Благодаря совершенствованию новых технологий аккумуляторных батарей и электронного управления, стоимость проектирования и производства бесщёточных двигателей постоянного тока значительно снизилась, а удобные аккумуляторные инструменты, требующие бесщёточных двигателей постоянного тока, получили распространение и стали применяться шире. Они широко используются в промышленном производстве, сборке и техническом обслуживании, особенно в условиях экономического роста, когда спрос на них в бытовых целях растёт, а годовые темпы роста значительно превышают темпы роста в других отраслях.
2. Удобный тип применения аккумуляторного электроинструмента
2.1 Коллекторный двигатель постоянного тока
Конструкция обычного бесщёточного двигателя постоянного тока включает ротор (вал, железный сердечник, обмотку, коллектор, подшипник), статор (корпус, магнит, торцевая крышка и т. д.), узел угольных щеток, рычаг угольных щеток и другие детали.
Принцип работы: статор коллекторного двигателя постоянного тока оснащен неподвижным главным полюсом (магнитом) и щетками, а ротор – обмоткой якоря и коллектором. Электрическая энергия источника постоянного тока поступает в обмотку якоря через угольные щетки и коллектор, создавая ток якоря. Магнитное поле, создаваемое током якоря, взаимодействует с основным магнитным полем, создавая электромагнитный момент, который приводит двигатель в движение и приводит в движение нагрузку.
Недостатки: Из-за наличия угольных щеток и коллектора надежность щеточного двигателя низкая, отказы, нестабильность тока, короткий срок службы, а искрение коллектора будут создавать электромагнитные помехи.
2.2 Бесщеточный двигатель постоянного тока
Конструкция обычного бесколлекторного двигателя постоянного тока включает ротор двигателя (вал, железный сердечник, магнит, подшипник), статор (корпус, железный сердечник, обмотка, датчик, торцевая крышка и т. д.) и компоненты контроллера.
Принцип работы: Бесщёточный двигатель постоянного тока состоит из корпуса и драйвера и является типичным продуктом мехатроники. Принцип работы аналогичен принципу работы щёточного двигателя, но вместо традиционного коллектора и угольных щёток используются датчик положения и линия управления. Направление тока преобразуется управляющим сигналом, подаваемым датчиком, для выполнения коммутационной работы, что обеспечивает постоянный электромагнитный крутящий момент и управляемость двигателя, а также вращение двигателя.
Анализ бесщёточного двигателя постоянного тока в электроинструментах
3. Преимущества и недостатки применения BLDC-двигателей
3.1 Преимущества двигателя BLDC:
3.1.1 Простая структура и надежное качество:
Отменить коллектор, угольную щетку, щеткодержатель и другие детали, не проводить сварку коллектора, финишную обработку.
3.1.2 Длительный срок службы:
Использование электронных компонентов для замены традиционной структуры коллектора, устранения короткого срока службы двигателя из-за угольных щеток и искрения коллектора, механического износа и других проблем, срок службы двигателя увеличивается в несколько раз.
3.1.3 Тихий и высокоэффективный:
Отсутствие угольных щеток и коллектора предотвращает возникновение искр и механического трения между угольными щетками и коллектором, что приводит к шуму, нагреву, потерям энергии и снижению КПД двигателя. КПД бесщёточного двигателя постоянного тока составляет 60–70%, а КПД бесщёточного двигателя постоянного тока может достигать 75–90%.
3.1.4 Расширенные возможности регулирования и контроля скорости:
Точные электронные компоненты и датчики позволяют точно контролировать выходную скорость, крутящий момент и положение двигателя, реализуя интеллектуальную и многофункциональную систему.
Время публикации: 29 мая 2023 г.