Бесщеточные моторы: Бесщеточные двигатели — Бесщеточные двигатели постоянного тока и их преимущества.

Бесщеточные двигатели — Бесщеточные двигатели постоянного тока и их преимущества.

Любой специалист по механике должен понимать разницу между щеточными и бесщеточными двигателями постоянного тока. Щеточные двигатели когда-то были очень распространены. На самом деле, они все еще существуют в наши дни, хотя их в значительной степени заменяют их бесщеточные аналоги, правильный тип постоянного тока любого типа может сделать проект или домашний электроинструмент намного более эффективным. Что ж, давайте познакомимся с различными типами двигателей

1
🔰 Что такое двигатель постоянного тока?

2
🔰 Щеточные и бесщеточные двигатели: Почему дополнительные расходы?

3
🔰 Где используются щеточные и бесщеточные двигатели

4
🔰 Щеточный или бесщеточный?

Вот уже несколько лет мы наблюдаем, как бесщеточные двигатели начинают доминировать в производстве профессиональных инструментов для аккумуляторных инструментов. Это здорово, но что в этом такого? До тех пор, пока мы все еще могу управлять этим деревянным винтом, это действительно имеет значение? Ну, да, это так. Существенные различия и последствия существуют при работе с щеточными и бесщеточными двигателями.

Любой специалист по механике должен понимать разницу между щеточными и бесщеточными двигателями постоянного тока. Щеточные двигатели когда-то были очень распространены. На самом деле, они все еще существуют в наши дни, хотя их в значительной степени заменяют их бесщеточные аналоги, правильный тип постоянного тока любого типа может сделать проект или домашний электроинструмент намного более эффективным.

Двигатель постоянного тока

🔰 Что такое двигатель постоянного тока?

двигатель постоянного тока — одна из самых фундаментальных машин за последние 200 лет. Этот электродвигатель использует постоянный ток для создания вращательного движения и позволил разработчикам создавать электроинструменты, мобильное оборудование, компьютерные компоненты и другие бесценные приложения на батарейках. Они представляют собой класс, отличный от двигателей переменного тока, которые столь же продуктивны, но обеспечивают различные преимущества. Класс двигателей постоянного тока в целом разделен на двигатели постоянного тока с щеткой и бесщеточные двигатели постоянного тока, и эта статья поможет тем, кто хочет понять, что отличает один двигатель постоянного тока от другого. Основные принципы, лежащие в основе обоих типов двигателей постоянного тока, будут объяснены, а затем сравнены, чтобы показать, где каждая машина работает лучше всего в промышленности.

Щеточный двигатель

🔸 Щеточные Двигатели

Почищенные Щеткой Двигатели постоянного тока (часто называемые просто “щеточными двигателями”) являются одними из старейших электродвигателей и используют постоянный ток с механической коммутацией для выработки механической энергии.

Эти двигатели, как следует из их названия, используют щетки для подключения источника постоянного тока к роторному узлу, который является компонентом двигателя, содержащим якорь, коллекторные кольца и выходной вал. Статор или внешний корпус двигателя содержит поле постоянного магнита, создаваемое либо постоянным магнитом, либо какой-либо неподвижной катушкой электромагнита. Постоянное магнитное поле имеет полюса (магнитные пары север — юг), и их линии магнитного поля непрерывно проходят через весь узел ротора. Этот узел питается, когда щетки зажимают кольца коллектора, который направляет ток через якорь и его обмотки. Когда ток проходит через эти катушки, якорь становится собственным электромагнитом и взаимодействует с постоянными полюсами поля статора. Поскольку узел ротора может свободно вращаться, создаваемое якорем поле, следовательно, будет отталкивать поле статора, вызывая вращение вала. Это вращение пропорционально токам возбуждения якоря и статора, и изменение этих токов приведет к различным выходным характеристикам.

Бесщеточный двигатель

❌ Недостатки щеточных двигателей

🔴 Принцип работы бесщеточных двигателей такой же, как у двигателей со щетками (управление переключением с использованием обратной связи по положению внутреннего вала), но их общая конструкция отличается. Конструкция бесщеточных блоков снижает внутреннее сопротивление и помогает рассеивать тепло, выделяемое в катушках статора. Таким образом, эффективность повышается, поскольку тепло катушек может рассеиваться более эффективно благодаря гораздо большему корпусу стационарного двигателя.
🔴 Хотя щеточные двигатели недороги, надежны и имеют высокий крутящий момент или коэффициент инерции, они также имеют ряд недостатков.
Эти компоненты со временем изнашиваются, образуя пыль. Этот тип двигателя требует регулярного технического обслуживания для очистки или замены щеток.
Они также обладают низкой теплоотдачей из-за ограничений ротора, высокой инерции ротора, низкой максимальной скорости и электромагнитных помех (EMI) из-за образования дуги на щетках.
🔴 В отличие от щеточного двигателя, постоянный магнит на бесщеточном блоке установлен на роторе. Статор выполнен из рифленой прокатанной стали и содержит обмотки катушки. С другой стороны, щеточные устройства требуют небольшого количества внешних компонентов или вообще не требуют их, и поэтому хорошо работают в ограничительных условиях.

✔️ Плюсы щеточных двигателей

🟢 Щеточные двигатели также легко настраиваются. Вы можете изменить их, чтобы получить точную скорость, которую вы хотите, с помощью используемого напряжения.

🟢 По сравнению с бесщеточными двигателями, щеточный двигатель отлично подходит для начинающих, так как их цены значительно более доступны.

Бесщеточный двигатель в аккумуляторном инструменте

🔸 Бесщеточные двигатели

Бесщеточный двигатель использует постоянный магнит в качестве ротора. Он использует трехфазные приводные катушки и специализированный датчик, который отслеживает положение ротора. И когда датчик отслеживает положение ротора, он посылает опорные сигналы контроллеру. Контроллер, в свою очередь, активирует катушки упорядоченным образом – по одной фазе за раз. Главное отличие состоит в том, что здесь нет коммутатора и – что удивительно – нет щеток. Вместо этого бесщеточный двигатель имеет ротор, прикрепленный неодимовыми магнитами, и стальной корпус с обмотками и набором подшипников. Датчики встроены для изменения выходного сигнала – правильно установленный он будет поддерживать высокую точность и производительность нашего устройства.

