I flere år har vi sett at børsteløse motorer begynner å dominere den trådløse verktøydriften i den profesjonelle verktøyindustrien. Dette er flott, men hva er greia? Er det virkelig viktig så lenge jeg kan skru inn den treskruen? Ehm, ja. Det er betydelige forskjeller og effekter når man har med børstemotorer og børsteløse motorer å gjøre.
Før vi går inn på de 60 cm lange børste- og børsteløse motorene, la oss først forstå den grunnleggende kunnskapen om selve virkemåten til likestrømsmotorer. Når det gjelder å drive motorer, handler alt om magneter. Motsatt ladede magneter tiltrekker hverandre. Grunnideen bak en likestrømsmotor er å holde den motsatte elektriske ladningen til den roterende delen (rotoren) tiltrukket av den ubevegelige magneten (statoren) foran den, og dermed trekke den kontinuerlig fremover. Det er litt som å sette en Boston Butter Donut på en pinne foran meg når jeg løper – jeg fortsetter å prøve å gripe den!
Spørsmålet er hvordan man holder smultringene i bevegelse. Det finnes ingen enkel måte å gjøre det på. Det starter med et sett med permanentmagneter (permanentmagneter). Et sett med elektromagneter endrer ladning (reverserer polaritet) mens de roterer, så det er alltid en permanentmagnet med motsatt ladning som kan bevege seg. I tillegg vil den lignende ladningen som den elektromagnetiske spolen opplever når den endrer seg, skyve spolen bort. Når vi ser på børstemotorer og børsteløse motorer, er det nøkkelen til hvordan elektromagneten endrer polaritet.
I en børstemotor er det fire grunnleggende komponenter: permanentmagneter, ankere, kommuteringsringer og børster. Permanentmagneten utgjør mekanismens ytre lag og beveger seg ikke (stator). Den ene er positivt ladet og den andre er negativt ladet, noe som skaper et permanent magnetfelt.
Ankeret er en spole eller en serie spoler som blir en elektromagnet når de aktiveres. Dette er også den roterende delen (rotoren), vanligvis laget av kobber, men aluminium kan også brukes.
Kommutatorringen er festet til ankerspiralen i to (2-pols konfigurasjon), fire (4-pols konfigurasjon) eller flere komponenter. De roterer med ankeret. Til slutt forblir karbonbørstene på plass og overfører ladningen til hver kommutator.
Når ankeret er aktivert, vil den ladede spolen bli trukket mot den motsatt ladede permanentmagneten. Når kommutatorringen over den også roterer, beveger den seg fra tilkoblingen til en karbonbørste til den neste. Når den når den neste børsten, vil den få en polaritetsreversering og tiltrekkes nå av en annen permanentmagnet samtidig som den frastøtes av samme type elektrisk ladning. Når kommutatoren når den negative børsten, tiltrekkes den nå av den positive permanentmagneten. Kommutatoren ankommer tidsnok til å danne en forbindelse med den positive elektrodebørsten og følge den negative permanentmagneten. Børstene er parvis, så den positive spolen vil trekke mot den negative magneten, og den negative spolen vil trekke mot den positive magneten samtidig.
Det er som om jeg er en spole som jager en Boston Butter Donut. Jeg var nær, men ombestemte meg og satset på en sunnere smoothie (polariteten eller lysten min endret seg). Tross alt er donuts rike på kalorier og fett. Nå jager jeg smoothies mens jeg blir dyttet bort fra Boston Cream. Da jeg kom dit, innså jeg at donuts er mye bedre enn smoothies. Så lenge jeg trykker på avtrekkeren, vil jeg ombestemme meg hver gang jeg kommer til neste børste, og samtidig jage gjenstandene jeg liker i en hektisk sirkel. Det er den ultimate applikasjonen for ADHD. I tillegg er vi to der, så Boston Butter Donuts og Smoothies blir alltid jaget entusiastisk av en av oss, men ubesluttsom.
I en børsteløs motor mister du kommutatoren og børstene og får en elektronisk kontroller. Permanentmagneten fungerer nå som en rotor og roterer inni, mens statoren nå består av en ekstern, fast elektromagnetisk spole. Kontrolleren forsyner hver spole med strøm basert på ladningen som kreves for å tiltrekke permanentmagneten.
I tillegg til å flytte ladninger elektronisk, kan kontrolleren også gi lignende ladninger for å motvirke permanentmagneter. Siden ladningene av samme type er motsatt av hverandre, skyver dette permanentmagneten. Nå beveger rotoren seg på grunn av trekkende og skyvende krefter.
I dette tilfellet beveger permanentmagnetene seg, så nå er de løpepartneren min og meg. Vi endrer ikke lenger ideen om hva vi vil ha. I stedet visste vi at jeg ville ha Boston Butter Donuts, og partneren min ville ha smoothies.
