Silnik prądu stałego lub silnik prądu stałego to maszyna elektryczna, która działa poprzez przekształcanie energii elektrycznej w energię mechaniczną. Proces ten rozpoczyna się, gdy silnik prądu stałego pobiera energię elektryczną z zasilania prądem stałym, a następnie przekształca tę energię w energię mechaniczną lub obrót. Powstające pola magnetyczne są wykorzystywane do wprawiania w ruch wirnika. Silnik prądu stałego ma dwa typy: szczotkowany i bezszczotkowy.
Silnik szczotkowany a silnik bezszczotkowy
Różnica między silnikami szczotkowymi i bezszczotkowymi polega na tym, że silnik szczotkowy wykorzystuje dwubiegunowy elektromagnes jako wirnik zewnętrzny, podczas gdy silnik bezszczotkowy wykorzystuje magnes stały dla wirnika zewnętrznego. W silniku szczotkowym komutator dba o biegunowość elektromagnesu. W silniku bezszczotkowym trzy fazy cewek napędowych oraz specjalny czujnik śledzą położenie wirnika.
Szczotkowany silnik prądu stałego wykorzystuje cewki uzwojone znane jako twornik, które działają jak elektromagnes. Jest używany jako wirnik zewnętrzny. Kierunek prądu jest odwracany dwa razy w cyklu przez komutator. Działa również w celu odwrócenia polaryzacji elektromagnesu, gdy przecina on magnes trwały. W ten sposób powstaje prąd stały, który później zamienia się w energię mechaniczną.
Z drugiej strony bezszczotkowy silnik prądu stałego wykorzystuje magnes trwały na wirniku. Posiada elektryczną metodę obracania wirnika. Elektrody szczotkowe nie są tutaj używane, w przeciwieństwie do silnika szczotkowego. Zasada działania silnika bezszczotkowego jest odwrotna do poprzedniej. Elektromagnesy służą do obracania silnika.
Tabela porównawcza silników szczotkowanych i bezszczotkowych
| Parametry porównania | Szczotkowany silnik | Silnik bezszczotkowy |
| Uruchomić | Silnik szczotkowy został wprowadzony na rynek pod koniec XIX wieku. | Silnik bezszczotkowy został wprowadzony na rynek w latach 60-tych. |
| Złożony z | Szczotkowany silnik zawiera fizyczny komutator wirnika. | Silnik bezszczotkowy nie ma szczotek i działa elektronicznie. |
| Efektywność | Jest mniej wydajny ze względu na straty mocy. | Jest bardziej wydajny. |
| Długość życia | Ma krótszą żywotność. | Jego żywotność jest dłuższa. |
| Moment obrotowy | Przy niskim napięciu moment obrotowy jest obniżony. | Moment obrotowy pozostaje wyższy. |
| Mechanizm napędowy | Wymaga przełożenia, ponieważ działa bardzo szybko. | Nie ma potrzeby przestawiania. |
| Cechy | W porównaniu jest cięższy. | Jest lżejszy i niezawodny. |
| cennik | To jest tańsze. | Chociaż jest wyceniony po wyższych stawkach. |
Co to jest silnik szczotkowany?
Silnik szczotkowy to silnik elektryczny, który do wykonania wymaganej pracy wykorzystuje prąd stały. Wykorzystuje zworę, która działa jak elektromagnes. Jest używany na zewnętrznym rotorze. Istnieje fizyczny komutator do włączania wirnika. Bieguny elektromagnesu ocierają się tam iz powrotem o magnes stały, który stopniowo tworzy prąd stały.
Silniki szczotkowane są używane od końca XIX wieku. Są bardzo preferowane do zastosowań komercyjnych i przemysłowych. W silniku szczotkowym istnieją cztery podstawowe elementy: stojan, wirnik, szczotki i komutator. Prędkość silnika można regulować, zmieniając wielkość napięcia siły pola magnetycznego, które jest w nim wytwarzane.
Silniki szczotkowane pokryte są powłoką cynkową i tłoczoną stalą, a na jednym z końców zamocowana jest plastikowa nasadka. Powłoka i nasadka mają zwykle sporo otworów, aby ułatwić przepływ powietrza przez silnik, aby zapobiec jego przegrzaniu. Istnieją również otwory na śruby do mocowania silnika w odpowiedniej pozycji. Nasadka zawiera również styki łączące, które występują parami do podłączenia zasilania.
Silniki szczotkowane znajdują szerokie zastosowanie w gospodarstwach domowych. Na przykład elektryczne samochodziki, elektryczne szczoteczki do zębów, kromki chleba itp. wykorzystują szczotkowany silnik. W innych maszynach, takich jak dźwigi, młyny, wiertarki itp., które są wymagane do aktywności na świeżym powietrzu, również wykorzystują ten silnik.
Co to jest silnik bezszczotkowy?
Silnik bezszczotkowy to inny typ silnika prądu stałego. Do swojego funkcjonowania wykorzystuje również prąd stały. Jak sama nazwa wskazuje, silnik bezszczotkowy nie ma elektrod szczotkowych. Zamiast komutatora fizycznego jest wyposażony w komutator elektroniczny. Działają zgodnie z odwrotną zasadą działania silników szczotkowych. Na wirniku zastosowano magnesy trwałe, a sterowane elektromagnesy służą do obracania wirnika.
Silniki bezszczotkowe zostały wprowadzone w latach 60-tych. Mają niskie wymagania konserwacyjne i są bardzo wydajne. Poziom kontroli w nich również jest doskonały. Występują w dwóch formach: Inrunner, w której stojan znajduje się na zewnętrznej części wirnika, oraz Outrunner, gdzie stojan znajduje się na wewnętrznej części wirnika. Ponieważ nie ma szczotek, jako alternatywę stosuje się małą płytkę drukowaną.
Do pracy silnika cewki elektromagnesów są kolejno włączane i wyłączane. Odbywa się to w celu tymczasowego namagnesowania ich w celu przyciągania lub odpychania magnesów trwałych. W silnikach bezszczotkowych moment obrotowy pozostaje wysoki nawet przy niskim napięciu. Moment obrotowy powstaje w wyniku niewspółosiowości pól magnetycznych stojana i wirnika.
Silniki bezszczotkowe mają dłuższą żywotność. Są one zwykle preferowane w urządzeniach, które wymagają regularnego ciągłego ruchu. Klimatyzatory, pralki, wentylatory itp. to tylko niektóre z urządzeń wykorzystujących ten silnik. Silniki te znajdują się również w pojazdach elektrycznych.
Główne różnice między silnikami szczotkowymi i bezszczotkowymi
Wniosek
Silnik prądu stałego wykorzystuje do swojego działania prąd stały. Dostępne są dwa typy silników prądu stałego. Silniki szczotkowane i silniki bezszczotkowe. Spełniają różne zadania, a także różnią się od siebie zasadą działania, wydajnością, szybkością, ceną itp.
Silniki szczotkowane mają elektrody szczotkowe i fizyczny komutator. Natomiast silniki bezszczotkowe mają elektroniczny komutator i nie zawierają szczotek. Silniki szczotkowe są dłuższe na rynku w porównaniu z silnikami bezszczotkowymi. Ten pierwszy jest najlepszy do użytku komercyjnego i przemysłowego. Silniki bezszczotkowe są szeroko stosowane w urządzeniach pracujących w trybie ciągłym. Wybór jednego z tych silników całkowicie zależy od indywidualnych potrzeb.