❌ Недостатки бесщеточных двигателей
Как и во всех других устройствах, бесщеточные двигатели постоянного тока также имеют несколько недостатков по сравнению с другими двигателями. Поскольку бесщеточный двигатель постоянного тока во многих случаях превосходит щеточный двигатель постоянного тока, однако бесщеточный двигатель постоянного тока также имеет несколько недостатков, которые
обсуждаются ниже:

🔴 Стоимость бесщеточного двигателя постоянного тока сравнительно выше по сравнению с щеточным двигателем постоянного тока, а электронный контроллер также увеличивает стоимость общей настройки, так как в традиционном двигателе используется недорогая механическая коммутационная установка с использованием щеток.

🔴 Когда бесщеточный двигатель постоянного тока работает на низкой скорости, во время вращения на низкой скорости возникают небольшие вибрации. Однако вибрации уменьшаются на высокой скорости.

🔴 Короче говоря, бесщеточный двигатель постоянного тока имеет много преимуществ перед традиционными щеточными двигателями постоянного тока, такими как низкие затраты на техническое обслуживание и менее частые требования к техническому обслуживанию. Они также

✔️ Плюсы бесщеточных двигателей

🟢 Бесщеточные двигатели быстро не изнашиваются, и они прослужат долго, часто дольше, чем другие части радиоуправляемого автомобиля. У них нет щеток внутри, и именно поэтому они имеют гораздо больший срок службы. Кроме того, поскольку у них нет щеток, бесщеточный двигатель потребует меньшего обслуживания, будет иметь меньше проблем и в долгосрочной перспективе обойдется вам дешевле.

🟢 В бесщеточном двигателе нет щеток для чистки или замены, поэтому вам нужно только поддерживать подшипник, который нуждается в периодической смазке для контроля.

🟢 Бесщеточные двигатели часто могут работать в течение пяти-шести лет без каких-либо проблем! Это намного больше, чем вы могли бы ожидать от щеточного двигателя. Вес и размеры двигателя относительно меньше и легче
. Это не является бременем для вашего автомобиля, поэтому оно также может значительно повысить вашу скорость и управляемость.

🔰 Щеточные и бесщеточные двигатели: Почему дополнительные расходы?

Благодаря бесщеточной технологии ротор состоит из магнитов и статора катушек, которые попеременно заряжаются положительно или отрицательно.Таким образом, полюса притягиваются и отталкиваются, позволяя двигателю вращаться. Преимущество заключается в том, что между ротором и статором отсутствует физический контакт. Энергия передается от одного к другому через магнетизм между электромагнитами.

В обычном электродвигателе ротор (вращающаяся часть машины) приводится в движение внутри статора (неподвижная часть). Оба соединены электрическим соединением: коллектором или коллектором, который контактирует с небольшими угольными щетками.
Приводимый в действие постоянным током, двигатель работает с переменным током, вырабатываемым электронной картой, которая преобразует постоянный ток в трехфазную переменную частоту.

Таким образом, катушки подаются попеременно для создания вращающегося поля и, следовательно, вращения.
Электронный модуль, встроенный в двигатель или в корпус, непрерывно регулирует ток, чтобы двигатель работал с максимальной эффективностью.
Это повышает общую производительность и, таким образом, обеспечивает реальное соотношение цены и качества.

Товары из категорий🛠

🔰 Где используются щеточные и бесщеточные двигатели

Как мы уже говорили ранее, бесщеточный двигатель набирает популярность по сравнению с щеточным двигателем. Оба двигателя могут быть найдены в широком спектре применений. Щеточные двигатели постоянного тока по-прежнему часто используются в бытовой технике и автомобилях. Они также сохраняют сильную промышленную нишу благодаря своей способности изменять соотношение крутящего момента к скорости — уникальное свойство для них.

Щеточный или бесщеточный электродвигатель?

При такой популярности это неудивительно. Бесщеточный двигатель работает дольше и потребляет меньше электроэнергии. Он ломается реже – щеток нет, поэтому они не изнашиваются. И это самая распространенная причина повреждения электроинструментов. Он меньше и легче, чем коллекторные, а также более мощный. Из-за этого он обеспечивает лучший крутящий момент. Если инструмент оснащен двигателем такого типа, обычно легко найти информацию о нем, а в случае щеточных двигателей многие производители просто опускают это упоминание.

Благодаря такой надежности и долговечности бесщеточные двигатели постоянного тока нашли множество применений: производство, вычислительная техника и многое другое. Они используются в электромобилях нового поколения и все большем количестве электроинструментов нового поколения – отверток, дрелей, перфораторов. Они также встречаются в роботах, дронах и радиоуправляемых автомобилях, как игрушечных, любительских, так и профессиональных.

🔰 Щеточный или бесщеточный?

Таким образом, бесщеточные двигатели могут быть более мощными, чем ваши традиционные аккумуляторные инструменты с щеткой. Беспроводные приборы, использующие бесщеточный электронный двигатель, более эффективны и интеллектуальны в том, как двигатель регулирует расход энергии аккумулятора. Этот уровень интеллекта и эффективности приводит к:

• Меньший объем технического обслуживания и более длительный срок службы — благодаря отсутствию угольных щеток
• Больше мощности — меньше ограничений в двигателе, который расходует энергию
• Более длительное время работы и меньшая зарядка аккумулятора — благодаря эффективному использованию энергии.

💥 Вам понравилась эта запись в блоге? Почему бы не показать нам немного любви и не поделиться ею! Или прочитайте другие наши записи в блоге, которые полны интересной и информативной информации.

