Brushed DC Motor Manufacturers

Motor cepillado de DC industry knowledge Q&A

I. ¿Qué es un motor cepillado de CC?

A DC brushed motor es un dispositivo eléctrico que convierte la energía de CC en energía mecánica. Se basa en la sinergia de cepillos y conmutadores para lograr la conmutación actual, asegurando así que el motor gire de manera continua y estable. Tiene una larga historia de desarrollo en el campo de los motores y es un tipo de motor relativamente maduro con amplias aplicaciones en muchas industrias y escenarios. Desde grandes equipos industriales hasta pequeños electrodomésticos, se puede ver, proporcionando soporte de energía para varios equipos.

II. ¿En qué leyes físicas se basan los principios de trabajo de los motores cepillados de DC?

El principio de trabajo de los motores cepillados de DC se basa principalmente en la ley de inducción electromagnética y ley de amperios. La ley de inducción electromagnética revela el fenómeno de que un campo magnético cambiante puede generar un campo eléctrico, mientras que la ley de amperios describe la fuerza a la que se someterá un conductor de transporte de corriente en un campo magnético. Cuando se conecta una fuente de alimentación de CC al motor, la corriente entra en el devanado del rotor a través del cepillo. En el campo magnético generado por el estator, el devanado del rotor energizado se somete a la fuerza electromagnética de acuerdo con la ley de amperios, generando así un par electromagnético y que conduce el rotor para que gire. Al mismo tiempo, el conmutador hace que la dirección de la corriente cambie continuamente para mantener la rotación continua del rotor. Este proceso refleja completamente la aplicación de estas dos leyes físicas. ​

Iii. ¿Qué papel específico juega el conmutador en el proceso de trabajo del motor de cepillo de CC? ​

El conmutador es un componente crucial en el motor de cepillo de CC. Consiste en múltiples segmentos de conmutadores y está estrechamente conectado al rotor. Cuando el motor está funcionando, a medida que gira el rotor, el conmutador cambiará continuamente la dirección de la corriente en el devanado del rotor. Esto se debe a que cuando el rotor gira a un cierto ángulo, si la dirección de la corriente no cambia, la dirección de la fuerza electromagnética en el rotor se revertirá, lo que hace que el motor no pueda girar continuamente. La conmutación oportuna del conmutador puede garantizar que la dirección de la fuerza electromagnética en el rotor en cada posición permanezca consistente, y siempre impulsa el rotor para que gire en una dirección, asegurando así que el motor pueda funcionar de manera continua y estable. Por ejemplo, en el motor de un automóvil de juguete, depende precisamente del papel del conmutador que las ruedas del carro de juguete puedan continuar girando hacia adelante. ​

IV. ¿Cuáles son los tipos de estatores de motores de cepillo de CC y cuáles son sus características?

Hay dos tipos principales de estatores para motores de CC cepillados, a saber, estatores magnéticos permanentes y estatores de núcleo de hierro con devanados. Los estatores de imanes permanentes usan imanes permanentes para generar campos magnéticos. Tienen una estructura relativamente simple, un bajo costo de fabricación y no requieren corriente de excitación adicional. Tienen alta eficiencia energética y se encuentran comúnmente en pequeños motores de CC cepillados, como cepillos de dientes eléctricos y pequeños ventiladores. Sin embargo, la resistencia del campo magnético de los imanes permanentes se ve afectada por factores ambientales como la temperatura. El uso a largo plazo en entornos de alta temperatura puede causar desmagnetización, afectando así el rendimiento del motor. Los estatores del núcleo de hierro con devanados generan campos magnéticos mediante devanados en el núcleo de hierro y la corriente de paso. La intensidad del campo magnético de este estator se puede controlar ajustando la corriente de devanado. Tiene una alta flexibilidad y es adecuada para ocasiones con altos requisitos para la resistencia al campo magnético, como algunos motores de regulación de velocidad industrial. Sin embargo, su estructura es relativamente compleja, el costo de fabricación también es alto y se requiere una fuente de alimentación de excitación adicional para proporcionar corriente. ​

