Na področju elektrotehnike imajo enosmerni (DC) motorji ključno vlogo v najrazličnejših aplikacijah. Med enosmernimi motorji se pogosto uporabljajo tisti s ščetkami. Vendar pa se zdi, da obstaja nekaj zmede glede enosmernih motorjev z ogljikovimi ščetkami in enosmernih motorjev s ščetkami. V tem članku bomo analizirali razlike med njimi in raziskali njihove ustrezne scenarije uporabe.
Pojasnitev terminologije
Najprej je pomembno omeniti, da so enosmerni motorji s krtačkami pravzaprav podmnožica enosmernih motorjev s krtačkami. Izraz "enosmerni motor s krtačkami" je bolj splošna klasifikacija, medtem ko se "enosmerni motor s krtačkami" nanaša posebej na enosmerni motor s krtačkami, kjer so krtačke izdelane predvsem iz materialov na osnovi ogljika.
Strukturne in materialne razlike
Material krtače
- DC motorji z ogljikovimi krtačkamiKot že ime pove, so ščetke v teh motorjih pretežno izdelane iz ogljika. Ogljik ima odlične samomazalne lastnosti, ki zmanjšujejo trenje med ščetko in komutatorjem. To ima za posledico manjšo obrabo in podaljša življenjsko dobo ščetk. Poleg tega je ogljik dober električni prevodnik, čeprav njegova prevodnost ni tako visoka kot pri nekaterih kovinah. Na primer, v majhnih hobi motorjih se ogljene ščetke pogosto uporabljajo zaradi njihove stroškovne učinkovitosti in zanesljivosti.
- Krtačni enosmerni motorji (v širšem smislu)Krtače v enosmernih motorjih brez ogljikovih krtačk so lahko izdelane iz različnih materialov. Kovinsko-grafitne ščetke na primer združujejo visoko električno prevodnost kovin (kot je baker) s samomazalnimi in proti obrabi odpornimi lastnostmi grafita. Te ščetke se običajno uporabljajo v aplikacijah, kjer je potrebna večja nosilnost toka.
Interakcija komutatorja
- DC motorji z ogljikovimi krtačkamiOglene ščetke gladko drsijo po površini komutatorja. Samomazalna narava ogljika pomaga ohranjati konstantno kontaktno silo, kar je ključnega pomena za stabilno električno povezavo. V nekaterih primerih lahko oglene ščetke med delovanjem proizvajajo tudi manj električnega šuma, zaradi česar so primerne za aplikacije, občutljive na elektromagnetne motnje.
- Krtačni enosmerni motorji z različnimi krtačkamiKovinsko-grafitne ščetke lahko zaradi svojih različnih fizikalnih lastnosti zahtevajo drugačno zasnovo komutatorja. Višja prevodnost kovinskega dela lahko povzroči drugačne vzorce porazdelitve toka na površini komutatorja, zato bo komutator morda treba zasnovati tako, da bo to učinkoviteje obvladoval.
Razlike v zmogljivosti
Moč in učinkovitost
- DC motorji z ogljikovimi krtačkamiNa splošno so enosmerni motorji z ogljikovimi ščetkami primerni za uporabo z nizko do srednjo močjo. Njihova relativno nižja prevodnost v primerjavi z nekaterimi kovinskimi ščetkami lahko povzroči nekoliko višjo električno upornost, kar lahko povzroči nekaj izgub moči v obliki toplote. Vendar pa njihova lastnost samomazanja zmanjšuje mehanske izgube zaradi trenja, kar pomaga ohranjati razumno splošno učinkovitost. Na primer, v majhnih gospodinjskih aparatih, kot so električni ventilatorji, se pogosto uporabljajo enosmerni motorji z ogljikovimi ščetkami, ki zagotavljajo dovolj moči, hkrati pa ostajajo dovolj energetsko učinkoviti za gospodinjsko uporabo.