FAQ❓

🔘 Используется ли бесщеточный двигатель в аккумуляторной дрели?
Да, у этого типа дрели меньший вес  

🔘 Бесщеточный двигатель чаще встречается в аккумуляторных инструментах?
В настоящее время они более распространены

🔘 Бесщеточный мотор дороже щеточного?
Да бесщеточный мотор дороже

Заключение🧾

бесщеточные двигатели могут быть более мощными, чем ваши традиционные аккумуляторные инструменты с щеткой. Беспроводные приборы, использующие бесщеточный электронный двигатель, более эффективны и интеллектуальны в том, как двигатель регулирует расход энергии аккумулятора.

Превосходство бесщёточных двигателей — Greenworks Russia

• Главная
• Обзоры
• Превосходство бесщёточных двигателей

Бесщёточные двигатели постоянного тока имеют множество преимуществ. Прежде всего, в них меньше изнашивающихся или ломающихся деталей, чем в двигателе с щетками. Поэтому он надёжнее, дешевле в обслуживании и требуют меньше или вовсе не требуют технического обслуживания.

Устройство практически не нагревается, что увеличивает его производительность. Бесщёточные моторы обладают КПД до 90%, щеточные — до 70%, а бензиновые — порядка 15% (остальная энергия тратится на нагрев).  Нет трения — нет потери мощности, которая сопоставима с мощностью бензинового двигателя. Трение отсутствует, температурных перепадов мало — практически полное отсутствие износа продлевает жизнь мотора. Это снижает стоимость обслуживания и увеличивает срок жизни инструмента. 

Бесщеточные моторы работают очень тихо. Использовать такую технику комфортно, а соседям при этом спокойно. Высокоэффективное использование энергии позволяет устройству дольше работать от аккумулятора, чем его аналогу со щеточным двигателем. Реже требуется зарядка, что сэкономит вам время и электроэнергию.

Преимущества бесщёточного двигателя:

• Бесщёточный двигатель может в считанные секунды развить максимальную скорость оборотов за счёт своего строения.
• В работе не подвержен перегреву, а даже наоборот — остаётся достаточно холодным.
• Невысокая температура гарантирует длительность работы подшипника вентилятора.
• Главным преимуществом является, что у бесщёточных двигателей отсутствует искрообразование. Это позволяет использовать его в работе с летучими химическими составами, пылью, грязью и водой.
• Большим и главным плюсом является бесшумная работа двигателя. Поэтому его стараются использовать в разных устройствах.
• Отсутствие щеточно-коллекторного узла продлевает срок службы устройства.

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос

Задать вопрос

По наименованию (А-Я)По наименованию (Я-А)По популярности (возрастание)По популярности (убывание)

Новинка

Триммер Greenworks 82V (45 см) бесщеточный аккумуляторный без АКБ и ЗУ, арт. 2110707

В наличии

Арт. 2110707

31 990 ₽

Новинка

Арт. 2110607UA

40 990 ₽

Новинка

Вибрационная шлифмашина Greenworks G24SS14 24V аккумуляторная без АКБ и ЗУ, арт. 3100507

В наличии

Арт. 3100507

4 490 ₽

Преимущества бесколлекторных двигателей перед коллекторными: тихая работа, менее подвержены перегреву, отсутствие искрообразования, долгий срок службы.

Поделиться

Назад к списку

Все о бесщеточных двигателях в деталях

Бесщеточный двигатель — это электродвигатель, работающий на постоянном токе (DC) и не имеющий механических щеток и коллектора, как в обычном щеточном двигателе. Хотя первоначальные затраты выше, он предлагает очевидные преимущества по сравнению со щеточным двигателем и является более рентабельным в долгосрочной перспективе. Бесщеточные двигатели используются в различных бестраншейных строительных работах.

Бесщеточные двигатели иногда называют двигателями BLDC или BL. Электронно-коммутируемые двигатели (ECM, EC-двигатели) и синхронные двигатели постоянного тока являются синонимами.
Бесщеточные двигатели обычно устроены так же, как и синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ), хотя они также могут быть переключающими реактивными двигателями или асинхронными двигателями. Они также могут быть бегунками (ротор окружен статором), бегунами (ротор окружен статором) или осевыми бегунами (ротор окружен статором) (ротор и статор плоские и параллельные).

Коллекторные и бесщеточные двигатели в свое время

С 1856 года щеточные двигатели постоянного тока использовались в электрических силовых установках, кранах, бумагоделательных машинах и сталепрокатных заводах, и они все еще широко используются сегодня. Бесщеточные двигатели постоянного тока с электронными регуляторами скорости в значительной степени заменили щеточные двигатели во многих приложениях, поскольку их щетки изнашиваются и требуют частой замены. Из-за высоких требований к применению и сильного шума электрического разряда (называемого электростатическим разрядом, особенно в аэрокосмической технике) износ щеток стал серьезным недостатком, и был произведен новый двигатель.

Бесколлекторные двигатели намного новее, они были изобретены на заре изобретения электричества. Первый бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC), названный Т.Г. Уилсон и П.Х. Трики был изобретен в 1962 году в результате достижений в области твердотельных технологий в начале 1960-х годов. Бесщеточные двигатели являются наиболее предпочтительным выбором для компьютерных дисководов, робототехники и самолетов, поскольку они не требуют физического коммутатора.

сравнение бесщеточного и коллекторного двигателя

Бесколлекторные двигатели современности

Ранние бесколлекторные двигатели имели тот недостаток, что не могли генерировать много энергии, несмотря на свою долговечность. Бесщеточные двигатели могли генерировать столько же (или больше) мощности, сколько и щеточные двигатели, до того, как в 1980-х годах стали доступны более сильные материалы с постоянными магнитами. Роберт Э. Лордо изготовил первый крупногабаритный бесщеточный двигатель постоянного тока в конце 1980-х годов, мощность которого в десять (10) раз превышала мощность предыдущих бесщеточных двигателей.

Рекомендуемое содержимое:

🟡 Что такое электродвигатели и как они работают?

Современные бесщеточные двигатели преодолевают многие недостатки щеточных двигателей за счет сочетания более высокой выходной мощности, меньшего размера и веса, улучшенного рассеивания тепла и эффективности, более широкого диапазона рабочих скоростей и чрезвычайно низкого электрического шума. Бесщеточные двигатели не имеют электрических соединений, которые могут изнашиваться, что обеспечивает большую надежность и более короткие интервалы технического обслуживания в коммерческих и промышленных приложениях.

