В приложениях робототехники и БПЛА (беспилотных летательных аппаратов) двигатель часто называют “сердцем” системы. Он напрямую определяет точность, маневренность и эффективность оборудования. Среди множества типов двигателей наиболее распространены бесколлекторные двигатели постоянного тока (также известные как двигатели с полым стаканом) и щеточные двигатели постоянного тока. В этой статье сравниваются их различия в структуре, производительности и применении, помогая инженерам и покупателям понять, какой двигатель лучше всего подходит для их проектов.
Общая основа: Оба являются двигателями постоянного тока, которые преобразуют электрическую энергию в механическую посредством электромагнитного взаимодействия.
Технологическое обновление: Щеточный двигатель постоянного тока - это традиционная, широко используемая версия. Однако бесколлекторные двигатели постоянного тока представляют собой структурное обновление, разработанное для легких, быстродействующих и высокоэффективных применений— что делает их особенно подходящими для робототехники, дронов и медицинских устройств.
Бесколлекторный двигатель постоянного тока
Имеет ротор без сердечника, выполненный в форме полого “стакана”.
Преимущества: Чрезвычайно легкий, очень низкая инерция (всего 1/5–1/10 от двигателей с железным сердечником), что позволяет достигать ускорения и торможения на уровне миллисекунд.
Ограничения: Более сложная технология производства, ограниченная мощность и более хрупкая структура обмотки.
Щеточный двигатель постоянного тока
Ротор использует железный сердечник с обмотками, намотанными вокруг него.
Преимущества: Зрелая конструкция, низкая стоимость и широкий диапазон мощностей.
Ограничения: Тяжелый ротор с более высокой инерцией, более медленное время отклика и большие потери энергии из-за вихревых токов и гистерезиса железного сердечника.
|
|
 |
| Структура бесколлекторного двигателя | Структура щеточного двигателя |
| Параметр | Бесколлекторный двигатель постоянного тока | Щеточный двигатель постоянного тока |
|---|---|---|
| Скорость отклика | 5–10 мс (сверхбыстро) | 200–300 мс |
| Эффективность | До 80–90% | Около 40–60% |
| Шум | Плавный и тихий | Более высокий из-за вибрации железного сердечника |
| Срок службы | Долговечность, как у бесщеточных, тысячи часов | Щетки изнашиваются, требуется обслуживание |
| Стоимость | Высокая (сложный процесс) | Низкая (подходит для массового производства) |
|
|
| щеточный двигатель постоянного тока бесколлекторный | Бесколлекторный двигатель постоянного тока с кабелями энкодера |
Бесколлекторные двигатели постоянного тока
Робототехника: Используются в суставах человекоподобных роботов, роботизированных руках и высокоточных захватных устройствах. Некоторые передовые роботы достигают точности позиционирования ±0,1 мм благодаря бесколлекторным двигателям.
Дроны / БПЛА: Легкая конструкция улучшает выносливость полета, а быстрая реакция обеспечивает маневренность.
Медицинские и прецизионные инструменты: Хирургические роботы, системы позиционирования МРТ и устройства автоматизации лабораторий полагаются на бесколлекторные двигатели для обеспечения точности и бесшумной работы.
Щеточные двигатели постоянного тока
Бытовая электроника и бытовая техника: Электрические зубные щетки, вентиляторы и недорогие устройства, где важна доступность.
Промышленное оборудование: Конвейерные ленты, насосы и оборудование, требующее непрерывной крупномасштабной работы.
Транспорт: Электрические велосипеды и некоторые компоненты электромобилей, где приоритетом является крутящий момент и надежность.
|
|
| Бесколлекторный двигатель в дронах | Бесколлекторный двигатель в суставах человекоподобных роботов, роботизированных руках |
Бесколлекторные двигатели постоянного тока являются предпочтительным выбором для высокоточных, легких и отзывчивых систем таких как роботы, дроны и медицинские устройства. С другой стороны, щеточные двигатели постоянного тока остаются экономичными рабочими лошадками в промышленных и потребительских приложениях, где необходимы долговечность и более высокая мощность.
Вместо того, чтобы заменять друг друга, два типа двигателей постоянного тока дополняют друг друга— каждый процветает в своей нише применения.
Как производитель двигателей постоянного тока на заказ, Lihua Motor специализируется на проектировании и производстве миниатюрных двигателей постоянного тока в диапазоне от 1В–36В, 0,05Вт–100Вт, с диаметрами от 5,4 мм до 45 мм. Обладая более чем 20-летним опытом производства, 400+ сотрудниками и 20 000+ индивидуальных решений, мы предоставляем индивидуальные конфигурации двигателей для робототехники, БПЛА, медицинского оборудования и промышленных применений— помогая нашим партнерам оставаться конкурентоспособными на мировом рынке.
|
|
