νέα

1. Κινητήρας συνεχούς ρεύματος με ψήκτρες

Στους κινητήρες με ψήκτρες, αυτό γίνεται με έναν περιστροφικό διακόπτη στον άξονα του κινητήρα που ονομάζεται συλλέκτης. Αποτελείται από έναν περιστρεφόμενο κύλινδρο ή δίσκο που χωρίζεται σε πολλαπλά μεταλλικά τμήματα επαφής στον ρότορα. Τα τμήματα συνδέονται με περιελίξεις αγωγών στον ρότορα. Δύο ή περισσότερες σταθερές επαφές που ονομάζονται βούρτσες, κατασκευασμένες από μαλακό αγωγό όπως ο γραφίτης, πιέζουν τον συλλέκτη, δημιουργώντας ολισθαίνουσα ηλεκτρική επαφή με διαδοχικά τμήματα καθώς περιστρέφεται ο ρότορας. Οι βούρτσες παρέχουν επιλεκτικά ηλεκτρικό ρεύμα στις περιελίξεις. Καθώς ο ρότορας περιστρέφεται, ο συλλέκτης επιλέγει διαφορετικές περιελίξεις και το κατευθυντικό ρεύμα εφαρμόζεται σε μια δεδομένη περιέλιξη έτσι ώστε το μαγνητικό πεδίο του ρότορα να παραμένει μη ευθυγραμμισμένο με τον στάτορα και να δημιουργεί ροπή προς μία κατεύθυνση.

2. Κινητήρας συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες

Στους κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες, ένα ηλεκτρονικό σερβοσύστημα αντικαθιστά τις μηχανικές επαφές του συλλέκτη. Ένας ηλεκτρονικός αισθητήρας ανιχνεύει τη γωνία του ρότορα και ελέγχει ημιαγωγούς διακόπτες, όπως τρανζίστορ, οι οποίοι μεταδίδουν ρεύμα μέσω των περιελίξεων, είτε αντιστρέφοντας την κατεύθυνση του ρεύματος είτε, σε ορισμένους κινητήρες απενεργοποιώντας το, στη σωστή γωνία, έτσι ώστε οι ηλεκτρομαγνήτες να δημιουργούν ροπή προς μία κατεύθυνση. Η εξάλειψη της ολισθαίνουσας επαφής επιτρέπει στους κινητήρες χωρίς ψήκτρες να έχουν λιγότερη τριβή και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Η διάρκεια ζωής τους περιορίζεται μόνο από τη διάρκεια ζωής των ρουλεμάν τους.

Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος με ψήκτρες αναπτύσσουν μέγιστη ροπή όταν είναι ακίνητοι, η οποία μειώνεται γραμμικά καθώς αυξάνεται η ταχύτητα. Ορισμένοι περιορισμοί των κινητήρων με ψήκτρες μπορούν να ξεπεραστούν από τους κινητήρες χωρίς ψήκτρες. Σε αυτούς περιλαμβάνονται η υψηλότερη απόδοση και η χαμηλότερη ευαισθησία στη μηχανική φθορά. Αυτά τα οφέλη έρχονται με το κόστος δυνητικά λιγότερο ανθεκτικών, πιο πολύπλοκων και πιο ακριβών ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου.

Ένας τυπικός κινητήρας χωρίς ψήκτρες έχει μόνιμους μαγνήτες που περιστρέφονται γύρω από ένα σταθερό οπλισμό, εξαλείφοντας τα προβλήματα που σχετίζονται με τη σύνδεση του ρεύματος στον κινούμενο οπλισμό. Ένας ηλεκτρονικός ελεγκτής αντικαθιστά το συγκρότημα συλλέκτη του κινητήρα συνεχούς ρεύματος με ψήκτρες, το οποίο αλλάζει συνεχώς τη φάση στις περιελίξεις για να διατηρεί τον κινητήρα σε λειτουργία. Ο ελεγκτής εκτελεί παρόμοια χρονικά καθορισμένη κατανομή ισχύος χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα στερεάς κατάστασης αντί για το σύστημα συλλέκτη.

Οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τους κινητήρες συνεχούς ρεύματος με ψήκτρες, όπως υψηλή αναλογία ροπής προς βάρος, αυξημένη απόδοση που παράγει περισσότερη ροπή ανά watt, αυξημένη αξιοπιστία, μειωμένο θόρυβο, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής εξαλείφοντας τη διάβρωση από τις ψήκτρες και τον συλλέκτη, και εξάλειψη των ιονιζόμενων σπινθήρων από το...
συλλέκτη και συνολική μείωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI). Χωρίς περιελίξεις στον ρότορα, δεν υπόκεινται σε φυγοκεντρικές δυνάμεις και, επειδή οι περιελίξεις στηρίζονται στο περίβλημα, μπορούν να ψυχθούν με αγωγιμότητα, χωρίς να απαιτείται ροή αέρα στο εσωτερικό του κινητήρα για ψύξη. Αυτό με τη σειρά του σημαίνει ότι τα εσωτερικά μέρη του κινητήρα μπορούν να είναι πλήρως κλειστά και προστατευμένα από βρωμιά ή άλλα ξένα σώματα.

Η μεταγωγή κινητήρα χωρίς ψήκτρες μπορεί να υλοποιηθεί σε λογισμικό χρησιμοποιώντας μικροελεγκτή ή μπορεί εναλλακτικά να υλοποιηθεί χρησιμοποιώντας αναλογικά ή ψηφιακά κυκλώματα. Η μεταγωγή με ηλεκτρονικά αντί για ψήκτρες επιτρέπει μεγαλύτερη ευελιξία και δυνατότητες που δεν είναι διαθέσιμες με κινητήρες συνεχούς ρεύματος με ψήκτρες, συμπεριλαμβανομένου του περιορισμού ταχύτητας, της λειτουργίας μικροβημάτων για αργό και λεπτό έλεγχο κίνησης και της συγκράτησης ροπής όταν είναι ακίνητος. Το λογισμικό του ελεγκτή μπορεί να προσαρμοστεί στον συγκεκριμένο κινητήρα που χρησιμοποιείται στην εφαρμογή, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη απόδοση μεταγωγής.

Η μέγιστη ισχύς που μπορεί να εφαρμοστεί σε έναν κινητήρα χωρίς ψήκτρες περιορίζεται σχεδόν αποκλειστικά από τη θερμότητα. [απαιτείται παραπομπή] η υπερβολική θερμότητα αποδυναμώνει τους μαγνήτες και θα καταστρέψει τη μόνωση των περιελίξεων.

Κατά τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ισχύ, οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι πιο αποδοτικοί από τους κινητήρες με ψήκτρες, κυρίως λόγω της απουσίας ψήκτρων, η οποία μειώνει την απώλεια μηχανικής ενέργειας λόγω τριβής. Η βελτιωμένη απόδοση είναι μεγαλύτερη στις περιοχές χωρίς φορτίο και χαμηλού φορτίου της καμπύλης απόδοσης του κινητήρα.

Τα περιβάλλοντα και οι απαιτήσεις στα οποία οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες περιλαμβάνουν λειτουργία χωρίς συντήρηση, υψηλές ταχύτητες και λειτουργία όπου η δημιουργία σπινθήρων είναι επικίνδυνη (δηλαδή, εκρηκτικά περιβάλλοντα) ή θα μπορούσε να επηρεάσει ηλεκτρονικά ευαίσθητο εξοπλισμό.

Η κατασκευή ενός κινητήρα χωρίς ψήκτρες μοιάζει με έναν βηματικό κινητήρα, αλλά οι κινητήρες έχουν σημαντικές διαφορές λόγω διαφορών στην υλοποίηση και τη λειτουργία. Ενώ οι βηματικοί κινητήρες συχνά σταματούν με τον ρότορα σε μια καθορισμένη γωνιακή θέση, ένας κινητήρας χωρίς ψήκτρες συνήθως προορίζεται για την παραγωγή συνεχούς περιστροφής. Και οι δύο τύποι κινητήρων μπορεί να διαθέτουν αισθητήρα θέσης ρότορα για εσωτερική ανάδραση. Τόσο ένας βηματικός κινητήρας όσο και ένας καλά σχεδιασμένος κινητήρας χωρίς ψήκτρες μπορούν να διατηρήσουν πεπερασμένη ροπή στις μηδενικές στροφές.