Jak se jmenuje bezkomutátorový motor?

Dnes při výběru elektrického nářadí charakteristiky často udávají typ motoru, který může být kartáčovaný nebo bezkartáčový. My sami, když píšeme články o elektrickém nářadí nebo sestavujeme hodnocení, bereme na vědomí tento bod. Ne každý ale ví, jaký je rozdíl mezi těmito dvěma typy motorů a proč jsou bezkomutátorové modely dražší. Nejčastěji se o to lidé zajímají při výběru šroubováků nebo rázových utahováků, ale takové motory jsou instalovány i v jiném elektrickém nářadí. V tomto článku se podrobně podíváme na to, jaký je rozdíl mezi kartáčovanými a bezkomutátorovými motory, zda se vyplatí za ty druhé přeplácet a jaké jsou jejich výhody a nevýhody.

Zařízení motoru kartáče

Kartáčovaný motor se také nazývá komutátorový motor. Samotný komutátorový motor se dodává v různých typech, ale nebudeme zabíhat do takových detailů, v každém případě se princip činnosti a konstrukce příliš neliší. A hlavní rozdíly jsou ve způsobu buzení (vytvoření magnetického toku), který v našem případě není nijak zvlášť důležitý (platí pro elektrické nářadí). Zařízení je poměrně jednoduché:

Kotva (rotor), která se vlastně otáčí, přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii.

Navíjení – měděné dráty, kterými je navinuta kotva. Dráty prochází elektřina, která vytváří magnetické pole, které způsobuje otáčení rotoru.

Komutátor umožňuje změnu směru otáčení (přepíná mezi vinutími). Říká se mu také komutátor, odtud název tohoto typu elektromotoru.

Kartáče se používají k přenosu napětí do vinutí, odtud druhý název motoru. Kartáče jsou v kontaktu s komutátorem, obvykle dva nebo čtyři. Jsou vyrobeny z různých materiálů, z nichž každý má své klady a zápory: grafit, elektrografit, uhlík-grafit (nazývají se jednoduše „uhlí“), měď-grafit. Všechno je to spotřební materiál, to znamená, že se opotřebovává. Nabízí se otázka: proč nevyrábět štětce, které se neopotřebovávají? Odpověď je jednoduchá. Pokud jsou kartáče v elektromotoru vyrobeny z materiálu, který je méně náchylný na opotřebení, pak dojde k opotřebení komutátoru (komutátoru), což stále povede k poruše.

Ale na tom, že se tyto štětce opotřebovávají, není nic špatného. Můžete je snadno vyměnit a udělat to sami. Mnoho modelů elektrického nářadí je navíc navrženo tak, že kartáče lze velmi rychle vyměnit. Hlavní věc je jen koupit vhodné, které obvykle nepředstavují žádné potíže a cena sady dvou zřídka přesahuje 200 rublů.

Všechny prvky jsou instalovány ve statoru, který je stacionární a může obsahovat buď druhou cívku nebo magnet. Jak vidíte, konstrukce a princip činnosti kartáčového motoru jsou extrémně jednoduché. Nyní přejděme k výhodám a nevýhodám.

Použití kartáčovaného motoru snižuje velikost i hmotnost elektrického nářadí.

Za plus lze považovat i jednoduchost designu. Ano, kartáče se opotřebovávají, ale jiné poruchy jsou vzácné.

Cena takových motorů je mnohem nižší, a to nejen proto, že se používají v levných modelech. Bezkomutátorové motory se nacházejí i v drahých modelech, ale v každém případě budou levnější než jejich kartáčované protějšky.

Účinnost je nižší, většinou kolem šedesáti procent. To znamená, že při stejné spotřebě energie mají nástroje s bezkomutátorovým motorem nižší výkon.

S rostoucí rychlostí se zvyšuje tření na kartáčích a některé dokonce začnou jiskřit. Mimochodem, jde o kontrolu, zda v blízkosti nejsou žádné hořlavé materiály. Práce na maximální rychlost přispívá k rychlému opotřebení nástrojů.

Prach z opotřebovaných grafitových kartáčů může způsobit ucpání komutátoru, což také způsobí, že nástroj nebude použitelný a bude nutné jej vyčistit, i když se to nestává příliš často.

U výkonných nástrojů se kartáčované motory nepoužívají, protože nedokážou produkovat velmi vysoké otáčky, což je poměrně vážné omezení.