Компоненты бесщеточного двигателя

Основные аспекты и конструкция бесщеточных двигателей

Статор типичного бесщеточного двигателя имеет трехфазную обмотку, а ротор содержит постоянный магнит. Он также доступен в однофазной, двухфазной и трехфазной конфигурациях. Как указывалось ранее, обмотка статора создает вращающееся магнитное поле, которое толкает магнитный ротор вперед. Для создания этого магнитного поля на катушку подается трехфазное напряжение.

Итак, как система различает, какие катушки запитаны, а какие должны быть? Для этой цели используется специальный электрический контроллер. Включение тока в ортогональные (перпендикулярные) обмотки осуществляется таким интегрированным коммутационным механизмом. Он также имеет датчики, которые определяют местоположение ротора. Чаще всего используются датчики Холла, однако также используются фотоэлектрические, индуктивные датчики и резольверы.

📌 T Контроллер изменяет соединение двух фаз для изменения направления вращения. Его также можно использовать в качестве сервопривода или шагового двигателя.

Схема бесщеточного двигателя

Бесщеточные двигатели постоянного тока Преимущества:

По сравнению с щеточными двигателями бесщеточные двигатели имеют ряд преимуществ: широкий диапазон скоростей;

Бесщеточные двигатели постоянного тока не имеют потерь возбуждения по сравнению с двигателями переменного тока, потерь на трение щеток и искрообразования по сравнению с двигателями постоянного тока с щетками.

Недостатки бесколлекторных двигателей

Несмотря на множество преимуществ бесколлекторных двигателей, у них есть и ряд недостатков:

• Стоимость: Бесколлекторные двигатели имеют ряд недостатков, все из которых связаны с их повышенной сложностью конструкции. Для правильной последовательности заряда катушек статора BLDC требуется контроллер переключения. Это увеличивает стоимость производства, что отражается на более высокой стартовой стоимости.
• Усложнение: Добавление сложности увеличивает риск сбоя. Нам не удалось найти ни одного исследования, в котором бы сравнивалась частота отказов щеточных и бесщеточных электроинструментов, хотя часто предполагается, что более сложное оборудование выходит из строя с большей вероятностью.

Аккумуляторный инструмент, такой как дрель

Бесщеточные двигатели Применение

Бесщеточные двигатели выполняют многие функции, которые раньше выполняли коллекторные двигатели постоянного тока, но стоимость и сложность управления не позволяют бесщеточным двигателям полностью заменить коллекторные двигатели в недорогих секторах. Бесколлекторные двигатели, с другой стороны, стали доминировать во многих приложениях, включая компьютерные жесткие диски и CD/DVD-плееры. Бесщеточные двигатели используются исключительно для питания небольших охлаждающих вентиляторов в электрических устройствах. Они распространены в беспроводных электроинструментах, где повышенная эффективность двигателя позволяет использовать его в течение длительного времени без перезарядки аккумулятора. В проигрывателях с прямым приводом для граммофонных пластинок используются низкоскоростные маломощные бесщеточные двигатели.

Аккумуляторные инструменты

Многие современные аккумуляторные инструменты используют бесщеточные двигатели, включая струнные триммеры, воздуходувки, дисковые и сабельные пилы и дрели/шуруповерты. Бесщеточные двигатели имеют больше преимуществ по сравнению с щеточными двигателями (малый вес, высокая эффективность) для портативного оборудования с батарейным питанием, чем для больших стационарных инструментов, подключенных к розетке переменного тока, поэтому внедрение в этой части рынка было более быстрым.

Какой вариант лучше, щеточный или бесщеточный?

Бесщеточные двигатели для начинающих обеспечивают исключительную производительность и длительный срок службы. Эти типы требуются в приложениях, где требуется высокая скорость вращения и устойчивость к перегреву. Такое оборудование используется в роботах, медицинском оборудовании, станках с ЧПУ и другом дорогостоящем и ответственном промышленном оборудовании как часть системы охлаждения. Бесщеточные устройства того же размера более мощные, чем щеточные. Он также используется в ситуациях, когда требуются долговечные электродвигатели, не требующие особого обслуживания.

Коллекторные двигатели постоянного тока имеют меньшую мощность и стабильность, чем щеточные двигатели постоянного тока. Однако это недорого и просто. В результате гаджеты не выполняют сложных или длительных действий. В быту такая технология используется в автомобилях, грузоподъемных механизмах, детских радиоуправляемых моделях и различных предметах быта (например, дрели). Из-за трения щеток и быстрого износа они требуют регулярного обслуживания, однако они очень долговечны в сложных промышленных условиях.

Часто задаваемые вопросы ❓

Как интерпретировать цифры на бесщеточном двигателе?
Бесщеточные двигатели обычно обозначаются четырехзначным кодом, например , где обозначает ширину статора, а обозначает высоту статора. По сути, чем больше число и чем больше крутящий момент может создать двигатель, тем он шире и выше.

Сколько магнитов в бесщеточном двигателе?
Две катушки печатной платы взаимодействуют с шестью круглыми постоянными магнитами блока вентиляторов.

Как определить размер бесщеточного двигателя?
При определении размера бесщеточного двигателя постоянного тока проще всего начать с подбора размера двигателя (диаметра, длины). Диаметр колеблется от 13 до 30 миллиметров. Диаметр и длина бесщеточных щелевых двигателей постоянного тока измеряются в дюймах.

Аккумуляторные инструменты с бесщеточными двигателями лучше?
Бесщеточные двигатели превосходят щеточные по многим параметрам. Пользователи могут извлечь выгоду из снижения затрат на техническое обслуживание, повышения эффективности, а также меньшего количества тепла и шума.

Каков ожидаемый срок службы бесщеточных двигателей?
Если вам нужен двигатель, который прослужит долго, используйте бесщеточный двигатель. Срок службы щеточных двигателей ограничен типом щеток и составляет в среднем от 1000 до 3000 часов, но бесщеточные двигатели могут работать десятки тысяч часов.

