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CHIHAI: il tuo produttore professionale di motori CC senza spazzole!

Prodotto ampio

Shenzhen Chihai Motor Co., Ltd., fondata nel 2002, è unaproduttore professionale di motori micro CC e motoriduttori CC. La nostra attività è iniziata con i micromotori, per poi sviluppare diverse serie di motori di decelerazione CC.

Squadra professionale

I membri del nostro team hanno anni di esperienza e sono esperti nei rispettivi campi. Abbiamo più di 210 dipendenti qualificati e 26 ingegneri tecnici.

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Scopo dei pignoni della catena

 

 

Un motore CC senza spazzole, noto anche come piccolo motore CC, è un piccolo motore elettrico che utilizza corrente continua (CC) per produrre forza meccanica. Questi motori sono compatti e trovano applicazione in un'ampia gamma di dispositivi e sistemi.

Caratteristiche del motore CC senza spazzole

 

CHF-480WA HIGH Torque Motor

Efficienza

Poiché questi motori possono controllare continuamente la massima forza di rotazione (coppia). I motori con spazzole, al contrario, raggiungono la coppia massima solo in determinati punti della rotazione. Affinché un motore con spazzole possa fornire la stessa coppia di un modello senza spazzole, dovrebbe utilizzare magneti più grandi. Ecco perché anche i piccoli motori BLDC possono erogare una potenza considerevole.

480 Medium Speed High Torque Shaft Motor

Controllabilità

I motori BLDC possono essere controllati, utilizzando meccanismi di feedback, per fornire esattamente la coppia e la velocità di rotazione desiderate. Il controllo di precisione, a sua volta, riduce il consumo di energia e la generazione di calore e, nei casi in cui i motori sono alimentati a batteria, allunga la durata della batteria.

480 Medium Speed High Torque Shaft Motor

Elevata durata e basso rumore elettrico

Mancanza di spazzole nei motori BLDC. Nei motori con spazzole, le spazzole e il commutatore si usurano a causa del contatto in movimento continuo e producono anche scintille nel punto in cui avviene il contatto. Il rumore elettrico, in particolare, è il risultato delle forti scintille che tendono a formarsi nelle aree in cui le spazzole passano sopra gli spazi vuoti del commutatore. Questo è il motivo per cui i motori BLDC sono spesso considerati preferibili nelle applicazioni in cui è importante evitare il rumore elettrico.

Tipi di motori CC senza spazzole

Esistono due stili principali del motore BLDC: inrunner e outrunner.

GM25-BK370 Hall Encoder DC Gear Motor

BLDC Inrunner

Dispongono gli elettromagneti all'interno di un alloggiamento esterno fisso, mentre i magneti permanenti si trovano sul rotore interno. Gli inrunner in genere girano più velocemente degli outrunner, producendo una coppia inferiore a una determinata dimensione. I motori Inrunner hanno il vantaggio di una migliore protezione dagli agenti atmosferici e di un migliore raffreddamento poiché le bobine dell'elettromagnete sono fissate direttamente all'alloggiamento esterno.

Turntable Rotation Gear Motor CHW-9L370

BLDC outrunner

Hanno magneti permanenti sulla sezione esterna che si muovono mentre gira l'albero di uscita. I BLDC in genere hanno una coppia maggiore per una determinata dimensione rispetto agli inrunner e funzionano a una velocità inferiore. Gli elettromagneti sono disposti sulla sezione interna dello statore. Non si raffreddano bene come le loro controparti inrunner e l'alloggiamento non fornisce la stessa protezione dagli elementi.

Applicazioni del motore CC senza spazzole

 

 

Mini DC Worm Motor With Encoder

Trasporto

I motori brushless si trovano nei veicoli elettrici, nei veicoli ibridi, nei trasportatori personali e negli aerei elettrici. La maggior parte delle biciclette elettriche utilizza motori brushless che a volte sono integrati nel mozzo della ruota stessa, con lo statore fissato solidamente all'asse e i magneti fissati e rotanti con la ruota. Lo stesso principio viene applicato nelle ruote degli scooter autobilancianti. La maggior parte dei modelli radiocomandati ad alimentazione elettrica utilizzano motori brushless a causa della loro elevata efficienza.

