Bezszczotkowy silnik , lub „ silnik bezszczotkowy ” czy maszyna synchroniczna własny napędzane magnesami trwałymi jest ekspres z klasy maszyn synchronicznych The Wirnik składa się z jednego lub więcej magnesów trwałych i wyposażony pochodzenia z czujnika położenia wirnika : efekt Halla , synchro - resolwer , enkoder obrotowy (np. enkoder inkrementalny) lub dowolny inny system pozwalający na samosterowanie maszyną.
Widziana z zewnątrz działa na prąd stały . Jego nazwa (z angielskiego Brushless ) wzięła się stąd , że ten typ silnika nie zawiera obracającego się kolektora, a zatem nie ma szczotek. Z drugiej strony elektroniczny układ sterowania musi zapewniać przełączanie prądu w uzwojeniach stojana. Urządzenie to może być zintegrowane z silnikiem dla małych mocy lub zewnętrzne w postaci przekształtnika mocy ( falownika ). Rolą zespołu czujnika i sterowania elektronicznego jest zapewnienie samokontroli silnika, to znaczy ortogonalności strumienia magnetycznego wirnika w stosunku do strumienia stojana, która to rola była wcześniej przypisana zespołowi. maszyna prądu stałego .
Ten typ silnika elektrycznego eliminuje wszystkie wady klasycznego silnika prądu stałego : problemy z przełączaniem na poziomie kolektora, rozprężanie, bezwładność, chłodzenie ( straty dżulów zlokalizowane na stojanie są łatwiejsze do odprowadzenia), znacznie większa masa mocy , geometria, żywotność; w szczególności wskaźnik ochrony (IP) może być zwiększony w porównaniu do maszyn prądu stałego ze względu na brak szczotek.
Przy równej wydajności, jego wydajność jest zawsze lepsza, częściowo ze względu na brak strat mechanicznych i elektrycznych związanych ze szczotkami (szczególnie przy niskich obciążeniach). Ale także przez większość czasu ze względu na znacznie zmniejszoną bezwładność - w szczególności w modelach wykorzystujących magnesy samarowo-kobaltowe lub neodymowo-żelazowo-borowe - w porównaniu z równoważną maszyną prądu stałego, parametr ten dominuje w wielu zastosowaniach, w szczególności w przyspieszaniu. fazy.
Przy tej samej wydajności silnik bezszczotkowy ma niższą cenę niż silnik prądu stałego ze względu na zastąpienie kolektora i szczotek czujnikiem elektronicznym przy bardzo niskich kosztach. Dla małych mocy czujnik ten spełnia dwie funkcje wykrywania położenia wirnika i przełączania prądu. W tym przypadku działanie jest identyczne, patrząc z zewnątrz, jak w przypadku maszyny prądu stałego: wystarczy zmienić napięcie zasilania, aby zmienić prędkość obrotową, a w wielu zastosowaniach nie wymaga to użycia elektronicznego wariatora prędkości ( małe wentylatory przykład efekt Halla czujniki wbudowane w stojanie również zapewniający przełączanie faz).
W przypadku zdecydowanej większości zastosowań wymagających elektronicznego sterowania i regulacji momentu obrotowego , prędkości i/lub położenia zalety silnika bezszczotkowego są takie, że całkowicie zastąpił on maszynę prądu stałego i w związku z postępem w energoelektronice (np. IGBT ) koszt tych rozwiązań został obniżony, a jednocześnie znacznie poprawiono ich wydajność.
Silniki bezszczotkowe są szeroko stosowane w przemyśle, zwłaszcza w mechanizmach serwo z obrabiarek i robotyki , gdzie usunięto maszyn DC . Takie silniki znajdują momenty od kilku niutonometrów do kilkuset Nm i moc od kilkuset watów do setek kilowatów.
Stosowane są w szczególności na dyskach twardych i nagrywarkach DVD .
Uproszczoną i popularną formę tych technologii stosuje się w wentylatorach do chłodzenia układów elektronicznych, w tym mikrokomputerów . W tym przypadku stojan (uzwojenie) znajduje się wewnątrz, a wirnik (wraz z magnesami) na zewnątrz.
Silniki te są stosowane od lat 90. w samochodowych systemach wentylacji/klimatyzacji ze względu na ich cichą pracę. Dziś można je znaleźć w większości motocykli, skuterów i samochodów elektrycznych , pojazdach hybrydowych , rowerach wspomaganych elektrycznie , ale także w kołach niektórych modeli skuterów elektrycznych.
Są również szeroko stosowane w modelarstwie do poruszania modeli samolotów, helikopterów ( modeli samolotów ) oraz małych dronów . Są mniej hałaśliwe niż silniki szczotkowe, a ich stosunek masy do mocy jest bardzo korzystny dla ich zastosowania w tej dziedzinie.
Znajdują się one również w silnikach anten parabolicznych .
Ta motoryzacja ma również tendencję do zastępowania silników szczotkowych (często uniwersalnych ) montowanych w przenośnych elektronarzędziach. Nazywa się to wiertarką bezszczotkową , żeby przytoczyć tylko ten przykład.
: dokument używany jako źródło tego artykułu.