Quando si progetta e si seleziona unmicro pompa dell'acquaIl motore di azionamento è la chiave per determinare le prestazioni, la durata e il costo della pompa. Normalmente, i due lati di questo duello sono tradizionalimotori a spazzole di carboneEmoderni motori brushlessComprendere le differenze è fondamentale per scegliere la pompa più adatta al proprio progetto.

Innanzitutto, permettetemi di chiarire un concetto.

Nel campo delle micropompe idrauliche, ciò che comunemente chiamiamo "motore a spazzole di carbone" o "motore a spazzole" si riferisce allo stesso tipo di motore: un motore a corrente continua con spazzole, che utilizza spazzole di carbone (spazzole) per entrare in contatto con il commutatore, dirigere la corrente e invertire la direzione del campo magnetico.
E i suoi rivali, attraverso la commutazione del circuito elettronico dimotore a corrente continua senza spazzolecontrollare.

Per comprendere meglio le loro principali differenze, possiamo fare un rapido confronto consultando la seguente tabella:

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1. Motore con spazzole di carbone: una scelta classica ed economica

 

I motori a spazzole di carbone, noti anche come motori a corrente continua con spazzole, sono soluzioni di azionamento tecnicamente molto mature.

Principio di funzionamento
Il nucleo passa attraverso duespazzole di carbone(realizzati in grafite e metallo) come contatti conduttivi fissi, con la rotazionefoglio commutatoresul rotore del motore è presente un contatto continuo, in modo che la direzione della corrente venga costantemente commutata, permettendo così al rotore di continuare a ruotare.

Caratteristiche principali:

1 Vantaggi:

Basso costo: grazie alla struttura semplice e alla tecnologia consolidata, il costo di produzione è di gran lunga inferiore rispetto ai motori brushless, il che rende il prezzo complessivo della pompa molto competitivo.

 

Controllo semplice:La velocità e la coppia possono essere facilmente regolate modificando la tensione o la corrente, ad esempio utilizzando un semplice regolatore di velocità PWM, senza bisogno di circuiti di pilotaggio complessi.

2.SvantaggioDurata limitata: questo è il principale svantaggio dei motori con spazzole di carbone. Le spazzole di carbone sono materiali di consumo e si usurano gradualmente a causa dell'attrito prolungato ad alta velocità con il collettore. Quando sono usurate, il motore si guasta. Pertanto, la durata dei motori con spazzole di carbone varia generalmente da diverse centinaia a diverse migliaia di ore.

3. Si genereranno interferenze elettromagnetiche:Le spazzole di carbone e il collettore produrranno scintille elettriche al momento del contatto e della separazione, causando interferenze elettromagnetiche alle apparecchiature elettroniche circostanti.

4.Efficienza relativamente bassa:A causa della resistenza d'attrito e della resistenza di contatto delle spazzole di carbone, la perdita di energia è elevata e l'efficienza è generalmente inferiore a quella dei motori brushless.

5. Rumoroso:L'attrito delle spazzole di carbone e le scintille prodotte generano un certo rumore durante il funzionamento.

 

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2-Motore brushless: la scelta moderna per prestazioni elevate

Motore senza spazzolerappresenta una direzione tecnologica più avanzata ed efficiente.

Principio di funzionamento:
Annulla il contatto fisico tra la spazzola di carbone e il commutatore. Invece, uncontrollore elettronicoViene utilizzato per rilevare la posizione del rotore e controllare con precisione la sequenza di energizzazione e la temporizzazione delle bobine dello statore, azionando così il rotore in rotazione. Si tratta di un'inversione "elettronica" piuttosto che "meccanica".

Caratteristica principale:

Dettagli:

Lunga durata:Poiché non ci sono parti a contatto fisico soggette a usura, la sua durata dipende unicamente dall'usura del cuscinetto, generalmente fino a decine di migliaia di ore, ovvero dieci o addirittura decine di volte la durata di un motore a spazzole di carbone.

Alta efficienza, basso consumo energetico:Non vi è alcuna perdita di contatto meccanico e l'efficienza di conversione energetica è elevata, il che significa che consente di risparmiare più elettricità o di fornire una maggiore potenza in uscita a parità di consumo.

voce bassa:Nessun rumore di attrito delle spazzole di carbone, per un funzionamento più silenzioso.

Nessuna interferenza elettromagnetica:Nessun problema di elettrodeposizione, molto compatibile con sistemi elettronici sensibili.

Elevata controllabilità:Se abbinato a un controller intelligente, può realizzare funzioni avanzate come il controllo preciso della velocità, la protezione dal blocco del rotore e l'uscita del segnale di feedback.

Svantaggi:

Costo elevato:La struttura del motore e il controller di azionamento richiesto sono più complessi rispetto a quelli dei motori a spazzole di carbone, con conseguente aumento del costo totale3.

Controllo complesso:Per funzionare, necessita di un controller dedicato e non può ruotare direttamente all'accensione come un motore a spazzole di carbone.

 

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Come scegliere gli scenari di applicazione?

Una volta che ne conosci le caratteristiche, la scelta diventa chiara:

Scegli una pompa con motore brushless quando:

Il costo è la considerazione principalee il budget del progetto è molto limitato. L'attrezzatura è perUna voltaOa breve termineuso, o viene usato molto raramente.Rumore, interferenze elettromagnetiche e duratanon sono critici. È richiesto un controllo della velocità estremamente semplice.

Applicazioni tipiche:Fontane da tavolo economiche, sistemi di circolazione dell'acqua semplici, modelli da esposizione usa e getta e giocattoli a basso costo.

Selezionare la pompa con motore "brushless" quando:

Affidabilità e lunga durata sono i requisiti fondamentali.L'apparecchiatura deve funzionare stabilmente per lungo tempo. Applicazione in aree sensibili ainterferenze elettromagnetiche, come apparecchiature mediche, strumenti di laboratorio, sistemi audio hi-fi near-fi. Richiedonofunzionamento silenzioso, come elettrodomestici, acquari silenziosi, apparecchiature per ufficio. L'efficienza energetica è necessaria, soprattutto nei dispositivi portatili alimentati a batteria.Controllo intelligentesono necessarie, ad esempio, la comunicazione con microcomputer a chip singolo e il controllo preciso del flusso, ecc.

Applicazioni tipiche:apparecchiature diagnostiche mediche, macchine da caffè, depuratori d'acqua di alta gamma, elettronica per autoveicoli, pompe di circolazione per acquari a lunga durata, sistemi di irrorazione con droni, ecc.

riepilogo

In una parola, la scelta del motore a spazzole di carbone e del motore brushless in pompa a microdiaframmaè essenzialmente un compromesso tra"costo" e "prestazioni".

Motori a spazzole di carboneGrazie al loro estremo vantaggio in termini di costi e alla semplicità di controllo, mantengono ancora una posizione importante nel mercato sensibile al prezzo.

Motore senza spazzolecon il suoeccellente affidabilità, lunga durata e prestazioni complessive eccellenti,è diventato lo standard assoluto per le moderne applicazioni di fascia alta e ad alta richiesta. Spero che questo articolo vi aiuti a fare la scelta tecnologica più consapevole.