Že nekaj let opažamo, da brezkrtačni motorji prevladujejo na področju akumulatorskih orodij v profesionalni industriji orodij. To je super, ampak kaj je potem tako pomembnega? Ali je res pomembno, dokler lahko privijem tisti lesni vijak? Hm, ja. Pri uporabi krtačnih in brezkrtačnih motorjev obstajajo znatne razlike in učinki.
Preden se poglobimo v dvometrske krtačne in brezkrtačne motorje, si najprej oglejmo osnovno znanje o dejanskem principu delovanja enosmernih motorjev. Ko gre za pogon motorjev, je vse povezano z magneti. Nasprotno nabiti magneti se privlačijo. Osnovna ideja enosmernega motorja je, da nasprotni električni naboj vrtečega se dela (rotorja) privlači k nepremičnemu magnetu (statorju) pred njim, s čimer ga nenehno vleče naprej. To je nekoliko podobno, kot če bi med tekom predse na palico namestili bostonski masleni krof – vedno znova ga bom poskušal zgrabiti!
Vprašanje je, kako ohraniti krofe v gibanju. Ni preprostega načina za to. Začne se z nizom trajnih magnetov (trajnih magnetov). Niz elektromagnetov spreminja naboj (obrača polarnost), ko se vrtijo, zato se lahko vedno premika trajni magnet z nasprotnim nabojem. Poleg tega bo podoben naboj, ki ga doživlja elektromagnetna tuljava, ko se spreminja, tuljavo odrinil. Pri krtačnih in brezkrtačnih motorjih je ključnega pomena, kako elektromagnet spreminja polarnost.
V krtačnem motorju so štiri osnovne komponente: trajni magneti, armature, komutacijski obroči in krtače. Trajni magnet predstavlja zunanjost mehanizma in se ne premika (stator). En je pozitivno nabit, drugi pa negativno nabit, kar ustvarja trajno magnetno polje.
Armatura je tuljava ali niz tuljav, ki ob napajanju postanejo elektromagnet. To je tudi vrteči se del (rotor), običajno izdelan iz bakra, lahko pa se uporabi tudi aluminij.
Komutatorski obroč je pritrjen na kotvno tuljavo v dveh (2-polna konfiguracija), štirih (4-polna konfiguracija) ali več komponentah. Vrtijo se skupaj z kotvo. Na koncu oglene ščetke ostanejo na mestu in prenašajo naboj na vsak komutator.
Ko je armatura pod napetostjo, se nabita tuljava potegne proti nasprotno nabitemu trajnemu magnetu. Ko se zavrti tudi komutatorski obroč nad njo, se premakne od priključka ene ogljikove ščetke do drugega. Ko doseže naslednjo ščetko, se polarnost obrne in jo privlači drug trajni magnet, medtem ko jo odbija ista vrsta električnega naboja. Ko komutator doseže negativno ščetko, ga otipljivo privlači pozitivni trajni magnet. Komutator prispe pravočasno, da vzpostavi povezavo s pozitivno elektrodo ščetke in sledi negativnemu trajnemu magnetu. Ščetke so v parih, zato se pozitivna tuljava potegne proti negativnemu magnetu, negativna pa hkrati proti pozitivnemu magnetu.
Kot da bi bil kot tuljava armature, ki lovi bostonski masleni krof. Bil sem blizu, potem pa sem si premislil in se lotil bolj zdravega smutija (moja polarnost ali želja se je spremenila). Navsezadnje so krofi bogati s kalorijami in maščobami. Zdaj lovim smutije, medtem ko me odriva bostonska krema. Ko sem prišel tja, sem spoznal, da so krofi veliko boljši od smutijev. Dokler bom pritisnil na sprožilec, bom vsakič, ko pridem do naslednjega čopiča, premislil in hkrati lovil predmete, ki so mi všeč, v divjem krogu. To je ultimativna uporaba za ADHD. Poleg tega sva tam dva, zato bostonske maslene krofe in smutije vedno z navdušenjem lovi eden od naju, vendar neodločen.
Pri brezkrtačnem motorju izgubite komutator in krtačke ter pridobite elektronski krmilnik. Stalni magnet zdaj deluje kot rotor in se vrti v notranjosti, stator pa je sestavljen iz zunanje fiksne elektromagnetne tuljave. Krmilnik napaja vsako tuljavo glede na naboj, potreben za privlačenje stalnega magneta.
Poleg elektronskega premikanja nabojev lahko krmilnik zagotovi tudi podobne naboje za nasprotje trajnih magnetov. Ker so naboji iste vrste drug nasproti drugemu, to potiska trajni magnet. Zdaj se rotor premika zaradi vlečnih in potisnih sil.
V tem primeru se trajni magneti premikajo, zato sva zdaj jaz in moj tekaški partner. Predstave o tem, kaj si želiva, ne spreminjava več. Namesto tega sva vedela, da si jaz želim bostonske maslene krofe, moj partner pa smutije.
