A kefés egyenáramú motorok az 1800-as évek vége óta léteznek, főként daruknál, elektromos meghajtásnál és acélhengerműveknél. De az utóbbi időben kiszorították őket a kefe nélküli társaik. Minden szakértőnek meg kell értenie a különbséget a kefés és a kefe nélküli motorok között.
Nos, mindketten lényegében ugyanazok, ha a működésükről van szó. Bár a belső működésük elve teljesen azonos, főként abban különböznek, ahogyan az elektromos áramot az elektromágnesekhez irányítják, fenntartva az elektromotor taszítását/vonzását, ami végül a forgórész tovább forgását okozza.
Noha nagyjából a kefék végzik el a munkát, sokan nem értik, mit jelentenek pontosan a kefék. Vessünk egy pillantást a kettőre, és értsük meg a különbséget a kettő között.
Mi az a kefés egyenáramú motor?
A kefés egyenáramú motorok az 1800-as évek vége óta használt egyenáramú motorok egyik legegyszerűbb típusa. Ez általában egy pár állandó mágnesből áll, mint „állórész”, és egy motortekercsből, mint „forgórészből”, amely egy kommutátorhoz van csatlakoztatva.
Az állandó mágnesek mindig az állórészre vannak felszerelve, az áramvezető vezetékek pedig mindig a forgórészen találhatók. Gyakorlatilag egyenáramú áramforrásról működnek, és az áramot fémkefék adják át a tekercseknek, amelyek a rotorral együtt forognak. Bár elég hatékonyak, de rendszeres karbantartást igényelnek az szénkefék kopása miatt.
Mi az a kefe nélküli egyenáramú motor?
A kefe nélküli egyenáramú motorok nem használnak kommutációt a tekercseken belüli áram szabályozására. Ehelyett egy egyenáramú elektromos forrás táplálja őket egy integrált kapcsolóüzemű tápegységen keresztül, amely váltakozó áramú elektromos jelet állít elő, ami a motor meghajtását okozza.
A kefés motorokkal ellentétben az állandó mágnesek mindig a forgórészen vannak rögzítve, az áramvezető vezetékek pedig az állórészen találhatók. Ami a kefés motorokban mechanikusan történik, az gyakorlatilag a kefe nélküli motorok DC vezérlő elektronikáján keresztül történik.
Különbség a kefés és a kefe nélküli motorok között
A kefés és a kefe nélküli egyenáramú motorok működési elvét tekintve lényegében megegyeznek.
A különbség elsősorban a hatásfokban van, és a hatásfok azt jelenti, hogy a motor által felhasznált teljes teljesítmény, amelyet forgási erővé alakítanak át, mennyi hőveszteséget okoz.
A kefés egyenáramú motor az egyik legegyszerűbb motortípus, amely egyenáramú áramforrásról működik, ahol a motor belsejében lévő kefék mágneses mezők létrehozása révén juttatják el az áramot a tekercsekhez, amelyek a rotort forgatják.
A kefe nélküli motorok, nem rendelkeznek kefével, és elektronikusan mozognak. Kefék használata helyett a motor egy vezérlőáramkört alkalmaz.
Kefés és kefe nélküli motorok felépítése
A fő különbség a névben rejlik. A kefe nélküli egyenáramú motorok nem használnak áramvezető kommutátorokat az áram leadására, míg a kefés egyenáramú motorok keféket használnak a kommutátor töltésére, amely valójában áramot ad a motorhoz.
Egy tipikus kefés egyenáramú motor egy forgórészből (armatúrából), kefékből, egy kommutátorból, egy reszelt mágnesből és egy tengelyből áll. A kefe nélküli egyenáramú motornak van egy állórésze és egy forgórésze, ahol az állandó mágnesek vannak felszerelve. Az állórész tekercsek sorozatával van feltekercselve.
A kefés motoroknál a tekercsek a forgórészen, míg a kefe nélküli motoroknál az állórészen vannak.
A kefés motorok a tekercsek mechanikus kommutációját használják kefék segítségével, ahelyett, hogy vezérlőt használnának a tekercsek áramának kapcsolására. A kefék a kommutátort a rögzített mágneshez képest fordított polaritással töltik fel, ami az armatúra forgását okozza. Amikor ezek a tekercsek feszültség alá kerülnek, mágneses mezőt hoznak létre, amelynek vonzása és taszítása a forgórészt forgatja. Ahogy a forgórész forog, a tekercsek folyamatosan különböző sorrendben kapnak feszültséget, hogy a forgórész tovább forogjon az állórészen belül.
A kefe nélküli egyenáramú motorok ezzel szemben állandó mágnest használnak külső rotorként. A kefés motorokkal ellentétben ezek elektromos kommutációt használnak az elektromos energia mechanikai energiává alakítására.
Mindkettő az alkalmazások széles skálájában megtalálható. A kefés egyenáramú motorok azonban főként háztartási készülékekben és autókban találhatók. A kefés motorokat továbbra is ipari célokra használják kis és nagy teljesítményű, fix és változó fordulatszámú elektromos hajtásokhoz egyaránt. Még mindig használják papírgépekhez, darukhoz, elektromos meghajtáshoz, varrógépekhez, elektromos szerszámokhoz és acélhengerművekhez.
A kefe nélküli motorok megbízhatóságuknak és hosszú élettartamuknak köszönhetően számos alkalmazási területtel bővültek. Elsősorban működtető-, szervo- és pozicionálási valamint változó sebességű alkalmazásokban használatosak, főként ipari vagy gyártási folyamatokhoz. Ezenkívül néhány elektromos kéziszerszámban és következő generációs elektromos járművekben, sőt tengeri alkalmazások víz alatti térképezésében is használják a kefe nélküli motorokat.
Összefoglaló:
Bár a kefés és a kefe nélküli egyenáramú motorok lényegében ugyanazok, a működés szempontjából a különbség meglehetősen kicsi.
Ahogy a neve is sugallja, a kefés motorok fémkeféket használnak a motor tekercseinek áramellátására, míg a kefe nélküli motoroknál nincsenek kefék. Ezek vezérlő áramkört alkalmaznak kommutációhoz a kefék helyett. Ettől azonban nem kevésbé hatékonyak, mint kefés társaik, sőt.
Valójában a kefe nélküli motorok hatékonyabban alakítják át az elektromos energiát mechanikai energiává, és a kefék hiánya miatt nem igényelnek rendszeres karbantartást, ráadásul minden sebességen, kisebb zajjal működnek. Ezenkívül a kefe nélküli motoroknál nincs jelentős teljesítményveszteség a (nem létező) kefék között, ami jobb hőelvezetést eredményez.