- Krtačni enosmerni motorji z različnimi krtačkamiMotorji s kovinsko-grafitnimi ščetkami se pogosto uporabljajo v aplikacijah z veliko močjo. Visoka električna prevodnost kovinske komponente omogoča učinkovitejši prenos velikih količin toka, kar ima za posledico večjo izhodno moč. Industrijski stroji, kot so veliki transportni sistemi, pogosto uporabljajo te vrste motorjev za pogon težkih bremen.
Nadzor hitrosti
- DC motorji z ogljikovimi krtačkamiNadzor hitrosti enosmernih motorjev z ogljikovimi ščetkami je mogoče doseči z različnimi metodami, kot je na primer prilagajanje vhodne napetosti. Vendar pa zaradi svojih lastnosti morda ne ponujajo enake ravni natančnega nadzora hitrosti kot nekatere druge vrste motorjev. V aplikacijah, kjer stabilnost hitrosti ni izjemnega pomena, kot pri nekaterih preprostih prezračevalnih ventilatorjih, lahko enosmerni motorji z ogljikovimi ščetkami delujejo ustrezno.
- Krtačni enosmerni motorji z različnimi krtačkamiV nekaterih primerih, zlasti z naprednejšimi materiali in zasnovami ščetk, je mogoče doseči boljši nadzor hitrosti. Zmožnost obvladovanja višjih tokov in stabilnejših električnih povezav lahko omogoči bolj sofisticirane tehnike nadzora hitrosti, kot je učinkovitejša uporaba pulzno-širinske modulacije (PWM). Visokozmogljivi servo motorji, ki zahtevajo natančen nadzor hitrosti za aplikacije, kot je robotika, lahko za ta namen uporabljajo ščetke s specializiranimi materiali.
Scenariji uporabe
DC motorji z ogljikovimi krtačkami
- Potrošniška elektronikaŠiroko se uporabljajo v majhni potrošniški elektroniki, kot so električne zobne ščetke, sušilniki za lase in prenosni ventilatorji. Njihova kompaktna velikost, relativno nizki stroški in zadostna zmogljivost izpolnjujejo zahteve teh naprav.
- Avtomobilski dodatkiV avtomobilih se enosmerni motorji z ogljikovimi ščetkami uporabljajo v aplikacijah, kot so brisalci vetrobranskega stekla, električni pomik stekel in nastavitve sedežev. Ti motorji morajo biti zanesljivi in stroškovno učinkoviti, enosmerni motorji z ogljikovimi ščetkami pa so primerni za to.
Krtačni enosmerni motorjiz različnimi čopiči
- Industrijski strojiKot smo že omenili, se v industrijskih okoljih motorji z visoko prevodnimi ščetkami uporabljajo za pogon velike opreme. V proizvodnem obratu motorji, ki poganjajo črpalke, kompresorje in rezkalne stroje z veliko zmogljivostjo, pogosto zahtevajo visoko izhodno moč in natančen nadzor, kar lahko zagotovijo krtačni enosmerni motorji z ustreznimi materiali ščetk.
- Vesoljska in obrambna industrijaV nekaterih vesoljskih in letalskih aplikacijah, kot so aktuatorji letal, se uporabljajo krtačni enosmerni motorji s specializiranimi ščetkami. Ti motorji morajo delovati v ekstremnih pogojih, vključno z visokimi temperaturami in okolji z visokimi vibracijami. Izbira materiala ščetk je ključnega pomena za zagotovitev zanesljivega delovanja v tako zahtevnih situacijah.
Skratka, čeprav so enosmerni motorji z ogljikovimi ščetkami vrsta enosmernega motorja s ščetkami, razlike v materialih ščetk in posledičnih značilnostih delovanja vodijo do različnih scenarijev uporabe. Razumevanje teh razlik je ključnega pomena za inženirje in oblikovalce pri izbiri najprimernejšega enosmernega motorja za določeno uporabo.
tudi tebi je všeč vse
Čas objave: 16. januar 2025