Comments 76
Глупый вопрос праздношатающегося.
Тут описана схема, когда датчик обратной связи стоит, практически, на самом двигателе.
А как распространены схемы, где этот датчик - определяет положение той детали, которую мы двигать пытаемся?
В станках ЧПУ почти повсеместно датчик определяет положение именно двигаемой детали. Потому как люфты в зубчатых и иных передачах имеют очень весомое значение там, где надо делать перемещения на сотые и тысячные доли мм.
Не только люфты, на микронных точностях проявляются неточности и неравномерность обработки ШВП, передаточных шестерен и подшипников.
Ну на "взрослых" ЧПУ он часто стоит и там и там. Потому как приводу для управления двигателем нужно знать угол поворота ротора, поэтому стоит энкодер на валу. Часто на этом останавливаются (В станках попроще), ЧПУ может брать данные с привода. В станках повышенной точности уже стоит еще линейка по оси.
Энкодера на валу могло не быть только в старых станках с приводами постоянного тока - там тахогенератор ставился, который давал сигнал скорости, а уже на позицию можно было ставить энкодер там, где конструктору станка нужно.
Проблема вот этого мотора с редуктором N20 - энкодер у него на валу мотора стоит. Это и проще, и можно получить много импульсов на оборот при большом передаточном числе. Вот только люфты редуктора этот энкодер вообще "не видит", а в дешевом редукторе они могут быть довольно серьезными.
Как только мы поставили редуктор, во весь рост встает проблема точности этого редуктора. И как только люфт в полоборота для больших передаточных числел нас не устраивает, ценник на такой редуктор улетает в космос...
ШД же бывают с двумя валами, на один из которых можно посадить вполне стандартный продающийся на али энкодер - будет обратная связь.
А я все жду, когда электроинструмент типа триммеров для травы оснастят безколлекторным двигателем с нижним расположением. Чтобы не было всегда этого приводного гибкого вала и т.п. Почему на игрушечном вертолетике можно сделать маленький мотор на киловатт, а в ручном инструменте обязательно таскать с собой атавизм в виде капризного коллекторного мотора?
Я думаю, что никогда. Ну или это будут единичные нишевые модели. Потому как никаких объективных проблем с коллекторными двигателями нет. 1. Коллекторник прост, дешев, надежен, выпускается миллионными тиражами - минимум проблем в эксплуатации. А при выходе из строя нет проблем с заменой или ремонтом. 2. У триммера все равно остается штанга, за который его нужно держать. Так в чем проблема, если в этой штанге, от которой все равно нельзя отказаться, будет проходить вал? 3. Вопрос с КПД. Он далеко не 100%, а значит будет выделяться тепло. Если у вас мотор в киловатт и КПД, допустим, 90%, то даже при таком замечательном КПД в тепло пойдет 100 Вт. А для крошечного мотора это так-то дофига. Если в вертолете он обдувается мощным потоком воздуха by design, то в триммере этого не будет, там не те скорости.
Коллекторный мотор это килограмм меди. Нынче это гораздо дороже, чем кучка электронной обвязки.
Да ну прям!
На Лондонской бирже металлов цена 1кг меди 821руб. 11коп. Цена 1 килограмма меди сегодня 18 сентября 2025 г. , в нашем регионе скупщики дают 680руб за кг. Так что очень может быть.
Ну, а теперь загуглите цену одного силового транзистора. А потом умножьте ее на 6. И это только транзисторы. Без контроллера, рассыпухи, драйверов, печатной платы, работы команды программеров чтобы оживить все это.
В Китае все это есть за копейки
Вы загуглили цену?
Гироскутор стоит 2-3 тысячи рублей, а там и аккумулятор, и силовые транзисторы на сотни ватт. Производителю это обходится гораздо дешевле
Нет, давайте конкретно: марку транзистора и сколько стоит. В триммере стоит мотор на 1-2 кВт.
В триммере мотор 400-600-800 ватт, из которых треть теряется на гибкой подводке
треть теряется на гибкой подводке
Ну что вы чушь несете то?!
Еще раз: транзистор и его цена.
Обычно все же триммеры до 800 Вт с нижним расположением мотора и прямым приводом. С верхним расположением мотора это 1кВт - 3кВт и привод через жёсткий вал, если его хоть немного обслуживать, то нет никаких 30% потерь.
В гироскутере и прочих одноразовых поделках стоят вторичные транзисторы. Китай уже давно поставил на поток переработку старых плат, которых с годами всё больше и больше... Отпаивают (уже даже машины появились по раздербаниванию), перемаркируют, и паяют во всякое дешевое добрецо "с запасом". Да еще наверняка гранты от правительства получают за это, за утилизацию токсичных отходов. Так что стоимость транзисторов в вейпах, дешевых самокатах, и прочем подобном где-то в районе нуля.
