Как выбрать фен с ионизатором

50 миллионов фунтов стерлингов, 100 инженеров, 600 прототипов и 4 года работы для создания идеального прибора

27 Апреля 2016 ОБНОВЛЕНО 7 Июня 2018

Три фазы

Трехфазные бесколлекторные двигатели приобрели наибольшее распространение. Но они могут быть и одно, двух, трех и более фазными. Чем больше фаз, тем более плавное вращение магнитного поля, но и сложнее система управления двигателем. 3-х фазная система наиболее оптимальна по соотношению эффективность/сложность, поэтому и получила столь широкое распространение. Далее будет рассматриваться только трехфазная схема, как наиболее распространенная.  Фактически фазы – это обмотки двигателя. Поэтому если сказать “трехобмоточный”, думаю, это тоже будет правильно. Три обмотки соединяются по схеме “звезда” или “треугольник”. Трехфазный бесколлекторный двигатель имеет три провода – выводы обмоток, см. рисунок.

Двигатели с датчиками имеют дополнительных 5 проводов (2-питание датчиков положения, и 3 сигналы от датчиков).

В трехфазной системе в каждый момент времени напряжение подается на две из трех обмоток. Таким образом, есть 6 вариантов подачи постоянного напряжения на обмотки двигателя, как показано на рисунке ниже.

Это позволяет создать вращающееся магнитное поле, которое будет проворачиваться “шагами” на 60 градусов при каждом переключении. Но не будем забегать наперед. В следующей статье будут рассмотрены устройство бесколлекторного двигателя, варианты расположения магнитов, обмоток, датчиков и т.д., а позже будут рассмотрены алгоритмы управления бесколлекторными двигателями.

Бесколлекторные моторы “на пальцах” Что такое бесколлекторные моторы и как управлять бесколлекторными моторами:

Статьи по бесколлекторным моторам:

• Что такое Бесколлекторный мотор?
• Устройство бесколлекторного мотора
• Как управлять бесколлекторным мотором с датчиками Холла (Sensored brushless motors)
• Как управлять бесколекторным мотором без датчиков (Sensorless BLDC)
• Запуск бездатчикового бесколекторного мотора (Sensorless BLDC)
• Определение положения ротора бесколлекторника в остановленном состоянии
• Контроллер бесколлекторного мотора. Структура ESC
• Схема контроллера бесколлекторного мотора (ESC)
• Силовая часть контроллера бесколлекторного мотора
• Литература по бесколлекторнм моторам
• Примеры на С для управления бесколлекторными моторами
• Схема контроллера бесколлекторного мотора BLDC, PMSM на микроконтроллере STM32
• STM32. Управление бесколлекторным мотором (BLDC)
• STM32. Пример регулятора для бесколлекторного PMSM
• Видео о бесколлекторных моторах. BLDC, PMSM, векторное управление

Что такое бесколлекторный двигатель

Обычно люди, сталкиваясь с чем-то новым, ищут аналогии. Иногда приходится слышать фразы “ну это как синхронник”, или еще хуже “он похож на шаговик”. Поскольку большинство бесколлекторных двигателей трехфазные, это еще больше путает, что приводит к неправильному мнению о том, что регулятор “кормит” двигатель переменным 3-x фазным током. Все вышесказанное соответствует действительности только отчасти. Дело в том, что синхронными можно назвать все двигатели кроме асинхронных. Все двигатели постоянного тока являются синхронными с самосинхронизацией, но их принцип действия отличается от синхронных двигателей переменного тока, у которых самосинхронизация отсутствует. Как шаговый бесколлекторный двигатель тоже, наверное, сможет работать. Но тут такое дело: кирпич он тоже может летать… правда, недалеко, ибо для этого не предназначен. В качестве шагового двигателя больше подойдет вентильный реактивный двигатель.

Попробуем разобраться, что собой представляет бесколлекторный двигатель постоянного тока (Brushles Direct Current Motor). В самой этой фразе уже кроется ответ – это двигатель постоянного тока без коллектора. Функции коллектора выполняет электроника.

Преимущества и недостатки

Из конструкции двигателя удаляется довольно сложный, требующий обслуживания тяжелый и искрящий узел – коллектор. Конструкция двигателя существенно упрощается. Двигатель получается легче и компактнее. Значительно уменьшаются потери на коммутацию, поскольку контакты коллектора и щетки заменяются электронными ключами. В итоге получаем электродвигатель с наилучшими показателями КПД и показателем мощности на килограмм собственного веса, с наиболее широким диапазоном изменения скорости вращения. На практике бесколлекторные двигатели греются меньше, чем их коллекторные братья. Переносят большую нагрузку по моменту. Применение мощных неодимовых магнитов сделали бесколлекторные двигатели еще более компактными. Конструкция бесколекторного двигателя позволяет эксплуатировать его в воде и агресивных средах (разумеется, только двигатель, регулятор мочить будет очень дорого). Бесколлекторные двигатели практически не создают радиопомех.