Заключение 🧾

Бесколлекторный двигатель постоянного тока — это блестящая идея, которая произвела революцию в области электродвижения. Они просты и обтекаемы по конструкции, что позволяет транспортным средствам, таким как радиоуправляемые автомобили и дроны, работать с оптимальной эффективностью и контролем.
В этом посте мы рассмотрели, как работают двигатели, компоненты внутри них и многие типы двигателей BLDC. Мы также обсудили электромагнетизм и то, как ESC регулирует скорость двигателя. Эта основа позволяет нам понять, как максимизировать эффективность и как потребности меняются в зависимости от предполагаемой функции дрона.-

Основы работы бесщеточного двигателя

Это руководство поможет вам понять динамику бесщеточного двигателя дрона, используемого на квадрокоптерах и как они влияют на летные характеристики. Мы углубимся в типы двигателей, варианты конструкции, вес, общую мощность и другие факторы, влияющие на производительность квадроцикла. Итак, давайте начнем.

Подробнее…

Быстрая навигация

Различия между щеточными и бесщеточными двигателями

Основы бесщеточного двигателя

Соотношение тяги к массе

Четыре размера двигателя — более высокий и широкий статоры

03 9000 Таблица производительности двигателя 2 Факторы

KV — постоянная скорости

Крутящий момент

Эффективность

Потребляемый ток

Температура

Другие факторы, которые следует учитывать

N и P числа

одно и многополированные провода

Магниты

Моторные обмотки

Вес двигателя

Моторные схемы монтажа

Особенности для поиска в двигателях

Моторные вал

Motor -Wires

. Двигатели против часовой стрелки

Двигатели с голым дном ИЛИ Двигатели с закрытым дном

Заключение

Для начинающих есть 2 типа двигателей, используемых в дронах: щеточные и бесщеточные. Они различаются по способу работы. Бесщеточные двигатели намного мощнее для своего веса, чем щеточные двигатели, и они служат намного дольше. Для больших квадроциклов: бесспорно, бесколлекторный — это главное.

Но для микро- и нано-дронов просто фантастика иметь эти дешевые моторы, которые уверенно разбиваются.

Внутренняя работа щеточного и бесщеточного двигателей одинакова; оба основаны на электромагнетизме.

Когда на обмотки двигателя подается напряжение (оба двигателя имеют катушки), создается временное магнитное поле, которое отталкивает (и/или притягивает) постоянные магниты, находящиеся внутри двигателя.

Эта магнитная сила создает силу отталкивания в катушке, которая используется для вращения/вращения вала.

Разница между щеточными и бесщеточными двигателями

КПД бесщеточных двигателей обычно составляет 85–90 %, а щеточных двигателей постоянного тока — 75–80 %. Обмотки присутствуют на роторе щеточного двигателя по сравнению со статором бесщеточного двигателя

Эта разница в эффективности означает, что большая часть общей мощности, используемой двигателем, превращается во вращательную силу, и меньше мощности теряется при нагревать.

Бесщеточный двигатель служит дольше, потому что щетки не изнашиваются, а щеточный двигатель быстро изнашивается. Это одна из причин, по которой щеточные двигатели оказались дешевле бесщеточных.

Это руководство в основном ориентировано на бесщеточные двигатели, используемые в конфигурациях дронов для гонок/фристайла.

Бесстраночные двигатели для QuadCopter

IFLIGHT XING2 2306

Лучшее стоимость денег

Лучшее соотношение цены и качества

IFLICED 230610203020121112111211121121121111111111111111111111111111112112111211111111111121111121111111111111211121121111112111111211111111 от АйФлайт. Xing2 бывают разных форм, но именно двигатели размера 2306 предлагают наилучшую отдачу от вложенных средств.

$ Проверить цену на Amazon

Xing2 2306 выпускается в двух модификациях — 1755KV для 6S и 2555KV для 4S — оснащен большими высококачественными подшипниками NSK, увеличивающими срок службы этих двигателей. При цене около 20 долларов технические характеристики этих двигателей производят на нас сильное впечатление. Эти двигатели обмотаны проводами калибра 20AWG и оснащены изогнутыми дуговыми магнитами N52H, которые уменьшают и без того тонкий зазор между статором и ротором и повышают эффективность. Валы из титанового сплава, раструб из алюминия 7075 и NSK 9Подшипники x9x4 гарантируют, что этот двигатель оснащен решеткой. Xing2 оснащены уплотнительными кольцами на подшипниках между раструбом двигателя и статором, сохраняя зазор в подшипнике плотным, чтобы уменьшить вибрации, вызванные высокими оборотами. Все эти функции достигаются при номинальном весе 31,6 г.

Emax Eco II 2207

Best Budget Pick

Best Budget Pick

Emax Eco II 2207

Emax is one of the oldest drone components manufacturer, and are well known for offering продукты с отличным соотношением цены и качества по бюджету.

$ Проверить цену на Amazon. Эти двигатели оснащены стальными валами, прецизионными подшипниками для устранения вибрации роторов и многожильными обмотками для лучшей электропроводности. ECO II поставляются с тремя различными рейтингами KV, чтобы пилоты могли запускать Lipo от 3 до 6S, что дает пилотам возможность поэкспериментировать с размерами пропеллеров. Крепления двигателя 16×16 гарантируют, что пилотам не придется беспокоиться о том, чтобы двигатели подходили к раме. Конструкция с открытым дном помогает уменьшить общий вес двигателя, но грязь и мусор могут попасть в корпус двигателя во время аварии. Эти двигатели не обеспечивают наилучшей производительности, а лучше всего служат в качестве венчика. Недорогая модель ECO II за 13 долларов делает ее идеальным выбором для любителей, пытающихся окунуться в мир FPV.

T-Motor F60 Pro V

Best Budget Pick

Best Budget Pick

T-Motor F60 Pro V

Emax is one of the oldest drone components manufacturer, and are хорошо известен тем, что предлагает отличные продукты по бюджету.