Elektronski krmilniki omogočajo, da se naši zajtrkovni užitki premikajo pred nami, mi pa ves čas sledimo istim stvarem. Krmilnik tudi postavi stvari, ki jih ne želimo, za seboj, da bi nas spodbudil.
Krtačni enosmerni motorji so relativno preprosti in poceni za izdelavo delov (čeprav baker ni postal cenejši). Ker brezkrtačni motor zahteva elektronski komunikator, dejansko začnete vgrajevati računalnik v akumulatorsko orodje. To je razlog za zvišanje stroškov brezkrtačnih motorjev.
Zaradi konstrukcijskih razlogov imajo brezkrtačni motorji številne prednosti pred krtačnimi motorji. Večina teh je povezanih z izgubo krtačk in komutatorjev. Ker mora biti krtača v stiku s komutatorjem za prenos naboja, povzroča tudi trenje. Trenje zmanjša dosegljivo hitrost in hkrati ustvarja toploto. To je kot vožnja s kolesom z rahlim zaviranjem. Če vaše noge uporabljajo enako silo, se bo vaša hitrost upočasnila. Nasprotno pa, če želite ohraniti hitrost, morate iz nog dobiti več energije. Zaradi toplote trenja boste segreli tudi obroče. To pomeni, da brezkrtačni motorji v primerjavi s krtačnimi motorji delujejo pri nižji temperaturi. To jim daje večjo učinkovitost, zato pretvorijo več električne energije v električno energijo.
Tudi ogljikove ščetke se sčasoma obrabijo. To povzroča iskre v nekaterih orodjih. Da bi orodje delovalo, je treba ščetko občasno zamenjati. Brezkrtačni motorji ne potrebujejo takšnega vzdrževanja.
Čeprav brezkrtačni motorji zahtevajo elektronske krmilnike, je kombinacija rotorja/statorja bolj kompaktna. To vodi do možnosti za manjšo težo in kompaktnejšo velikost. Zato vidimo veliko orodij, kot je udarni vijačnik Makita XDT16, z ultra kompaktno zasnovo in veliko močjo.
Zdi se, da gre za nesporazum glede brezkrtačnih motorjev in navora. Zasnova krtačnega ali brezkrtačnega motorja sama po sebi ne nakazuje velikosti navora. Na primer, dejanski navor prvega kladivnega vrtalnika Milwaukee M18 na gorivo je bil manjši kot pri prejšnjem modelu s krtačkami.
Vendar je proizvajalec na koncu spoznal nekaj zelo ključnih stvari. Elektronika, ki se uporablja v brezkrtačnih motorjih, lahko tem motorjem zagotovi več moči, ko je to potrebno.
Ker brezkrtačni motorji zdaj uporabljajo napredno elektronsko krmiljenje, lahko zaznajo, kdaj se začnejo upočasnjevati pod obremenitvijo. Dokler sta baterija in motor znotraj temperaturnega območja specifikacij, lahko elektronika brezkrtačnega motorja zahteva in prejema več toka iz baterijskega sklopa. To omogoča orodjem, kot so brezkrtačni vrtalniki in žage, da vzdržujejo višje hitrosti pod obremenitvijo. Zaradi tega so hitrejši. Običajno so veliko hitrejši. Nekaj primerov tega vključuje Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage in DeWalt Perform and Protect.
Te tehnologije brezhibno integrirajo motorje, baterije in elektroniko orodja v celovit sistem za doseganje optimalne zmogljivosti in časa delovanja.
Komutacija – sprememba polarnosti naboja – zaženite brezkrtačni motor in ga pustite vrteti. Nato morate nadzorovati hitrost in navor. Hitrost je mogoče nadzorovati s spreminjanjem napetosti statorja BLDC motorja. Modulacija napetosti pri višji frekvenci vam omogoča večji nadzor hitrosti motorja.
Za nadzor navora lahko, ko obremenitev navora motorja preseže določeno raven, zmanjšate napetost statorja. Seveda to uvaja ključne zahteve: spremljanje motorja in senzorje.
Hallovi senzorji omogočajo poceni način zaznavanja položaja rotorja. Prav tako lahko zaznajo hitrost s časom in frekvenco preklapljanja časovnega senzorja.
Opomba urednika: Oglejte si naš članek Kaj je brezsenzorski brezkrtačni motor, če želite izvedeti, kako napredna tehnologija motorjev BLDC spreminja električna orodja.
Kombinacija teh prednosti ima še en učinek – daljšo življenjsko dobo. Čeprav je garancija za krtačne in brezkrtačne motorje (in orodja) znotraj blagovne znamke običajno enaka, lahko pričakujete daljšo življenjsko dobo brezkrtačnih modelov. Ta je običajno lahko več let dlje od garancijske dobe.
Se spomnite, ko sem rekel, da elektronski krmilniki v bistvu vgrajujejo računalnike v vaša orodja? Brezkrtačni motorji so tudi prelomnica za pametna orodja, ki vplivajo na industrijo. Brez odvisnosti brezkrtačnih motorjev od elektronske komunikacije Milwaukeejeva tehnologija z enim gumbom ne bi delovala.
