I flere år har vi set børsteløse motorer begynde at dominere det batteridrevne værktøjsdrev i den professionelle værktøjsindustri. Det er fantastisk, men hvad er den store sag? Er det virkelig vigtigt, så længe jeg kan køre den træskrue? øh, ja. Der er betydelige forskelle og effekter, når man har at gøre med børstede motorer og børsteløse motorer.
Før vi dykker ned i to-fods børste og børsteløse motorer, lad os først forstå den grundlæggende viden om det faktiske arbejdsprincip for DC-motorer. Når det kommer til at drive motorer, er det hele relateret til magneter. Modsat ladede magneter tiltrækker hinanden. Den grundlæggende idé med en jævnstrømsmotor er at holde den modsatte elektriske ladning af den roterende del (rotoren) tiltrukket af den ubevægelige magnet (stator) foran den og derved kontinuerligt trække fremad. Det er lidt ligesom at sætte en Boston Butter Donut på en pind foran mig, når jeg løber - jeg vil blive ved med at prøve at få fat i den!
Spørgsmålet er, hvordan man holder donuts 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 (vender 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 ændres, skubbe spolen væk. Når vi ser på børstede motorer og børsteløse motorer, er det nøglen, hvordan elektromagneten ændrer polaritet.
I en børstet motor er der fire grundlæggende komponenter: permanente magneter, armaturer, kommuteringsringe og børster. Den permanente magnet udgør det ydre af mekanismen og bevæger sig ikke (stator). Den ene er positivt ladet og den anden er negativt ladet, hvilket skaber et permanent magnetfelt.
Armaturet er en spole eller en serie af spoler, der bliver en elektromagnet, når den aktiveres. Dette er også den roterende del (rotoren), normalt lavet af kobber, men aluminium kan også bruges.
Kommutatorringen er fastgjort til armaturspolen i to (2-polet konfiguration), fire (4-polet konfiguration) eller flere komponenter. De roterer med armaturet. Til sidst forbliver kulbørsterne på plads og overfører ladningen til hver kommutator.
Når ankeret er aktiveret, vil den ladede spole blive trukket mod den modsat ladede permanentmagnet. Når kommutatorringen over den også roterer, bevæger den sig fra tilslutningen af den ene kulbørste til 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 slags elektrisk ladning. Håndgribeligt, når kommutatoren når den negative børste, tiltrækkes den nu af den positive permanente magnet. Kommutatoren kommer i tide til at danne en forbindelse med den positive elektrodebørste og følge med til den negative permanentmagnet. Børsterne er i par, 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 ankerspole, der jagter en Boston Butter Donut. Jeg kom tæt på, men ændrede så mening og forfulgte 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-cremen. Da jeg kom dertil, indså jeg, at donuts er meget bedre end smoothies. Så længe jeg trykker på aftrækkeren, vil jeg, hver gang jeg kommer til den næste børste, ombestemme mig og samtidig jage de genstande, jeg kan lide, i en hektisk cirkel. Det er den ultimative applikation til ADHD. Derudover er vi to der, så Boston Butter Donuts og Smoothies bliver altid jagtet entusiastisk af en af os, men ubeslutsomme.
I en børsteløs motor mister du kommutator og børster og får en elektronisk controller. Den permanente magnet fungerer nu som en rotor og roterer indeni, mens statoren nu er sammensat af en ekstern fast elektromagnetisk spole. Controlleren leverer strøm til hver spole baseret på den ladning, der kræves for at tiltrække den permanente magnet.
Ud over at flytte ladninger elektronisk, kan controlleren også levere lignende ladninger for at modvirke permanente magneter. Da ladningerne af samme slags er modsatte af hinanden, skubber dette den permanente magnet. 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 mig. Vi ændrer ikke længere ideen om, hvad vi ønsker. I stedet vidste vi, at jeg ville have Boston Butter Donuts, og min partner ville have smoothies.
Elektroniske controllere tillader vores respektive morgenmadsnydelser at bevæge sig foran os, og vi har hele tiden forfulgt de samme ting. Controlleren sætter også ting, vi ikke ønsker, bagved for at give push.
Børstede DC-motorer er relativt enkle og billige at fremstille dele (selvom kobber ikke er blevet billigere). Da en børsteløs motor kræver en elektronisk kommunikator, begynder du faktisk at bygge en computer i et trådløst værktøj. Dette er grunden til at presse prisen på børsteløse motorer op.
På grund af designmæssige årsager har børsteløse motorer mange fordele i forhold til børstede motorer. De fleste af dem er relateret til tab 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 køre på en cykel med lette bremser. Hvis dine ben bruger den samme kraft, vil din hastighed sænkes. Omvendt, hvis du vil holde farten, skal du have mere energi fra dine ben. Du vil også opvarme fælgene på grund af friktionsvarme. Det betyder, at børsteløse motorer sammenlignet med børstede motorer kører ved en lavere temperatur. Dette giver dem højere effektivitet, så de omdanner mere elektrisk energi til elektrisk energi.
Kulbørster vil også blive slidt med tiden. Det er det, der forårsager gnister inde 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. Det er derfor, vi ser mange værktøjer som Makita XDT16 impact driver med ultrakompakt design og kraftfuld kraft.
Der ser ud til at være en misforståelse om børsteløse motorer og drejningsmoment. Børstet eller børsteløst motordesign i sig selv indikerer ikke rigtigt drejningsmomentets størrelse. For eksempel var det faktiske drejningsmoment på den første Milwaukee M18 brændstofhammer mindre end den tidligere børstede model.