Elektroniske kontrollere lar våre respektive frokostnyter bevege seg foran oss, og vi har strebet etter de samme tingene hele tiden. Kontrolleren legger også ting vi ikke vil ha bak oss for å gi oss et dytt.
Børstede likestrømsmotorer er relativt enkle og billige å produsere deler av (selv om kobber ikke har blitt billigere). Siden en børsteløs motor krever en elektronisk kommunikator, begynner du faktisk å bygge en datamaskin i et batteridrevet verktøy. Dette er grunnen til at prisen på børsteløse motorer øker.
Av designmessige årsaker har børsteløse motorer mange fordeler fremfor børstemotorer. De fleste av dem er relatert til tap av børster og kommutatorer. Siden børsten må være i kontakt med kommutatoren for å overføre ladningen, forårsaker det også friksjon. Friksjon reduserer oppnåelig hastighet og genererer samtidig varme. Det er som å sykle med lette bremser. Hvis beina bruker samme kraft, vil hastigheten din avta. Omvendt, hvis du vil opprettholde hastigheten, må du få mer energi fra beina. Du vil også varme opp felgene på grunn av friksjonsvarme. Dette betyr at børsteløse motorer kjører ved en lavere temperatur sammenlignet med børstemotorer. Dette gir dem høyere effektivitet, slik at de konverterer mer elektrisk energi til elektrisk energi.
Kullbørster vil også slites ut over tid. Dette er det som forårsaker gnister inni noen verktøy. For å holde verktøyet i gang, må børsten byttes ut fra tid til annen. Børsteløse motorer krever ikke denne typen vedlikehold.
Selv om børsteløse motorer krever elektroniske kontrollere, er rotor/stator-kombinasjonen mer kompakt. Dette fører til muligheter for lettere vekt og mer kompakt størrelse. Det er derfor vi ser mange verktøy som Makita XDT16 slagtrekker med ultrakompakt design og kraftig kraft.
Det ser ut til å være en misforståelse om børsteløse motorer og dreiemoment. Designet om børstet eller børsteløs motor i seg selv indikerer ikke egentlig størrelsen på dreiemomentet. For eksempel var det faktiske dreiemomentet til den første Milwaukee M18 bensindrevne slagbormaskinen mindre enn den forrige modellen med børstet motor.
Til slutt innså imidlertid produsenten noen svært viktige ting. Elektronikken som brukes i børsteløse motorer kan gi mer kraft til disse motorene når det er behov for det.
Siden børsteløse motorer nå bruker avansert elektronisk kontroll, kan de registrere når de begynner å bremse ned under belastning. Så lenge batteriet og motoren er innenfor temperaturspesifikasjonsområdet, kan elektronikken i den børsteløse motoren be om og motta mer strøm fra batteripakken. Dette gjør at verktøy som børsteløse driller og sager kan opprettholde høyere hastigheter under belastning. Dette gjør dem raskere. Det er vanligvis mye raskere. Noen eksempler på dette inkluderer Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage og DeWalt Perform and Protect.
Disse teknologiene integrerer verktøyets motorer, batterier og elektronikk sømløst i et sammenhengende system for å oppnå optimal ytelse og driftstid.
Kommutering – endre polariteten til ladningen – start den børsteløse motoren og hold den i gang. Deretter må du kontrollere hastighet og dreiemoment. Hastigheten kan kontrolleres ved å endre spenningen til BLDC-motorstatoren. Ved å modulere spenningen ved en høyere frekvens kan du kontrollere motorhastigheten i større grad.
For å kontrollere dreiemomentet, når motorens dreiemomentbelastning stiger over et visst nivå, kan du redusere statorspenningen. Dette introduserer selvfølgelig viktige krav: motorovervåking og sensorer.
Hall-effektsensorer gir en rimelig måte å oppdage rotorens posisjon på. De kan også oppdage hastigheten ved hjelp av tidspunktet og frekvensen for tidssensorens veksling.
Redaktørens merknad: Sjekk ut artikkelen vår om hva en sensorløs børsteløs motor er for å lære hvordan avansert BLDC-motorteknologi endrer elektroverktøy.
Kombinasjonen av disse fordelene har en annen effekt – lengre levetid. Selv om garantien for børstemotorer og børsteløse motorer (og verktøy) innenfor merket vanligvis er den samme, kan du forvente lengre levetid for de børsteløse modellene. Dette kan vanligvis være flere år utover garantiperioden.
Husker du da jeg sa at elektroniske kontrollere i hovedsak bygger datamaskiner i verktøyene dine? Børsteløse motorer er også gjennombruddet for smarte verktøy som kan påvirke bransjen. Uten børsteløse motorers avhengighet av elektronisk kommunikasjon ville ikke Milwaukees enknappsteknologi fungert.
