Od kilku lat obserwujemy, że silniki bezszczotkowe zaczynają dominować w bezprzewodowych napędach narzędzi w branży narzędzi profesjonalnych. To wspaniale, ale co w tym takiego wielkiego? Czy to naprawdę ważne, skoro mogę wkręcić tę śrubę do drewna? hm, tak. Istnieją znaczne różnice i efekty w przypadku silników szczotkowych i silników bezszczotkowych.
Zanim zagłębimy się w dwustopowe silniki szczotkowe i bezszczotkowe, zapoznajmy się najpierw z podstawową wiedzą na temat faktycznej zasady działania silników prądu stałego. Jeśli chodzi o silniki napędowe, wszystko jest powiązane z magnesami. Przeciwnie naładowane magnesy przyciągają się. Podstawową ideą silnika prądu stałego jest utrzymywanie przeciwnego ładunku elektrycznego części obrotowej (wirnika) przyciąganego do nieruchomego magnesu (stojana) znajdującego się przed nim, w ten sposób stale ciągnąc do przodu. To trochę jak położenie przede mną pączka z masłem bostońskim na patyku – będę próbował go złapać!
Pytanie brzmi: jak utrzymać pączki w ruchu. Nie ma na to łatwego sposobu. Zaczyna się od zestawu magnesów trwałych (magnesów trwałych). Zestaw elektromagnesów zmienia ładunek (odwracając polaryzację) podczas obrotu, więc zawsze istnieje magnes trwały o przeciwnym ładunku, który może się poruszać. Ponadto podobny ładunek doświadczany przez cewkę elektromagnetyczną podczas jej zmian będzie odpychał cewkę. Kiedy patrzymy na silniki szczotkowe i silniki bezszczotkowe, kluczem jest zmiana polaryzacji elektromagnesu.
W silniku szczotkowym występują cztery podstawowe elementy: magnesy trwałe, tworniki, pierścienie komutacyjne i szczotki. Magnes trwały stanowi zewnętrzną część mechanizmu i nie porusza się (stojan). Jeden jest naładowany dodatnio, a drugi ujemnie, tworząc trwałe pole magnetyczne.
Twornik to cewka lub szereg cewek, które po zasileniu stają się elektromagnesem. Jest to również część wirująca (wirnik), zwykle wykonana z miedzi, ale można zastosować również aluminium.
Pierścień komutatora jest przymocowany do cewki twornika w dwóch (konfiguracja 2-biegunowa), czterech (konfiguracja 4-biegunowa) lub większej liczbie elementów. Obracają się wraz ze zworą. Na koniec szczotki węglowe pozostają na swoim miejscu i przekazują ładunek do każdego komutatora.
Po zasileniu twornika naładowana cewka zostanie pociągnięta w stronę przeciwnie naładowanego magnesu trwałego. Kiedy pierścień komutatora nad nim również się obraca, przesuwa się od połączenia jednej szczotki węglowej do drugiej. Kiedy dotrze do następnej szczotki, zostanie odwrócona polaryzacja i będzie teraz przyciągany przez inny magnes trwały, a jednocześnie odpychany przez ten sam rodzaj ładunku elektrycznego. Wyraźnie, gdy komutator dociera do szczotki ujemnej, jest teraz przyciągany przez dodatni magnes trwały. Komutator dociera na czas, aby utworzyć połączenie ze szczotką elektrody dodatniej i podążać za ujemnym magnesem trwałym. Szczotki są parami, zatem cewka dodatnia będzie ciągnąć w stronę magnesu ujemnego, a cewka ujemna będzie jednocześnie ciągnąć w stronę magnesu dodatniego.
To tak, jakbym był cewką twornika goniącą za pączkiem z masłem bostońskim. Byłem blisko, ale potem zmieniłem zdanie i sięgnąłem po zdrowszy koktajl (moja polaryzacja lub pragnienie uległy zmianie). W końcu pączki są bogate w kalorie i tłuszcze. Teraz gonię za koktajlami, odsuwając się od kremu bostońskiego. Kiedy tam dotarłem, zdałem sobie sprawę, że pączki są znacznie lepsze niż koktajle. Dopóki pociągnę za spust, za każdym razem, gdy dotrę do kolejnego pędzla, zmienię zdanie i jednocześnie będę gonić w szalonym kręgu przedmioty, które mi się podobają. Jest to najlepsza aplikacja dla ADHD. W dodatku jest nas tam dwóch, więc Boston Butter Donuts and Smoothies zawsze są przez któreś z nas entuzjastycznie goniące, lecz niezdecydowane.
