I flere år har vi set børsteløse motorer begynde at dominere den akku-drevne maskine i den professionelle værktøjsindustri. Det er godt, men hvad er problemet? Er det virkelig vigtigt, så længe jeg kan skru den træskrue i? Øh, ja. Der er betydelige forskelle og effekter, når man har med børstemotorer og børsteløse motorer at gøre.
Før vi dykker ned i de 60 cm lange børste- og børsteløse motorer, lad os først forstå den grundlæggende viden om selve arbejdsprincippet for DC-motorer. Når det kommer til at drive motorer, handler det hele om magneter. Modsat ladede magneter tiltrækker hinanden. Den grundlæggende idé bag en DC-motor er at holde den modsatte elektriske ladning fra den roterende del (rotoren) tiltrukket af den ubevægelige magnet (stator) foran den, og derved trække den kontinuerligt fremad. Det er lidt ligesom at sætte en Boston Butter Donut på en pind foran mig, når jeg løber - jeg bliver ved med at forsøge at gribe fat i den!
Spørgsmålet er, hvordan man holder donutsene i bevægelse. Der er ingen nem måde at gøre det på. Det starter med et sæt permanente magneter (permanente magneter). Et sæt elektromagneter ændrer ladning (omvendt polaritet), når de roterer, så der er altid en permanent magnet med den modsatte ladning, der kan bevæge sig. Derudover vil den lignende ladning, som den elektromagnetiske spole oplever, når den ændrer sig, skubbe spolen væk. Når vi ser på børstemotorer og børsteløse motorer, er det nøglen, hvordan elektromagneten ændrer polaritet.
I en børstemotor er der fire grundlæggende komponenter: permanente magneter, ankere, kommuteringsringe og børster. Den permanente magnet udgør mekanismens ydre og bevæger sig ikke (stator). Den ene er positivt ladet, og den anden er negativt ladet, hvilket skaber et permanent magnetfelt.
Ankeret er en spole eller en række spoler, der bliver til en elektromagnet, når de aktiveres. Dette er også den roterende del (rotor), normalt lavet af kobber, men aluminium kan også bruges.
Kommutatorringen er fastgjort til ankerspolen i to (2-polet konfiguration), fire (4-polet konfiguration) eller flere komponenter. De roterer med ankeret. Endelig forbliver kulbørsterne på plads og overfører ladningen til hver kommutator.
Når ankeret er aktiveret, vil den ladede spole blive trukket mod den modsat ladede permanente magnet. Når kommutatorringen ovenover også roterer, bevæger den sig fra forbindelsen mellem den ene kulbørste og den næste. Når den når den næste børste, vil den modtage en polaritetsvending og tiltrækkes nu af en anden permanent magnet, mens den frastødes af den samme type elektrisk ladning. Når kommutatoren når den negative børste, tiltrækkes den nu af den positive permanente magnet. Kommutatoren ankommer tids nok til at danne en forbindelse med den positive elektrodebørste og følge den negative permanente magnet. Børsterne er parvis, så den positive spole vil trække mod den negative magnet, og den negative spole vil trække mod den positive magnet på samme tid.
Det er som om jeg er en spole, der jagter en Boston Butter Donut. Jeg var tæt på, men så ændrede jeg mening og gik efter en sundere smoothie (min polaritet eller lyst ændrede sig). Donuts er trods alt rige på kalorier og fedt. Nu jagter jeg smoothies, mens jeg bliver skubbet væk fra Boston cream. Da jeg kom dertil, indså jeg, at donuts er meget bedre end smoothies. Så længe jeg trykker på aftrækkeren, vil jeg ændre mening, hver gang jeg kommer til den næste tandbørste, og samtidig jagte de ting, jeg kan lide, i en hektisk cirkel. Det er den ultimative anvendelse mod ADHD. Derudover er vi to der, så Boston Butter Donuts og Smoothies bliver altid jagtet entusiastisk af en af os, men ubeslutsom.
I en børsteløs motor mister man kommutatoren og børsterne og får en elektronisk styring. Den permanente magnet fungerer nu som en rotor og roterer indeni, mens statoren nu består af en ekstern, fast elektromagnetisk spole. Styringen forsyner hver spole med strøm baseret på den ladning, der kræves for at tiltrække den permanente magnet.
Udover at flytte ladninger elektronisk, kan controlleren også levere lignende ladninger for at modvirke permanente magneter. Da ladningerne af samme slags er modsat hinanden, skubber dette permanentmagneten. Nu bevæger rotoren sig på grund af træk- og skubbekræfterne.
I dette tilfælde bevæger de permanente magneter sig, så nu er de min løbepartner og jeg. Vi ændrer ikke længere vores idé om, hvad vi vil have. I stedet vidste vi, at jeg ville have Boston Butter Donuts, og min partner ville have smoothies.