Konstrukce bezkomutátorového motoru

Bezkomutátorový motor (také nazývaný bezkomutátorový) má také stator a rotor, ale nemá komutátor nebo kartáče. Místo toho je použit Hallův senzor a také regulátor. Princip činnosti takového motoru je založen na elektromagnetické indukci: elektrická energie se mění na mechanickou energii v důsledku změny polarity. Toto je zjednodušené vysvětlení, pokud si přejete, můžete samostatně zjistit strukturu bezkomutátorového motoru podrobněji na specializovaných webových stránkách. Ale obecně je jeho zařízení také docela jednoduché.

Stojí za zmínku, že bezkomutátorové motory jsou rozděleny na synchronní a asynchronní, ale výrobci elektrického nářadí to zřídka uvádějí, informace lze nalézt pouze v dokumentaci. Rozdíl je jednoduchý: u bezkomutátorového synchronního motoru je rychlost otáčení magnetického pole stejná jako rychlost otáčení rotoru. Při každém průchodu proudu cívkou se provede jedna otáčka. V asynchronním proudu teče proud mnohem rychleji, takže se rotor otáčí pomaleji. Nyní si povíme o jejich výhodách a nevýhodách.

V souvislosti s porovnáním s kartáčovými motory můžeme hned říci, že bezkomutátorové elektromotory nemají mnoho problémů, které jsou vlastní druhému typu. Zejména nedochází k jiskření nebo tření a ke kontaminaci v důsledku ničení kartáče.

Mohou pracovat v mnohem vyšších rychlostech, navíc mnohem rychleji akcelerují. To je důležité, pokud je před námi velké množství práce: šetří to čas.

Účinnost je mnohem vyšší a může dosáhnout 90%. A to také šetří energii.

Je možné regulovat otáčky i točivý moment, a to v poměrně širokém rozsahu. I když však taková možnost existuje, výrobci ji nepřidávají do všech elektrických nástrojů.

Mezi výhody patří spolehlivý design.

Vybíjecí proudy jsou poněkud nižší, což prodlužuje životnost baterie. To není příliš výrazné, ale i tak se to dá považovat za plus.

Nástroje s bezkomutátorovým motorem budou těžší a větší. Existují však výjimky, zejména při porovnávání modelů z různých cenových kategorií.

Náklady na takové nástroje jsou mnohem vyšší při porovnání modelů se stejnými vlastnostmi a od stejného výrobce.

Přestože je konstrukce spolehlivá, stále může dojít k poruchám. Bezkomutátorové motory se opravují mnohem obtížněji, i když záleží na tom, co přesně se pokazilo.

Ukazuje se tedy, že pro průměrného spotřebitele bude hlavním faktorem cena. Pokud jste ochotni zaplatit za vyšší spolehlivost, pak by měla být volba učiněna ve prospěch bezkomutátorových motorů. Kromě toho bude muset být taková volba provedena, pokud jsou pro práci vyžadovány vysoké rychlosti. Pro domácí účely si můžete koupit nástroj s kartáčovým motorem. Výměna štětců není obtížný úkol, o jejich nákladech jsme již psali a každodenní používání neznamená častou práci, takže štětce budete muset měnit poměrně zřídka.

Obecně byste si neměli myslet, že se štětce velmi rychle opotřebovávají. Existuje takový stereotyp, ale je špatný. Vše samozřejmě závisí na materiálu, ze kterého byly vyrobeny, ale například v recenzích šroubováků často najdete informaci, že výměna byla nutná po zašroubování několika set tisíc šroubováků. Čili pokud kupujete nářadí na stavbu domu, tak vám na to určitě postačí kartáče.

Pojďme zjistit, jaký je zásadní rozdíl v motorech a zvážit jejich klady a zápory. Konstrukce a princip činnosti motorů a výsledky jejich srovnání.

V internetových obchodech stále častěji najdete nářadí se dvěma typy motorů. Nářadí a zahradní technika WORX také drží krok s moderními trendy ve výrobě techniky, proto na našich stránkách najdete i speciální motorovou charakteristiku – kartáčovaný nebo kartáčovaný. Jaká je tedy tato charakteristika, co ovlivňuje a jaké jsou zásadní rozdíly mezi nástroji s jedním nebo druhým motorem? Pojďme na to přijít.

Konstrukce a princip činnosti kartáčového motoru

Kartáčovaný motor se také nazývá komutátorový motor. Motor se skládá z několika důležitých částí.