W silniku bezszczotkowym tracisz komutator i szczotki, a zyskujesz elektroniczny sterownik. Magnes trwały działa teraz jak wirnik i obraca się wewnątrz, podczas gdy stojan składa się teraz z zewnętrznej, nieruchomej cewki elektromagnetycznej. Sterownik zasila każdą cewkę w oparciu o ładunek wymagany do przyciągnięcia magnesu trwałego.
Oprócz elektronicznego przenoszenia ładunków, sterownik może również zapewniać podobne ładunki w celu przeciwdziałania magnesom trwałym. Ponieważ ładunki tego samego rodzaju są przeciwne, powoduje to popychanie magnesu trwałego. Teraz wirnik porusza się pod wpływem sił ciągnących i pchających.
W tym przypadku magnesy trwałe się poruszają, więc teraz oni są moim partnerem w biegu i mną. Nie zmieniamy już wyobrażenia o tym, czego chcemy. Zamiast tego wiedzieliśmy, że chcę Boston Butter Donuts, a mój partner chce koktajli.
Elektroniczne sterowniki pozwalają naszym śniadaniowym przyjemnościom przesuwać się przed nami, a my cały czas dążymy do tego samego. Kontroler umieszcza również rzeczy, których nie chcemy, aby zapewnić push.
Szczotkowe silniki prądu stałego są stosunkowo prostymi i tanimi w produkcji częściami (chociaż miedź nie stała się tańsza). Ponieważ silnik bezszczotkowy wymaga komunikatora elektronicznego, tak naprawdę zaczynasz budować komputer w narzędziu bezprzewodowym. To jest powód zwiększania kosztów silników bezszczotkowych.
Ze względów konstrukcyjnych silniki bezszczotkowe mają wiele zalet w porównaniu z silnikami szczotkowymi. Większość z nich związana jest z utratą szczotek i komutatorów. Ponieważ szczotka musi stykać się z komutatorem, aby przenieść ładunek, powoduje również tarcie. Tarcie zmniejsza osiągalną prędkość i jednocześnie generuje ciepło. To jak jazda na rowerze z lekkimi hamulcami. Jeśli Twoje nogi użyją tej samej siły, Twoja prędkość spadnie. I odwrotnie, jeśli chcesz utrzymać prędkość, musisz uzyskać więcej energii z nóg. Nagrzejesz także felgi na skutek ciepła tarcia. Oznacza to, że w porównaniu z silnikami szczotkowymi, silniki bezszczotkowe pracują w niższej temperaturze. Zapewnia im to wyższą wydajność, dzięki czemu przekształcają więcej energii elektrycznej w energię elektryczną.
Szczotki węglowe również z biegiem czasu ulegają zużyciu. To właśnie powoduje iskry wewnątrz niektórych narzędzi. Aby narzędzie nadal działało, należy od czasu do czasu wymieniać szczotkę. Silniki bezszczotkowe nie wymagają tego rodzaju konserwacji.
Chociaż silniki bezszczotkowe wymagają sterowników elektronicznych, kombinacja wirnika i stojana jest bardziej zwarta. Prowadzi to do możliwości uzyskania mniejszej wagi i bardziej kompaktowych rozmiarów. Dlatego właśnie widzimy wiele narzędzi, takich jak sterownik udarowy Makita XDT16 o ultrakompaktowej konstrukcji i dużej mocy.
Wydaje się, że istnieje nieporozumienie dotyczące silników bezszczotkowych i momentu obrotowego. Sama konstrukcja silnika szczotkowego lub bezszczotkowego tak naprawdę nie wskazuje wielkości momentu obrotowego. Na przykład rzeczywisty moment obrotowy pierwszej wiertarki udarowej Milwaukee M18 był mniejszy niż poprzedniego modelu szczotkowego.
