Co to jest bezszczotkowy silnik prądu stałego?

Czym są bezszczotkowe silniki prądu stałego?

Definicja silnika BLDC

Bezszczotkowy silnik prądu stałego (BLDC) to elektronicznie komutowany silnik, który nie posiada szczotek, co zwiększa jego wydajność operacyjną i moment obrotowy.

Główne komponenty

Silnik BLDC składa się z dwóch głównych części: wirnika (obracającego się) z magnesami oraz statora (nieruchomego) z cewkami. Stałe magnesy na wirniku oddziałują z elektromagnesami statora, kontrolowanymi przez tranzystory o wysokiej mocy i obwód półprzewodnikowy do dystrybucji energii.

Typy konstrukcyjne

Konstrukcja z wirnikiem wewnętrznym

W konstrukcji z wirnikiem wewnętrznym, wirnik znajduje się w środku silnika, a cewki statora otaczają wirnik. Ponieważ wirnik jest położony w centrum, magnesy wirnika nie izolują ciepła wewnątrz, a ciepło łatwo się rozprasza. Dlatego silnik o takiej konstrukcji generuje dużą ilość momentu obrotowego i jest szeroko stosowany.

Konstrukcja z wirnikiem zewnętrznym

W konstrukcji z wirnikiem zewnętrznym, wirnik otacza cewki, które są umieszczone w centrum silnika. Magnesy w wirniku uwięzione ciepło silnika wewnątrz i nie pozwalają mu się rozpraszać. Silniki o takiej konstrukcji działają przy niższej nominalnej wartości prądu i mają niski moment krokowy.

Wydajność operacyjna

Silniki BLDC wyróżniają się wydajnością dzięki brakowi szczotek, co eliminuje straty spowodowane tarciem i umożliwia precyzyjną kontrolę prędkości.

Zalety

• Bezszczotkowe silniki są bardziej wydajne, ponieważ ich prędkość jest określana częstotliwością, z jaką dostarczany jest prąd, a nie napięciem.

• Brak szczotek powoduje mniejsze straty mechanicznej energii z powodu tarcia, co zwiększa wydajność.

• Silnik BLDC może działać z wysoką prędkością w dowolnych warunkach.

• Podczas działania nie ma iskrzenia i znacznie mniej hałasu.

• Na statorze można użyć większej liczby elektromagnesów, co pozwala na bardziej precyzyjną kontrolę.

• Silniki BLDC łatwo przyspieszają i zwalniają, ponieważ mają niską bezwładność wirnika.

• To wysokowydajny silnik, który zapewnia duży moment obrotowy na jednostkę objętości w szerokim zakresie prędkości.

• Silniki BLDC nie mają szczotek, co sprawia, że są bardziej niezawodne, mają dłuższą żywotność i działają bez konieczności konserwacji.

• Nie ma jonizujących iskier z komutatora, a interferencja elektromagnetyczna jest również zmniejszona.

• Takie silniki są chłodzone poprzez przewodzenie, a nie wymaga się przepływu powietrza do chłodzenia wewnątrz.

Wady

• Silniki BLDC są droższe od szpiczkowych silników prądu stałego.

• Do silnika BLDC można podawać tylko ograniczoną moc; nadmierne nagrzewanie może osłabić magnesy i uszkodzić izolację cewek.