Prečo elektrické náradie (ako sú ručné vŕtačky, uhlové brúsky atď.) vo všeobecnosti používa kartáčované motory namiesto bezuhlíkových motorov? Ak chcete pochopiť, toto naozaj nie je jasné v jednej alebo dvoch vetách.
Jednosmerné motory sa delia na kefové motory a bezkomutátorové motory. "Kefka", ktorá je tu uvedená, sa týka uhlíkových kefiek. Ako vyzerá uhlíková kefka?
Prečo jednosmerné motory potrebujú uhlíkové kefky? Aký je rozdiel medzi uhlíkovými kefkami a bez uhlíkových kefiek? Ideme ďalej!
Princíp jednosmerného kefového motora
Ako je znázornené na obrázku 1, toto je schéma konštrukčného modelu jednosmerného kartáčovaného motora. Dva pevné heterosexuálne magnety, cievka je umiestnená v strede a dva konce cievky sú pripojené k dvom polkruhovým medeným krúžkom. Dva konce medeného krúžku sú v kontakte s pevnými uhlíkovými kefkami a potom sú oba konce uhlíkových kefiek pripojené k jednosmernému napájaniu.
Po pripojení k zdroju prúdu je prúd znázornený šípkou na obrázku 1. Podľa pravidla ľavej ruky je žltá cievka vystavená vertikálnej elektromagnetickej sile smerujúcej nahor; modrá cievka je vystavená vertikálnej nadol smerujúcej elektromagnetickej sile. Rotor motora sa po otočení o 90 stupňov začne otáčať v smere hodinových ručičiek, ako je znázornené na obrázku 2:
V tomto okamihu je uhlíková kefka len v medzere medzi dvoma medenými krúžkami a celá slučka cievky nemá žiadny prúd. Pri pôsobení zotrvačnosti sa však rotor stále otáča.
Keď sa rotor pôsobením zotrvačnosti otočí do vyššie uvedenej polohy, prúd cievky je znázornený na obrázku 3. Podľa pravidla ľavej ruky je modrá cievka vystavená vertikálnej elektromagnetickej sile smerujúcej nahor; žltá cievka je vystavená vertikálnej nadol smerujúcej elektromagnetickej sile. Rotor motora sa po otočení o 90 stupňov naďalej otáča v smere hodinových ručičiek, ako je znázornené na obrázku 4:
V tomto okamihu je uhlíková kefka len v medzere medzi dvoma medenými krúžkami a celá slučka cievky nemá žiadny prúd. Pri pôsobení zotrvačnosti sa však rotor stále otáča. Potom zopakujte vyššie uvedené kroky a cyklus pokračuje.
DC bezkomutátorový motor
Ako je znázornené na obrázku 5, toto je schéma konštrukčného modelu bezkomutátorového motora na jednosmerný prúd. Skladá sa zo statora a rotora, v ktorom je na rotore dvojica magnetických pólov; na statore je navinutých veľa sád cievok a na obrázku je 6 sád cievok.
Keď prepustíme prúd do cievok statora 2 a 5, cievky 2 a 5 vytvoria magnetické pole a stator je ekvivalentný tyčovému magnetu, kde 2 je S (južný) pól a 5 je N (sever) pól. Pretože magnetické póly rovnakého pohlavia sa navzájom priťahujú, N pól rotora sa otočí do polohy cievky 2 a pól S rotora sa otočí do polohy cievky 5, ako je znázornené na obrázku 6.
Potom odoberieme prúd z cievky statora 2,5 a potom prúd prenesieme do cievky statora 3,6. V tomto čase budú cievky 3 a 6 generovať magnetické pole a stator je ekvivalentný tyčovému magnetu, v ktorom 3 je S (južný) pól a 6 je N (severný) pól. Pretože magnetické póly rovnakého pohlavia sa navzájom priťahujú, N pól rotora sa otočí do polohy cievky 3 a pól S rotora sa otočí do polohy cievky 6, ako je znázornené na obrázku 7.
Rovnakým spôsobom sa odoberie prúd statorových cievok 3 a 6 a potom sa statorové cievky 4 a 1 napájajú prúdom. V tomto čase budú cievky 4 a 1 generovať magnetické pole a stator je ekvivalentný tyčovému magnetu, kde 4 je S (južný) pól a 1 je N (severný) pól. Pretože opačné magnetické póly sa navzájom priťahujú, pól rotora N sa otočí do polohy cievky 4 a pól rotora S sa otáča do polohy cievky 1.
Doteraz sa motor točil o pol kruhu...druhý polkruh je rovnaký ako predchádzajúci princíp, takže to tu nebudem opakovať. Bezkomutátorový jednosmerný motor môžeme jednoducho chápať ako lov mrkvy pred somárom, takže somár sa bude vždy pohybovať smerom k mrkve.
Ako teda môžeme privádzať presné prúdy do rôznych cievok v rôznych časoch? To si vyžaduje prúdový komutačný obvod... Nebudem tu zachádzať do detailov.
Porovnanie výhod a nevýhod
DC kartáčovaný motor: rýchly štart, včasné brzdenie, plynulá regulácia rýchlosti, jednoduché ovládanie, jednoduchá štruktúra a lacná cena. Pointa je lacná! lacná cena! lacná cena! Okrem toho má veľký štartovací prúd, veľký krútiaci moment (rotačnú silu) pri nízkych rýchlostiach a dokáže uniesť veľké zaťaženie.
V dôsledku trenia medzi uhlíkovou kefou a komutátorom je však kartáčovaný jednosmerný motor náchylný na iskry, teplo, hluk, elektromagnetické rušenie vonkajšieho prostredia, má nízku účinnosť a krátku životnosť. Pretože uhlíkové kefky sú spotrebný materiál, sú náchylné na poruchu a je potrebné ich po určitom čase vymeniť.
Jednosmerný bezkomutátorový motor: Keďže jednosmerný bezkomutátorový motor eliminuje uhlíkovú kefu, má nízku hlučnosť, žiadnu údržbu, nízku poruchovosť, dlhú životnosť a prevádzkový čas a napätie sú relatívne stabilné a rušenie rádiových zariadení je malé. Ale je to drahé! Drahé! Drahé!
Elektrické náradie je veľmi bežne používané náradie v každodennom živote. Existuje veľa druhov značiek a tvrdá konkurencia. Každý je veľmi citlivý na cenu. Okrem toho elektrické náradie musí niesť veľké zaťaženie a musí mať veľký rozbehový moment, ako napríklad elektrické ručné vŕtačky a príklepové vŕtačky. V opačnom prípade pri vŕtaní motor ľahko nemôže bežať, pretože vrták je zaseknutý.
Len si predstavte, kartáčovaný jednosmerný motor je lacný, má veľký rozbehový krútiaci moment a dokáže uniesť veľké zaťaženie; hoci bezkomutátorový motor má nízku poruchovosť a dlhú životnosť, je drahý a jeho štartovací moment je oveľa nižší ako u kefovaného motora. Ak by ste si mohli vybrať, ako by ste si vybrali? Myslím, že odpoveď je samozrejmá.