Strumenti senza cordone

I motori brushless si trovano in molti moderni strumenti cordless, tra cui alcuni tagliabordi, soffiatori per foglie, seghe (circolari e alternative) e trapani/avvitatori. I vantaggi in termini di peso ed efficienza dei motori brushless rispetto a quelli con spazzole sono più importanti per gli strumenti portatili alimentati a batteria che per gli strumenti fissi di grandi dimensioni collegati a una presa CA.

Riscaldamento e ventilazione

Nei settori del riscaldamento, ventilazione, condizionamento dell'aria (HVAC) e della refrigerazione si registra una tendenza a utilizzare motori brushless invece di vari tipi di motori CA. Il motivo più significativo per passare a un motore brushless è la riduzione della potenza richiesta per azionarli rispetto a un tipico motore CA. Oltre alla maggiore efficienza del motore brushless, i sistemi HVAC, in particolare quelli dotati di velocità variabile o modulazione del carico, utilizzano motori brushless per fornire al microprocessore integrato un controllo continuo sul raffreddamento e sul flusso d'aria.

Ingegneria Industriale

L'applicazione dei motori CC senza spazzole nell'ingegneria industriale si concentra principalmente sull'ingegneria di produzione o sulla progettazione dell'automazione industriale. I motori brushless sono ideali per applicazioni manifatturiere grazie alla loro elevata densità di potenza, buone caratteristiche di coppia-velocità, alta efficienza, ampi intervalli di velocità e bassa manutenzione. Gli usi più comuni dei motori DC brushless nell'ingegneria industriale sono il controllo del movimento, gli attuatori lineari, i servomotori, gli attuatori per robot industriali, i motori di azionamento di estrusori e gli azionamenti di avanzamento per macchine utensili CNC.

Aeromodellismo

I motori brushless sono diventati una scelta popolare per gli aeromodelli, inclusi elicotteri e droni. Il loro favorevole rapporto peso-potenza e l'ampia gamma di dimensioni disponibili hanno rivoluzionato il mercato dei modellini di volo elettrici, sostituendo praticamente tutti i motori elettrici con spazzole, ad eccezione degli aerei economici a bassa potenza, spesso di tipo giocattolo. Hanno anche incoraggiato la crescita di aeromodelli elettrici semplici e leggeri, piuttosto che i precedenti motori a combustione interna che alimentavano modelli più grandi e pesanti. Il maggiore rapporto peso/potenza delle moderne batterie e dei motori brushless consente ai modelli di salire verticalmente, anziché salire gradualmente. La bassa rumorosità e la mancanza di massa rispetto ai piccoli motori a combustione interna con carburante incandescente sono un altro motivo della loro popolarità.

Auto radiocomandate

La loro popolarità è aumentata anche nel settore delle auto radiocomandate (RC). I motori brushless sono legali nelle corse automobilistiche RC nordamericane da Radio Operated Auto Racing (ROAR) dal 2006. Questi motori forniscono una grande quantità di potenza ai piloti RC e, se abbinati ad ingranaggi appropriati e polimeri di litio ad alta scarica (Li-Po ) o batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4), queste auto possono raggiungere velocità superiori a 160 chilometri all'ora (99 mph).

I motori brushless sono in grado di produrre più coppia e hanno una velocità di rotazione di picco più rapida rispetto ai motori alimentati a nitro o benzina. I motori Nitro raggiungono il picco a circa 46,800 giri/min e 2,2 kilowatt (3,0 CV), mentre un motore brushless più piccolo può raggiungere 50,000 giri/min e 3,7 kilowatt ( 5,0 cv). I motori RC senza spazzole più grandi possono raggiungere fino a 10 kilowatt (13 CV) e 28,000 giri/min per alimentare modelli in scala un quinto.

Metodi di controllo BLCD

 

 

 

 

Con le informazioni sulla rotazione fornite da sensori dedicati o back EMF, il controllo BLDC può essere implementato mediante uno dei tre metodi: controllo trapezoidale, sinusoidale e ad orientamento di campo (FOC).

Controllo trapezoidale

È il metodo più semplice per alimentare un BLDC, energizzando ciascuna fase in sequenza. Le bobine sono energizzate in uno stato alto o basso o possono essere lasciate flottanti. Sebbene ampiamente applicabile, spesso non è efficace quanto l’utilizzo di tecniche più avanzate e può produrre rumore udibile.

