Borstels vs. borstelloze DC-motoren: fundamentele verschillen en toepassingen

Heeft u zich ooit afgevraagd hoe uw auto rijdt? Wat is de magie erachter? Tussen ons gezegd: de magie komt van de motor. Wat is een motor? Welk vermogen zorgt ervoor dat dingen als uw auto bewegen? U vindt de antwoorden hier.

Een motor is een elektromagnetisch apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische energie. Aangeduid met de letter M (oude standaard D) in het schema. De hoofdfunctie is aandrijvende koppel genereren, als energiebron voor diverse apparaten: elektrische locomotieven, trams, taperecorders, schermesapparaten, elektrische speelgoed, enz.

Motoren ingedeeld naar voedingstype: DC en AC

DC-motor zet gelijkstroom elektrische energie om in mechanische energie. De auto gebruikt een DC-motor.

AC-motor zet wisselstroom elektrische energie om in mechanische energie. Wijd gebruikt in wasmachines, koelkasten, airconditioners, afzuigkap, ventilatoren, enz.

DC-motoren kunnen verder ingedeeld worden in borstelloze en borstels types op basis van structuur en werkprincipe. Er zijn diepere categorisaties onder borstelmotoren, zichtbaar in de 'stamboom van DC-motoren':

Borstelloze DC-motor

De borstelloze DC-motor verwisselt stator en rotor van een conventionele DC-motor. De rotor is een permanente magneet, die luchtspaltflux produceert. De stator is de anker en bestaat uit meervoudige windingen. Structuurmatig lijkt het op een permanente magneet synchroonmotor.

Borstelloze DC-motoren worden voornamelijk gebruikt in computerperiferie en elektronica: printers, fax, copiers, harde schijven, diskettestations, filmcamera's, taperecorders, enz.

Borstel DC-motor

Twee borstels (koper of koolstof) van de borstelmotor verbinden direct de plus- en min-pol met de rotor's kommutator door de borstels op de achterkap te monteren via een isolerende zit. De kommutator verbindt de spoelen op de rotor. De polariteit van de drie spoelen wisselt constant, vormend een kracht met de twee vaste magneeten, waardoor het toestel draait.

Borstel DC-motoren kunnen verdeeld worden in elektromagnetische DC-motoren en permanente magneet DC-motoren.

Elektromagnetische DC-motor

Omvat series, shunt, separate en samengestelde types.

• Seriemotor: opwekkingswinding in serie met ankerwinding, aangesloten op gelijkstroom. Toepasbaar in elektrische gereedschappen en keukenapparaten.
• Shuntmotor: opwekkingswinding parallel aan ankerwinding. Opwekking en anker delen dezelfde voeding. Prestaties gelijk aan separate motor. Veel gebruikt in grote draaibanken, hobelbanken.
• Separate motor: opwekkingswinding niet verbonden met ankerwinding, gevoed door andere gelijkstroombron. Permanente magneet DC-motoren kunnen als separate DC-motoren beschouwd worden. Net als shuntmotor, vaak in grote draaibanken en hobelbanken.
• Samengestelde motor: twee opwekkingswindingen, shunt en serie. Als fluxrichtingen gelijk, cumulatieve samengestelde opwekking; anders differentieel. Toepasbaar in schepen, troleibussen, hijs- en mijnbouwmachines.

Permanente magneet DC-motor

Omvat zeldzame aarde, ferriet en Al-Ni-Co types. Toepassing extrem breed: luchtvaart, defensie, industriële en landbouwproductie, dagelijks leven.

In de airconditioningindustrie zijn permanente magneet borstelloze DC-motoren een van de belangrijkste indicatoren voor airconditioneringstechnologie.

• Eerste motorprototype was een permanente magneetmotor. Door slechte prestaties van het magneetmateriaal was toepassing beperkt.
• Al-Ni-Co permanente magneet bracht de ontwikkeling naar een hoger niveau. Door hoge prijs niet wijd gebruikt.
• Sinds de komst van goedkope ferriet is de toepassing van permanente magneetmotoren sterk uitgebreid: van speelgoedmotoren, audio/video motoren, auto micromotoren tot industriële lage vermogens aandrijving en servoaandrijving. Statistieken tonen aan dat permanente magneetmotoren meer dan 92% van DC-motoren onder 500 W uitmaken, meerderheid ferriet.
• Ferriet magnetisme is echter zwak, ongeschikt voor hoogpresterende motoren. In de jaren '60 verschenen zeldzame aarde samarium-kobalt permanente magneeten. Mogelijk gemaakt hoogpresterende servomotor. Maar prijs hoog, vervangen door NdFeB permanente magneeten (ontdekt jaren '80).
• NdFeB permanente magneet presteert beter in bijna alle aspecten behalve werktemperatuur en magnetische temperatuurcoëfficiënt. Bovendien veel goedkoper. Verwacht wordt dat alle soorten servomotoren, of DC of AC, of stappenmotoren, uiteindelijk vervangen zullen worden door permanente magneetmotoren.

Wilt u meer weten? Neem contact op of laat een reactie achter. We helpen u graag.