В чем разница между коллекторным и бесколлекторным мотором?
Радиоуправляемые модели оснащаются двумя типами моторов: электрическими или двигателями внутреннего сгорания. Вторые в последнее время получили меньшее распространение, так как требуют специального ухода и для их работы необходимо топливо.
С электрическими моторами все гораздо проще, им нужен только аккумулятор или одноразовые батарейки. В свою очередь электромоторы делятся на два типа:
Профи отлично знают разницу между этими двумя типами, а вот новички всегда задают вопрос: чем отличается коллекторный двигатель от бесколлекторного? И модель с каким мотором предпочтительнее купить?
Поэтому мы составили краткий ликбез по этим вопросам.
Основные отличия
Принцип работы обоих типов моторов одинаков: необходимость на выходе получить вращение вала. Внутри же они максимально различны, коллекторные оснащаются щеточно-коллекторным узлом, отсюда второе название - щеточные. Состоит двигатель из ротора (коллектор, подвижная часть) и статора (неподвижная часть). С коллектором соприкасаются щетки статора.
Коллектор подводит ток к обмотке ротора, последовательно соединенной с обмоткой статора. Простые двигатели этого типа имеют всего два провода с положительным и отрицательным зарядом, с их помощью мотор подключают к регулятору скорости.Такие двигатели можно запитать напрямую от источника питания (аккумулятора или батареек с допустимым для двигателя напряжением), но без регулятора скорости мотор будет работать на максимальных для такого напряжения оборотах.
Бесколлекторные в свою очередь не имеют щеток, поэтому их еще называют бесщеточными, для их работы необходим трехфазный переменный ток. Поэтому регулятор коллекторного мотора сюда не подойдет. Для подключения этого мотора имеются три провода. Его конструкция сложнее, поэтому и стоимость значительно выше.
Принцип работы существенно отличается - в этом случае статор подвижный, а ротор зафиксированный с трехфазной обмоткой. Именно за переключение обмоток отвечает регулятор.
Преимущества и недостатки коллекторных моторов
В первую очередь принято считать основным преимуществом стоимость таких механизмов, из-за простоты конструкции щеточные двигатели значительно дешевле. Но это не единственное достоинство, кроме дешевизны можно еще отметить: компактность, меньший вес и возможность использовать во влажной среде.
Основной недостаток заключается в низком уровне износоустойчивости. Щеточный механизм имеет ограниченный ресурс и быстро выходит из строя. Под словом “быстро” подразумеваем что по запасу времени работы коллекторные электродвигатели значительно уступают бесколлекторным. Но, при этом, при правильной эксплуатации могут прослужить долгое время.
Достоинства и недостатки бесколлекторных электродвигателей
Если радиоуправляемая модель оснащается бесщеточными моторами, ее стоимость значительно возрастет. Это связано не только с дороговизной самого мотора, но и регулятор для него стоит дороже. Пожалуй, именно стоимость является существенным недостатком.
Основные достоинства:
- высокий уровень надежности (износостойкости),
- большая мощность и тяга,
- большая скорость (частота вращения),
- долговечность.
К тому же бесщеточные моторы, как правило, имеют более надежный корпус закрытого типа, который защищает внутренности от пыли и влаги.
Ликбез по техническим характеристикам
Внешне электромоторы легко различимы, коллекторные более вытянуты и в основном имеют простую цилиндрическую форму с двумя проводами. Бесколлекторные более бочкообразные и имеют три провода для подключения.
Основной параметр для щеточных - это класс. Значение класса состоит из длины корпуса х 10. Например, моторы 300-го класса имеют длину корпуса 30 мм. Кроме этого может быть указано для модели какого масштаба подходит мотор, его направление вращения и другие параметры.
Бесщеточные электродвигатели тоже имеют свою маркировку, обычно это 4 цифры - диаметр и длина статора. Для примера возьмем электродвигатель iFlight XING2 1806 FPV Motor Unibell (1600KV) 6S для квадрокоптеров. Это бесколлекторный мотор постоянного тока, разработанный для радиоуправляемых FPV квадрокоптеров (можно применять для самолетов). Маркировка 1806 говорит нам о том, что диаметр статора составляет 18 мм, а его длина - 6 мм.
Следующим идет значение количества оборотов двигателя на 1 Вольт напряжения. В данном случае на 1V приходится 1600 об/мин. Это значение достигается без нагрузки. Используя пропеллер или другой элемент, скорость вращения изменится в меньшую сторону.
6S - указывает на максимальное количество элементов (ячеек ) в подключенном литиевом аккумуляторе. Таким образом можно узнать наибольшее рабочее напряжение мотора (номинал: 6 x 3,7v = 22,2v).
В других электродвигателях маркировка может отличаться, встречаются наименования содержащие информацию о количестве витков, например 12T - говорит о том, что на статоре мотора 12 оборотов проводника (проволоки).
Возможно вы встречали такой набор как 12N14P. Это сокращение обозначает количество магнитов. В данном случае имеется 12 электромагнитов , а цифра 14 указывает на количество постоянных магнитов.
Вращение
Оба типа моторов, как щеточные, так и бесщеточные могут иметь свое направление вращения. Определить в какую сторону вращается вал можно посмотрев в технические характеристики. Некоторые модели имеют маркировку с указанным направлением вращения. За это обычно отвечают литеры CW и CCW.
Прямое направление обозначается CW, от английского слова Clockwise, что значит - по часовой стрелке. В свою очередь CCW - Counter Clockwise, против часовой стрелки, то есть обратное вращение.
В случае с бесколлекторными моторами, если речь идет о вращении, то это значит что на валу мотора нарезана резьба в определенную сторону. Ведь изменить направления вращения вала можно изменив полярность двух из трех проводов. А резьба левая или правая отвечает за надежное крепление пропеллеров на валу - против движения лопастей, для надежной их фиксации.
Inrunner и Outrunner
Эти два слова скажут вам о схеме двигателя. Inrunner - обмотка расположена по внутренней поверхности корпуса, магнитный ротор вращается внутри. Соответственно, Outrunner - вращается внешняя часть, и внутренняя - стационарна.
Коллекторные (щеточные) моторы имеют схему Inrunner, безколлекторные (бесщеточные) - разные в зависимости от назначения: моторы для квадрокоптеров, самолетов, вертолетов - Outrunner, для автомоделей и катеров - Inrunner.
БК моторы для автомоделей бывают сенсорными и безсенсорными. В этом случае лучше отдать предпочтение первым, так как они более ровно работают, обеспечивают плавный запуск и разумно используют энергию, но нуждаются в таком же сенсорном регуляторе оборотов и имеют цену выше, чем у безсенсорных.
Вот и все что мы хотели сказать, если у вас остались вопросы всегда можете задать их нашим менеджерам по телефону или написать на нашу почту. Всю информацию для связи найдете в разделе Контакты.