 

Controllo sinusoidale

Eccita ciascuna bobina BLDC utilizzando tecniche PWM a ciclo di lavoro variabile per simulare le uscite analogiche. Ciò consente una transizione molto più fluida tra gli stati, utilizzando una tabella di ricerca per determinare il segnale corretto. Le bobine sono spesso energizzate secondo uno schema a sella, piuttosto che con un'uscita puramente sinusoidale.

 

Controllo ad orientamento di campo (FOC)

Funziona in modo simile al controllo sinusoidale a uscita variabile, ma tiene conto anche delle variazioni delle correnti di avvolgimento del motore nel calcolo degli ingressi di tensione. Il FOC può produrre coppia e velocità costanti con basso rumore acustico ed è il modo più efficiente per azionare un motore BLDC.

 
 
Costruzione di Motori Brushless

 

Mini DC Worm Motor With Encoder

Lo statore

 

Lo statore di un motore CC senza spazzole è costituito da lamierini di acciaio impilati con avvolgimenti posizionati in fessure tagliate nei lamierini. Lo statore di un motore CC senza spazzole è equivalente a quello di un motore CA, ma gli avvolgimenti sono diversi. Ci sono tre avvolgimenti dello statore in ciascun motore CC senza spazzole cablati in una configurazione a triangolo o a stella. In ciascuno di questi avvolgimenti sono presenti più bobine costruite per collegarsi insieme per formare un avvolgimento.

 

Esistono due tipi principali di avvolgimenti dello statore: sinusoidale e trapezoidale. La differenza negli avvolgimenti dello statore è identificata nell'interconnessione delle bobine degli avvolgimenti dello statore, che si traducono in un diverso tipo di back-EMF. La variante trapezoidale fornisce il suo back-EMF in forma trapezoidale. Una variazione sinusoidale fornisce al motore CC senza spazzole una forza elettromotrice posteriore che corrisponde alla corrente. I motori CC brushless sinusoidali hanno una coppia di uscita più uniforme rispetto ai motori CC brushless trapezoidali.

Il rotore

 

Il rotore è costituito da magneti permanenti e normalmente ha da due a otto poli. I magneti sono fissati sul nucleo del rotore in campi alternati dei poli nord e sud. I rotori a magneti permanenti sono generalmente costruiti con magneti in ferrite. Se in un'applicazione è necessaria una densità di potenza maggiore, generalmente vengono utilizzati magneti in terre rare.

 

Una maggiore densità di potenza significa che i motori CC senza spazzole possono erogare una coppia molto maggiore per unità di volume, il che è utile per i produttori che sono continuamente spinti a fornire pacchetti sempre più piccoli. I magneti in ferrite sono meno costosi, ma la densità di flusso è inferiore a quella dei magneti in terre rare. Anche il prezzo dei magneti in terre rare sta diminuendo. I tipi di magneti in terre rare includono neodimio (Nd) samario cobalto (SmCo) lega di neodimio, ferrite e boro (NdFeB)

Brushless Stepper Worm Gear Motor

 

Brushless Stepper Worm Gear Motor

Motori spazzolati e motori brushless

Tutta la vita

Come accennato in precedenza, uno degli svantaggi dei motori con spazzole è l'usura meccanica delle spazzole e del commutatore. Le spazzole di carbone in particolare sono sacrificali e in molti motori sono progettate per essere sostituite periodicamente come parte di un programma di manutenzione. Anche il rame tenero del commutatore viene lentamente consumato dalle spazzole e alla fine raggiunge un punto in cui il motore non funziona più. Poiché i motori brushless non hanno contatti mobili, non soffrono di questa usura.

Velocità e accelerazione

La velocità di rotazione dei motori con spazzole può essere limitata dalle spazzole e dal commutatore, nonché dalla massa del rotore. A velocità molto elevate, il contatto tra spazzola e commutatore può diventare irregolare e la formazione di archi tra le spazzole aumenta. La maggior parte dei motori con spazzole utilizza anche un nucleo di ferro laminato nel rotore, che conferisce loro una grande inerzia rotazionale. Ciò limita i tassi di accelerazione e decelerazione del motore. È possibile costruire un motore brushless con magneti in terre rare molto potenti sul rotore, che riducono al minimo l'inerzia rotazionale. Naturalmente, ciò aumenta il costo.