Да вот только действительно годных, не пересортица, не перемаркировка - нет.
Попробуйте найти китайский аналог например, для MIC29300-5.0WT
И таки всио. Нет более лучшего LDO. С Их силовыми - так же.
Китайцы научились моторы и трансформаторы мотать алюминиевой проволокой.
Скажу вам по секрету - в безколлекторном (сравнимой мощности) - ровно столько же.
Вроде, такие есть: https://www.gardenersworld.com/reviews/lawn-care/best-grass-trimmers/ или https://www.milwaukeetool.eu/en-eu/m18-brushless-grass-trimmer/m18-bllt/ Все, что видел - аккумуляторные.
Мало того, что бесколлекторный, так еще и PCB-motor: https://build-its-inprogress.blogspot.com/2018/12/core-outdoor-power-pcb-motor-teardown.html
оснастят безколлекторным двигателем с нижним расположением
С нижним расположением не делают по той простой причине, что триммерную головку нужно сделать максимально лёгкой. Потому что этой головкой непрерывно машут влево-вправо, в отличие от другого конца штанги с мотором, который прижимается к поясу. Привяжите кирпич к головке и попробуйте помахать ею пару часов, а потом отвяжите и сравните ощущения. В триммерах длину штанги выбирают такой, чтобы центр тяжести находился ровно в точке крепления наплечного ремня, а как вы будете её уравновешивать без тяжёлого мотора на верхнем конце штанги? Плюс головка должна быть максимально герметична, иначе забьётся кашицей из травы, поэтому воздушного охлаждения тоже не будет.
А я все жду, когда электроинструмент типа триммеров для травы оснастят безколлекторным двигателем с нижним расположением. Чтобы не было всегда этого приводного гибкого вала и т.п.
То о чем вы говорите - т.е. триммер с бесколлекторным двигателем с нижним расположением я покупал еще году так в 2015 наверное, вполне годный девайс был, не шумит, не вибрирует, не воняет. Если без фанатизма набрасываться, то и полевые сорняки косить можно. В общем то до сих пор их и выпускают.
Заодно отвечу на коммент выше - если подвесить на лямки то прекрасно балансируется аккумулятором, махать очень даже удобно.
Триммер как-то не звучит как хороший пример, с классическими триммерами с верхним положением мотора не замечал ни одной проблемы. Но есть у меня и мини-триммер с нижним расположением мотора (компактный, для труднодоступных мест), вот его чуть ли не после каждого использования разбираю, потому что через отверстия для вентиляции набиваются крошки травы, и несмотря на в три раза меньший вес, руки устают больше, так как вся масса устройства внизу. Был бы там бесщеточный мотор, наверное чистил бы я его реже, но и сдох бы он (именно из-за этого) быстрее.
А чему дохнуть в бесколлекторном моторе? Он даже сам может понимать, что забился травой, например. Ну и можно воздух для охлаждения подавать сверху, по трубе
Мотору и подшипникам вентиляции "сверху, по трубе" не хватит.
Сколько уже можно повторять - безколлекторник и коллектрный - по сути своей - одно и тоже, разница только в способе коммутации обмоток - в одном случае это решается с помощью "палки и веревочной петли", а в другом - микроконтроллером и кучей дорогой электроники. Но работу работает все тот же ток во все тех же медных обмотках.
Почему электроника дорогая? В том же жестком диске шаговый мотор, не стоит практически ничего
В диске не шаговый мотор (шаговые туда перестали ставить еще в 90 годах) а линейный актуатор "звуковая катушка". И получает он обратную связь по положению ни от какого энкодера а от сервометок на пластинах. Управление этой штукой на высоких скоростях весьма нетривиальное - вы видели с какой скоростью летают эти головки? А ведь им нужно попадать куда нужно с допусками менее микрона. И ведь попадают. По сути это замкнутая система.
И стоит эта система почти ничего. Хотя мотор там не слабый, из них точила делают, например
Мотор там слабенький, и точилом таким разве что скальпели, бритвы и иголки затачивать. Но сам мотор шпинделя довольно высокооборотистый и прецизионный (там вообще всё прецизионное), что тоже можно обратить себе на пользу. У меня получалось разгонять такой мотор без дисков примерно до 100 000 об\мин, затем подшипник говорит кря и мотор клинит. Пробовал также делать кулеры и даже турбину на основе этого мотора и внешнего привода - слабенько. Магниты там не очень, да и обмотки. Ток с напряжением поднимаешь - мотор начинает сильно греться, он и в HDD неплохо так греется, но там корпус весь как теплоотвод, а если кругом пластик, то не вариант. Лучше всего шпиндельные моторы от cd-rom, их перематывают проводом потолще и ставят в самодельные коптеры а также сверлильные станочки для плат.