V. ¿De qué materiales generalmente están hechos los cepillos y de qué efectos tendrán su desgaste en el motor?

Los cepillos generalmente están hechos de materiales como el grafito. El grafito tiene una buena conductividad y lubricidad, lo que puede garantizar la transmisión suave de la corriente y reducir la fricción con el conmutador. Durante la operación, los pinceles se desgastarán gradualmente debido a la fricción continua con el conmutador. Cuando los cepillos se usan hasta cierto punto, tendrán muchos efectos adversos en el motor. Primero, el contacto entre el pincel y el conmutador se volverá inestable, lo que dará como resultado una transmisión de corriente deficiente, lo que reducirá la potencia de salida del motor y el rendimiento operativo inestable. Por ejemplo, si los cepillos del motor aspirador se usan severamente, la succión se debilitará significativamente. En segundo lugar, los cepillos desgastados pueden producir grandes chispas, aumentar la interferencia electromagnética y afectar el funcionamiento normal de los equipos electrónicos circundantes. Además, si los cepillos gravemente desgastados no se reemplazan en el tiempo, puede causar un mal contacto entre el cepillo y el conmutador, o incluso un interruptor de circuito, lo que hace que el motor no pueda funcionar correctamente. Al mismo tiempo, el polvo producido por el desgaste también puede contaminar otras piezas dentro del motor y afectar la vida útil del motor. ​

VI.En ¿Qué escenarios de aplicación es la ventaja del gran torque de arranque del motor cepillado de CC específicamente reflejado? ​

La ventaja del gran par de arranque del motor cepillado de CC se refleja claramente en muchos escenarios que requieren un arranque rápido y conducen cargas grandes. Por ejemplo, en una grúa, cuando se necesita levantar un objeto pesado, el motor debe generar un par suficientemente grande en poco tiempo para superar la gravedad del objeto pesado para que el objeto pesado pueda comenzar y levantarse suavemente. Esta característica del motor de cepillo de CC solo cumple con los requisitos de trabajo de la grúa. En una carretilla elevadora eléctrica, el motor también debe tener un gran torque de arranque para conducir la carretilla elevadora y los productos llevados a comenzar rápidamente y mejorar la eficiencia laboral. Además, en algunos grandes equipos industriales, como el sistema de transmisión auxiliar de una fábrica de rodillos, el motor también debe comenzar rápidamente y proporcionar un par grande para garantizar el funcionamiento normal del equipo. ​

Vii. ¿Qué equipo afectará la interferencia electromagnética del motor del cepillo de CC y cómo reducir esta interferencia? ​

La interferencia electromagnética del motor del cepillo de CC se genera principalmente por la chispa entre el cepillo y el conmutador. Esta interferencia puede tener efectos adversos en una variedad de dispositivos electrónicos circundantes. Por ejemplo, en el campo médico, algunos equipos médicos de precisión, como electrocardiógrafías y monitores, tienen requisitos muy altos para el entorno electromagnético. La interferencia electromagnética generada por el motor puede causar datos de medición inexactos de estos dispositivos y afectar los resultados del diagnóstico. En el campo de las comunicaciones, los equipos de comunicación por radio, los equipos de recepción de satélite, etc., también son susceptibles a la interferencia electromagnética, lo que resulta en una disminución en la calidad de la transmisión de la señal, la interrupción de la señal, el ruido y otros problemas. Para reducir esta interferencia, se pueden tomar algunas medidas, como agregar una capa de blindaje a la carcasa del motor, lo que puede bloquear la propagación de señales electromagnéticas; Instalación de filtros en la línea de fuente de alimentación del motor para filtrar señales de interferencia; seleccionar cepillos y conmutadores de alta calidad para reducir la generación de chispas; Arreglar razonablemente la distancia entre el motor y otros equipos electrónicos para evitar interferencias de corto alcance, etc.

Viii. Según el método de generación de campo magnético del estator, los motores de cepillo de CC se pueden dividir en las dos categorías y cuáles son sus escenarios de aplicación? ​

Según el método de generación de campo magnético del estator, los motores de cepillo de CC se pueden dividir en motores de cepillo de CC imán permanente y motores de cepillo de CC de la herida. El estator del motor de cepillo de CC de imán permanente utiliza imanes permanentes para generar un campo magnético. Tiene una estructura simple, tamaño pequeño, peso ligero, alta eficiencia, y no requiere corriente de excitación y tiene un buen rendimiento dinámico. Se usa ampliamente en pequeños dispositivos y escenarios sensibles a los costos, como pequeños electrodomésticos (cepillos de dientes eléctricos, secadores de cabello), juguetes eléctricos, dispositivos electrónicos portátiles, etc. El estator de un motor cepillado de CC de herida genera un motor de cepillado de CC genera un campo magnético a través de la velocidad del motor y la tortuga magnética que se puede ajustar precisamente al controlar el control de la bobina, logra el control flexible del control del motor y el torning y la tortuga del campo. Sin embargo, este tipo de motor tiene una estructura relativamente compleja, un alto costo y requiere una fuente de alimentación de excitación adicional. Se utiliza principalmente en campos industriales que requieren un alto rendimiento del motor y requieren un control preciso, como máquinas herramientas, molinos, grullas y otros grandes equipos industriales. ​

