I flera år har vi sett borstlösa motorer börja dominera den sladdlösa verktygsdriften i den professionella verktygsindustrin. Det här är bra, men vad är problemet? Är det verkligen viktigt så länge jag kan köra den där träskruven? um, ja. Det finns betydande skillnader och effekter när det gäller borstade motorer och borstlösa motorer.
Innan vi fördjupar oss i tvåfotsborsten och borstlösa motorer, låt oss först förstå den grundläggande kunskapen om den faktiska arbetsprincipen för DC-motorer. När det kommer till att driva motorer är allt relaterat till magneter. Motsatt laddade magneter attraherar varandra. Grundidén med en likströmsmotor är att hålla den motsatta elektriska laddningen av den roterande delen (rotorn) attraherad av den orörliga magneten (statorn) framför den och därigenom kontinuerligt dra framåt. Det är lite som att sätta en Boston Butter Donut på en pinne framför mig när jag springer – jag kommer att fortsätta försöka ta tag i den!
Frågan är hur man håller munkarna i rörelse. Det finns inget enkelt sätt att göra det på. Det börjar med en uppsättning permanentmagneter (permanenta magneter). En uppsättning elektromagneter ändrar laddning (omvänd polaritet) när de roterar, så det finns alltid en permanentmagnet med motsatt laddning som kan röra sig. Dessutom kommer den liknande laddning som den elektromagnetiska spolen upplever när den ändras att trycka bort spolen. När vi tittar på borstade motorer och borstlösa motorer är hur elektromagneten ändrar polaritet nyckeln.
I en borstad motor finns det fyra grundkomponenter: permanentmagneter, armaturer, kommuteringsringar och borstar. Permanentmagneten utgör mekanismens utsida och rör sig inte (stator). Den ena är positivt laddad och den andra är negativt laddad, vilket skapar ett permanent magnetfält.
Ankaret är en spole eller en serie spolar som blir en elektromagnet när den aktiveras. Detta är också den roterande delen (rotorn), vanligtvis gjord av koppar, men aluminium kan också användas.
Kommutatorringen är fixerad till ankarspolen i två (2-polig konfiguration), fyra (4-polig konfiguration) eller fler komponenter. De roterar med ankaret. Slutligen stannar kolborstarna på plats och överför laddningen till varje kommutator.
När ankaret är aktiverat kommer den laddade spolen att dras mot den motsatt laddade permanentmagneten. När kommutatorringen ovanför den också roterar, flyttas den från anslutningen av en kolborste till nästa. När den når nästa borste kommer den att få en polaritetsomkastning och attraheras nu av en annan permanentmagnet samtidigt som den stöts bort av samma typ av elektrisk laddning. Påtagligt, när kommutatorn når den negativa borsten, attraheras den nu av den positiva permanentmagneten. Kommutatorn kommer i tid för att bilda en förbindelse med den positiva elektrodborsten och följa med till den negativa permanentmagneten. Borstarna är i par, så den positiva spolen kommer att dra mot den negativa magneten, och den negativa spolen kommer att dra mot den positiva magneten samtidigt.
Det är som att jag är en armaturspole som jagar en Boston Butter Donut. Jag kom nära, men ändrade mig sedan och sökte en hälsosammare smoothie (min polaritet eller önskan ändrades). När allt kommer omkring är munkar rika på kalorier och fett. Nu jagar jag smoothies samtidigt som jag stöts bort från Boston-krämen. När jag kom dit insåg jag att munkar är mycket bättre än smoothies. Så länge jag trycker på avtryckaren, varje gång jag kommer till nästa borste, kommer jag att ändra mig och samtidigt jaga de föremål jag gillar i en frenetisk cirkel. Det är den ultimata applikationen för ADHD. Dessutom är vi två där, så Boston Butter Donuts och Smoothies jagas alltid entusiastiskt av en av oss, men obeslutsamma.
I en borstlös motor tappar du kommutatorn och borstarna och får en elektronisk styrenhet. Permanentmagneten fungerar nu som en rotor och roterar inuti, medan statorn nu består av en extern fast elektromagnetisk spole. Styrenheten förser varje spole med ström baserat på den laddning som krävs för att attrahera permanentmagneten.
Förutom att flytta laddningar elektroniskt kan styrenheten också tillhandahålla liknande laddningar för att motverka permanentmagneter. Eftersom laddningarna av samma slag är motsatta till varandra trycker detta på permanentmagneten. Nu rör sig rotorn på grund av drag- och tryckkrafterna.