Rotor – jinými slovy kotva. Jen se uvnitř otáčí a přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii. Kotva je obalena měděným drátem (navíjení) z různých stran rotoru. Průchodem proudu drátem se vytváří magnetické pole, které zase vytváří rotaci prvku.

Na kartáčovém motoru je instalován komutátor, který slouží k přepínání z jednoho vinutí na druhé. To umožňuje změnit směr otáčení rotoru. Tento spínač je kolektor, od kterého motor převzal své jméno.

Aby se napětí přenášelo do vinutí a proud procházel kolektorem do motoru, spec kartáče. Kartáče jsou obvykle vyrobeny z grafitu; jsou vždy v kontaktu s komutátorem a dodávají energii vinutí cívek. Kartáče jsou dva a každý se připojuje k opačnému pólu baterie. Tím je zajištěno, že jak se rotor otáčí, proud tekoucí do cívek neustále mění směr. To má za následek potřebnou změnu magnetického pole, která umožňuje rotoru pokračovat v otáčení.

Všechny výše uvedené prvky jsou instalovány ve statoru. Stator – stacionární prvek motoru, který může obsahovat buď další cívku drátu nebo permanentní magnet. Vlivem jednoho nebo druhého prvku vzniká magnetické pole obrácené polarity k rotoru, a proto se otáčí.

Komutátorové motory mohou pracovat se střídavým napětím, protože při změně polarity mění směr i proud v budicím a kotvovém vinutí, v důsledku čehož točivý moment nemění svůj směr.

Výhody a nevýhody kartáčovaného motoru

Stručně jsme tedy přišli na strukturu kartáčového motoru. Jaké jsou jeho výhody a nevýhody?

1. Za zmínku stojí první výhoda nástrojů s kartáčovanými motory nižší cena na rozdíl od bezkartáčových. Mohou za to výrobní technologie a dostupnější materiály.
2. Odborníci poznamenávají, že druhou výhodou je zjednodušená konstrukce motoru, která ovlivňuje náklady na opravu. Výměna kartáčů je jednodušší než výměna celého motoru jako celku.
3. Také výhody zahrnují relativně nízká hmotnost и размер nástroje.

Zápory

1. Při vysokých rychlostech se zvyšuje tření kartáče. Odtud pramení jejich problém rychlé opotřebení. Kromě opotřebení samotných kartáčů dochází k jejich opotřebení během provozu. Nošený grafit může ucpat kolektor a učinit nástroj zcela nepoužitelným.
2. Také nevýhody zahrnují více nízký výkon kartáčované nástroje, na rozdíl od bezkartáčových modelů. Je to proto, že kartáčované motory fyzicky nemohou produkovat výkon nad 3 000 ot./min. Ale tento výkon je pro domácí použití docela dost.
3. Další nevýhodu kartáčovaných motorů můžeme zaznamenat přítomnost jiskření během práce. Upozorňujeme, že při spouštění nářadí se kartáče otírají o komutátor a vytvářejí viditelné jiskry. To znamená, že s kartáčovými nástroji musíte pracovat opatrněji – odstraňte ze sebe všechny možné hořlavé látky a předměty a také dělejte pravidelné přestávky v práci, aby nedošlo k přehřátí motoru.
4. Poslední mínus bereme na vědomí nepříliš vysoká účinnost nářadí s komutátorovým motorem – pouze 60 %. To znamená, že nástroje jsou o něco méně schopné řezat houževnatější materiály (jako je kov) a vykonávají méně práce za stejnou dobu jako bezkartáčový nástroj.

Konstrukce a princip činnosti bezkomutátorového motoru

Nyní se podívejme na princip fungování bezkomutátorového motoru. Jak už z názvu vyplývá, jeho zásadní odlišností je absence štětců. Ale jak to potom funguje? Jak se potřebná energie dostává do motoru?

Bezkomutátorový motor obsahuje také rotor a stator – hlavní prvky každého motoru. Ale zároveň neexistuje žádný kolektor, proto se motor nazývá jinak bezkartáčový. Jestliže u kartáčového motoru k práci dochází díky elektromechanické změně polarity, pak u bezkomutátorového motoru vše funguje díky elektromagnetické indukci. Odlišné je i umístění vinutí – zde je na rozdíl od předchozího typu motoru umístěno na statoru.

Místo kartáčů a komutátoru má bezkomutátorový motor Hallovy senzory и kontrolor, který řídí přívod napětí do cívek pro vytvoření indukčnosti, dále polohu rotoru a rychlost jeho otáčení.