Единственным недостатком считают сложный дорогостоящий электронный блок управления (регулятор или ESC). Однако, если вы хотите управлять оборотами двигателя, без электроники никак не обойтись. Если вам не надо управлять оборотами бесколлекторного двигателя, без электронного блока управления все равно не обойтись. Бесколлекторный двигатель без электроники – просто железка. Нет возможности подать на него напряжение и добиться нормального вращения как у других двигателей.

Фен-диффузор

Еще один вид фена – это диффузор. Когда такой фен появился на рынке бытовой техники, то повсюду его рекламировали в качестве домашнего парикмахера. Он позволяет не только быстро высушить волосы, но и придать им нужный объем и сделать легкую укладку.

А если ваши волосы сами по себе немного вьются, то эффект от использования такого вида фена вызовет только восхищение. В своей конструкции он имеет специальные «пальчики», которые позволяют контактировать с кожей головы (соответственно и с корнями волос), делая красивые кудри.

Еще такой фен выполняет и приятную дополнительную функцию, массажируя голову. В отличие от концентратора, диффузор более щадящий, он не пересушивает волосы, от использования такого фена они меньше поддаются сечению и практически не ломаются.

Но тут не нужно забывать, что желаемого результата можно достигнуть лишь со вспомогательными средствами – разнообразными гелями, пенками, муссами.

Обзор лучших представителей

Плюсы фенов с ионизацией:

• сушка без повреждения;
• предотвращение ломкости и сечения локонов;
• быстрая и простая укладка;
• простые в использовании;
• надежные и безопасные устройства.

Минус:

высокая стоимость.

Фен с ионизатором можно выбрать, учитывая рекомендации:

• Для корпуса используются термостойкие материалы, чтобы выдерживать температурные нагрузки.
• Ударостойкость. Прибор должен выдерживать внешние воздействия.
• Наличие сопло для сушки длинных волос. Насадка должна быть узкой формы с небольшим скосом и надеваться со щелчком.
• Задняя крышка фена открывается для чистки прибора.
• Кнопки управления на ручке.

Bosch PHD9760/9769

Высокие показатели качества и долговечности. Модели представлены в любом цвете.

Преимущества:

• профессиональный мотор АС обеспечивает длительное беспрерывное использование;
• защита от перегрева;
• высокая потоковая мощность;
• корпус прочный и приятный на ощупь;
• 6 режимов сушки;
• концентратор и диффузор;
• кнопка фиксированного воздуха;
• функция ионизации и ее отключение;
• шнур 3 м;
• дополнен футляром, зажимами и расческой;
• правильное соотношение качества и цены.

Недостатки:

• большой размер и вес;
• концентратор прокручивается;
• кнопки на рукоятке под пальцами;
• шум и вибрация во время работы.

Rowenta CV 7650

Мощность ускоряет сушку и укладку.

Плюсы:

• мощный АС мотор;
• особую конструкция и форма фена обеспечивают тихую работу;
• сочетание скорости и температур сохраняет 25% влаги в влаги в локонах;
• 12 комбинаций работы: режим Турбо, 2 скорости и 3 температурных режима;
• ультратонкий концентратор 0,9 см исключает необходимость использовать выпрямители;
• насадка диффузор обеспечивает объем прическе.

Минусы:

• вес инструмента 720 г;
• шнур 180 см.

BaByliss 6000E

Профессиональный, соответствует требованиям качественной и щадящей укладки.

Преимущества:

• усиленный ЕС-мотор;
• мгновенная сушка;
• равномерный прогрев волос за счет керамического покрытия;
• сохраняет 70% внутренней;
• регуляторы управления мощностями и режимами;
• подбора режима под тип волос;
• вес до 500 г;
• шнур от 2,5 м;
• дополнительные насадки;
• положительные отзывы от пользователей.

Минус

неудобное расположение кнопки «Холодный воздух».

Bosch PHD5962

Укладывает даже непослушные волосы сильным потоком воздуха с ионами.

Плюсы:

• высокая мощность;
• 6 режимов;
• ионизатор;
• насадки;
• холодный обдув;
• съемные фильтры;
• защита от перегрева.

Недостатки:

• насадки сложно снимаются;
• вес 1 кг;
• нет опознавательных знаков, обозначающих «холодный воздух»;
• шнур до 2 м.