På klokken utforsker Kenny de praktiske begrensningene til ulike verktøy grundig og sammenligner forskjellene. Etter at han har fri fra jobb, er troen og kjærligheten til familien hans høyeste prioritet. Du vil vanligvis være på kjøkkenet, sykle (han driver med triatlon) eller ta med folk ut på en dag med fiske i Tampa Bay.
Det er fortsatt mangel på faglærte arbeidere i USA som helhet. Noen kaller det «kompetansegapet». Selv om det å ta en fireårig universitetsgrad kan virke «helt på modet», viser de siste undersøkelsesresultatene fra Bureau of Labor Statistics at faglærte bransjer som sveisere og elektrikere igjen er rangert [...]
Så tidlig som i 2010 skrev vi om bedre batterier ved bruk av grafen-nanoteknologi. Dette er et samarbeid mellom energidepartementet og Vorbeck Materials. Forskere bruker grafen for å lade litiumionbatterier på minutter i stedet for timer. Det er en stund siden. Selv om grafen ennå ikke er implementert, er vi tilbake med noen av de nyeste litiumionbatteriene […]
Det er ikke veldig vanskelig å henge et tungt maleri på en gipsvegg. Du bør imidlertid sørge for at du gjør det ordentlig. Ellers må du kjøpe en ny ramme! Det er ikke nok å bare skru skruen fast i veggen. Du må vite hvordan du ikke skal stole på [...]
Det er ikke uvanlig å ønske å legge 120V elektriske ledninger under jorden. Du vil kanskje forsyne skuret, verkstedet eller garasjen din med strøm. En annen vanlig bruk er å forsyne lyktestolper eller elektriske dørmotorer med strøm. I begge tilfeller bør du forstå noen krav til underjordisk kabling for å oppfylle [...]
Takk for forklaringen. Dette er noe jeg har lurt på lenge, siden folk flest er for børsteløs (i hvert fall brukt som et argument for dyrere elektroverktøy og droner).
Jeg lurer på: Registrerer kontrolleren også hastigheten? Må ikke det gjøres for å synkronisere? Har den Hall-elementer som registrerer (roterer) magneter?
Ikke alle børsteløse motorer er bedre enn alle børstemotorer. Jeg vil se hvordan batterilevetiden til Gen 5X er sammenlignet med forgjengeren X4 under moderat til tung belastning. Uansett er børster nesten aldri en livsbegrensende faktor. Den opprinnelige motorhastigheten til batteridrevne verktøy er omtrent 20 000 til 25 000. Og gjennom det smurte planetgirsettet er reduksjonen omtrent 12:1 i høygir og omtrent 48:1 i lavgir. Utløsermekanismen og motorrotorlagrene som støtter rotoren på 25 000 o/min i den støvete luftstrømmen er vanligvis svake punkter.
Som Amazon-partner kan vi motta inntekter når du klikker på en Amazon-lenke. Takk for at du hjelper oss med å gjøre det vi liker å gjøre.
Pro Tool Reviews er en vellykket nettpublikasjon som har levert verktøyanmeldelser og bransjenyheter siden 2008. I dagens verden av internettnyheter og nettinnhold ser vi at stadig flere fagfolk undersøker de fleste av de største elektroverktøyene de kjøper på nettet. Dette vekket vår interesse.
Det er én viktig ting å merke seg om Pro Tool-anmeldelser: Vi handler om profesjonelle verktøybrukere og forretningsmenn!
Dette nettstedet bruker informasjonskapsler slik at vi kan gi deg den beste brukeropplevelsen. Informasjonskapsler lagres i nettleseren din og utfører noen funksjoner, for eksempel å gjenkjenne deg når du kommer tilbake til nettstedet vårt og hjelpe teamet vårt med å forstå de delene av nettstedet du synes er mest interessante og nyttige. Ta gjerne kontakt med oss for å lese vår fullstendige personvernerklæring.
Strengt nødvendige informasjonskapsler bør alltid være aktivert, slik at vi kan lagre innstillingene dine for informasjonskapsler.
Hvis du deaktiverer denne informasjonskapselen, vil vi ikke kunne lagre preferansene dine. Dette betyr at du må aktivere eller deaktivere informasjonskapsler på nytt hver gang du besøker dette nettstedet.
Gleam.io – Dette lar oss tilby gaver som samler inn anonym brukerinformasjon, for eksempel antall besøkende på nettstedet. Med mindre personopplysninger sendes inn frivillig for å legge inn gaver manuelt, vil ingen personopplysninger bli samlet inn.
Publisert: 31. august 2021