Elektroniske styreenheder lader vores respektive morgenmadsnydelser bevæge sig foran os, og vi har hele tiden jagtet de samme ting. Styringen lægger også ting, vi ikke ønsker, bag os for at give os et skub.
Børstede DC-motorer er relativt enkle og billige at fremstille dele af (selvom kobber ikke er blevet billigere). Da en børsteløs motor kræver en elektronisk kommunikator, begynder man faktisk at bygge en computer i et batteridrevet værktøj. Dette er grunden til, at prisen på børsteløse motorer er blevet højere.
Af designmæssige årsager har børsteløse motorer mange fordele i forhold til børstemotorer. De fleste af dem er relateret til tabet af børster og kommutatorer. Da børsten skal være i kontakt med kommutatoren for at overføre ladningen, forårsager det også friktion. Friktion reducerer den opnåelige hastighed og genererer samtidig varme. Det er som at cykle med lette bremser. Hvis dine ben bruger den samme kraft, vil din hastighed falde. Omvendt, hvis du vil opretholde hastigheden, skal du få mere energi fra dine ben. Du vil også opvarme fælgene på grund af friktionsvarme. Det betyder, at børsteløse motorer kører ved en lavere temperatur sammenlignet med børstemotorer. Dette giver dem højere effektivitet, så de omdanner mere elektrisk energi til elektrisk energi.
Kulbørster slides også op med tiden. Dette er årsagen til gnister i nogle værktøjer. For at holde værktøjet kørende skal børsten udskiftes fra tid til anden. Børsteløse motorer kræver ikke denne form for vedligeholdelse.
Selvom børsteløse motorer kræver elektroniske styreenheder, er rotor/stator-kombinationen mere kompakt. Dette fører til muligheder for lettere vægt og mere kompakt størrelse. Derfor ser vi mange værktøjer som Makita XDT16 slagskruetrækkeren med ultrakompakt design og kraftfuld kraft.
Der synes at være en misforståelse omkring børsteløse motorer og drejningsmoment. Designet af en børstet eller børsteløs motor angiver ikke i sig selv drejningsmomentets størrelse. For eksempel var det faktiske drejningsmoment på den første Milwaukee M18 benzinhammerboremaskine mindre end på den tidligere model med børstemaskiner.
Men til sidst indså producenten nogle meget kritiske ting. Elektronikken, der bruges i børsteløse motorer, kan give disse motorer mere kraft, når det er nødvendigt.
Da børsteløse motorer nu bruger avanceret elektronisk styring, kan de registrere, når de begynder at decelerere under belastning. Så længe batteriet og motoren er inden for temperaturspecifikationsområdet, kan den børsteløse motorelektronik anmode om og modtage mere strøm fra batteripakken. Dette gør det muligt for værktøjer som børsteløse boremaskiner og save at opretholde højere hastigheder under belastning. Dette gør dem hurtigere. Det er normalt meget hurtigere. Nogle eksempler på dette inkluderer Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage og DeWalt Perform and Protect.
Disse teknologier integrerer problemfrit værktøjets motorer, batterier og elektronik i et sammenhængende system for at opnå optimal ydeevne og driftstid.
Kommutering – skift ladningens polaritet – start den børsteløse motor og hold den i gang. Dernæst skal du styre hastighed og drejningsmoment. Hastigheden kan styres ved at ændre spændingen på BLDC-motorens stator. Ved at modulere spændingen ved en højere frekvens kan du styre motorhastigheden i højere grad.
For at kontrollere drejningsmomentet, når motorens drejningsmomentbelastning stiger over et vist niveau, kan man reducere statorspændingen. Dette introducerer naturligvis vigtige krav: motorovervågning og sensorer.
Hall-effektsensorer giver en billig måde at detektere rotorens position på. De kan også detektere hastigheden ved hjælp af tidspunktet og hyppigheden af timingsensorens skift.
Redaktørens bemærkning: Se vores artikel om, hvad en sensorløs børsteløs motor er, for at lære, hvordan avanceret BLDC-motorteknologi ændrer elværktøj.
Kombinationen af disse fordele har en anden effekt - en længere levetid. Selvom garantien for børstemotorer og børsteløse motorer (og værktøjer) inden for mærket normalt er den samme, kan du forvente en længere levetid for de børsteløse modeller. Dette kan normalt være flere år ud over garantiperioden.
Husker du, da jeg sagde, at elektroniske styreenheder i bund og grund er at bygge computere ind i dine værktøjer? Børsteløse motorer er også det gennembrud, der har givet smarte værktøjer en indflydelse på branchen. Uden børsteløse motorers afhængighed af elektronisk kommunikation ville Milwaukees teknologi med én knap ikke fungere.