Ионизация сохраняет молекулы воды в локонах, препятствуя пересушиванию и сечению волос. Моделирование прически ускоряется, оставляя блеск и шелковистость. Стоимость таких приборов — выгодное вложение с долгосрочной перспективной.

Использование присадок в двигатель недостатки и возможные последствия

После того, как были рассмотрены основные преимущества и особенности присадок, следует также выделить определенные недостатки. Ни для кого не секрет, что многие водители и автомеханики скептически или даже резко негативно относятся к решениям подобного рода. Сразу отметим, для этого есть весомые основания.

Прежде всего, после применения присадок, в основе которых лежат минеральные порошки, отмечены случаи засорения масляных каналов системы смазки. В результате давление в системе снижалось, частицы забивали масляный фильтр, перепускные клапаны и т.д.

Также воздействие в виде шлифовки способно навредить заводскому хону на стенках цилиндров. Как известно, хонингование представляет собой нанесение характерной сетки из мелких рисок. Такая сетка позволяет удержать масло, однако металлоплакирующие составы сравнивают сетку. С одной стороны, достигается эффект снижения трения, но после того, как  защитный слой срабатывается, процесс износа двигателя и ЦПГ усиливается.

Еще опытным путем было установлено, что сравнение состояния разных двигателей (когда один мотор эксплуатировался с присадкой, а другой без) определяет значительный износ как одного, так и другого силового агрегата. Это говорит о том, что даже если присадка оказывает положительный эффект, его практическая польза все равно минимальна или полностью отсутствует. Более того, в ряде случаев износ двигателя, в котором были использованы добавки, в определенных участках оказывался еще большим.

Также наблюдения показывают, что недостатки присадок обычно становятся очевидными не сразу, а после их длительного применения. Другими словами, получается так, что для нового мотора особенно не видно как пользы, так и вреда. Однако если двигатель, который прошел с присадками около 100 тыс. км., в дальнейшем разобрать для дефектовки и ремонта, владелец может быть неприятно удивлен.

Что касается моторов с износом, в которые начинают лить присадку, на начальном этапе вполне можно рассчитывать на какой-либо эффект (снижение расхода масла, двигатель начинает работать мягче, повышается компрессия, уменьшается дымность выхлопа и т.д.)

При этом нужно понимать, что эффект однозначно будет кратковременным, причем последствия для двигателя в дальнейшем могут перекрыть временные преимущества. Другими словами, использование присадки может заметно отразиться на сумме ремонта ДВС, который в скором времени все равно придется выполнять.

Важно понимать, что любая присадка означает введение дополнительных компонентов в базовое моторное масло. Хорошо известно, что любые современные смазки (минеральные, полусинтетические, гидрокрекинговые или чистая синтетика) уже содержат в своем составе пакет активных добавок.. По этой причине сами производители масел настоятельно не рекомендуют использовать сторонние добавки, так как высока вероятность протекания различных химических реакций, нельзя исключить выпадение осадка, потеряю свойств моторного масла и т.д

Простыми словами, достоверно неизвестно, как присадка будет взаимодействовать с моторным маслом. Если  учесть, что не рекомендуется даже смешивать близкие по свойствам моторные масла крупных производителей, вопрос о сторонних присадках стоит еще  более остро

По этой причине сами производители масел настоятельно не рекомендуют использовать сторонние добавки, так как высока вероятность протекания различных химических реакций, нельзя исключить выпадение осадка, потеряю свойств моторного масла и т.д. Простыми словами, достоверно неизвестно, как присадка будет взаимодействовать с моторным маслом. Если  учесть, что не рекомендуется даже смешивать близкие по свойствам моторные масла крупных производителей, вопрос о сторонних присадках стоит еще  более остро.

Характеристики моторов постоянного тока

Рассмотрим основные характеристики мотора на конкретном примере.

Электрические параметры

Рабочее напряжение — диапазон допустимых питающих напряжений. Чем питающее напряжение будет больше, тем больше будет мощность мотора и скорость вращения. Однако, бесконечно повышать напряжение нельзя, так как с каждым новым вольтом, повышается риск того, что мотор перегорит.

Для наглядности, проведем эксперимент: будем постепенно повышать питающее напряжение мотора, при этом будем контролировать потребляемый ток мультиметром.

Первое, что бросается в глаза — при повышении напряжения от 3 до 9 В, ток изменяется от 40 до 60 мА. Получается, что при увеличении напряжения в 3 раза, ток потребления увеличился всего 2 раза.

Теперь вспомним закон Ома:

Отсюда видно, что, при постоянном сопротивлении провода, ток в цепи должен увеличиваться во столько же раз, во сколько увеличивается напряжение. То есть, обмотка мотора (проволочная рамка) должна иметь переменное сопротивление.

