Cum funcționează un motor DC cu perii? Ghid de inginerie pentru motoare cu perii micro

Principiul de funcționare al motorului DC cu perie: răspunsul scurt

Apăsați pe trăgaciul unei șurubelnițe fără fir și un mic motor electric DC periat dezvoltă cuplul aproape instantaneu. Acest răspuns rapid, combinat cu costuri reduse și control simplu al vitezei, este motivul pentru care motoarele cu perii încă apar în atât de multe produse de zi cu zi.

Principiul de lucru se încadrează într-un singur paragraf. Curentul electric intră prin două perii de cărbune care alunecă pe un comutator din cupru segmentat montat pe arbore. Comutatorul alimentează curentul în bobinele înfăşurate pe rotor. Acele bobine generează un câmp magnetic care interacționează cu câmpul cu magnet permanent al statorului, creând rotație. Chiar înainte ca rotorul să se alinieze cu câmpul statorului, segmentele comutatorului schimbă contactul cu periile și inversează direcția curentului în bobine. Această inversare, numită comutație, împinge rotorul dincolo de punctul mort și îl menține în rotație în aceeași direcție.

Fiecare motor de curent continuu cu micro-perie, de la seria compactă 300 până la seria mai mare 900 fabricată la Yuyao Hongyang Micromotor, funcționează pe același principiu electromecanic.

Componentăele principale ale unui motor de curent continuu cu micro perii

Un motor electric DC periat are patru părți funcționale. Tabelul de mai jos rezumă fiecare parte și rolul acesteia; cele două sub-secțiuni care urmează explică detaliile care contează atunci când comparați motoare de la diferiți furnizori.

Stator și rotor: de unde vine cuplul

Într-un motor periat cu magnet permanent, statorul folosește magneți curbați pentru a crea un câmp fix în spațiul de aer. Rotorul se află în interiorul acelui câmp. Când curentul trece prin înfășurările rotorului, fiecare bobină se comportă ca un electromagnet. Atracția și repulsia dintre câmpul rotorului și câmpul statorului produc cuplu pe arbore.

Comutator și perii: Comutatorul mecanic

Comutatorul este ceea ce distinge un motor cu perii de orice alt tip de motor DC. Pe măsură ce rotorul se rotește, diferite segmente de comutator intră în contact cu periile staționare. Comutarea are loc în poziția unghiulară în care bobina este coplanară cu câmpul statorului, care este punctul în care cuplul ar scădea altfel la zero. Prin urmare, perechea perie-comutator acționează ca un comutator rotativ sincronizat cu poziția rotorului, fără niciun senzor extern sau circuit de antrenare.

Pas cu pas: Cum se rotește un motor DC periat

Pentru a vedea clar secvența, imaginați-vă un motor simplu cu doi poli. Secvența se repetă de două ori pe rotație, deoarece fiecare pereche de bobine este comutată la fiecare jumătate de tură.

1. Tensiunea de curent continuu este aplicată celor două terminale, care sunt conectate la perii.
2. Peria pozitivă intră în contact cu un segment de comutator și curentul curge în înfășurarea rotorului; peria negativă completează circuitul.
3. Curentul din înfășurare creează o axă magnetică în rotor. Deoarece magneții statorului sunt fixați, forțele magnetice rotesc rotorul spre alinierea cu câmpul statorului.
4. În punctul de aliniere, segmentele comutatorului trec pe sub perii și direcția curentului în înfășurare se inversează. Polaritatea magnetică a rotorului se răstoarnă, astfel încât, în loc să se oprească, rotorul este împins peste punctul mort și continuă să se rotească.
5. Secvența se repetă, producând o rotație continuă atâta timp cât este furnizată curent continuu.

Din acest design decurg două consecințe. În primul rând, nu este nevoie de controler electronic pentru a comuta motorul; periile o fac mecanic. În al doilea rând, înfășurările rotative generează o forță electromotoare inversă care se opune tensiunii de alimentare. EMF înapoi crește odată cu viteza, motiv pentru care un motor cu rotire liberă consumă puțin curent, în timp ce un motor blocat atrage curent maxim.

Cuplul, viteza și starea de blocare

Majoritatea inginerilor care contactează un producător de micromotoare își doresc același lucru: un motor care se potrivește spațiului disponibil și oferă cuplul potrivit la viteza potrivită, fără supraîncălzire.

Două relații definesc comportamentul motorului cu perii de curent continuu. Cuplul este proporțional cu curentul de armătură și cu fluxul magnetic al statorului. Viteza este proporțională cu tensiunea aplicată armăturii minus căderea de tensiune pe rezistența înfășurării. În limbaj simplu, încărcați arborele și motorul încetinește și atrage mai mult curent; crește tensiunea și motorul accelerează, în timp ce cuplul rămâne aproximativ liniar cu curentul.

Aceste relații arată și unde sunt riscurile. Un motor care funcționează sub valoarea sa de sarcină este sigur. Un motor care rulează peste valoarea nominală, sau blocat, poate supraîncălzi izolația înfășurării, poate deteriora comutatorul și poate demagnetiza magneții statorului. Cuplul nominal și curentul nominal corespunzător contează mai mult decât viteza fără sarcină atunci când selectați un motor.

Produsele care transportă aer ilustrează compromisul. Un rotor de ventilator prezintă o sarcină care crește cu viteza; dacă motorului nu are marja de cuplu în punctul de funcționare, rotorul încetinește și curentul crește. The Motor DC cu perii RS360 cu cuplu mare pentru ventilatoare este un exemplu de motor bobinat în mod deliberat și magnetizat pentru acel model de sarcină, oferind rotorului suficientă marjă fără a împinge curentul de înfășurare în zona de pericol.

