Per diversi anni, abbiamo visto motori Brushless iniziare a dominare l'unità degli strumenti a corde nel settore degli strumenti professionali. Questo è fantastico, ma qual è il grosso problema? È davvero importante finché posso guidare quella vite di legno? um, sì. Ci sono differenze ed effetti significativi quando si tratta di motori spazzolati e motori senza spazzole.
Prima di approfondire il pennello da due piedi e i motori senza spazzole, comprendiamo prima la conoscenza di base del principio di lavoro effettivo dei motori DC. Quando si tratta di motori di guida, è tutto legato ai magneti. I magneti caricati in modo opposto si attirano a vicenda. L'idea di base di un motore a CC è quella di mantenere la carica elettrica opposta della parte rotante (rotore) attratta dal magnete immobile (statore) di fronte, tirando così continuamente in avanti. È un po 'come mettere una ciambella di burro di Boston su un bastone davanti a me quando correrò, continuerò a provare a afferrarla!
La domanda è come mantenere le ciambelle in movimento. Non esiste un modo semplice per farlo. Si inizia con un set di magneti permanenti (magneti permanenti). Un insieme di elettromagneti cambia carica (polarità invertibile) mentre ruotano, quindi c'è sempre un magnete permanente con la carica opposta che può muoversi. Inoltre, la carica simile sperimentata dalla bobina elettromagnetica in quanto cambia spingerà via la bobina. Quando guardiamo motori spazzolati e motori senza spazzole, come l'elettromagnete cambia polarità è la chiave.
In un motore spazzolato, ci sono quattro componenti di base: magneti permanenti, armature, anelli di commutazione e spazzole. Il magnete permanente costituisce l'esterno del meccanismo e non si muove (statore). Uno è caricato positivamente e l'altro è caricato negativamente, creando un campo magnetico permanente.
L'armatura è una bobina o una serie di bobine che diventano elettromagnete quando sono state energizzate. Questa è anche la parte rotante (rotore), di solito realizzata in rame, ma è possibile utilizzare anche l'alluminio.
L'anello del commutatore è fissato alla bobina di armatura in due (configurazione a 2 poli), quattro (configurazione a 4 poli) o più componenti. Ruotano con l'armatura. Infine, le spazzole in carbonio rimangono in posizione e trasferiranno la carica a ciascun commutatore.
Una volta eccitata l'armatura, la bobina carica verrà tirata verso il magnete permanente accusato in modo opposto. Quando l'anello del commutatore sopra ruota anche, si sposta dalla connessione di una spazzola in carbonio a quella successiva. Quando raggiunge il pennello successivo, riceverà un'inversione di polarità ed è ora attratto da un altro magnete permanente mentre viene respinto dallo stesso tipo di carica elettrica. Tangubile, quando il commutatore raggiunge il pennello negativo, ora è attratto dal magnete permanente positivo. Il commutatore arriva in tempo per formare una connessione con la spazzola dell'elettrodo positivo e seguire il magnete permanente negativo. I pennelli sono in coppia, quindi la bobina positiva si tirerà verso il magnete negativo e la bobina negativa tirai verso il magnete positivo contemporaneamente.
È come se fossi una bobina di armatura che insegue una ciambella di burro di Boston. Mi sono avvicinato, ma poi ho cambiato idea e ho perseguito un frullato più sano (la mia polarità o il mio desiderio sono cambiate). Dopotutto, le ciambelle sono ricche di calorie e grassi. Ora sto inseguendo i frullati mentre sono allontanato dalla crema di Boston. Quando sono arrivato lì, mi sono reso conto che le ciambelle sono molto meglio dei frullati. Finché premo il grilletto, ogni volta che arrivo al pennello successivo, cambierò idea e allo stesso tempo inseguirò gli oggetti che mi piacciono in un cerchio frenetico. È la massima applicazione per l'ADHD. Inoltre, ci sono due di noi lì, quindi le ciambelle e i frullati di burro di Boston sono sempre inseguiti con entusiasmo da uno di noi, ma indecisi.
In un motore senza spazzole, perdi il commutatore e le spazzole e guadagni un controller elettronico. Il magnete permanente ora funge da rotore e ruota all'interno, mentre lo statore è ora composto da una bobina elettromagnetica fissa esterna. Il controller fornisce energia a ciascuna bobina in base alla carica richiesta per attirare il magnete permanente.
Oltre alle cariche di spostamento elettronicamente, il controller può anche fornire cariche simili per contrastare i magneti permanenti. Poiché le cariche dello stesso tipo sono opposte l'una all'altra, questo spinge il magnete permanente. Ora il rotore si muove a causa delle forze di trazione e spinta.
In questo caso, i magneti permanenti si stanno muovendo, quindi ora sono il mio partner di corsa e me. Non cambiamo più l'idea di ciò che vogliamo. Invece, sapevamo che volevo le ciambelle di Boston Butter e il mio partner voleva frullati.
I controller elettronici consentono ai nostri rispettivi piaceri per la colazione di muoversi di fronte a noi e abbiamo continuato a perseguire le stesse cose. Il controller mette anche cose che non vogliamo alle spalle.
I motori DC spazzolati sono relativamente semplici ed economici da produrre parti (sebbene il rame non sia diventato più economico). Poiché un motore senza spazzole richiede un comunicatore elettronico, stai effettivamente iniziando a costruire un computer in uno strumento cordless. Questo è il motivo per spingere il costo dei motori senza spazzole.