Když deska dodává proud do vinutí, vytvoří se také opačné magnetické pole a magnety na rotoru se začnou otáčet.

Další vlastností bezkomutátorových motorů jsou jejich typy. Existují dva typy motorů – synchronní a asynchronní. V synchronní motor frekvence otáčení rotoru je rovna frekvenci otáčení magnetického pole – to znamená, že rotor po jednom úplném průchodu proudu cívkou vykoná jednu otáčku. A dovnitř asynchronní motor opačná situace je, že frekvence otáčení rotoru je menší než frekvence otáčení magnetického pole. To znamená, že proud prochází cívkou rychleji.

Výhody a nevýhody bezkomutátorového motoru

Pokud jsme přišli na konstrukci bezkomutátorového motoru, nyní se podívejme na pozitivní a negativní aspekty nástrojů s bezkomutátorovými motory.

výhody:

1. Nástroje s bezkomutátorovým motorem nemají mnoho problémů, se kterými se setkáváme u kartáčovaných modelů. Odborníci tedy poznamenávají, že první výhodou je větší odolnost proti opotřebení nástroje. Díky absenci kartáčků nevzniká uvnitř motoru tření, resp žádná vnitřní kontaminace. Také žádné štětce snižuje nebezpečí požáru nástroj – během provozu nedochází k jiskření, což znamená, že můžete pracovat téměř za jakýchkoli podmínek.
2. Druhá výhoda stojí za zmínku zjednodušené nastavení točivého momentu — na rozdíl od kartáčovaných modelů u bezkomutátorových nástrojů stačí stisknout příslušné tlačítko na nástroji. Kromě toho může mít nastavení až 15 úrovní a přepínat během okamžiku.
3. Je třeba poznamenat jednu z klíčových výhod bezkomutátorových modelů úspora spotřeby energie. Tento předmět zvláště důležité pro akumulátorové nářadí. Díky šetřícím nástrojům pracovat až o 50 % délenež modely s kartáčovaným motorem. Taky Účinnost Bezkartáčových nástrojů je mnoho nad — nástroj provádí 90 % zadaných úkolů, oproti 60 % u modelů manifold. To znamená, že bezkartáčové nástroje Můžete pracovat s téměř jakýmkoliv materiálem bez ztráty výkonu.
4. Kromě výše uvedených výhod bezkomutátorových motorových nástrojů také dokáže zrychlit na maximální výkon a mají rychlý oběd okamžitě při vysokých rychlostech, kterými se kartáčové nástroje chlubit nemohou.

nevýhody:

Všechno ale není tak růžové. I nástroje s bezkomutátorovými motory mají své nevýhody. Takříkajíc moucha v háji.

1. Mezi nevýhody patří především náklady na nástroje. Zařízení s bezkomutátorovým motorem je dražší než zjednodušené modely s kartáčovaným motorem.
2. Druhá nevýhoda bezkomutátorových nástrojů může být komplikovaná a drahá Údržba. Bezkomutátorový motor je technologické zařízení, které ke svému provozu vyžaduje znalosti v oblasti mikroelektroniky. Naštěstí zaměstnanci našeho servisního střediska znají a umí provádět servis bezkomutátorových motorů.

Výsledky srovnání kartáčovaných a střídavých motorů

Pokud porovnáme nářadí s různými typy motorů, můžeme s jistotou říci, že zařízení s bezkomutátorovým motorem je spolehlivější a výkonnější. Je ale potřeba počítat s tím, že takové vybavení je zaměřeno spíše na profesionální práci. V každodenním životě si nástroje s kartáčovým motorem dokonale poradí se svými úkoly. Před nákupem nástroje si proto předem určete, pro jaké účely budete nástroje používat.

Produktová řada WORX zahrnuje nástroje s kartáčovaným i bezkomutátorovým motorem. Chcete-li zjistit, jaký typ motoru je v nástroji nainstalován, dávejte pozor viz obrázek v kartě produktu – bezkartáčové modely mají speciální označeno „BUSHLESS MOTOR“.

Jaké elektrické nářadí by mělo být v domácí truhlářské dílně? Jaké nástroje WORX byste si měli vybrat pro opracování dřeva?

Pojďme zjistit, proč je potřebná koncová spojka šroubováku a jak správně nastavit indikátor točivého momentu pro konkrétní práci.