Motor DC cu micro perie de vânzare cu ridicata pentru furnizori de pompe, fabrică Deoarece China Micro Motor DC pentru furnizori de pompe și Motor DC cu perie mică RS-360 pentru fabrica de pompe de aer, Yuyao Hongyang Micromotor Co., Ltd. off... Vizualizare produs →

Brushed versus Brushless: Ce înseamnă comparația

Oricine cumpără motoare micro DC va vedea alternative fără perii, iar alegerea nu este întotdeauna evidentă. Tabelul de mai jos compară factorii care influențează costul produsului, fiabilitatea și experiența utilizatorului.

Concluzia este practică, nu teoretică. Dacă produsul dvs. are un ciclu de funcționare intermitent, funcționează la tensiune joasă și concurează la costuri, un motor cu perii este de obicei cea mai bună alegere de inginerie. Dacă motorul funcționează ore întregi în fiecare zi și eficiența este un argument de vânzare, fără perii devine atractiv. De aceea, producătorii păstrează ambele tehnologii în gama lor și de ce răspunsul depinde mai degrabă de profilul de încărcare decât de modă.

La aparatele electrocasnice, unde utilizatorii stau aproape de produs, zgomotul periilor generează rapid plângeri. The Motor DC RS380SL cu periaj silențios pentru aplicare acasă este o variantă liniștită, construită pentru acest tip de mediu, în care câțiva decibeli de zgomot de perie decid dacă un produs pare premium sau ieftin.

Motor PMDC micro periat cu ridicata pentru furnizori de aparate de cafea, fabrică Yuyao Hongyang Micromotor Co., Ltd. este furnizori de motoare micro PMDC din China și motor PMDC periat RS-380SL pentru fabrica de cafetiere, noi... Vizualizare produs →

Selectarea unui motor DC cu perie pentru produsul dvs

Deoarece un motor cu microperii face întotdeauna parte dintr-un sistem mai mare, selecția începe cu sarcina, nu cu catalogul de motoare. Trei modele de aplicare merită recunoscute.

Potrivirea motorului la sarcină

Unelte electrice precum șurubelnițe electrice au nevoie de cuplu mare la viteză mică și tolerează suprasarcini scurte; cuplul mare de pornire al motorului cu perii este exact caracteristica potrivită. Produse de uz casnic precum aspiratoare robot au nevoie de dimensiuni compacte, durată de viață moderată și zgomot redus, astfel încât calitatea periei și finisajul comutatorului contează la fel de mult ca designul magnetic de bază. Echipamente automate precum automate automate rulează cicluri de lucru lungi, iar consumul de curent plus disiparea căldurii decid dacă motorul supraviețuiește într-o carcasă etanșă.

Verificarea unui micromotor înainte de comenzile de volum

După ce aveți o listă scurtă care se potrivește cu plicul dumneavoastră mecanic, verificați acești parametri pe mostre înainte de a plasa o comandă de volum:

• Tensiunea nominală și consumul de curent la sarcina nominală. O diferență de 20 la sută în curent între probe indică inconsecvența înfășurării sau a magnetului.
• Viteza fără sarcină, viteza nominală și cuplul de blocare. Comparați-le cu curba dvs. de încărcare, nu doar cu foaia de date.
• Zgomot acustic, raportat în dB(A). Pentru aparatele electrocasnice, aceasta este o specificație de primă linie; un motor care este mecanic perfect, dar audibil nu va eșua recenzia produsului.
• Durată de viață în ore, testată în același ciclu de funcționare pe care intenționați să îl utilizați. Un motor nominal pentru funcționare continuă se poate defecta rapid într-o secvență agresivă de pornire-oprire.
• Conformitatea materialului pentru piața dvs. țintă. Conformitatea cu standardele de producție ISO 9001, RoHS și REACH sunt solicitate în mod obișnuit de cumpărătorii de micromotoare.
• Personalizare arbore și terminale. Arborele plat, angrenajul pinionului, lungimea firului de plumb și tipul de conector fac adesea diferența între un motor de tip drop-in și o variantă personalizată.

Aparatele de cafea sunt un bun exemplu de ce contează designul specific produsului. Aparatul se pornește și se oprește de mai multe ori pe zi, iar utilizatorii observă vibrații și clicuri ale motorului. The Motor DC RS550SL cu perie netedă pentru aparatele de cafea vizează exact acel profil cu rulare cu vibrații reduse și comportament de pornire consistent.

Motor de curent continuu cu perie cu zgomot redus RS-550SL pentru furnizori de tocatoare de hârtie, Facto Yuyao Hongyang Micromotor Co., Ltd. este China en-gros RS-550SL Motor cu perie cu zgomot redus pentru Furnizori și Fabrică de Tocător de hârtie, detalii... Vizualizare produs →

La Yuyao Hongyang Micromotor, am fabricat motoare de curent continuu cu micro perii din 1988 în seriile 300, 500, 700, 800 și 900, cu o capacitate anuală de peste 10 milioane de unități. Indiferent de furnizorul pe care îl evaluați, solicitați date de testare privind curbele cuplu-viteză, zgomot acustic și rezistență. Răspunsurile vă vor spune mai multe despre procesul de fabricație decât orice descriere promoțională.