1. Šepetėlinis nuolatinės srovės variklis
Šepetėliniuose varikliuose tai atliekama naudojant ant variklio veleno esantį sukamąjį jungiklį, vadinamą komutatoriumi. Jį sudaro besisukantis cilindras arba diskas, padalintas į kelis metalinius kontaktinius segmentus ant rotoriaus. Segmentai yra sujungti su laidininkų apvijomis ant rotoriaus. Du ar daugiau stacionarių kontaktų, vadinamų šepetėliais, pagaminti iš minkšto laidininko, pavyzdžiui, grafito, spaudžiasi prie komutatoriaus ir, rotoriui sukant, sudaro slystantį elektrinį kontaktą su vienas po kito einančiais segmentais. Šepetėliai selektyviai tiekia elektros srovę apvijoms. Rotoriui sukant, komutatorius pasirenka skirtingas apvijas, o kryptinė srovė tiekiama į tam tikrą apviją taip, kad rotoriaus magnetinis laukas išliktų nesuderintas su statoriumi ir sukurtų sukimo momentą viena kryptimi.
2. Bešepetis nuolatinės srovės variklis
Bešepetėliniuose nuolatinės srovės varikliuose elektroninė servo sistema pakeičia mechaninius komutatoriaus kontaktus. Elektroninis jutiklis aptinka rotoriaus kampą ir valdo puslaidininkinius jungiklius, tokius kaip tranzistoriai, kurie perjungia srovę per apvijas, pakeisdami srovės kryptį arba, kai kuriuose varikliuose ją išjungdami, tinkamu kampu, kad elektromagnetai sukurtų sukimo momentą viena kryptimi. Slydimo kontakto panaikinimas leidžia bešepetėliniams varikliams sumažinti trintį ir pailginti jų tarnavimo laiką; jų tarnavimo laiką riboja tik jų guolių tarnavimo laikas.
Šepetėliniai nuolatinės srovės varikliai nejudėdami išvysto maksimalų sukimo momentą, kuris tiesiškai mažėja didėjant greičiui. Kai kuriuos šepetėlinių variklių apribojimus galima įveikti naudojant bešepetėlius variklius; jie apima didesnį efektyvumą ir mažesnį jautrumą mechaniniam dilimui. Šie privalumai pasiekiami potencialiai mažiau tvirtos, sudėtingesnės ir brangesnės valdymo elektronikos kaina.
Įprastas bešepetis variklis turi nuolatinius magnetus, kurie sukasi aplink fiksuotą armatūrą, taip pašalindami problemas, susijusias su srovės prijungimu prie judančios armatūros. Elektroninis valdiklis pakeičia šepetėlinio nuolatinės srovės variklio komutatoriaus mazgą, kuris nuolat perjungia apvijų fazę, kad variklis suktųsi. Valdiklis atlieka panašų laikmatį energijos paskirstymą, naudodamas kietakūnę grandinę, o ne komutatorių sistemą.
Bešepetėliniai varikliai, palyginti su šepetėliniais nuolatinės srovės varikliais, turi keletą pranašumų, įskaitant didelį sukimo momento ir svorio santykį, didesnį efektyvumą, sukuriantį didesnį sukimo momentą vienam vatui, didesnį patikimumą, mažesnį triukšmą, ilgesnį tarnavimo laiką, nes pašalinama šepetėlių ir komutatorių erozija, jonizuojančiosios kibirkšties pašalinimas iš...
komutatorius ir bendras elektromagnetinių trukdžių (EMI) sumažėjimas. Kadangi rotoriuje nėra apvijų, joms nedaro įtakos išcentrinės jėgos, o kadangi apvijas laiko korpusas, jas galima aušinti laidumu, todėl aušinimui nereikia oro srauto variklio viduje. Tai savo ruožtu reiškia, kad variklio vidinės dalys gali būti visiškai uždaros ir apsaugotos nuo purvo ar kitų pašalinių medžiagų.
Bešepetėlių variklio komutacija gali būti įdiegta programiškai naudojant mikrovaldiklį arba gali būti alternatyviai įgyvendinama naudojant analogines arba skaitmenines grandines. Komutavimas elektronika, o ne šepetėliais, suteikia didesnį lankstumą ir galimybes, kurių nėra šepetėliniuose nuolatinės srovės varikliuose, įskaitant greičio ribojimą, mikrožingsninį veikimą lėtam ir tiksliam judesio valdymui bei palaikomąjį sukimo momentą nejudant. Valdiklio programinę įrangą galima pritaikyti konkrečiam varikliui, naudojamam programoje, todėl padidėja komutacijos efektyvumas.
Maksimali galia, kurią galima tiekti bešepetiniam varikliui, beveik išimtinai ribojama šilumos;[reikalinga citata] per didelė šiluma susilpnina magnetus ir pažeidžia apvijų izoliaciją.
Konvertuojant elektrą į mechaninę energiją, bešepetėliniai varikliai yra efektyvesni nei šepetėliniai varikliai, daugiausia dėl šepetėlių nebuvimo, o tai sumažina mechaninės energijos nuostolius dėl trinties. Padidėjęs efektyvumas yra didžiausias variklio veikimo kreivės srityse be apkrovos ir esant mažam apkrovimui.
Aplinkos ir reikalavimai, kuriuose gamintojai naudoja bešepetėlinius nuolatinės srovės variklius, apima nereikalaujantį priežiūros, didelį greitį ir veikimą ten, kur kibirkštys yra pavojingos (t. y. sprogioje aplinkoje) arba gali paveikti elektronikai jautrią įrangą.
Bešepetinio variklio konstrukcija panaši į žingsninio variklio, tačiau šie varikliai turi svarbių skirtumų dėl skirtingo įgyvendinimo ir veikimo. Nors žingsniniai varikliai dažnai sustabdomi, kai rotorius yra apibrėžtoje kampinėje padėtyje, bešepetis variklis paprastai skirtas nuolatiniam sukimuisi užtikrinti. Abu variklių tipai gali turėti rotoriaus padėties jutiklį vidiniam grįžtamajam ryšiui. Tiek žingsninis variklis, tiek gerai suprojektuotas bešepetis variklis gali išlaikyti baigtinį sukimo momentą esant nuliniam aps./min.
Įrašo laikas: 2023 m. kovo 8 d.