Kenny med delom poglobljeno raziskuje praktične omejitve različnih orodij in primerja razlike. Po koncu dela sta mu vera in ljubezen do družine na prvem mestu. Običajno ste v kuhinji, kolesarite (je triatlonec) ali pa peljete ljudi na ribolov v zaliv Tampa.
V Združenih državah Amerike kot celoti še vedno primanjkuje usposobljenih delavcev. Nekateri temu pravijo »vrzel v znanjih in spretnostih«. Čeprav se pridobitev štiriletne univerzitetne diplome morda zdi »zelo modna«, najnovejši rezultati ankete Urada za statistiko dela kažejo, da so usposobljeni delavci v panogah, kot so varilci in električarji, ponovno uvrščeni [...]
Že leta 2010 smo pisali o boljših baterijah z uporabo grafenske nanotehnologije. Gre za sodelovanje med Ministrstvom za energijo in podjetjem Vorbeck Materials. Znanstveniki uporabljajo grafen, da bi omogočili polnjenje litij-ionskih baterij v nekaj minutah namesto v urah. Minilo je že nekaj časa. Čeprav grafen še ni bil uporabljen, smo spet tu z nekaterimi najnovejšimi litij-ionskimi baterijami […]
Obešanje težke slike na suhomontažno steno ni zelo težko. Vendar pa morate to storiti dobro. Sicer boste kupili nov okvir! Samo privijanje vijaka na steno ga ne reši. Vedeti morate, kako se ne zanašati na [...]
Ni neobičajno, da želite položiti 120-voltne električne žice pod zemljo. Morda želite napajati svojo lopo, delavnico ali garažo. Druga pogosta uporaba je napajanje svetilk ali motorjev električnih vrat. V obeh primerih morate razumeti nekatere zahteve glede podzemne napeljave, da izpolnite [...]
Hvala za razlago. To me zanima že dolgo časa, saj večina ljudi podpira brezkrtačne motorje (vsaj to se uporablja kot argument za dražja električna orodja in drone).
Zanima me: Ali krmilnik zaznava tudi hitrost? Ali ni to potrebno za sinhronizacijo? Ali ima Hallove elemente, ki zaznavajo (vrtijo) magnete?
Niso vsi brezkrtačni motorji boljši od vseh krtačnih motorjev. Rad bi videl, kako se življenjska doba baterije generacije 5X primerja s predhodnikom X4 pri zmernih do velikih obremenitvah. V vsakem primeru krtače skoraj nikoli niso dejavnik, ki bi omejeval življenjsko dobo. Prvotna hitrost motorja akumulatorskega orodja je približno 20.000 do 25.000 vrtljajev na minuto. Zaradi mazanega planetarnega zobnika je zmanjšanje v visoki prestavi približno 12:1, v nizki prestavi pa približno 48:1. Sprožilni mehanizem in ležaji rotorja motorja, ki podpirajo rotor s 25.000 vrtljaji na minuto v prašnem zračnem toku, so običajno šibke točke.
Kot Amazonov partner lahko prejmemo prihodek, ko kliknete na povezavo Amazon. Hvala, ker nam pomagate početi to, kar radi počnemo.
Pro Tool Reviews je uspešna spletna publikacija, ki že od leta 2008 objavlja ocene orodij in novice iz industrije. V današnjem svetu internetnih novic in spletnih vsebin ugotavljamo, da vse več strokovnjakov na spletu raziskuje večino glavnih električnih orodij, ki jih kupujejo. To je vzbudilo naše zanimanje.
Pri pregledih Pro Tool je treba omeniti eno ključno stvar: gre za profesionalne uporabnike orodij in poslovneže!
To spletno mesto uporablja piškotke, da vam lahko zagotovimo najboljšo uporabniško izkušnjo. Podatki o piškotkih so shranjeni v vašem brskalniku in opravljajo nekatere funkcije, kot je prepoznavanje, ko se vrnete na naše spletno mesto, in pomoč naši ekipi pri razumevanju delov spletnega mesta, ki se vam zdijo najbolj zanimivi in uporabni. Prosimo, preberite našo celotno politiko zasebnosti.
Nujno potrebni piškotki morajo biti vedno omogočeni, da lahko shranimo vaše nastavitve piškotkov.
Če ta piškotek onemogočite, ne bomo mogli shraniti vaših nastavitev. To pomeni, da morate piškotke vsakič, ko obiščete to spletno mesto, znova omogočiti ali onemogočiti.
Gleam.io – To nam omogoča, da ponujamo darila, ki zbirajo anonimne podatke o uporabnikih, kot je število obiskovalcev spletnega mesta. Razen če so osebni podatki prostovoljno posredovani za namen ročnega vnosa daril, se ne bodo zbirali nobeni osebni podatki.
Čas objave: 31. avg. 2021