Již několik let sledujeme, jak bezkartáčové motory začínají dominovat pohonům akumulátorového nářadí v profesionálním nářadí. To je skvělé, ale na čem záleží? Je to opravdu důležité, pokud můžu zašroubovat ten vrut do dřeva? Ehm, ano. Existují značné rozdíly a jevy mezi kartáčovými a bezkartáčovými motory.
Než se ponoříme do dvoustopých kartáčových a bezkartáčových motorů, nejprve si zopakujme základní princip fungování stejnosměrných motorů. Pokud jde o pohon motorů, vše souvisí s magnety. Opačně nabité magnety se vzájemně přitahují. Základní myšlenkou stejnosměrného motoru je udržovat opačný elektrický náboj rotující části (rotoru) přitahovaný k nepohyblivému magnetu (statoru) před ním, čímž se neustále táhne dopředu. Je to trochu jako když si před sebe při běhu na tyči položím koblihu Boston Butter Donut – budu se ji stále snažit chytit!
Otázkou je, jak udržet koblihy v pohybu. Neexistuje žádný jednoduchý způsob, jak to udělat. Začíná se sadou permanentních magnetů (permanentních magnetů). Sada elektromagnetů mění náboj (obrácení polarity), když se otáčejí, takže vždy existuje permanentní magnet s opačným nábojem, který se může pohybovat. Kromě toho podobný náboj, který elektromagnetická cívka zažívá při své změně, ji odtlačí. U kartáčových a bezkartáčových motorů je klíčové, jak elektromagnet mění polaritu.
V kartáčovém motoru jsou čtyři základní komponenty: permanentní magnety, kotvy, komutační kroužky a kartáče. Permanentní magnet tvoří vnější část mechanismu a nepohybuje se (stator). Jeden je kladně nabitý a druhý záporně nabitý, čímž vytváří permanentní magnetické pole.
Kotva je cívka nebo řada cívek, které se po připojení k napětí stanou elektromagnetem. Je to také rotující část (rotor), obvykle vyrobená z mědi, ale lze použít i hliník.
Komutátorový kroužek je upevněn k kotevní cívce ve dvou (2pólová konfigurace), čtyřech (4pólová konfigurace) nebo více složkách. Otáčejí se s kotvou. Nakonec uhlíkové kartáče zůstanou na místě a přenášejí náboj do každého komutátoru.
Jakmile je kotva nabitá, nabitá cívka bude přitahována k opačně nabitému permanentnímu magnetu. Když se komutátorový kroužek nad ní také otáčí, přesune se z kontaktu jednoho uhlíkového kartáče k dalšímu. Když dosáhne dalšího kartáče, dojde k obrácení polarity a je nyní přitahován jiným permanentním magnetem, zatímco je odpuzován stejným druhem elektrického náboje. Je zřejmé, že když komutátor dosáhne záporného kartáče, je nyní přitahován kladným permanentním magnetem. Komutátor dorazí včas, aby vytvořil spojení s kladným kartáčem elektrody a následoval záporný permanentní magnet. Kartáče jsou v párech, takže kladná cívka bude přitahována k zápornému magnetu a záporná cívka bude zároveň přitahována k kladnému magnetu.
Je to, jako bych byl kotva, která se honí za bostonským máslovým donutem. Byl jsem blízko, ale pak jsem si to rozmyslel a dal jsem si zdravější smoothie (změnila se moje polarita nebo touha). Koneckonců, koblihy jsou bohaté na kalorie a tuky. Teď se honím za smoothie, zatímco mě odstrkuje bostonský krém. Když jsem se tam dostal, uvědomil jsem si, že koblihy jsou mnohem lepší než smoothie. Dokud stisknu spoušť, pokaždé, když se dostanu k dalšímu štětci, změním názor a zároveň se budu honit za věcmi, které mám rád, v frenetickém kruhu. Je to dokonalá aplikace pro ADHD. Navíc jsme tam dva, takže bostonské máslové koblihy a smoothie vždycky jeden z nás nadšeně honí, ale je nerozhodný.
U bezkartáčového motoru se ztrácí komutátor a kartáče a získává se elektronický regulátor. Permanentní magnet nyní funguje jako rotor a otáčí se uvnitř, zatímco stator se nyní skládá z externí pevné elektromagnetické cívky. Regulátor dodává energii do každé cívky na základě náboje potřebného k přitažení permanentního magnetu.
Kromě elektronického pohybu nábojů může regulátor také dodávat podobné náboje proti permanentním magnetům. Protože náboje stejného druhu jsou vzájemně protilehlé, tlačí to na permanentní magnet. Rotor se nyní pohybuje v důsledku tažných a tlačných sil.
V tomto případě se permanentní magnety pohybují, takže teď jsou to já a můj běžecký partner. Už neměníme představu o tom, co chceme. Místo toho jsme věděli, že já chci Bostonské máslové koblihy a můj partner chce smoothie.
