Бесщеточный двигатель – принцип работы

На сегодня новейшим и более эффективным видом электрического мотора является бесщеточный двигатель. Принцип работы этого агрегата заметно отличается от устройства обычного коллекторного электродвигателя, что обеспечивает его износостойкость, упрощает регулирование крутящего и повышает коэффициент полезного действия.

Особенности конструкции и механизм работы

Чтобы понять, как работает бесщеточный мотор, для начала следует разобрать устройство двигателя со щеточным механизмом подачи электротока. В коллекторных агрегатах постоянные магниты расположены на внешней неподвижной части – статоре. Внутреннюю часть двигателя образует вращающийся ротор (якорь) с обмотками, через который проходит ток от источника питания. Для того чтобы якорь непрерывно вращался под воздействием магнитного поля, ток в его обмотках должен постоянно менять свое направление. Эту задачу выполняет коммутаторное кольцо с двумя зазорами, по которому скользят так называемые щетки, представляющие собой электрические контакты.

В бесщеточном электродвигателе вращаются магниты и составляют роторную часть, а статор включает в себя обмотки, которые становятся электромагнитами при подаче на них постоянного тока. Таким образом, принцип действия бесщеточного электродвигателя основывается на взаимодействии естественных магнитов и катушками в статоре.

Вращение ротора обеспечивается попеременной подачей напряжения на обмотки стационарной части, которые притягивают к себе магнитные элементы якоря. В то время, когда на один контур подается ток противоположной магниту направленности, и она притягивает его на якоре, через катушку, мимо которой соответствующий магнит уже прошел, идет электроток одноименной полярности, производящий отталкивающее действие. За счет этого усиливается крутящий момент, имеющий постоянный характер, а также мощность двигателя.

Подачу тока на катушки распределяет специальный контроллер, ориентирующийся на показания датчика, который фиксирует положение ротора в каждый конкретный момент.

Типы бесщеточных электромоторов

Бесколлекторные двигатели различаются по расположению ротора и статора относительно друг друга.

У электромоторов с внешним ротором катушки располагаются в сердечнике. Такая конструкция рассчитана на потребление тока небольшого напряжения и отличается относительно низкой частотой вращения.

Также встречаются электродвигатели, у которых магнитный якорь находится в центре, а катушки расположены по окружности. Рассеивание тепловой энергии при такой компоновке обеспечивает большую крутящую мощность.