А на базе линейного актуатора для головок можно изготовить простой модуль развертки XY для лазера, разумеется без обратной связи но в таких применениях оно не сильно критично.
Внутрь насыпало травы, потом трава подсохла, мотор обычно рассчитан на температуру обмотки 100-150 градусов, трава загорается, и сгорая ещё больше локально поднимает температуру, может спалить обмотку. Можно конечно действительно изобретать какую-то систему верхнего охлаждения, вплоть до мини вентилятора с механическим фильтром, который будет нагнетать воздух к мотору, но я таких решений не видел.
Тик и в обычный коллекторник трава летит на щетки
Конечно, но у него падает крутящий момент, а иногда и щётки начинает искрить, самая простая индикация того, что пора бы его уже почистить :)
Засорение бесколлекторного мотора диагностируется ещё проще.
Ну и моментом у него намного проще управлять. Коллекторный мотор слабый по моменту, высокооборотный. Бесколлекторный можно сделать наоборот, чтобы в густой траве не вяз. Фактически держать низкие обороты, а как пошло сопротивление, поддать
Бесколлекторные герметичными делают, тогда проблем с засорением в принципе нет. От намотавшейся на голову травы неплохо помогает изменение направления вращения (коллекторные опять курят в стороне). На низких оборотах любой триммер так себе траву рубит независимо от крутящего момента (потому что и леска и трава мягкие и тупые, тут только засчет инерции перерубить можно), это только если в целях энергосбережения их держать низкими.
Не уловил: в чем сложности с изменением направления вращения коллекторного двигателя?
Так там угол щёток менять надо, иначе потери мощности будут. Посмотрите как в перфораторах реверс сделан
Еще раз - и в чем проблема то?
Там даже без замены угла (пусть с некоторыми потерями), но никаких проблем крутить щеточный в обратном направлении - нет.
Я нигде и не утверждал что это принципиально невозможно. Просто к и так весьма посредственному кпд добавляется еще больше потерь. Непонимаю к чему вы прицепились
Мне показалась слишком некорректной формулировка
> От намотавшейся на голову травы неплохо помогает изменение направления вращения (коллекторные опять курят в стороне).
Тут коллекторным предложили что-то курить, как будто для них реверс - принципиально неразрешимая проблема.
Для того, чтобы освободить триммер от застрявшей травы, его в обратном направлении надо покрутить не долго и не быстро. Это не основной режим, на КПД тут можно и наплевать.
Есть, с весны пользуюсь, но только металлическим двойным ножом, с леской не понравилось, косил прошлогоднюю траву, а потом привык.
Только тогда она была на пару тысяч дешевле. Просто дождался ближайшей распродажи и невысоким курсом и заказал.
Уже оснастили. DeWalt выпускает такие аккумуляторные триммеры. Внизу бесщёточный мотор с планетарным редуктором, вверху на штанге - аккумуляторы.
А теперь, посмотрим, что будет, если у нас установлен редуктор
С редуктором - это уже читерство. Еще бы электромагнит для фиксации положения вала прикрутили, или дисковую тормозную систему.
Еще можно объединить два коллекторных мотора на общем валу, и вращать в противоположные стороны с разным усилием.
Можно применить червячный редуктор, он обладает свойством самоторможения. А обычные редукторы хорошо тормозятся замыканием клемм коллекторного двигателя.
Да тут напрашивается дифференциальное включение моторов. Вращаются в одну сторону - максимальная скорость. Реверс второго с одинаковыми оборотами первого- резкое торможение без фрикционных механизмов. А так же можно очень плавно менять обороты выходного вала...да только кому это сейчас нужно?
Еще бы электромагнит для фиксации положения вала прикрутили, или дисковую тормозную систему.
Вообще-то существует "заторможенный режим электродвигателя", при котором ротор не вращается, на нём присутствует статических крутящий момент, а нагрев обмоток не превышает номинального.
Хорошая статья, спасибо. Буду студентам показывать.
Сделать серву из моторчика с энкодером у Вас, безусловно получится, но как уже написали выше, погасить люфты редуктора скорее всего не удастся. Но этого и не стоит делать, так как это задача более высокого уровня. В серьезных ЧПУ станках, по мимо сервоприводов, стоят линейные энкодеры которые с большой точностью определяют положение осей станка и эти измерения входят в качестве обратной связи в расчет перемещений. Иными словами, там минимум два уровня ПИД регулирования, с гораздо более сложными алгоритмами. Современные станки также имеют термокомпенсацию, позволяя позиционировать инструмент с точностью до 1-2 мкм.