Elektronické ovladače nám umožňují, aby se naše snídaňové potěšení pohybovalo před námi, a my se neustále snažíme o tytéž věci. Ovladač také odkládá věci, které nechceme, za nás, aby nám poskytl impuls.
Kartáčové stejnosměrné motory jsou relativně jednoduché a levné na výrobu (ačkoli měď nezlevnila). Protože bezkartáčový motor vyžaduje elektronický komunikátor, ve skutečnosti začínáte stavět počítač v akumulátorovém nářadí. To je důvod, proč se cena bezkartáčových motorů zvyšuje.
Z konstrukčních důvodů mají bezkartáčové motory oproti kartáčovým motorům mnoho výhod. Většina z nich souvisí se ztrátou kartáčů a komutátorů. Protože kartáč musí být v kontaktu s komutátorem, aby přenášel náboj, způsobuje také tření. Tření snižuje dosažitelnou rychlost a zároveň generuje teplo. Je to jako jízda na kole s lehkými brzdami. Pokud vaše nohy používají stejnou sílu, vaše rychlost se zpomalí. Naopak, pokud chcete udržet rychlost, musíte z nohou získat více energie. V důsledku třecího tepla také zahříváte ráfky. To znamená, že ve srovnání s kartáčovými motory běží bezkartáčové motory při nižší teplotě. Díky tomu mají vyšší účinnost, takže přeměňují více elektrické energie na energii elektrickou.
Uhlíkové kartáče se také časem opotřebovávají. To je důvod, proč se uvnitř některých nástrojů objevují jiskry. Aby nástroj běžel, je nutné kartáč čas od času vyměnit. Bezkartáčové motory tento druh údržby nevyžadují.
Přestože bezkartáčové motory vyžadují elektronické regulátory, kombinace rotoru/statoru je kompaktnější. To vede k možnostem nižší hmotnosti a kompaktnější velikosti. Proto vidíme mnoho nástrojů, jako je rázový utahovák Makita XDT16, s ultrakompaktním designem a vysokým výkonem.
Zdá se, že panuje nedorozumění ohledně bezkartáčových motorů a točivého momentu. Samotná konstrukce kartáčového nebo bezkartáčového motoru ve skutečnosti neudává velikost točivého momentu. Například skutečný točivý moment prvního palivového příklepového vrtacího kladiva Milwaukee M18 byl menší než u předchozího kartáčového modelu.
Nakonec si však výrobce uvědomil několik velmi důležitých věcí. Elektronika použitá v bezkartáčových motorech dokáže těmto motorům v případě potřeby dodat větší výkon.
Protože bezkartáčové motory nyní používají pokročilé elektronické řízení, dokáží rozpoznat, kdy začnou při zátěži zpomalovat. Pokud jsou baterie a motor v rozsahu specifikovaných teplot, může elektronika bezkartáčového motoru vyžadovat a přijímat z baterie více proudu. To umožňuje nástrojům, jako jsou bezkartáčové vrtačky a pily, udržovat si při zátěži vyšší otáčky. Díky tomu jsou rychlejší. Obvykle jsou mnohem rychlejší. Mezi příklady patří Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage a DeWalt Perform and Protect.
Tyto technologie bezproblémově integrují motory, baterie a elektroniku nástroje do uceleného systému, aby se dosáhlo optimálního výkonu a doby chodu.
Komutace – změna polarity náboje – spuštění bezkartáčového motoru a jeho udržení v rotaci. Dále je třeba regulovat otáčky a točivý moment. Otáčky lze regulovat změnou napětí statoru BLDC motoru. Modulace napětí na vyšší frekvenci umožňuje ve větší míře regulovat otáčky motoru.
Aby bylo možné regulovat točivý moment, je možné snížit napětí statoru, když zatížení motoru stoupne nad určitou úroveň. To samozřejmě s sebou nese klíčové požadavky: monitorování motoru a senzory.
Hallovy senzory poskytují levný způsob detekce polohy rotoru. Dokážou také detekovat rychlost podle času a frekvence spínání časového senzoru.
Poznámka editora: Přečtěte si náš článek Co je to bezsnímačový bezkartáčový motor a dozvíte se, jak pokročilá technologie BLDC motorů mění elektrické nářadí.
Kombinace těchto výhod má další efekt – delší životnost. Ačkoli je záruka na kartáčové i bezkartáčové motory (a nářadí) v rámci značky obvykle stejná, u bezkartáčových modelů můžete očekávat delší životnost. Ta může obvykle trvat i několik let po uplynutí záruční doby.
Pamatujete si, když jsem říkal, že elektronické řídicí jednotky v podstatě zabudovávají počítače do vašich nástrojů? Bezkartáčové motory jsou také průlomovým bodem pro chytré nástroje, které ovlivňují toto odvětví. Bez závislosti bezkartáčových motorů na elektronické komunikaci by technologie Milwaukee s jedním tlačítkem nefungovala.