Rumore elettrico

Le spazzole e il commutatore formano una sorta di interruttore elettrico. Mentre il motore gira, gli interruttori vengono aperti e chiusi, mentre una quantità significativa di corrente scorre attraverso gli avvolgimenti del rotore, che sono induttivi. Ciò provoca la formazione di archi sui contatti. Ciò genera una grande quantità di rumore elettrico, che può essere accoppiato in circuiti sensibili. La formazione dell'arco può essere in qualche modo mitigata aggiungendo condensatori o smorzatori RC attraverso le spazzole, ma la commutazione istantanea del commutatore genera sempre del rumore elettrico.

Rumore acustico

I motori con spazzole sono "hard commutati", ovvero la corrente viene spostata bruscamente da un avvolgimento all'altro. La coppia generata varia durante la rotazione del rotore man mano che gli avvolgimenti vengono accesi e spenti. Con un motore brushless è possibile controllare le correnti degli avvolgimenti in modo da trasferire gradualmente la corrente da un avvolgimento all'altro. Ciò riduce l'ondulazione della coppia, che è una pulsazione meccanica di energia sul rotore. L'ondulazione della coppia provoca vibrazioni e rumore meccanico, soprattutto a basse velocità del rotore.

Costo

Poiché i motori brushless richiedono un'elettronica più sofisticata, il costo complessivo di un azionamento brushless è superiore a quello di un motore a spazzole. Anche se un motore brushless è più semplice da produrre rispetto a un motore con spazzole, poiché è privo di spazzole e commutatore, la tecnologia dei motori con spazzole è molto matura e i costi di produzione sono bassi. La situazione sta cambiando man mano che i motori brushless diventano più popolari, soprattutto in applicazioni ad alto volume come i motori automobilistici. Inoltre, il costo dei componenti elettronici, come i microcontrollori, continua a diminuire, rendendo i motori brushless più attraenti.

  Motore spazzolato Motore senza spazzole
Tutta la vita Corto (le spazzole si consumano) Lungo (nessuna spazzola da indossare)
Velocità e accelerazione medio Alto
Efficienza medio Alto
Rumore elettrico Rumoroso (arco voltaico) Tranquillo
Rumore acustico e ondulazione della coppia Povero Medio (trapezoidale) o buono (sinusoidale)
Costo Il più basso Medio (elettronica aggiunta)

 

 
Le nostre certificazioni e il motore DC Brushless

 

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Tutto in metallo

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Doppio albero piatto

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Cuscinetto a sfere

Domande frequenti sul motore Airsoft

D: Cos'è un motore CC senza spazzole?

R: Un motore converte l'energia elettrica fornita in energia meccanica. Vari tipi di motori sono di uso comune. Tra questi, i motori CC senza spazzole (BLDC) sono caratterizzati da elevata efficienza ed eccellente controllabilità e sono ampiamente utilizzati in molte applicazioni. Il motore BLDC presenta vantaggi in termini di risparmio energetico rispetto ad altri tipi di motore.

D: Quali sono le proprietà di un motore CC senza spazzole?

R: I motori senza spazzole offrono numerosi vantaggi rispetto ai motori CC con spazzole, tra cui un elevato rapporto coppia/peso, maggiore efficienza che produce più coppia per watt, maggiore affidabilità, rumore ridotto, maggiore durata eliminando l'erosione delle spazzole e del commutatore, eliminazione delle scintille ionizzanti dal commutatore, e una riduzione complessiva delle interferenze elettromagnetiche (EMI). Senza avvolgimenti sul rotore, non sono soggetti a forze centrifughe e, poiché gli avvolgimenti sono supportati dall'alloggiamento, possono essere raffreddati per conduzione, senza richiedere alcun flusso d'aria all'interno del motore per il raffreddamento. Ciò a sua volta significa che le parti interne del motore possono essere completamente racchiuse e protette da sporco o altri corpi estranei.

D: I motori CC senza spazzole sono migliori?

R: Sono di uso comune vari tipi di motori. Tra questi, i motori CC senza spazzole (BLDC) sono caratterizzati da elevata efficienza ed eccellente controllabilità e sono ampiamente utilizzati in molte applicazioni. Il motore BLDC presenta vantaggi in termini di risparmio energetico rispetto ad altri tipi di motore.

D: Qual è lo scopo di un motore CC senza spazzole?

R: Gli usi più comuni dei motori DC brushless nell'ingegneria industriale sono il controllo del movimento, gli attuatori lineari, i servomotori, gli attuatori per robot industriali, i motori di azionamento degli estrusori e gli azionamenti di avanzamento per macchine utensili CNC.

