Вчем различие коллекторных и бесколлекторный двигателей

дело в том, что  двигатель с щетками — это коллекторный двигатель, а двигатель без щеток — бесколлекторный. для решения разных подойдет свой тип двигателя — где-то лучше подойдет коллекторный, а где-то можно установить только бесколлекторный.

коллекторный двигатель

двигатель коллекторный имеет, как правило, всего два провода питания, он прост в , достаточно регулировать постоянное или переменное напряжение питания и обороты станут соответственно меняться. коллекторным двигателем можно даже при нехитрого диммера. главное достоинство коллекторного двигателя — высокие обороты (десятки тысяч в минуту) при высоком крутящем моменте.

принцип работы коллекторного двигателя прост. по сути, ротор его представляет собой набор медных рамок в магнитопроводе, которые поочередно коммутируются к источнику питания на коллекторно-щеточном узле. статор может быть как из постоянных магнитов, так и с обмоткой, питаемой от того же источника, что и ротор, или от отдельного источника, а иногда статор и ротор включены в единую последовательную цепь (как например двигатели стиральных машинок-автоматов).

на каждую из секций обмотки ротора, через коллекторно-щеточный узел, поочередно, в процессе вращения ротора, подается электрический ток, в результате ротор перемагничивается, приобретая четко выраженные северный и южный магнитные полюсы, которым и происходит вращение ротора внутри статора (полюсы ротора выталкиваются полюсами статора, затем ротор дальше перемагничивается и вновь выталкивается). поскольку ротор каждый раз коммутируется к источнику питания очередной секцией, вращение не останавливается, пока на коллектор подается питание.

основной недостаток коллекторного двигателя

обороты коллекторного двигателя удобно регулировать, но когда они достаточно высоки, щетки о себе знать. поскольку щетки все время плотно прилегают к коллектору, на высоких оборотах они быстро изнашиваются, со временем так или иначе засоряются, и в конце концов начинают искрить.

износ щеток, и вообще коллекторно-щеточного узла, ведет к снижению эффективности коллекторного двигателя. таким образом, сам  коллекторно-щеточный узел — это и есть главный недостаток коллекторных двигателей. сегодня от коллекторных двигателей стараются отказываться в пользу бесщеточных шаговых.

бесколлекторный (бесщеточный) двигатель

у бесколлекторного двигателя нет ни коллектора, ни щеток. простейший пример бесколлекторного двигателя — асинхронный трехфазный двигатель с ротором типа «беличья клетка». еще один пример бесколлекторного двигателя — более современный -  шаговый двигатель с магнитным ротором. обмотки статора бесколлекторного двигателя сами перемагничиваются так, чтобы ротор все время разворачивался и непрерывно таким образом вращался.

чаще всего современные бесколлекторные двигатели оснащаются датчиком положения ротора, по сигналам с которого работает регулятор скорости вращения двигателя. сигнал с датчика положения ротора передается на процессор более 100 раз в секунду, в результате получается точное позиционирование ротора и высокий крутящий момент. бывают, конечно, бесколлекторные двигатели и без датчика положения ротора, яркий пример — тот же асинхронный трехфазный мотор. моторы без датчика положения стоят дешевле чем с датчиком.

достоинства бесколлекторных двигателей

поскольку ресурс подшипников ротора крайне велик, можно сказать, что в бесколлекторном двигателе практически отсутствуют изнашиваемые со временем детали, и он вообще не требует обслуживания в процессе эксплуатации. здесь сведено к минимуму трение, отсутствует проблема перегрева коллектора, в целом надежность и эффективность бесколлекторных двигателей высоки.

нет искрящих щеток, датчик положения ротора сделать точным, - недостатков практически нет, одни достоинства. разве что цена качественных шаговых двигателей выше чем у коллекторных (плюс драйвер), но это ничто по сравнению с регулярной заменой пружин, щеток и коллекторов у коллекторных двигателе