собственно все это уже было,а местами и есть... серва= энкодер+редуктор это хорошо, но в данного типа моторах ротор тяжелый, и когда управляйка начнет жестко удерживать+уравнивать угол, или быстренько спозиционировать, и по достижению жестко остановиться не получится, и инерция будет шибко проявляться... посему в таких устройствах применяются движки с легкими роторами, которые могут дрыгаться без особых проблем, такие движки в основном в "милитари" девайсах стоят... там тонкостенный стакан с вклееной обмоткой.. легонький, с минимальным весом и соответсвенно инерцией...
Можете пояснить, чем Ваше решение за 820 (439+381) руб,
лучше, чем это за 130 руб,
Габариты? ;-)
К тому же, второй вариант, насколько мне известно - довольно медленный - ибо редуктор+шаговик (шаговик и так не блещет скоростью, а тут ещё и редуктор).
В моём же случае: 1500 rpm + нормальный (для меня) момент и точность:-)
P.S. Кстати, что то сильно дорогая у вас версия вышла (это про 820)...я там что то на 600+ находил.
Мотор сканера в дешёвом МФУ
В принтерах так же давно отказались от шаговиков, потому что задача там простая - махать печатной головой с заданной скоростью от края до края. С точки зрения программы всё так же просто - шаговику отправляем шаги и пишем в переменную значение шага, с коллектора читаем енкодер и пишем значение в ту же переменную.
В принтерах так же давно отказались от шаговиков
Это кто вам такую чушь сказал? Там и шаговики и коллекторные используют, где чего лучше. Причём часто бок о бок. Скажем подача бумаги в сканер- коллекторный с энкодером, а перемешивание головки сканера - шаговый.
Ну и в струйниках, где головку зубчатым ремнём тягает коллекторный двигатель без каких либо энкодеров на валу обычно, используют обратную логику - не тянут головку в позицию, откуда надо печатать, а начинают печатать, когда головка проезжает нужную позицию. Всё, что требуется от двигателя при таком построении - равномерно тягать головку туда- сюда. Ну и энкодер там линейный- прозрачная полосатая лента и оптопара.
По сути, они решают разные задачи и шаговые тоже есть маленькие и коллекторные - большие. Зачем делать из мухи слона и наоборот - не понимаю. Особенность шагового в том, что мы задаём изначально, на какой угол он должен повернуться, зная угол одного шага, если мы на коллекторный (ну или бесколлекторный) садим контроль, то нам нужна обратная связь и куча вычисления. Да, такое применимо, если у вас блоки шестеренок имеют нулевой люфт, но такое либо дорого либо отсутствует в дешёвых вариантах. Следовательно стоит применять то, что актуально, а искать варианты замены шаговым двигателя (если у вас их нет в наличии) коллекторный с обратной связью - вообще бессмысленно. В наше время, даже в глубинке можно с али экспресса или другого маркета заказать шаговик любых размеров.
если у вас блоки шестеренок имеют нулевой люфт
Если у вас нет реверса, то люфт не имеет значения. Он выберется с началом движения. И больше не возникнет. Безлюфтовая шестерня - банальная и дешёвая вещь, по нынешним временам.
В наше время, даже в глубинке можно с али экспресса или другого маркета заказать шаговик любых размеров.
Сурьёзно? Не подскажите, чем заменить коллекторный моторчик вибратора в телефоне, джойстике и т.д.
Да даже движок на фото выше каким шаговым заменить? Вы знаете шаговый двигатель диаметром 1 см?
В одном вы, безусловно, правы - надо ставить тот привод, который больше подходит, а не лепить из...
Если у вас нет реверса, то люфт не имеет значения. Он выберется с началом движения. И больше не возникнет. Безлюфтовая шестерня - банальная и дешёвая вещь, по нынешним временам.
Хорошее слово "если", только шаговые двигатели ставят (преимущественно) для управления механизмом, а не для банального линейного вращения, а это предполагается вращение в разные стороны. Если брать что-то миниатюрное, то безлюфтовая шестерня - это уже не банальная вещь.
Сурьёзно? Не подскажите, чем заменить коллекторный моторчик вибратора в телефоне, джойстике и т.д.
Так и поставьте такой-же вибромоторчик с Али Экспресса, в чем проблема? Я 10 штук за 150 рублей купил, с бесплатной доставкой. Или со старого мобильника вытащить. Вообще не проблема. Это разве имеет отношение к тому, что бы его менять на шаговый двигатель?
Да даже движок на фото выше каким шаговым заменить? Вы знаете шаговый двигатель диаметром 1 см?
Конечно знаю, он ещё меньше чем на фото
Есть ещё меньше, просто нужно уметь искать.
Сами поищите и найдете. И зря вы так скептически к моему комментарии относитесь. Там много правды.
Можно ли шаговый двигатель — заменить коллекторным?