Если отбросить всю сложную теорию, то все электродвигатели делятся на две большие группы. Одни работают от переменного тока, другие — от постоянного. Это самое главное различие, которое определяет вообще все: и конструкцию, и где их применяют.
Все остальное — это уже детали и разновидности внутри этих двух лагерей.
Двигатели переменного тока — настоящие работяги
Это самые распространенные двигатели в мире. Они стоят в станках, насосах, вентиляторах, конвейерах. Их главный плюс — простота и невероятная надежность. В самой популярной их версии, асинхронной, ломаться практически нечему. Нет никаких щеток, которые стираются. Просто кусок металла вращается в магнитном поле.
Их можно разделить на два типа, и разница в названии все объясняет:
- асинхронные двигатели;
-
синхронные двигатели.
У асинхронного ротор всегда немного отстает от скорости вращения магнитного поля. У синхронного — вращается строго с той же скоростью. Жесткая сцепка. Синхронные сложнее, дороже и нужны для специфических задач, где важна стабильность оборотов под любой нагрузкой. А асинхронники — это массовый продукт. Поэтому найти нужные электродвигатели в Новосибирске или любом другом промышленном городе не составляет труда, они есть везде.
Двигатели постоянного тока и их главная проблема
Эти двигатели устроены хитрее. Чтобы они работали, им нужен специальный узел — коллектор со щетками. Он постоянно переключает полярность на роторе, заставляя его крутиться. И в этом вся суть. С одной стороны, это дает огромное преимущество: скоростью такого двигателя очень легко управлять. Просто меняешь напряжение, и он крутится быстрее или медленнее.
Именно поэтому их так много там, где нужна точная регулировка:
- в ручном инструменте вроде шуруповертов;
- в автомобилях (стартеры, дворники, вентиляторы печки);
-
в разной робототехнике и детских игрушках.
Но щетки — это их слабое место. Они трутся, искрят, изнашиваются. Рано или поздно их приходится менять. Это плата за простоту управления.
Бесколлекторные двигатели — попытка взять лучшее
Инженеры долго думали, как избавиться от щеток, но сохранить управляемость «постоянок». И придумали. Взяли двигатель постоянного тока, выкинули из него коллектор со щетками, а вместо них поставили умную электронику.
Получился бесколлекторный двигатель, или BLDC. Управляет им специальный контроллер, который сам решает, когда и на какую обмотку подать ток. В итоге мы получили мотор без изнашивающихся частей, тихий, мощный, с высоким КПД и при этом с отличной регулировкой скорости. Правда, он сложнее и дороже обычных. Такие сейчас стоят в квадрокоптерах, гироскутерах, жестких дисках и хорошем профессиональном инструменте.