D: Quanto durano i motori DC brushless?

R: 10,000 ore. Utilizzati nelle apparecchiature mediche, i motori CC senza spazzole hanno un'aspettativa di vita di 10,000 ore, rispetto alle 2,000-5,000 ore di un tipico motore con spazzole. I motori DC senza spazzole hanno anche una velocità massima che non è limitata da un gran numero di poli.

D: Cosa controlla un motore CC senza spazzole?

R: I motori BLDC sono dotati di controllo a circuito chiuso, in genere tramite un sensore a effetto Hall o rilevando la forza elettromagnetica di ritorno. L'uscita rotazionale può essere controllata con un elevato grado di precisione variando la velocità della sequenza della bobina.

D: I motori brushless sono più silenziosi?

R: Le spazzole man mano che si usurano non creano polvere ma rumore causato dallo sfregamento contro il commutatore. I motori brushless hanno una durata maggiore e sono più puliti e silenziosi perché non presentano parti soggette a sfregamento o usura durante l'uso.

D: I motori brushless necessitano di manutenzione?

R: Proprio come con i normali motori a spazzole, lo sporco può accumularsi all'interno di un motore senza spazzole. Si sconsiglia l'uso di spray per motori per pulire gli avvolgimenti all'interno della scatola del motore (statore). I corridori che usano lo spray per motori non fanno altro che peggiorare i problemi. Utilizzare invece una piccola spazzola e una leggera pressione dell'aria per pulire l'interno del motore.

D: Le batterie durano più a lungo con i motori brushless?

R: Poiché non ci sono spazzole che sfregano contro qualcosa, non si perde energia a causa dell'attrito. Ciò significa che i motori brushless sono più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai trapani con spazzole e possono funzionare con le batterie fino al 50% in più.

D: Perché i motori DC brushless hanno 3 fili?

R: I motori CC senza spazzole hanno 3 fili perché in genere hanno 3-avvolgimenti di fase all'interno del motore. Queste 3 fasi vengono utilizzate per controllare la rotazione del motore e generare un campo magnetico per far girare il motore. I 3 fili forniscono un collegamento a ciascuna di queste fasi, consentendo loro di essere alimentate e controllate.

D: È possibile controllare la velocità di un motore CC senza spazzole?

R: In un motore CC senza spazzole, la relazione tra la tensione applicata e la coppia di carico determina la velocità di rotazione. Ciò significa che, quando si utilizza il motore, è possibile controllare la velocità di rotazione del motore modificando la tensione applicata.

D: Perché il mio motore brushless è così rumoroso?

R: Nel motore brushless, il magnete permanente entra nel traferro all'incirca lungo la direzione radiale e genera forza radiale sullo statore e sul rotore, causando così vibrazioni e rumore elettromagnetici.

D: È possibile riparare un motore brushless?

R: I motori brushless possono anche essere ricostruiti per mantenerli in funzione per anni di divertimento ad alte prestazioni. I cuscinetti sono il tipico punto di guasto dei motori brushless. I cuscinetti guasti di solito causano il surriscaldamento del motore e possono ridurre le prestazioni e il tempo di funzionamento.

D: I motori brushless costano di più?

R: Poiché i motori brushless richiedono un'elettronica più sofisticata, il costo complessivo di un azionamento brushless è superiore a quello di un motore a spazzole.

D: Un motore CC senza spazzole funziona con corrente CA?

R: I motori brushless possono utilizzare sia CC a bassa tensione che CA ad alta tensione. Se il controller del motore BLDC è collegato alla CA, il driver converte la CA in CC affinché il motore funzioni. Se viene immessa CC, non è necessario convertire il controller del motore brushless. L'alimentazione CA ad alta tensione è facile da ottenere e può fornire energia al motore.

D: Perché i motori brushless sono più silenziosi?

R: L'attrito e la formazione di archi elettrici tra le spazzole e le piastre del commutatore nei motori a spazzole producono un notevole rumore del motore. Nei motori brushless, il lavoro di commutazione è svolto da un circuito elettronico, risultando in un funzionamento molto più silenzioso.

Siamo produttori professionali di motori DC brushless in Cina da oltre 15 anni, specializzati nella fornitura di prodotti personalizzati di alta qualità. Vi diamo un cordiale benvenuto al motore DC brushless all'ingrosso disponibile qui dalla nostra fabbrica.

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