Что такое щеточный двигатель постоянного тока?

А щеточный двигатель постоянного тока это двигатель, который использует щетки и коммутатор для преобразования электрическая энергия в механическая энергия. Благодаря продуманной конструкции щеточных двигателей постоянного тока, низкой стоимости и высоким показателям затрат они широко используются в сфере микроприводной промышленности.

В этой статье мы поделимся базовыми знаниями о двигателях постоянного тока. (Что такое двигатель постоянного тока и как выбрать подходящий двигатель постоянного тока)

Принцип работы щеточного двигателя постоянного тока

1. Основные компоненты

А Щеточный двигатель постоянного тока состоит из трех основных узлов:

• Жилье : Железная оболочка и постоянные магниты.
• Ротор : Коллектор, обмотки из эмалированного провода и сердечник из слоистой кремнистой стали.
• Заглушка : Задняя крышка, щеткодержатель и угольные щетки.

2. Роль магнитов

В соответствии с Закон электромагнитной индукции Фарадея, когда проводник пересекает магнитное поле, он генерирует Сила Ампера, который приводит во вращение ротор. напряженность магнитного поля напрямую влияет на выходную мощность двигателя.

Распространенные типы магнитов:

• Ферритовые магниты (Низкая стоимость, более слабое магнитное поле ~3,5 МГсЭ)
• Неодимовые (NdFeB) магниты (Высокая магнитная сила до 50 МГсЭ, но в 5-8 раз дороже)

Принцип выбора магнита:

• Маломощные приложения (например, игрушки) → Ферритовые магниты
• Высокомощные приложения (например, электроинструменты) → Неодимовые магниты

3. Коллектор и щетки

The коммутатор представляет собой разрезное кольцо, прикрепленное к валу ротора, в то время как угольные щетки являются неподвижными контактами. Вместе они обеспечивают передачу тока на обмотки ротора.

Как рассчитать мощность двигателя постоянного тока

Чтобы определить мощность Щеточный двигатель постоянного тока, нам необходимо проанализировать три ключевых аспекта: входная мощность, потери мощности и выходная мощность.

1. Входная мощность

Общая электрическая мощность, подаваемая на двигатель, определяется по формуле: $$P_{\text{input}} = U \times I$$

Где:

• U = Входное напряжение (В)
• I = Ток цепи (А)

2. Потеря мощности

Часть энергии теряется из-за электрического сопротивления, в основном в виде тепла. Потери мощности можно оценить с помощью закона Джоуля: $$P_{\text{loss}} = I^2 \times R$$

Где:

• R = Внутреннее сопротивление двигателя (Ом)

3. Выходная мощность

Полезная выходная мощность двигателя — это его механическая мощность, который рассчитывается как: $$P_{\text{output}} = E \times I$$

Где:

• E = Электродвижущая сила (ЭДС) цепи
• E можно выразить как:

$$E = КН \Фи$$

Где:

• K = постоянная двигателя
• N = Скорость двигателя (об/мин)
• Φ = Магнитный поток

Таким образом, окончательная формула для выходной мощности становится такой: $$P_{\text{output}} = KN \Phi I$$

Заключение

Путем балансировки входной мощности, потерь мощности и выходной мощности мы можем оценить эффективность и производительность Щеточный двигатель постоянного токаОптимизация параметров двигателя, таких как напряжение, ток, сопротивление и магнитный поток помогает достичь более высокой эффективности и производительности.

Как выбрать двигатель постоянного тока (примеры 10 Вт)

Выбор двигатель нужного размера для вашего приложения требуются специальные знания. Возьмем в качестве примера номинальное входное напряжение 24 В и номинальную выходную мощность 10 Вт.

Хотя все три двигателя имеют одинаковую номинальную мощность, они имеют разные размеры и разную частоту вращения.

Малогабаритному двигателю DC 395 требуется номинальная скорость 9000 для выдачи мощности 10 Вт. Большому двигателю DC 775 требуется номинальная скорость всего лишь 3000 для достижения той же мощности.

Обороты в минуту = Меньше срок службы / Больше шума

Поэтому нам необходимо выбрать двигатель соответствующего размера в соответствии с требованиями области применения.

Как проверить двигатель постоянного тока с щеткой

Мы используем специализированные Оборудование динамометра для двигателей постоянного тока для точного тестирования производительности. Двигатель установлен на индивидуальный крепеж и изначально работает без нагрузки. Затем динамометр постепенно увеличивает крутящий момент нагрузки на конце вала двигателя во время записи ток, скорость и мощность при различных условиях нагрузки. Этот процесс создает подробный отчет по динамометрическому стенду двигателя для анализа производительности.

Испытание шума щеточного двигателя постоянного тока

Стандартное испытание на уровень шума двигателя постоянного тока проводится в тихой комнате на расстоянии 30 см, а данные, измеренные децибелметром, являются стандартными данными по уровню шума.

Посмотрите наше видео для более подробной информации

Ссылка на ютуб: Дончен Мотор