I det här fallet rör sig permanentmagneterna, så nu är de min löparpartner och jag. Vi ändrar inte längre idén om vad vi vill. Istället visste vi att jag ville ha Boston Butter Donuts, och min partner ville ha smoothies.
Elektroniska kontroller låter våra respektive frukostnöjen röra sig framför oss, och vi har strävat efter samma saker hela tiden. Styrenheten lägger också saker vi inte vill ha bakom för att ge push.
Borstade DC-motorer är relativt enkla och billiga att tillverka delar (även om koppar inte har blivit billigare). Eftersom en borstlös motor kräver en elektronisk kommunikatör, börjar du faktiskt bygga en dator i ett sladdlöst verktyg. Detta är anledningen till att höja kostnaden för borstlösa motorer.
På grund av designskäl har borstlösa motorer många fördelar jämfört med borstade motorer. De flesta av dem är relaterade till förlusten av borstar och kommutatorer. Eftersom borsten måste vara i kontakt med kommutatorn för att överföra laddningen orsakar den också friktion. Friktion minskar den uppnåbara hastigheten och genererar samtidigt värme. Det är som att cykla med lätta bromsar. Om dina ben använder samma kraft kommer din hastighet att sakta ner. Omvänt, om du vill hålla farten måste du få mer energi från dina ben. Du kommer också att värma fälgarna på grund av friktionsvärme. Detta innebär att borstlösa motorer, jämfört med borstade motorer, går med lägre temperatur. Detta ger dem högre effektivitet, så de omvandlar mer elektrisk energi till elektrisk energi.
Kolborstar kommer också att slitas ut med tiden. Det är detta som orsakar gnistor inuti vissa verktyg. För att hålla verktyget igång måste borsten bytas ut då och då. Borstlösa motorer kräver inte denna typ av underhåll.
Även om borstlösa motorer kräver elektroniska styrenheter, är kombinationen rotor/stator mer kompakt. Detta leder till möjligheter till lägre vikt och mer kompakt storlek. Det är därför vi ser många verktyg som Makita XDT16 slagdrivare med ultrakompakt design och kraftfull kraft.
Det verkar finnas ett missförstånd om borstlösa motorer och vridmoment. Borstad eller borstlös motordesign i sig indikerar inte riktigt storleken på vridmomentet. Till exempel var det faktiska vridmomentet för den första Milwaukee M18 bränslehammarborren mindre än den tidigare borstade modellen.
Men till slut insåg tillverkaren några mycket kritiska saker. Elektroniken som används i borstlösa motorer kan ge mer kraft till dessa motorer när det behövs.
Eftersom borstlösa motorer nu använder avancerad elektronisk styrning kan de känna av när de börjar bromsa under belastning. Så länge som batteriet och motorn är inom temperaturspecifikationen kan den borstlösa motorelektroniken begära och ta emot mer ström från batteripaketet. Detta gör att verktyg som borstlösa borrar och sågar kan hålla högre hastigheter under belastning. Detta gör dem snabbare. Det är oftast mycket snabbare. Några exempel på detta inkluderar Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage och DeWalt Perform and Protect.
Dessa teknologier integrerar sömlöst verktygets motorer, batterier och elektronik i ett sammanhängande system för att uppnå optimal prestanda och körtid.
Kommutering – ändra laddningens polaritet – starta den borstlösa motorn och låt den rotera. Därefter måste du kontrollera hastighet och vridmoment. Hastigheten kan styras genom att ändra spänningen på BLDC-motorstatorn. Genom att modulera spänningen vid en högre frekvens kan du styra motorhastigheten i högre grad.
För att kontrollera vridmomentet, när motorns vridmomentbelastning stiger över en viss nivå, kan du minska statorspänningen. Naturligtvis introducerar detta nyckelkrav: motorövervakning och sensorer.
Halleffektsensorer ger ett billigt sätt att upptäcka rotorns position. De kan också detektera hastigheten med tiden och frekvensen av tidgivarens omkoppling.
Redaktörens anmärkning: Kolla in artikeln Vad är en sensorlös borstlös motor för att lära dig hur avancerad BLDC-motorteknik förändrar elverktyg.
Kombinationen av dessa fördelar har en annan effekt - en längre livslängd. Även om garantin för borstade och borstlösa motorer (och verktyg) inom märket vanligtvis är densamma kan du förvänta dig en längre livslängd för de borstlösa modellerna. Detta kan vanligtvis vara flera år bortom garantitiden.
