Hur en borstlös motor fungerar. Varför är dess dimensioner mindre och kostnaden högre än borstens motsvarigheter?

Borstlösa motorer har länge installerats i elverktyg. Sådana elmotorer har ett antal fördelar jämfört med kollektormotorer (jag listar nedan). Men det finns en stor nackdel - det höga priset. Vad är det alla kopplat till? Jag föreslår att räkna ut det.

Om vi ​​öppnar de trådlösa skruvmejslarna från två typer av elmotorer ser vi omedelbart att borstlös, med samma egenskaper (eller ännu bättre), har mindre dimensioner:

Detta är förståeligt, eftersom den har inga borstar - kontakter som överför spänning till lindningen. Även om detta fortfarande är samma permanentmagnetmotor, är magneterna placerade på rotorn (rotera) och spollindningarna är stationära:

Det finns flera typer av borstlösa elmotorer: med en intern lindning och en intern rotor på permanentmagneter (foto 1 och 2) och med en yttre lindning och en inre rotor med magneter (foto 3). De är också uppdelade i synkrona och asynkrona (med synkronisering av rotor-stator magnetfält och före magnetfältet på stator).

Elmotorn kopplar om magnetfältet (spolmatning). Genom principen om attraktion av olika poler av en magnet. Vid ett visst ögonblick måste den önskade spolen dras till den permanenta magnetens motsatta pol. I kollektorn görs omkoppling konstruktivt på grund av glidkontakter. Och om det inte finns några glidkontakter i en borstlös - hur ska man förstå vilken spole man ska anbringa spänning på? Och hur händer den här omkopplaren?

Hallsensorer är installerade på spolarna för att styra rotorns läge:

Hallprincip för arbetssensor:

De ger en signal till styrenheten (styrenhet) och som levererar spänning till önskad statorlindning. Det ser ut så här när du roterar:

Rotorn hämtar statormagnetfältet. Exempel på motorstyrkort:

Hur en borstlös elmotor fungerar och fungerar på ett tillgängligt språk beskrivs i den här videon:

Det kan ses att de är hälften eller till och med dubbelt så höga som sina motsvarigheter.

Det är uppenbart att den elektroniska delen är svår att tillverka och har en extra kostnad i den totala kostnaden för elmotorn för något verktyg. Men fördelarna med en sådan elmotor är en viktig lista:

1. Eftersom en kollektormotor över 3000 rpm minskar sin effekt och effektivitet, kontakten i borstarna är trasig och gnistor uppträder. Borstlösa motorer är fria från dessa nackdelar och har en stabil verkningsgrad på upp till 90% vid alla hastigheter. De är mekaniskt mer hållbara (resursen beror bara på lagren). Kan ha högre varvtal.

2. Den borstlösa motorn gör det lättare att justera (elektroniskt) vridmoment. Vanligtvis installeras en omkopplare på borstlösa skruvmejslar som är ansvariga för detta. På grund av den ökade effektiviteten sparar borstlösa elmotorer verktygets batteriladdning, vissa är upp till 50% mer ekonomiska än kollektormotorer.

Men om den elektroniska delen av elmotorkontrollen misslyckas kan reparationen vara jämförbar i kostnad med ett nytt verktyg. Elektronik har alltid en risk för brott. Kortslutningar i händelse av fukt eller effekten av elektrostatik på Hall-sensorer och mikrokretsar - ingen är immun mot detta.

Trots dessa risker är dessa motorer framtiden. Eftersom deras egenskaper är högre än samlarens. Kanske en dag kommer industrin att börja producera styrenheter i ett mikrokretsfodral med tillförlitligt skydd mot kortslutning och statisk elektricitet.

***

Prenumerera till kanalen, lägg till den i dina webbläsares bokmärken (Ctrl + D). Det finns mycket intressant information framöver.