego poprzednika. Co najważniejsze, silnik bezszczotkowy cechuje się lepszą wydajnością i mniejszym zużyciem niż silniki szczotkowe o podobnej wielkości.

Aby zrozumieć zalety silnika bezszczotkowego, konieczne jest podstawowe zrozumienie silnika szczotkowego. W szczotkowanym silniku elektromagnes jest zamontowany na obracającym się ramieniu, zwanym zworą lub wirnikiem. Armatura znajduje się między dwoma magnesami ustawionymi w konfiguracji podkowy, zwanej łącznie stojanem. Gdy energia jest dostarczana do elektromagnesu, ramię porusza się, wyrównując biegun północny i południowy elektromagnesu z przeciwnymi biegunami stojana.

Elektromagnes pozostałby zamrożony w tej pozycji, gdyby nie mógł zmienić biegunowości. Aby silnik mógł się obracać, należy zmienić kierunek prądu elektrycznego. Zmiana prądu powoduje odwrócenie biegunów elektromagnesu, co powoduje, że armatura kontynuuje wirowanie, dopóki nie zrówna się ze stojanem. Biegunowość musi się szybko zmieniać w przód iw tył, aby stworzyć ciągły spin.

Zmiana prądu odbywa się za pomocą szczotek, które są zamontowane na tworniku w pobliżu osi. Gdy zwora obraca się, szczotki łączą się naprzemiennie z punktem kontaktowym na osi. Ten punkt kontaktowy jest podłączony do źródła zasilania. Obracając szczotki wokół punktu styku, prąd gwałtownie zmienia kierunek, zmieniając biegunowość elektromagnesu.

Silniki szczotkowane są tanie w produkcji, ale mają swoje ograniczenia. Szczotki zużywają się na tarcie o punkt styku i oś. Tarcie spowodowane tym kontaktem również utrudnia działanie.

Bezszczotkowy silnik wywraca ten projekt na lewą stronę. Magnesy są umieszczone na szkielecie i są otoczone przez jeden lub więcej elektromagnesów. Przełącznik prądu jest kontrolowany przez komputer, wyłączając i włączając elektromagnesy poprzez przełączanie prądu; komputer może również uwzględnić bieżącą prędkość silnika, aby zoptymalizować wydajność, a wszystko to bez potrzeby używania szczotek.

Wszystko to sprawia, że ​​silnik bezszczotkowy jest znacznie mocniejszy niż silniki szczotkowe o podobnej wielkości. Silniki bezszczotkowe mają doskonałą kontrolę, precyzję i wydajność; ponadto silniki bezszczotkowe są cichsze. W większych modelach, w których problemem może być przegrzanie, łatwiej je schłodzić i nie trzeba zużywać szczotek.

Oprócz zastosowań przemysłowych, elektronika domowa i komputery wykorzystują silniki bezszczotkowe, a także pojazdy elektryczne i hybrydowe. Bezszczotkowy silnik jest również popularny wśród entuzjastów wyścigów zdalnie sterowanych (RC). Silniki są jednak znacznie droższe niż silniki szczotkowe i zwykle są używane tylko wtedy, gdy przewaga przewyższa koszty.