$ Проверить цену на Amazon

Pro Vs сильны. Эти двигатели имеют 4 различных номинала KV — 1750KV, 1950KV, 2020KV и 2550KV, и могут выдерживать пиковую мощность более 1000W. Pro V — самые мощные двигатели в этом списке, при правильном напряжении и пропеллере эти двигатели могут развивать тягу до 1800 г. Вся эта тяга достигается за счет неэффективности. T-Motor утверждает, что новая «конструкция крышки со смещенными сухожилиями» в верхней части двигателя оптимизирована для обеспечения прочности и долговечности. Эти моторы в первую очередь предназначены для гонок, а такие особенности, как увеличенная площадь контакта с основанием, делают дрон более стабильным, импортные шарикоподшипники EZO обеспечивают плавное вращение моторов дольше, а алюминиевый корпус и титановый вал обеспечивают низкий общий вес дрона. мотор под 34g.

Five33 2207

Lightweight Builds

Lightweight Builds

Five33 2207

‘Evan Turner’, one of the fastest FPV drone pilots, decided to design a motor, the resulting offspring этого безумного гения — сверхлегкий, безумно мощный мотор, который посрамляет любой другой мотор в этом списке.

$ Проверить цену на Flyfive

Не такой легкий вес 28,4 г, в сочетании с правильным винтом может производить более 900 Вт мощности. Five33 — компания, основанная двукратным чемпионом MultiGP Эваном Тернером. Это единственный двигатель в линейке Five33, и он имеет один рейтинг KV — 1960KV. Эван говорит, что, когда он проектировал двигатель, он хотел, чтобы он работал в паре с винтом с низким шагом. Он считает, что двигатель с высоким значением KV в сочетании с легким винтом даст наибольшую отзывчивость. С практической точки зрения на уловку, использованную Эваном, винт с более легким шагом является энергоэффективным и создает немного меньшую тягу. Но вместо этого Эван говорит, что квадроцикл, способный достичь Луны и оставаться на плаву в течение 1 минуты 30 секунд, — плохой вариант; по сравнению со слегка расстроенным квадроциклом, который управляем и держится на плаву 2+мин. Он утверждает, что этот двигатель был разработан с некоторыми замечательными характеристиками, разработанными специально для легкого гоночного квадроцикла на 5S или 6S. Это может быть легкий двигатель, но его долговечность всегда ставится под сомнение.

ALSO READ:

Brushless Motor Kv Rating Explained

Quadcopter Motor and Propeller Rotation

The Basics of brushless motor

Бесщеточный двигатель состоит из двух основных частей, называемых статором и ротором. Изображение показано ниже для справки.

Статор – неподвижная часть двигателя (обмотки), а ротор – вращающаяся часть двигателя (колокол с магнитами). Также есть много других мелких вещей, таких как подшипники, катушки, магниты, валы и т. д.

Размер двигателя основан на размере статора (диаметр и высота). Например, если размер двигателя равен 2207, это означает, что статор имеет ширину 22 мм и высоту статора 07 мм.

Также есть нечто, называемое KV мотора. Это означает, что теоретически скорость, с которой вращается двигатель, зависит от каждого вольта, приложенного к двигателю.

Соотношение тяги к массе

Бесщеточные двигатели бывают всех форм и размеров. Общее эмпирическое правило заключается в том, чтобы стремиться к соотношению тяги к весу 2:1. Вы не сможете участвовать в жестких гонках с ним. Очевидно, что чем выше, тем лучше. Отношение тяги к весу зависит в основном от размера самих квадроциклов.

Существуют готовые квадроциклы, такие как Diatone Crusader GT, у которых отношение тяги к массе составляет 8:1. Есть люди, которые добились 13:1. Но есть определенные ограничения для двигателей, потому что они могут вращаться только с такой скоростью, а вращение их еще быстрее делает их неэффективными.

Даже для установки для фотосъемки вы должны ориентироваться как минимум на 3 или 4:1 на тот случай, если вы решите обновить свою установку в будущем или добавить HD-камеру или большую батарею для более длительного времени полета или что-то в этом роде, тогда у вас будет некоторая резервная мощность, оставшаяся для компенсации.

Для новичка в гонках на дронах оптимальной будет тяга 4 или 5:1. Если у вас ограниченный бюджет, соберите чудовищный квадроцикл и ограничьте пределом газа на Betaflight или передатчике.

Счетверенные размеры двигателей — более высокие и широкие статоры

Двигатель обозначается набором из 4 цифр, таких как 2207 или 2306, или любым другим. Обозначает диаметр и высоту ротора в миллиметрах (мм). Чем больше двигатель, тем выше тяга, которую он создает.

• Более высокий статор = более высокая максимальная скорость и ужасная управляемость на низких скоростях
• Более широкий статор = более низкая максимальная скорость и лучшая управляемость на более низких скоростях

Основной причиной является усиление магнитного поля статоров. Более высокие статоры имеют большие магниты по сравнению с меньшими и более широкими статорами.

Двигатели 2207 и 2306

Хорошим сравнением будет типичное сравнение двигателей 2207 и 2306. Это широко обсуждаемая тема относительно того, что лучше, и одно нельзя рекомендовать другому, поскольку оба имеют свои преимущества и недостатки, которые будут рассмотрены в другой статье.

Таблица размеров бесщеточного двигателя

Выбор двигателя зависит от того, насколько большой вы хотите построить свой квадроцикл. Отсюда и название Размер рамы = Размер двигателя.

Определив размер рамы, мы можем определить, насколько большой двигатель мы должны использовать.

Размер рамы также ограничивает размер пропеллера, и каждый пропеллер требует отдельного двигателя для его вращения и эффективного создания тяги.

Также KV двигателя играет важную роль при выборе двигателя. Как упоминалось ранее, чем выше KV, тем больше ток.

