Бесколлекторный двигатель имеет довольно высокий КПД – около 93%. Он может развить и большую мощность. Его главное достоинство – отсутствие щеточного узла, что сразу повышает надежность.
В этом случае срок службы прибора зависит только от срока службы его подшипников. Он гораздо меньше шумит по сравнению с коллекторными двигателями. Благодаря своим свойствам, они нашли широкое применение. Например, они входят в состав запорной арматуры в нефтегазовой промышленности, так как у них отсутствуют щеточные узлы, значит, нет искрения. В автомобилестроении их используют в качестве двигателей для стеклоочистителей, стеклоподъемников. Они также применяются в медицинском оборудовании, робототехнике.Суть его состоит в том, что бесколлекторный двигатель представляет собой машину постоянного тока с индуктором – ротором и обмоткой якоря, выполненной на статоре. Функцию отсутствующего щеточного узла выполняет полупроводниковый коммутатор, который запитывает обмотки якоря и переключает их в соответствии с положением ротора. Самым часто встречающимся вариантом является бесколлекторный двигатель с трехфазной обмоткой статора.
Ротор может представлять различные варианты по конструкции, что зависит от расположения на нем магнитов. В результате взаимодействия двух магнитных потоков, от статора и ротора возникает крутящий момент. С помощью датчиков положения ротора угол между двумя потоками всегда будет поддерживаться в диапазоне 90°, что и будет создавать максимальный крутящий момент. Запитываться обмотки статора могут от любого полупроводникового преобразователя.
Изготовление самодельных бесколлекторных двигателей
Эти устройства очень притягательны для авиамоделистов, так как в течение нескольких секунд набирают предельные обороты. Именно они пытаются изготовить бесколлекторный двигатель своими руками в домашних условиях, так как выпускаемые промышленностью бесколлекторные модели очень дороги. Корпус, как правило, точится из дюралюминия. Магниты берутся от старых CD-приводов.
Ротор таких двигателей имеет от двух до восьми пар полюсов. Статор состоит из корпуса, а также из сердечника, который изготавливается из электротехнической стали и обмотки из меди, которая укладывается в специальные пазы по периметру сердечника. Количество обмоток соответствует количеству фаз двигателя, а они могут быть однофазными, двух-, трехфазными и более. Переключение между обмотками выполняется электронными схемами – инверторами. Сборка всего устройства производится в следующем порядке:
- магниты устанавливаются в нужном порядке;
- на валу нарезается резьба;
- далее сверлятся отверстия для облегчения веса и охлаждения ;
- выполняется обмотка статора медной проволокой;
- припаиваются разъемы;
- устанавливаются подшипники;
- устанавливаются стопорные кольца.
Далее собранный бесколлекторный двигатель подключается к источнику питания и проверяется его работоспособность. Если все нормально функционирует, то можно выполнять его установку на модель самолета. Таким образом, самодельный бесколлекторный двигатель вполне возможно создать.