Для чего нужны коллекторные серводвигатели?


Идея использования коллекторных электродвигателей для сервомоторов может показаться противоречивой. Большинство считает сервомоторы как о высокопроизводительных устройствах, которые применяются для динамичных задач, в тоже время коллекторные электродвигатели постоянного тока – это достаточно недорогое решение для массового применения в потребительских устройствах, и, в общем, это правильно. Однако помните, что «серводвигатель» - это достаточно широкий термин, который часто применяется в отношении любого двигателя, который используется в замкнутой системе с обратной связью. Другими словами, может ли двигатель быть классифицирован как «серводвигатель», меньше относится к типу и конструкции двигателя, чем к типу системы, в которой используется двигатель.

Коллекторные электродвигатели постоянного тока – статор такого двигателя состоит из постоянных магнитов, ротор (который также называется якорем) состоит из железного сердечника с пазами, который прикреплен к коммутатору. Коллекторные двигатели механически коммутируются со щетками, которые передают ток на обмотки. Коллекторные двигатели со щетками отличаются от бесщеточных, которые часто применяются в серводвигателях, тем, что бесщеточные коммутируются электронными средствами.


123.jpg
Конструкция коллекторного двигателя постоянного тока

В тоже время механическая коммутация коллекторных щеточных двигателей постоянного тока часто рассматривается как недостаток – щетки являются изнашиваемой деталью, которую необходимо регулярно заменять, тем не менее, такая конструкция, как правило. дешевле чем бесщеточный двигатель. С точки зрения эксплуатации серводвигатели на основе бесщеточных электродвигателей имеют очень плавный ход (особенно на низких скоростях), широкий диапазон скоростей и хороший контроль скорости, дополнительным преимуществом является возможность регенеративного включения для получения электроэнергии при торможении. Такие двигатели могут развивать высокий крутящий момент при старте и ускорении. В сравнении с другими двигателями постоянного тока коллекторные обычно меньше и более энергоэффективны, поскольку они не имели катушки возбуждения.

Есть две важные характеристики коллекторных серводвигателей, которые должны учитываться инженерами и разработчиками:
  1. Ротор расположен внутри двигателя, а потому рассеяние тепла не очень эффективно, потому при конструировании необходимо обращать внимание на температурный режим работы двигателя.

  2. Постоянные магниты статора могут размагничиваться в случае работе на сильных токах.
Производители коллекторных двигателей постоянного тока – т.е. коллекторных серводвигателей часто поставляют такие двигатели для использования в автомобильных приложениях, например приводах сидений и окон или стеклоочистителей, основные преимущества таких двигателей это низкая стоимость и простота управления. Эти преимущества делают такие двигатели основным выбором для бытовой техники или в небольших бытовых приборах. Промышленное использование коллекторных двигателей обычно используется для оборудования, в котором необходим высокий крутящий момент во время ускорения или замедления.


Также вам может быть интересно:

> Выбор между коллекторными и бесщеточными BLDC-серводвигателями