Postępy w technologii bezszczotkowych silników prądu stałego z magnesami trwałymi napędzają kolejną falę zastosowań wysokoprecyzyjnych

W ostatnich latach, dzięki szybkiemu rozwojowi elektroniki mocy oraz powszechnemu przyjęciu maszyn inteligentnych i zautomatyzowanych, technologia silników wkracza w nową erę. Branże o wysokiej precyzji, takie jak produkcja elektroniki, urządzenia medyczne, lotnictwo i kosmonautyka oraz robotyka, stawiają coraz wyższe wymagania dotyczące wydajności silników — szczególnie pod względem dokładności prędkości, stabilności momentu obrotowego, kontroli hałasu oraz długoterminowej niezawodności.

Na tym tle bezszczotkowy silnik prądu stałego z magnesami trwałymi (silnik BLDC) stał się jednym z głównych i najbardziej zaufanych wyborów na rynku globalnym.

Dlaczego warto wybrać bezszczotkowy silnik prądu stałego? — Precyzja, wydajność i trwałość w jednym urządzeniu

W porównaniu z silnikami szczotkowymi, silniki BLDC eliminują mechaniczne szczotki i opierają się na komutacji elektronicznej, co zapewnia znaczące korzyści:

• Wyłuższa żywotność — brak tarcia mechanicznego, minimalny zużycie
• Wysoka precyzja sterowania — dokładna regulacja prędkości i kąta
• Szeroki zakres prędkości — od setek do dziesiątek tysięcy RPM
• Niski poziom hałasu i wibracji — idealny dla środowisk medycznych i laboratoryjnych
• Wysoka sprawność i niskie zużycie energii — odpowiedni do pracy ciągłej 24/7
• Minimalne koszty konserwacji — brak potrzeby wymiany szczotek węglowych

Dzięki tym cechom silniki BLDC są powszechnie stosowane w UAV, robotach, pojazdach AGV, wentylatorach, narzędziach elektrycznych, sprężarkach, pompach oraz inteligentnych urządzeniach do domu urządzeń.

Budowa wewnętrzna bezszczotkowego silnika prądu stałego z magnesami trwałymi

Silnik BLDC to trójfazowy silnik zasilany prądem stałym i sterowany poprzez elektroniczną komutację. Składa się głównie z:

• Stojana (z wielofazowymi uzwojeniami)
• Wirnika (z magnesami trwałymi)

W zależności od metody wykrywania położenia wirnika, silniki BLDC można podzielić na dwa typy:

1. Silniki prądu stałego bezszczotkowe z czujnikiem Halla (Sensored BLDC)

Wyposażone w czujniki pozycji (np. czujniki Halla) do monitorowania położenia biegunów magnetycznych wirnika. MCU wykonuje dokładne komutacje na podstawie sygnału z czujnika.

Idealny dla:

• Wysoki moment startowy
• Praca przy niskich obrotach
• Zastosowania wymagające stabilnej regulacji prędkości

2. Silniki bezszczotkowe bez czujników

Położenie wirnika wykrywane jest poprzez siłę elektromotoryczną przeciwną (back-EMF) uzwojeń.

Zalet obejmują:

• Prostsza konstrukcja
• Niższe koszty
• Doskonałe do zastosowań przy wysokich obrotach i ciągłej pracy (wentylatory, pompy, narzędzia)

Oba typy silników BLDC mogą być w pełni dostosowane do wymaganych napięcia, momentu obrotowego, wartości KV, wymiarów, typu wału i sposobu prowadzenia kabli.

Zasada uzwojenia i komutacji silnika

Stator zawiera sześć cewek tworzących trzy pary uzwojeń (fazy A, B, C). W każdym cyklu aktywne są tylko dwie fazy. Sekwencje komutacji to:

• Obrót w przód: A-B → A-C → B-C → B-A → C-A → C-B
• Obrót wstecz: B-A → B-C → A-C → A-B → C-B → C-A

Aby zminimalizować straty i zmaksymalizować moment obrotowy, komutacja musi zachodzić wtedy, gdy pole magnetyczne statora jest prostopadłe do pola magnetycznego wirnika — jest to kluczowe dla osiągnięcia wysokiej wydajności silników BLDC.

Wzory dotyczące wydajności silnika (często zadawane pytania przez kupujących)

1. Wzór na prędkość

n = 60f / P

n: prędkość (obr/min) f: częstotliwość elektryczna P: liczba par biegunów

2. Wzór na moment obrotowy

T = 9550P / n

T: moment obrotowy (Nm) P: moc wyjściowa (kW) n: prędkość (obr/min)

Na przykład:

• Silnik wentylatora domowego pracuje z prędkością około 1500 obr/min przy mocy rzędu kilkudziesięciu watów
• Wysokoprędkowe przemysłowe silniki BLDC mogą osiągać dziesiątki tysięcy obr/min przy mocy na poziomie kilowatów

Nasz zespół inżynieryjny pomoże w doborze silnika na podstawie wymaganego momentu obrotowego, mocy i prędkości.

Zastosowania: od systemów przemysłowych po elektronikę użytkową

Dzięki wyjątkowej sprawności i niezawodności, bezszczotkowe silniki z magnesami trwałymi są obecnie stosowane w:

• Sprzęcie medycznym (wentylatory, wirówki, urządzenia chirurgiczne)
• Systemach napędowych UAV
• Robotyce i napędach serwo
• Automatyzacji przemysłowej i systemach AGV
• Pompy, dmuchawy i sprężarki o wysokiej precyzji
• Narzędzia elektryczne i urządzenia domowe

Nie ważne, czy priorytetem jest niski poziom hałasu, wysoka prędkość, stabilność czy długotrwała trwałość, silnik BLDC pozostaje najlepszym wyborem.

Nasze zalety jako profesjonalnego dostawcy silników BLDC

• Kompletna personalizacja (napięcie, KV, moment obrotowy, rozmiar obudowy, opcje wału, typ uzwojenia, złącza itp.)
• Usługi OEM/ODM ze stabilną zdolnością produkcyjną
• Dopasowane sterowniki i płytki sterujące dla silników BLDC
• Kompleksowe testy niezawodności (test starzenia, wysoka/niska temperatura, wstrząsy, izolacja)
• Szybkie prototypowanie i wsparcie techniczne

Zobowiązujemy się do dostarczania klientom na całym świecie rozwiązań opartych na wydajnych, precyzyjnych i niezawodnych silnikach bezszczotkowych prądu stałego (BLDC) do długotrwałej pracy.