The table below shows the nominal frames and quadcopter motor numbers:

Коэффициенты производительности

кВ — константа скорости

Теоретически RC -stless Motor -Rating представляет собой скорость, по которым на Motortates hotates на Motortates на Mattates. Например, если двигатель 2300 кВ с аккумуляторным двигателем 3S для квадрокоптера, подключенным к его концам, то двигатель будет вращаться со скоростью 2600×12,60 = 32 760 об / мин (обороты в минуту — количество оборотов в минуту) без пропеллеров. Скорость вращения постепенно снижается из-за сопротивления воздуха.

Motor KV представляет собой скорость, с которой вращается двигатель на каждый вольт, приложенный к двигателю.

Более высокое значение KV означает более низкое сопротивление, более высокое потребление тока и более низкий КПД. Меньшее значение KV означает более высокое сопротивление и меньшее потребление тока, а также значительно лучшую эффективность.

Если вы начинаете, желательно около 2300-2400 кВ.

Например, если двигатель рассчитан на 2300 кВ с напряжением батареи 3 с, то двигатель будет вращаться при 2300×12,60 = 28,980 об/мин без пропеллеров, и это максимальные обороты, которых он может достичь без нагрузки.

Скорость вращения резко снижается при установке гребного винта из-за сопротивления воздуха, оказываемого двигателю при вращении гребного винта.

Related Posts

Крутящий момент

Переходим к следующему фактору, который приходит на ум, это крутящий момент, создаваемый двигателем. Крутящий момент — это сила вращения или сила вращения, которая вращает пропеллер. Это не имеет большого значения, если вы начинаете.

На крутящий момент двигателя влияют такие факторы, как:

1. Размер статора – чем больше статор, тем выше крутящий момент

2. Материалы, такие как качество магнитов и медных обмоток в роторе

3. Факторы конструкции двигателя, такие как воздух зазоры между статором и ротором.

Крутящий момент двигателя значительно влияет на производительность квадроцикла. Это также определяет, как коптер будет реагировать на входные данные. Чем выше крутящий момент, создаваемый двигателем, тем более отзывчивым будет квадроцикл.

Крутящий момент также определяет, насколько быстро квадроцикл меняет направление в полете, что очень помогает делать более крутые повороты в гонке. Относительно, если двигатель производит меньший крутящий момент и оснащен более тяжелыми винтами, двигатель не может вращать винт, что приводит к снижению эффективности и тяги. Потребляемый ток в двигателе с чрезмерной опорой будет значительно выше.

Одним из основных недостатков двигателей с высоким крутящим моментом является то, что, несмотря на то, что они кажутся более быстрыми и чувствительными к элементам управления, у них плохие колебания. Поскольку двигатели с высоким крутящим моментом способны быстрее изменять обороты, они фактически усиливают ошибку (колебания).

В Betaflight трудно избавиться от осцилляции даже с настройкой PID, особенно по оси рыскания коптера.

Эффективность

Эффективность двигателя рассчитывается путем деления тяги, создаваемой двигателем при 100% дроссельной заслонке, на мощность, производимую двигателем.

Измеряется в граммах на ватт (г/Вт). Чем выше это отношение, тем эффективнее двигатель. Мы не собираемся все время летать на 100% дроссельной заслонке; поэтому важно учитывать КПД двигателя во всем диапазоне дроссельной заслонки от 0% до 100% дроссельной заслонки.

Некоторые двигатели могут быть эффективнее в нижней части кривой дроссельной заслонки, а некоторые двигатели могут быть более эффективными в верхней части кривой дроссельной заслонки. Поэтому важно выбрать правильный мотор в зависимости от стиля вашего полета.

Потребляемый ток

Ток, потребляемый двигателем, важен, потому что он помогает нам определить размер регулятора квадрокоптера, необходимый для этого конкретного двигателя.

Например, двигатель 1104 потребляет не более 10 А при 100 % дроссельной заслонки, тогда как некоторые двигатели 2306 потребляют не более 40 А при 100 % дроссельной заслонке. esc должен быть выбран соответственно для номинального значения, на 20 % превышающего ток, потребляемый двигателем при 100 %.

То есть; если двигатель потребляет максимум 30 А при 100% дроссельной заслонке, идеальным вариантом будет регулятор, рассчитанный на постоянный ток 36 А.

Также известен как взрывной рейтинг esc. Это максимальный ток, который esc может выдержать в течение короткого периода времени, не повреждая себя.

Температура

Температура или нагрев в целом губительны для двигателей с течением времени. Если двигатели подвергаются длительному нагреву, магниты в роторе со временем теряют свою напряженность магнитного поля. Они со временем размагничиваются под воздействием постоянного тепла, что приводит к сокращению срока службы двигателя.

Основными причинами нагрева двигателя являются чрезмерная пропорка и использование более высоких дросселей в течение длительного периода времени. Если вы профессиональный гонщик на дронах, вы будете работать с более высокими дросселями, но если вы только начинаете, и двигатель нагревается, значит, двигатель перегружен.

Но производители двигателей компенсируют эту проблему, разрабатывая охлаждающие ребра, которые помогают двигателю всасывать воздух в двигатель и охлаждать себя, что соответствует увеличению срока службы, при условии, что вы не разобьетесь и не разрушите двигатель заранее.

Другие факторы, которые необходимо учитывать

Номера N и P

Типичный двигатель 22xx или 23xx будет иметь 12 полюсов и 14 магнитов. Этот номер будет обозначаться примерно как 12П14Н. Как показано на схеме, полюса присутствуют на статоре, а постоянные магниты находятся на роторе двигателя.

Одножильный и многожильный провод

Одножильный провод, как следует из названия, состоит из одного медного провода, тогда как многожильный провод состоит из 3 меньших проводов для замены одного более толстого провода. Одножильные провода толще и намного лучше справляются с выделением тепла при использовании в высоковольтных конструкциях.

Многожильные провода легко рвутся или плавятся при более высоких рабочих температурах. Как правило, многожильные провода более эффективны, потому что они упаковывают провода намного плотнее и ближе друг к другу, что создает более сильные магнитные поля и приводит к более мощным двигателям.

Магниты

Магниты в двигателе играют важную роль в определении того, насколько мощным будет двигатель.