Jednak ostatecznie producent zdał sobie sprawę z kilku bardzo krytycznych rzeczy. Elektronika zastosowana w silnikach bezszczotkowych może w razie potrzeby zapewnić tym silnikom większą moc.
Ponieważ silniki bezszczotkowe wykorzystują obecnie zaawansowane sterowanie elektroniczne, potrafią wykryć, kiedy zaczynają zwalniać pod obciążeniem. Dopóki temperatura akumulatora i silnika mieści się w określonym zakresie temperatur, bezszczotkowa elektronika silnika może żądać i odbierać większy prąd z akumulatora. Dzięki temu narzędzia takie jak bezszczotkowe wiertarki i piły mogą utrzymywać wyższe prędkości pod obciążeniem. Dzięki temu są szybsze. Zwykle jest to znacznie szybsze. Oto kilka przykładów: Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage i DeWalt Perform and Protect.
Technologie te płynnie integrują silniki, akumulatory i elektronikę narzędzia w spójny system, aby osiągnąć optymalną wydajność i czas pracy.
Komutacja – zmień polaryzację ładunku – uruchom silnik bezszczotkowy i utrzymuj go w ruchu. Następnie musisz kontrolować prędkość i moment obrotowy. Prędkość można kontrolować poprzez zmianę napięcia stojana silnika BLDC. Modulacja napięcia przy wyższej częstotliwości pozwala na większą kontrolę prędkości silnika.
Aby kontrolować moment obrotowy, gdy obciążenie momentem silnika wzrośnie powyżej pewnego poziomu, można zmniejszyć napięcie stojana. Oczywiście wprowadza to kluczowe wymagania: monitorowanie silnika i czujniki.
Czujniki Halla zapewniają niedrogi sposób wykrywania położenia wirnika. Potrafią także wykryć prędkość na podstawie czasu i częstotliwości przełączania czujnika rozrządu.
Nota wydawcy: Zapoznaj się z naszym artykułem „Co to jest bezczujnikowy silnik bezszczotkowy”, aby dowiedzieć się, jak zaawansowana technologia silników BLDC zmienia elektronarzędzia.
Połączenie tych korzyści ma jeszcze jeden skutek – dłuższą żywotność. Chociaż gwarancja na silniki szczotkowe i bezszczotkowe (oraz narzędzia) danej marki jest zwykle taka sama, można spodziewać się dłuższej żywotności modeli bezszczotkowych. Zwykle może to potrwać kilka lat po okresie gwarancji.
Pamiętasz, jak mówiłem, że kontrolery elektroniczne to w zasadzie komputery w Twoich narzędziach? Silniki bezszczotkowe są także punktem przełomowym dla inteligentnych narzędzi, które mogą wpłynąć na branżę. Bez wykorzystania silników bezszczotkowych w komunikacji elektronicznej technologia obsługi jednym przyciskiem firmy Milwaukee nie działałaby.
Na co dzień Kenny dogłębnie bada praktyczne ograniczenia różnych narzędzi i porównuje różnice. Po wyjściu z pracy jego najważniejszym priorytetem jest wiara i miłość do rodziny. Zwykle będziesz w kuchni, jeździł na rowerze (on jest triathlonem) lub zabierał ludzi na dzień na ryby w zatoce Tampa.
W całych Stanach Zjednoczonych nadal brakuje wykwalifikowanych pracowników. Niektórzy nazywają to „luką umiejętności”. Chociaż uzyskanie czteroletniego dyplomu uniwersyteckiego może wydawać się modne, najnowsze wyniki badania Biura Statystyki Pracy pokazują, że branże wykwalifikowane, takie jak spawacze i elektrycy, po raz kolejny znajdują się w rankingu [...]
