Kuinka harjaton moottori toimii. Miksi sen mitat ovat pienemmät ja kustannukset korkeammat kuin harjan vastaavat?

Harjattomat moottorit on jo kauan asennettu sähkötyökaluihin. Tällaisilla sähkömoottoreilla on useita etuja verrattuna kollektorimoottoreihin (luetellaan alla). Mutta on yksi iso haittapuoli - korkea hinta. Mihin se kaikki liittyy? Ehdotan selvittää se.

Jos avataan kahden tyyppisten sähkömoottoreiden johdoton ruuvimeisseli, huomaamme heti, että harjattomilla, joilla on samat ominaisuudet (tai jopa parempi), on pienemmät mitat:

Tämä on ymmärrettävää, koska siinä ei ole harjoja - koskettimia, jotka välittävät jännitteen käämiin. Vaikka tämä on edelleen sama kestomagneettisähkömoottori, magneetit sijaitsevat roottorissa (pyörivät) ja kelakäämit ovat paikallaan:

Harjattomia sähkömoottoreita on useita: sisäinen käämi ja sisäinen roottori päällä kestomagneetit (kuvat 1 ja 2) ja ulkokäämi ja sisäinen roottori magneeteilla (kuva 3). Ne on myös jaettu synkronisiksi ja asynkronisiksi (roottori-staattori-magneettikenttien synkronoinnilla ja staattorin magneettikentän edessä).

Sähkömoottori kytkee magneettikentän (kelojen syöttö). Magneetin eri napojen vetovoiman periaatteella. Tietyllä hetkellä haluttu kela on vedettävä kestomagneetin vastakkaiseen napaan. Keräimessä kytkentä tapahtuu rakentavasti liukuvien koskettimien ansiosta. Ja jos harjattomassa ei ole liukukontakteja - kuinka ymmärtää, mihin kelaan jännite kohdistetaan? Ja miten tämä kytkin tapahtuu?

Hall-anturit on asennettu keloihin roottorin asennon ohjaamiseksi:

Hall-anturin toimintaperiaate:

Ne antavat signaalin ohjausyksikölle (ohjaimelle) ja joka syöttää jännitettä haluttuun staattorikäämitykseen. Se näyttää tältä pyörittäessä:

Roottori tarttuu staattorin magneettikenttään. Esimerkki moottorin ohjauskortista:

Harjattoman sähkömoottorin toiminta ja toiminta esteettömällä kielellä on kuvattu tässä videossa:

Voidaan nähdä, että ne ovat puolet tai jopa kaksi kertaa korkeammat kuin niiden harjaiset.

On selvää, että elektronista osaa on vaikea valmistaa ja sillä on lisäkustannuksia minkä tahansa työkalun sähkömoottorin kokonaiskustannuksissa. Mutta tällaisen sähkömoottorin edut ovat merkittävä luettelo:

1. Koska kollektorimoottori, jonka nopeus on yli 3000 rpm, vähentää sen tehoa ja hyötysuhdetta, harjoissa oleva kontakti on rikki ja kipinöitä ilmestyy. Harjattomissa moottoreissa ei ole näitä haittoja, ja niiden hyötysuhde on vakaa, jopa 90% kaikilla nopeuksilla. Ne ovat mekaanisesti kestävämpiä (resurssi riippuu vain laakereista). Voi olla korkeampi kierrosluku.

2. Harjaton moottori helpottaa (elektronisen) momentin säätämistä. Yleensä harjattomille ruuvimeisseleille asennetaan kytkin, joka on vastuussa tästä. Lisääntyneen hyötysuhteen ansiosta harjattomat sähkömoottorit säästävät työkalun akun varausta, jotkut ovat jopa 50% edullisempia kuin kollektorimoottorit.

Mutta jos sähkömoottorin ohjauksen elektroninen osa epäonnistuu, korjaus voi olla kustannuksiltaan verrattavissa uuteen työkaluun. Elektroniikalla on aina rikkoutumisvaara. Oikosulku kosteuden tai sähköstaattisten vaikutusten vuoksi Hall-antureihin ja mikropiireihin - kukaan ei ole immuuni tältä.

Näistä riskeistä huolimatta nämä moottorit ovat tulevaisuus. Koska niiden ominaisuudet ovat korkeammat kuin keräilijän. Ehkä joskus teollisuus alkaa tuottaa ohjausyksiköitä yhdessä mikropiirikotelossa luotettavalla suojauksella oikosulkuja ja staattista sähköä vastaan.

***

Tilaa kanavalle, lisää se selaimesi kirjanmerkkeihin (Ctrl + D). Edessä on paljon mielenkiintoista tietoa.