På uret udforsker Kenny de praktiske begrænsninger ved forskellige værktøjer i dybden og sammenligner forskellene. Efter fri fra arbejde er hans tro og kærlighed til sin familie hans højeste prioritet. Du vil normalt være i køkkenet, cykle (han er triatlon-entusiast) eller tage folk med ud på en dag med fiskeri i Tampa Bay.
Der er stadig mangel på faglærte arbejdere i USA som helhed. Nogle kalder det "kompetencegabet". Selvom det kan virke "på mode" at få en 4-årig universitetsuddannelse, viser de seneste undersøgelsesresultater fra Bureau of Labor Statistics, at faglærte brancher som svejsere og elektrikere igen rangeres [...]
Allerede i 2010 skrev vi om bedre batterier ved hjælp af grafen-nanoteknologi. Dette er et samarbejde mellem Department of Energy og Vorbeck Materials. Forskere bruger grafen til at gøre det muligt at oplade lithium-ion-batterier på minutter i stedet for timer. Det er et stykke tid siden. Selvom grafen endnu ikke er implementeret, er vi tilbage med nogle af de nyeste lithium-ion-batterier […]
Det er ikke særlig svært at hænge et tungt maleri op på en gipsvæg. Du skal dog sørge for at gøre det ordentligt. Ellers skal du købe en ny ramme! Det er ikke nok bare at skrue skruen fast på væggen. Du skal vide, hvordan du ikke skal stole på [...]
Det er ikke ualmindeligt at ville lægge 120V elektriske ledninger under jorden. Du vil måske gerne forsyne dit skur, værksted eller garage med strøm. En anden almindelig anvendelse er at forsyne lygtepæle eller elektriske dørmotorer med strøm. I begge tilfælde bør du forstå nogle krav til underjordisk ledningsføring for at opfylde [...]
Tak for forklaringen. Det er noget, jeg har spekuleret på længe, da de fleste mennesker er tilhængere af børsteløs motor (i hvert fald brugt som et argument for dyrere elværktøj og droner).
Jeg vil gerne vide: Registrerer controlleren også hastigheden? Skal det ikke gøres for at synkronisere? Har den Hall-elementer, der registrerer (roterer) magneter?
Ikke alle børsteløse motorer er bedre end alle børstemotorer. Jeg vil gerne se, hvordan batterilevetiden på Gen 5X er i forhold til dens forgænger X4 under moderat til tung belastning. Under alle omstændigheder er børster næsten aldrig en livsbegrænsende faktor. Den oprindelige motorhastighed på batteridrevne værktøjer er cirka 20.000 til 25.000. Og takket være det smurte planetgear er reduktionen omkring 12:1 i højt gear og omkring 48:1 i lavt gear. Udløsermekanismen og motorrotorlejerne, der understøtter rotoren med 25.000 omdr./min. i den støvede luftstrøm, er normalt svage punkter.
Som Amazon-partner kan vi modtage indtægter, når du klikker på et Amazon-link. Tak fordi du hjælper os med at gøre det, vi kan lide at gøre.
Pro Tool Reviews er en succesfuld online publikation, der har leveret værktøjsanmeldelser og branchenyheder siden 2008. I dagens verden af internetnyheder og onlineindhold oplever vi, at flere og flere fagfolk undersøger de fleste af de større elværktøjer, de køber, online. Dette vakte vores interesse.
Der er én vigtig ting at bemærke om Pro Tool-anmeldelser: Vi handler om professionelle værktøjsbrugere og forretningsfolk!
Denne hjemmeside bruger cookies, så vi kan give dig den bedst mulige brugeroplevelse. Cookieoplysninger gemmes i din browser og udfører visse funktioner, såsom at genkende dig, når du vender tilbage til vores hjemmeside, og hjælpe vores team med at forstå de dele af hjemmesiden, som du finder mest interessante og nyttige. Du er velkommen til at læse vores komplette privatlivspolitik.
Strengt nødvendige cookies bør altid være aktiveret, så vi kan gemme dine præferencer for cookieindstillinger.
Hvis du deaktiverer denne cookie, kan vi ikke gemme dine præferencer. Det betyder, at du skal aktivere eller deaktivere cookies igen, hver gang du besøger dette websted.
Gleam.io - Dette giver os mulighed for at give gaver, der indsamler anonyme brugeroplysninger, såsom antallet af besøgende på webstedet. Medmindre personlige oplysninger frivilligt indsendes med det formål manuelt at indtaste gaver, indsamles der ingen personlige oplysninger.
Opslagstidspunkt: 31. august 2021