Men i sidste ende indså producenten nogle meget kritiske ting. Den elektronik, der bruges i børsteløse motorer, kan give mere strøm til disse motorer, når det er nødvendigt.
Da børsteløse motorer nu bruger avanceret elektronisk styring, kan de mærke, hvornår de begynder at bremse under belastning. Så længe batteriet og motoren er inden for temperaturspecifikationens område, kan den børsteløse motorelektronik anmode om og modtage mere strøm fra batteripakken. Dette gør det muligt for værktøjer som børsteløse bor og save at opretholde højere hastigheder under belastning. Dette gør dem hurtigere. Det er normalt meget hurtigere. Nogle eksempler på dette omfatter 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 roterende. Dernæst skal du kontrollere hastighed og drejningsmoment. Hastigheden kan styres ved at ændre spændingen på BLDC-motorstatoren. Modulering af spændingen ved en højere frekvens giver dig mulighed for at styre motorhastigheden i højere grad.
For at styre drejningsmomentet, når motorens drejningsmomentbelastning stiger over et vist niveau, kan du reducere statorspændingen. Dette introducerer naturligvis nøglekrav: motorovervågning og sensorer.
Hall-effekt sensorer giver en billig måde at registrere rotorens position på. De kan også registrere hastigheden ved tidspunktet og frekvensen af timing-sensorens skift.
Redaktørens note: Se vores artikel Hvad er en sensorløs børsteløs motor for at lære, hvordan avanceret BLDC-motorteknologi ændrer elværktøj.
Kombinationen af disse fordele har en anden effekt - en længere levetid. Selvom garantien for børstede og børsteløse motorer (og værktøj) 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.
Kan du huske, da jeg sagde, at elektroniske controllere i det væsentlige bygger computere i dine værktøjer? Børsteløse motorer er også gennembrudspunktet for smarte værktøjer til at påvirke industrien. Uden børsteløse motorers afhængighed af elektronisk kommunikation ville Milwaukees én-knaps teknologi ikke fungere.
På uret udforsker Kenny dybt de praktiske begrænsninger ved forskellige værktøjer og sammenligner forskellene. Efter at have fri fra arbejde er hans tro og kærlighed til sin familie hans højeste prioritet. Du vil normalt være i køkkenet, cykle (han er en triatlon) eller tage folk med ud for en dag at fiske i Tampa Bay.
Der er stadig mangel på kvalificeret arbejdskraft i USA som helhed. Nogle kalder det "kompetencegabet". Selvom at opnå en 4-årig universitetsgrad kan virke "helt rasende", viser de seneste undersøgelsesresultater fra Bureau of Labor Statistics, at dygtige industrier som svejsere og elektrikere igen er rangeret [...]
Allerede i 2010 skrev vi om bedre batterier ved hjælp af grafen-nanoteknologi. Dette er et samarbejde mellem Institut for Energi og Vorbeck Materials. Forskere bruger grafen til at lade lithium-ion-batterier oplades 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 […]
At hænge et tungt maleri på en tør væg er ikke særlig svært. Du vil dog være sikker på, at du gør det godt. Ellers køber du et nyt stel! Bare det at skrue skruen på væggen skærer det ikke. Du skal vide, hvordan du ikke kan stole på [...]
Det er ikke ualmindeligt at ville lægge 120V elektriske ledninger under jorden. Du ønsker måske at forsyne dit skur, værksted eller garage med strøm. En anden almindelig anvendelse er at drive lygtepæle eller elektriske dørmotorer. I begge tilfælde bør du forstå nogle krav til underjordiske ledninger for at opfylde [...]
Tak for forklaringen. Det er noget jeg har undret mig over længe, da de fleste går ind for børsteløs (i hvert fald brugt som argument for dyrere elværktøj og droner).
Jeg vil gerne vide: Føler 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 børstede motorer. Jeg vil gerne se, hvordan batterilevetiden for Gen 5X kan sammenlignes med sin forgænger X4 under moderat til tung belastning. Under alle omstændigheder er børster næsten aldrig en livsbegrænsende faktor. Den originale motorhastighed for akku-værktøj er cirka 20.000 til 25.000. Og gennem det smurte planetgearsæt er reduktionen cirka 12:1 i det høje gear og cirka 48:1 i det lave gear. Udløsermekanismen og motorrotorens lejer, der understøtter 25.000 RPM rotoren 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 succesrig onlinepublikation, der har leveret værktøjsanmeldelser og branchenyheder siden 2008. I dagens verden af internetnyheder og onlineindhold finder vi ud af, at flere og flere fagfolk undersøger online de fleste af de store elværktøjer, de køber. Dette vakte vores interesse.
Der er en vigtig ting at bemærke om Pro Tool Anmeldelser: Vi handler alle om professionelle værktøjsbrugere og forretningsmænd!
Denne hjemmeside bruger cookies, så vi kan give dig den bedste brugeroplevelse. Cookieoplysninger gemmes i din browser og udfører nogle 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 cookie-indstillinger.
Hvis du deaktiverer denne cookie, vil vi ikke være i stand til at gemme dine præferencer. Det betyder, at du skal aktivere eller deaktivere cookies igen, hver gang du besøger denne hjemmeside.
Gleam.io-This giver os mulighed for at give gaver, der indsamler anonyme brugeroplysninger, såsom antallet af besøgende på webstedet. Medmindre personlige oplysninger frivilligt afgives med det formål at indtaste gaver manuelt, vil der ikke blive indsamlet personlige oplysninger.
Indlægstid: 31. august 2021