У дешевых двигателей более слабые магниты и меньшая тяга по сравнению с дорогими двигателями с более мощными магнитами.

Некоторые двигатели более высокого класса даже имеют изогнутые магниты, повторяющие форму ротора.

Магниты, используемые в бесщеточных двигателях, классифицируются по магнитной силе, такой как N52, N54 и т. д., чем выше, тем сильнее магнитное поле, создаваемое магнитами.

Обмотки двигателя

Другим фактором, который следует учитывать, является качество обмоток двигателя. Если двигатель имеет высококачественные медные обмотки, они будут оказывать меньшее сопротивление потоку тока и, таким образом, обеспечивать более высокую эффективность и более длительное время полета.

Вес двигателя

Вес двигателя зависит от размера и материалов двигателя. Чем больше мотор, тем он тяжелее. Имея в виду, что двигатели, используемые на 5-дюймовом квадроцикле, обычно весят около 30-40 граммов с проводами. Есть несколько очень легких двигателей, таких как Emax RSII, которые весят около 25 граммов для двигателя 2306 с парой граммов для проводов.

Есть несколько очень тяжелых двигателей, например, двигатели Cobra 2204, которые весят около 34 граммов. Как говорится, каждый грамм на счету, особенно с моторами. Почему? Поскольку плечо момента увеличивается, чем тяжелее становится двигатель. Проще говоря, для поворота квадрицепса требуется значительное усилие с увеличением на каждый грамм.

Но это не значит, что легче — лучше. Более легкие двигатели не так долговечны, как более тяжелые, потому что они должны быть сделаны из более легких материалов для уменьшения веса. Следовательно, все сводится к тому, для чего вы собираетесь использовать двигатель.

Схемы крепления мотора

Схемы крепления мотора также имеют значение, потому что они должны быть совместимы со всеми рамами, в которые вы хотите установить мотор. Большинство 5-дюймовых квадроциклов в наши дни используют моторы размеров от 2205 до 2407.

Все моторы имеют либо (16х16) мм, либо (16х19) мм.) монтажные схемы мм. Все современные рамы поддерживают все эти схемы крепления, и это не должно вызывать особых опасений.

На изображении выше показан бесколлекторный двигатель в квадроцикле. Отверстия для винтов будут присутствовать на статоре двигателя. Показанный выше двигатель или статор имеет монтажную схему 16×19 мм и использует 4 винта м3 для крепления двигателя к раме.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

Как перемотать бесколлекторный двигатель

Особенности двигателей

Вал двигателя

В настоящее время в современных двигателях используются полые валы, а не сплошные валы, чтобы уменьшить вес двигателя. В этом есть свои положительные и отрицательные стороны.

Полые валы, очевидно, уменьшают вес двигателя, но они менее долговечны при авариях.

Нельзя заменить валы без замены всего ротора двигателя. Для строителей с ограниченным бюджетом полые валы — это плохо, но для тех, кто хочет сэкономить каждый грамм, полые валы — это то, что нужно.

Воздушный зазор

Другим важным фактором повышения производительности двигателя является воздушный зазор между статором и ротором. Чем ближе ротор к статору (магниты к обмоткам), тем эффективнее он преобразует ток. Чем меньше воздушный зазор, тем выше тяга, создаваемая двигателем, поскольку статор лучше пересекает магнитные поля.

Провода двигателя

Следующим фактором, влияющим на работу двигателя, является сечение провода двигателя. Двигатели используют либо 20 Awg, либо 18 Awg (американский калибр проволоки). В серии Emax RS утверждается, что переход с провода калибра 22 на провод калибра 20 увеличил выходную мощность на 5%. Но в этом нет ничего страшного при покупке мотора и начале работы в хобби.

Стопорные зажимы

Следующее, о чем мы собираемся поговорить, это фиксирующие зажимы или способы крепления статора и ротора. Есть в основном 3 типа, которые мы используем в нашем хобби.

• E-зажим
• C-зажим
• Винтовой фиксатор

Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Например: Зажимы E трудно снять, не сломав сам зажим. Винтовые фиксаторы легко снимаются и, следовательно, обеспечивают легкий доступ к статору и ротору.

Но винтовые фиксаторы со временем отвинчиваются и ослабевают из-за постоянной вибрации двигателя, а также могут привести к чрезмерному затягиванию вала и затруднению вращения двигателя. Нельзя рекомендовать один клип вместо другого. Все зависит от того, для чего двигатель будет использоваться и его области применения.

Двигатели по часовой стрелке против часовой стрелки

Существует 2 типа двигателей — двигатели вращения по часовой стрелке (CW) и против часовой стрелки (CCW). Они различаются только направлением вращения, а остальные конструктивные параметры двигателя одинаковы. На приведенной ниже диаграмме показано расположение двигателей для четырехугольного, шестигранного и восьмицилиндрового дрона. Можно сделать вывод, что моторы противоположной стороны вращаются в одном направлении. То же самое и в гексагональных и окта-дронах.

Двигатели с голым дном ИЛИ Двигатели с закрытым дном

Последней тенденцией в квадроциклах являются двигатели с голым дном. Они значительно экономят вес (в целом 2 г), может показаться, что это немного, но это много с точки зрения гонок на дронах. Это может быть разница между победой в гонке или поражением.

Это плюсы моторов с голым дном, есть и минусы у моторов такого типа.

Во-первых, во время аварии мелкие камни и мусор могут попасть внутрь колокола и повредить магниты и катушки. Даже профессиональные гонщики часто разбиваются, поэтому новичкам лучше покупать моторы с закрытым днищем, когда они начинают заниматься хобби, потому что они больше подвержены авариям. На нижеприведенных фотографиях изображены моторы с голым и закрытым днищем.

Заключение

В этой статье мы попытались охватить большинство основных аспектов бесколлекторного двигателя для квадроцикла. В будущем он будет изменен с некоторыми изменениями по мере необходимости. Есть так много вариантов на выбор, и мы подумали, что это должно быть рассмотрено в другой статье. Мы надеемся, что эта статья хоть как-то помогла вам получить базовые знания о FPV.