Kommer du ihåg när jag sa att elektroniska kontroller i huvudsak bygger datorer i dina verktyg? Borstlösa motorer är också genombrottspunkten för smarta verktyg för att påverka branschen. Utan de borstlösa motorernas beroende av elektronisk kommunikation skulle Milwaukees enknappsteknologi inte fungera.
På klockan utforskar Kenny djupt de praktiska begränsningarna hos olika verktyg och jämför skillnaderna. Efter att ha slutat jobba är hans tro och kärlek till sin familj hans högsta prioritet. Du kommer vanligtvis att vara i köket, cykla (han är en triathlon) eller ta med folk på en dag och fiska i Tampa Bay.
Det råder fortfarande brist på kvalificerad arbetskraft i USA som helhet. Vissa kallar det "kompetensgapet". Även om det kan tyckas att få en 4-årig universitetsexamen är "allt på modet", visar de senaste undersökningsresultaten från Bureau of Labor Statistics att skickliga industrier som svetsare och elektriker återigen rankas [...]
Redan 2010 skrev vi om bättre batterier med grafennanoteknik. Detta är ett samarbete mellan Department of Energy och Vorbeck Materials. Forskare använder grafen för att litiumjonbatterier ska kunna laddas på minuter istället för timmar. Det var ett tag sedan. Även om grafen ännu inte har implementerats, är vi tillbaka med några av de senaste litiumjonbatterierna […]
Att hänga en tung tavla på en torr vägg är inte särskilt svårt. Men du vill se till att du gör det bra. Annars köper du en ny ram! Bara att skruva fast skruven i väggen skär den inte. Du måste veta hur du inte kan lita på [...]
Det är inte ovanligt att man vill lägga 120V elkablar under jord. Du kanske vill driva ditt skjul, verkstad eller garage. En annan vanlig användning är att driva lyktstolpar eller elektriska dörrmotorer. I båda fallen bör du förstå vissa underjordiska ledningskrav för att uppfylla [...]
Tack för förklaringen. Detta är något jag undrat länge, eftersom de flesta är för borstlös (åtminstone används som argument för dyrare elverktyg och drönare).
Jag vill veta: Känner styrenheten också av hastigheten? Måste det inte göras för att synkronisera? Har den Hall-element som känner av (roterar) magneter?
Inte alla borstlösa motorer är bättre än alla borstade motorer. Jag vill se hur batteritiden för Gen 5X kan jämföras med sin föregångare X4 under måttlig till tung belastning. Borstar är i alla fall nästan aldrig en livsbegränsande faktor. Den ursprungliga motorhastigheten för sladdlösa verktyg är cirka 20 000 till 25 000. Och genom den smorda planetväxelsatsen är minskningen cirka 12:1 på högväxeln och cirka 48:1 på lågväxeln. Utlösningsmekanismen och motorrotorlagren som stöder 25 000 RPM-rotorn i den dammiga luftströmmen är vanligtvis svaga punkter
Som Amazon-partner kan vi få intäkter när du klickar på en Amazon-länk. Tack för att du hjälper oss att göra det vi gillar att göra.
Pro Tool Reviews är en framgångsrik onlinepublikation som har tillhandahållit verktygsrecensioner och branschnyheter sedan 2008. I dagens värld av internetnyheter och onlineinnehåll upptäcker vi att fler och fler yrkesverksamma efterforskar de flesta av de stora elverktygen de köper online. Detta väckte vårt intresse.
Det finns en viktig sak att notera om Pro Tool Recensioner: Vi handlar om professionella verktygsanvändare och affärsmän!
Denna webbplats använder cookies för att vi ska kunna ge dig den bästa användarupplevelsen. Cookieinformation lagras i din webbläsare och utför vissa funktioner, som att känna igen dig när du återvänder till vår webbplats och hjälpa vårt team att förstå de delar av webbplatsen som du tycker är mest intressanta och användbara. Läs gärna vår fullständiga integritetspolicy.
Strikt nödvändiga cookies ska alltid vara aktiverade så att vi kan spara dina inställningar för cookieinställningar.
Om du inaktiverar denna cookie kommer vi inte att kunna spara dina inställningar. Detta innebär att du måste aktivera eller inaktivera cookies igen varje gång du besöker denna webbplats.
Gleam.io-This tillåter oss att ge gåvor som samlar in anonym användarinformation, såsom antalet besökare på webbplatsen. Såvida inte personlig information lämnas frivilligt i syfte att manuellt lägga in gåvor, kommer ingen personlig information att samlas in.
Posttid: 31 augusti 2021