Per motivi di progettazione, i motori senza spazzole hanno molti vantaggi rispetto ai motori spazzolati. La maggior parte di essi è legata alla perdita di pennelli e commutatori. Poiché il pennello deve essere in contatto con il commutatore per trasferire la carica, provoca anche attrito. L'attrito riduce la velocità raggiungibile e allo stesso tempo genera calore. È come andare in bicicletta con freni leggeri. Se le gambe usano la stessa forza, la tua velocità rallenterà. Al contrario, se vuoi mantenere la velocità, devi ottenere più energia dalle gambe. Riscalderai anche i cerchi a causa del calore di attrito. Ciò significa che, rispetto ai motori spazzolati, i motori senza spazzole funzionano a una temperatura più bassa. Ciò dà loro una maggiore efficienza, quindi convertono più energia elettrica in energia elettrica.
Anche i pennelli in carbonio si consumano nel tempo. Questo è ciò che provoca scintille all'interno di alcuni strumenti. Per far funzionare lo strumento, il pennello deve essere sostituito di volta in volta. I motori senza spazzole non richiedono questo tipo di manutenzione.
Sebbene i motori senza spazzole richiedano controller elettronici, la combinazione di rotore/statore è più compatta. Questo porta a opportunità di peso più leggero e dimensioni più compatte. Questo è il motivo per cui vediamo molti strumenti come Makita XDT16 Impact Driver con design ultra-compatto e potenza potente.
Sembra che ci sia un malinteso sui motori e sulla coppia senza spazzole. Il design del motore spazzolato o senza spazzole non indica davvero l'entità della coppia. Ad esempio, la coppia effettiva del primo trapano a martello per combustibili Milwaukee M18 era più piccola del modello sfiorato precedente.
Tuttavia, alla fine il produttore ha realizzato alcune cose molto critiche. L'elettronica utilizzata nei motori senza spazzole può fornire più energia a questi motori quando necessario.
Poiché i motori Brushless ora usano un controllo elettronico avanzato, possono percepire quando iniziano a rallentare sotto il carico. Finché la batteria e il motore rientrano nell'intervallo di specifiche della temperatura, l'elettronica del motore senza spazzole può richiedere e ricevere più corrente dal pacco batteria. Ciò consente a strumenti come trapani senza spazzole e seghe di mantenere a carico velocità più elevate. Questo li rende più veloci. Di solito è molto più veloce. Alcuni esempi di questo includono Milwaukee Redlink Plus, Makita LXT Advantage e Dewalt che eseguono e proteggono.
Queste tecnologie integrano perfettamente i motori, le batterie e l'elettronica dello strumento in un sistema coeso per ottenere prestazioni e runtime ottimali.
La commutazione - modifica la polarità della carica - avvia il motore senza spazzole e mantienilo rotante. Successivamente, devi controllare la velocità e la coppia. La velocità può essere controllata modificando la tensione dello statore del motore BLDC. La modulazione della tensione a una frequenza più elevata consente di controllare la velocità del motore in misura maggiore.
Per controllare la coppia, quando il carico di coppia del motore sale al di sopra di un certo livello, è possibile ridurre la tensione dello statore. Naturalmente, questo introduce i requisiti chiave: monitoraggio del motore e sensori.
I sensori a effetto sala offrono un modo economico per rilevare la posizione del rotore. Possono anche rilevare la velocità in base al tempo e alla frequenza della commutazione del sensore di temporizzazione.
Nota del redattore: dai un'occhiata al nostro articolo del motore senza spazzole senza sensori per scoprire come la tecnologia del motore BLDC avanzata cambia gli utensili elettrici.
La combinazione di questi benefici ha un altro effetto, una durata più lunga. Sebbene la garanzia per motori (e strumenti) spazzolati e senza spazzole all'interno del marchio sia di solito la stessa, puoi aspettarti una vita più lunga per i modelli senza spazzole. Questo di solito può essere diversi anni oltre il periodo di garanzia.
Ricordi quando ho detto che i controller elettronici stanno essenzialmente costruendo computer nei tuoi strumenti? I motori Brushless sono anche il punto di svolta per gli strumenti intelligenti per avere un impatto sul settore. Senza la dipendenza dei motori senza spazzole sulla comunicazione elettronica, la tecnologia a un pulsante di Milwaukee non funzionerebbe.
All'orologio, Kenny esplora profondamente i limiti pratici di vari strumenti e confronta le differenze. Dopo essere usciti dal lavoro, la sua fede e il suo amore per la sua famiglia sono la sua massima priorità. Di solito sarai in cucina, vai in bicicletta (è un triathlon) o porterà le persone fuori per una giornata a pescare a Tampa Bay.
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Grazie per la spiegazione. Questo è qualcosa che mi chiedo da molto tempo, visto che la maggior parte delle persone è a favore di Brushless (almeno usato come argomento per utensili elettrici e droni più costosi).
Voglio sapere: anche il controller percepisce la velocità? Non deve essere fatto per sincronizzare? Ha elementi di Hall quel senso (ruotare) magneti?
Non tutti i motori senza pennello sono migliori di tutti i motori spazzolati. Voglio vedere come la durata della batteria di Gen 5X si confronta con il suo predecessore X4 con carichi da moderati a pesanti. In ogni caso, i pennelli non sono quasi mai un fattore che limita la vita. La velocità del motore originale degli strumenti a cordone è di circa 20.000 a 25.000. E attraverso il set di ingranaggi planetari lubrificati, la riduzione è di circa 12: 1 nella marcia alta e circa 48: 1 nella marcia bassa. Il meccanismo di grilletto e i cuscinetti del rotore del motore che supportano il rotore da 25.000 giri / min nel flusso d'aria polveroso sono di solito punti deboli
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Tempo post: agosto 31-2021