Kenny během práce hluboce zkoumá praktická omezení různých nástrojů a porovnává jejich rozdíly. Po práci je pro něj nejvyšší prioritou víra a láska k rodině. Obvykle budete v kuchyni, jezdit na kole (je triatlonista) nebo vezmete lidi na rybaření do Tampa Bay.
Ve Spojených státech jako celku stále panuje nedostatek kvalifikovaných pracovníků. Někteří to nazývají „mezera v dovednostech“. Ačkoli se získání čtyřletého univerzitního titulu může zdát „velmi populární“, nejnovější výsledky průzkumu Úřadu statistiky práce ukazují, že kvalifikovaná odvětví, jako jsou svářeči a elektrikáři, jsou opět na předních příčkách [...]
Již v roce 2010 jsme psali o lepších bateriích s využitím grafenové nanotechnologie. Jedná se o spolupráci mezi Ministerstvem energetiky a společností Vorbeck Materials. Vědci používají grafen k tomu, aby umožnili nabíjení lithium-iontových baterií během několika minut místo hodin. Je to už nějaká doba. Ačkoli grafen dosud nebyl použit, jsme zpět s některými z nejnovějších lithium-iontových baterií […]
Zavěšení těžkého obrazu na sádrokartonovou stěnu není příliš obtížné. Chcete se však ujistit, že to uděláte dobře. Jinak si koupíte nový rám! Pouhé přišroubování šroubu ke zdi to neřeší. Musíte vědět, jak se nespoléhat na [...]
Není neobvyklé, že chcete vést elektrické vedení 120 V pod zemí. Možná budete chtít napájet svou kůlnu, dílnu nebo garáž. Dalším běžným použitím je napájení sloupů veřejného osvětlení nebo motorů elektrických dveří. V obou případech byste měli znát některé požadavky na podzemní vedení, abyste splnili [...]
Díky za vysvětlení. Tohle je něco, nad čím přemýšlím už dlouho, vzhledem k tomu, že většina lidí je pro bezkartáčové motory (alespoň se to používá jako argument pro dražší elektrické nářadí a drony).
Chci se zeptat: Snímá regulátor i rychlost? Není to nutné pro synchronizaci? Má Hallovy členy, které snímají (otáčejí) magnety?
Ne všechny bezkartáčové motory jsou lepší než všechny kartáčové motory. Chci vidět, jaká je výdrž baterie u Gen 5X v porovnání s jejím předchůdcem X4 při středním až vysokém zatížení. V každém případě kartáče téměř nikdy nepředstavují faktor omezující životnost. Původní otáčky motoru akumulátorového nářadí jsou přibližně 20 000 až 25 000 otáček za minutu. A díky mazanému planetovému převodu je převodový poměr přibližně 12:1 ve vysokém převodovém stupni a přibližně 48:1 v nízkém převodovém stupni. Slabými místy jsou obvykle spoušťový mechanismus a ložiska rotoru motoru, která podpírají rotor s 25 000 ot./min. v proudu prašného vzduchu.
Jako partner Amazonu můžeme obdržet tržby, když kliknete na odkaz na Amazonu. Děkujeme, že nám pomáháte dělat to, co rádi děláme.
Pro Tool Reviews je úspěšná online publikace, která od roku 2008 poskytuje recenze nástrojů a novinky z oboru. V dnešním světě internetových zpráv a online obsahu zjišťujeme, že stále více profesionálů online vyhledává většinu hlavních elektrických nástrojů, které si kupují. To vzbudilo náš zájem.
U recenzí Pro Tool je třeba poznamenat jednu klíčovou věc: Jde o profesionální uživatele nástrojů a podnikatele!
Tyto webové stránky používají soubory cookie, abychom vám mohli poskytnout co nejlepší uživatelský zážitek. Informace o souborech cookie jsou uloženy ve vašem prohlížeči a plní některé funkce, jako je vaše rozpoznání, když se vrátíte na naše webové stránky, a pomoc našemu týmu pochopit, které části webových stránek považujete za nejzajímavější a nejužitečnější. Neváhejte si přečíst naše úplné zásady ochrany osobních údajů.
Nezbytně nutné soubory cookie by měly být vždy povoleny, abychom mohli uložit vaše preference ohledně nastavení souborů cookie.
Pokud tento soubor cookie zakážete, nebudeme moci ukládat vaše preference. To znamená, že je nutné soubory cookie znovu povolit nebo zakázat při každé návštěvě těchto webových stránek.
Gleam.io – To nám umožňuje poskytovat dárky, které shromažďují anonymní informace o uživatelích, například počet návštěvníků webových stránek. Pokud nejsou osobní údaje dobrovolně poskytnuty za účelem ručního zadání dárků, nebudou žádné osobní údaje shromažďovány.
Čas zveřejnění: 31. srpna 2021