Разберемся с этим парадоксом. Нашу проволочную рамку постоянно пронизывает магнитное поле. Если рамка начинает вращаться, то под действием магнитных сил, в ней возникает напряжение, направленное на противодействие внешних сил, то есть, против внешнего напряжения, которое мы подаем на мотор.
Потому, в данном случае, закон Ома надо рассматривать вот так:

,

где E — обратная электродвижущая сила (наведённое магнитным полем напряжение).

Чем быстрее вращается мотор, тем больше значение обратной электродвижущей силы, тем меньше будет потребляемый мотором ток. Поэтому, на холостом ходу мотор всегда потребляет меньший ток, чем под нагрузкой.

Номинальное напряжение — наиболее подходящее напряжение, для питания мотора, при котором мотор способен быстро вращаться, при этом не перегреваясь.

Ток без нагрузки — ток, потребляемый мотором на холостом ходу. Поскольку, на холостом ходу мотор вращается с максимальной скоростью, то потребляемый ток в таком режиме работы будет минимальным для конкретной модели мотора.

Ток при блокировке — ток, потребляемый мотором, при блокировке вала мотора. Данная величина тока потребления будет максимальной. Так как, блокировка вала означает — отсутствие вращения, поэтому будет полностью отсутствовать обратная электродвижущая сила. На практике данную величину можно измерить косвенно, не блокируя вал мотора. Для этого достаточно воспользоваться законом Ома:

U — напряжение питания. Его значение нам известно.
R — сопротивление обмотки мотора. Данное значение можно измерить мультиметром, подключив его к клеммам мотора, как к обычному резистору.

Например, для нашего мотора измерим сопротивление обмотки R = 9.9 Ом. При напряжении питания 6 В, получаем:

Механические параметры

Диаметр выходного вала — диаметр подвижной оси мотора, которая совершает вращение.

Передача — полная аналогия с автомобилем. Внутри мотора установлена группа шестеренок, благодаря которым, можно, в известном соотношении, снизить скорость вращения вала мотора, но, при этом, увеличить его выходную мощность.

Скорость без нагрузки — скорость вращения вала мотора (количество оборотов в минуту) на холостом ходу.

Крутящий момент или момент силы — векторная физическая величина, характеризующая вращательное действие силы на твёрдое тело.

В нашем случае данная величина является произведением двух параметров: расстояние от оси мотора до точки прикрепления груза (см) и усилие (кг). Если вы собираете, например, дрель, то данная величина не должна вас сильно беспокоить. Однако, если вы хотите прикрепить к мотору втулку на вал, то надо помнить, что при увеличении диаметра втулки уменьшается максимальное усилие, которое может обеспечить мотор.

Что происходит в регуляторе бесколлекторного двигателя

Для того чтобы понять, что происходит в электронике регулятора, управляющего бесколлекторным двигателем, вернемся немного назад и сначала разберемся как работает коллекторный двигатель. Из школьного курса физики помним, как магнитное поле действует на рамку с током. Рамка с током вращается в магнитном поле. При этом она не вращается постоянно, а поворачивается до определенного положения. Для того чтобы происходило непрерывное вращение, нужно переключать направление тока в рамке в зависимости от положения рамки. В нашем случае рамка с током – это обмотка двигателя, а переключением занимается коллектор – устройство со щетками и контактами. Устройство простейшего двигателя смотри на рисунке.

То же самое делает и электроника, управляющая бесколлекторным двигателем – в нужные моменты подключает постоянное напряжение на нужные обмотки статора.

Фен-концентратор

На рынке бытовой техники имеется несколько видов фенов. Самый популярный, узнаваемый, используемый и пользующийся спросом – это фен-концентратор. Основная его функция заключается в том, чтобы быстро и качественно высушить волосы.

Он сделан таким образом, что на конце сужается, ну или имеет соответствующую насадку, что дает возможность целенаправленно концентрировать волосы, не дать им рассеваться в разные стороны.

Такой фен используют по прямому назначению, чтобы высушить волосы, так как он больше ни на что не пригоден. Разве что вы вооружитесь дополнительными приспособлениями – расческами для укладки, щипцами или предварительно накрутите бигуди.

Вот тогда можно сделать что-то похожее на укладку. Чтобы придать объем волосам, используя фен-концентратор, нужно их сушить, наклонив голову вниз, тогда можно достигнуть желаемого результата.

Покупая такой фен, стоит учесть важную деталь – он очень сушит и волосы, и кожу головы.

А для тех, кто имеет кудри, то есть делал химию или завивку, вообще противопоказано использовать такой вид фена. Лучше выбирать более щадящий, или снимать насадку, которая концентрирует поток воздуха.