O lepszych bateriach wykorzystujących nanotechnologię grafenu pisaliśmy już w 2010 roku. Jest to wynik współpracy Departamentu Energii i Materiałów Vorbeck. Naukowcy wykorzystują grafen, aby umożliwić ładowanie akumulatorów litowo-jonowych w ciągu kilku minut, a nie godzin. Minęło trochę czasu. Chociaż grafen nie został jeszcze wdrożony, wracamy z niektórymi najnowszymi akumulatorami litowo-jonowymi […]
Zawieszenie ciężkiego obrazu na suchej ścianie nie jest bardzo trudne. Chcesz jednak mieć pewność, że zrobisz to dobrze. W przeciwnym razie kupisz nową ramę! Samo przykręcenie wkrętu do ściany nie powoduje jego przecięcia. Trzeba wiedzieć, jak nie polegać na [...]
Nierzadko zdarza się, że chcemy ułożyć pod ziemią przewody elektryczne 120 V. Możesz zasilić swoją szopę, warsztat lub garaż. Innym powszechnym zastosowaniem jest zasilanie latarni lub elektrycznych silników drzwi. W obu przypadkach należy zapoznać się z niektórymi wymaganiami dotyczącymi okablowania podziemnego, aby spełnić [...]
Dziękuję za wyjaśnienie. Zastanawiam się nad tym od dawna, widząc, że większość ludzi opowiada się za bezszczotkami (przynajmniej używaną jako argument za droższymi elektronarzędziami i dronami).
Chcę wiedzieć: czy kontroler również wyczuwa prędkość? Czy nie trzeba tego zrobić, aby zsynchronizować? Czy ma elementy Halla, które wyczuwają (obracają) magnesy?
Nie wszystkie silniki bezszczotkowe są lepsze od wszystkich silników szczotkowych. Chcę zobaczyć, jak żywotność baterii Gen 5X wypada w porównaniu z jej poprzednikiem X4 przy umiarkowanym i dużym obciążeniu. W każdym razie szczotki prawie nigdy nie są czynnikiem ograniczającym życie. Oryginalna prędkość silnika narzędzi bezprzewodowych wynosi około 20 000 do 25 000. A dzięki smarowanej przekładni planetarnej redukcja wynosi około 12:1 na wysokim biegu i około 48:1 na niskim biegu. Mechanizm spustowy i łożyska wirnika silnika, które podtrzymują wirnik 25 000 obr./min w strumieniu zapylonego powietrza, są zwykle słabymi punktami
Jako partner Amazon możemy otrzymywać przychody po kliknięciu łącza Amazon. Dziękujemy, że pomagasz nam robić to, co lubimy.
Pro Tool Reviews to odnosząca sukcesy publikacja internetowa, która od 2008 roku zawiera recenzje narzędzi i aktualności branżowe. W dzisiejszym świecie wiadomości internetowych i treści online coraz więcej profesjonalistów wyszukuje w Internecie większość głównych elektronarzędzi, które kupują. To wzbudziło nasze zainteresowanie.
Jest jedna kluczowa rzecz, na którą należy zwrócić uwagę w przypadku recenzji Pro Tool: skupiamy się na profesjonalnych użytkownikach narzędzi i biznesmenach!
Ta strona korzysta z plików cookie, abyśmy mogli zapewnić Ci najlepszą obsługę. Informacje o plikach cookie są przechowywane w Twojej przeglądarce i spełniają pewne funkcje, takie jak rozpoznawanie Cię, gdy wracasz na naszą stronę internetową i pomaganie naszemu zespołowi w zrozumieniu części witryny, które uważasz za najbardziej interesujące i przydatne. Zachęcamy do zapoznania się z naszą pełną polityką prywatności.
Ściśle niezbędne pliki cookie powinny być zawsze włączone, abyśmy mogli zapisać Twoje preferencje dotyczące ustawień plików cookie.
Jeśli wyłączysz ten plik cookie, nie będziemy mogli zapisać Twoich preferencji. Oznacza to, że za każdym razem, gdy odwiedzasz tę witrynę, musisz ponownie włączyć lub wyłączyć pliki cookie.
Gleam.io — umożliwia nam dostarczanie prezentów, które zbierają anonimowe informacje o użytkowniku, takie jak liczba osób odwiedzających witrynę. O ile dane osobowe nie zostaną podane dobrowolnie w celu ręcznego wprowadzenia prezentów, żadne dane osobowe nie będą gromadzone.
Czas publikacji: 31 sierpnia 2021 r