1. Różnica między silnikami bezszczotkowymi z czujnikami i bez czujników
Kluczowa różnica między silnikiem bezszczotkowym z czujnikami a silnikiem bezszczotkowym bez czujników polega na tym, czy do wykrywania pozycji wirnika stosowany jest czujnik Halla.
Czujnik Halla działa na podstawie efektu Halla: gdy przewodnik, przez który płynie prąd, zostanie umieszczony w zewnętrznym polu magnetycznym prostopadłym do kierunku przepływu prądu, w przewodniku powstaje różnica potencjałów (napięcie Halla) w kierunku prostopadłym zarówno do prądu, jak i do pola magnetycznego. Dzięki zastosowaniu czujników Halla silnik bezszczotkowy z czujnikami może bezpośrednio i dokładnie wykrywać pozycję wirnika niezależnie od tego, czy silnik pracuje z dużą prędkością, małą prędkością, czy jest całkowicie zatrzymany.
Silnik bezszczotkowy bez czujników nie wykorzystuje czujników Halla. Zamiast tego wykrywa pozycję wirnika pośrednio, monitorując siłę elektromotoryczną (napięcie) i zmiany prądu w uzwojeniach silnika w celu określenia momentu komutacji.
2. Charakterystyka silników bezszczotkowych z czujnikami i bez czujników
| Cecha | Silnik bezszczotkowy z czujnikami | Silnik bezszczotkowy bez czujników |
|---|---|---|
| Wykrywanie pozycji wirnika w stanie spoczynku | Może wykrywać pozycję wirnika w stanie spoczynku | Nie może wykrywać pozycji wirnika w stanie spoczynku; wirnik musi się obracać, aby wygenerować wykrywalną siłę elektromotoryczną |
| Zachowanie przy rozruchu | Płynny rozruch i zatrzymanie | Mogą występować drgania lub szarpanie podczas rozruchu i zatrzymania |
| Odporność na zakłócenia | Czujniki Halla zapewniają dokładną informację zwrotną o pozycji przy stosunkowo niskiej podatności na zakłócenia elektryczne | Większa podatność na zakłócenia, szczególnie przy niskich prędkościach |
| Wydajność przy niskich prędkościach | Lepsza charakterystyka momentu obrotowego przy niskich prędkościach; może pracować dokładnie nawet w stanie spoczynku | Charakterystyka momentu obrotowego pogarsza się przy niskich prędkościach z powodu słabszych sygnałów siły elektromotorycznej |
| Wydajność przy wysokich prędkościach | Dobra, ale częstotliwość sygnału czujników Halla rośnie wraz z prędkością | Dobrze nadaje się do pracy przy wysokich prędkościach, gdzie sygnały siły elektromotorycznej są silne i łatwe do wykrycia |
3. Scenariusze zastosowań silników bezszczotkowych z czujnikami i bez czujników
Wybierając między silnikiem bezszczotkowym z czujnikami a silnikiem bezszczotkowym bez czujników, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- Zakres prędkości: W zastosowaniach wymagających wysokich prędkości zaleca się silnik bez czujników. W zastosowaniach wymagających niskich prędkości preferowany jest silnik z czujnikami.
- Dokładność sterowania: Jeśli wymagane jest sterowanie o wysokiej precyzji, należy wybrać silnik z czujnikami. Jeśli wymagania dotyczące sterowania są stosunkowo luźne, silnik bez czujników jest wystarczający.
- Koszt: Silniki bez czujników są zazwyczaj bardziej opłacalne. Jeśli budżet jest głównym ograniczeniem, a wysoka dokładność nie jest kluczowa, silnik bez czujników jest dobrym wyborem. Jeśli wymagana jest wysoka dokładność i stabilna praca, zaleca się silnik z czujnikami.
- Długość kabla: Gdy odległość kabla między silnikiem a sterownikiem wynosi mniej niż 3 metry, można zastosować silnik z czujnikami. Gdy odległość wynosi 3 metry lub więcej, zaleca się silnik bez czujników, aby uniknąć zakłóceń sygnału na kablach czujników Halla.
Podsumowanie: Silniki bezszczotkowe bez czujników dobrze nadają się do zastosowań o małej i średniej mocy przy wysokich prędkościach, takich jak wentylatory, drony i modele RC. Silniki bezszczotkowe z czujnikami lepiej nadają się do zastosowań wymagających wysokiej precyzji i dużej mocy, takich jak obrabiarki CNC i sprzęt do automatyzacji przemysłowej.