Ix. ¿Cuál es la diferencia en el rendimiento entre los motores DC excitados de derivación y los motores DC excitados en serie, y para qué ocasiones son adecuadas? ​

El devanado del estator y el devanado del rotor de un motor DC excitado a la derivación están conectados en paralelo, y su velocidad es relativamente estable, menos afectada por los cambios de carga y tiene un buen rendimiento de regulación de velocidad. Cuando la carga cambia, su velocidad no fluctuará demasiado, y puede mantener un estado operativo relativamente estable. Es adecuado para ocasiones en que una velocidad estable debe mantenerse bajo diferentes cargas, como máquinas herramientas, ventiladores, bombas de agua y otros equipos. Estos dispositivos tienen altos requisitos para la estabilidad de la velocidad para garantizar la precisión del procesamiento o la eficiencia laboral. El devanado del estator y el devanado del rotor del motor DC excitado por la serie están conectados en serie. Tiene un gran par de arranque y una fuerte capacidad de sobrecarga, pero la velocidad varía mucho con la carga. Cuando la carga aumenta, la velocidad caerá bruscamente. Esta característica lo hace adecuado para ocasiones que requieren un gran torque de arranque, como herramientas eléctricas (taladros eléctricos, sierras eléctricas), grúas, tranvías, etc. Por ejemplo, un taladro eléctrico necesita superar una gran resistencia al comenzar, y el gran torque inicial del motor DC de la serie puede satisfacer sus necesidades de trabajo. ​

X. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los motores sin escobillas de CC en comparación con los motores sin escobillas de DC? ¿Qué factores se deben considerar al elegir? ​

Las ventajas de los motores sin escobillas de CC son el control simple, el bajo costo de los circuitos de control correspondientes, la tecnología relativamente madura y las ventajas en algunas ocasiones sensibles a los costos. Sin embargo, tiene el problema del desgaste del cepillo y necesita mantenimiento y reemplazo regulares, lo que no solo aumenta el costo de uso, sino que también puede aumentar el tiempo de inactividad. Además, las chispas generadas entre el cepillo y el conmutador causarán interferencia electromagnética, afectando los equipos electrónicos circundantes, y la vida es relativamente corta. Los motores de CC sin escobillas no tienen cepillos, por lo que no hay problema con el desgaste de cepillos, una pequeña interferencia electromagnética, bajo ruido, vida larga y una operación más estable y confiable. Sin embargo, su circuito de control es complejo y requiere un controlador especial, que es costoso. Al elegir, se deben considerar múltiples factores, como la sensibilidad de costo del escenario de aplicación, los requisitos para la vida motor y el mantenimiento, y si existen restricciones en la interferencia electromagnética. Por ejemplo, en los juguetes eléctricos ordinarios, los motores cepillados de CC son una opción más adecuada porque son más sensibles al costo y la intensidad del uso del motor es relativamente baja; Mientras que en Quadcopters, para buscar una vida útil larga, baja interferencia y alta estabilidad, generalmente se seleccionan los motores sin escobillas de CC. ​

Xi. En comparación con los motores de CA, ¿cuáles son las ventajas y desventajas de los motores cepillados de CC, y qué diferentes escenarios son adecuados para ellos?

La ventaja de los motores cepillados de CC es que tienen un buen rendimiento de la regulación de velocidad, pueden lograr una regulación de velocidad suave en un amplio rango y tienen un gran par inicial. Pueden controlar con precisión la velocidad y el par. Son adecuados para escenarios con altos requisitos para el control de la velocidad y el par, como los equipos de transmisión de precisión en las líneas de producción de automatización industrial, dispositivos médicos que requieren un control de velocidad preciso, etc. Sus desventajas son que la estructura es relativamente compleja, hay problemas de desgaste de cepillos, el costo de mantenimiento es alto y en aplicaciones de alta potencia, la eficiencia es relativamente baja. Las ventajas de los motores de CA son estructura simple, fácil mantenimiento y bajo costo. Se usan ampliamente en aplicaciones de alta potencia con requisitos de baja velocidad, como grandes ventiladores industriales, bombas de agua, compresores de aire acondicionado central y otros equipos. Estos dispositivos no requieren una regulación de alta velocidad, pero se centran más en la confiabilidad y la operación de bajo costo del motor. En algunos dispositivos pequeños o instrumentos de precisión que requieren un control preciso de la velocidad y el par, los motores de CC cepillados pueden tocar mejor sus ventajas.