Jaka jest różnica między szczotkowanymi silnikami DC i bezszczotkowymi silnikami prądu stałego?

Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę przy wyborze silnika

Główną różnicą między silnikami szczotkowanymi i bezszczotkowymi jest żywotność. Żywotność silnika szczotkowego jest krótsza i jest ograniczona zużyciem szczotki, podczas gdy zużycie łożysk kulkowych silnika bezszczotkowego jest znacznie większe.

W przypadku wielu zastosowań krótsza żywotność silnika bezszczotkowego nie stanowi problemu, ponieważ można ją zrekompensować niższym kosztem. Żywotność może wynosić od 100 do 10 000 godzin, w zależności od czynników, takich jak bieżące obciążenie, prędkość, wibracje i częstotliwość odwrócenia. Średnia wynosi około 2000 godzin. Z drugiej strony silniki bezszczotkowe mogą zapewnić dziesiątki tysięcy godzin żywotności.

Kolejną kwestią jest szybkość. Ogólnie rzecz biorąc, maksymalna prędkość szczotkowanego silnika wynosi 20 000 obr./min, ale w tym zakresie zużycie elektryczne i mechaniczne gwałtownie wzrośnie, co znacznie skróci żywotność. W rzeczywistości prędkość pracy silnika szczotkowego jest zwykle mniejsza niż 10 000 obr./min. Silniki bezszczotkowe o podobnej wielkości i konstrukcji magnetycznej mogą działać z większymi prędkościami, w niektórych przypadkach do 100 000 obr./min. Są to idealne silniki do zastosowań, w których prędkość jest krytyczna.

Ale to są uogólnienia. Należy sprawdzić kartę katalogową każdego silnika, aby uzyskać dokładne informacje na temat funkcji prędkości i momentu obrotowego.

Warunki środowiskowe są kolejnym czynnikiem. Jeśli obawiasz się zakłóceń elektromagnetycznych, silnik szczotki może nie być odpowiedni z powodu zjawiska zwanego ogniem szczotki. W środowisku gazowym wybuchowym iskry szczotki stanowią poważny problem. Szczotki wykonane z grafitu wymagają wilgoci atmosferycznej i tlenu do prawidłowego działania i generują kurz, który może zanieczyścić pomieszczenia czyste, wysoką próżnię lub sprzęt optyczny.

Z tych powodów większość silników w specjalnych warunkach środowiskowych jest bezszczotkowa. Nie ma fizycznych pozostałości po szczotkach ani emisji związanych z iskrami. Silniki bezszczotkowe nie są z natury przeciwwybuchowe, ale można je łatwo wprowadzić za pomocą specjalnych modyfikacji. Mogą być sterylizowane i eksploatowane w zastosowaniach o bardzo wysokiej próżni, które wymagają wstępnego podgrzewania, co czyni je idealnymi do zastosowań medycznych. Silniki bezszczotkowe mogą również wytrzymać wysoki poziom wibracji i wysokie temperatury.

Żaden inny rodzaj silnika nie jest tak prosty jak szczotkowany silnik prądu stałego. Wystarczy przypiąć napięcie, aby silnik się obrócił. Silniki bezszczotkowe wymagają sterowników elektronicznych i dodatkowych, co zwiększa złożoność i koszty. Jednak ta zaleta jest kompensowana w aplikacjach, które wymagają wyższych poziomów kontroli. W tych zastosowaniach zarówno silniki szczotkowane, jak i bezszczotkowe wymagają sterownika do kontrolowania prędkości silnika, położenia wału lub sprzężenia zwrotnego momentu obrotowego.

Dlatego też, niezależnie od tego, czy jest szczotkowany, czy bezszczotkowy, ostatecznie musisz wybrać zgodnie z szybkością, żywotnością, złożonością instalacji i wymaganiami środowiskowymi konkretnej aplikacji.