Jak funguje střídavý motor. Proč jsou jeho rozměry menší a náklady vyšší než protějšky kartáče?
Bezkartáčové motory jsou již dlouho instalovány v elektrickém nářadí. Takové elektromotory mají oproti kolektorovým motorům řadu výhod (uvedu níže). Existuje však jedna velká nevýhoda - vysoká cena. S čím je to všechno spojeno? Navrhuji na to přijít.
Pokud otevřete akumulátorové šroubováky ze dvou typů elektromotorů, okamžitě zjistíme, že střídavý kartáč se stejnými vlastnostmi (nebo ještě lepšími) má menší rozměry:
To je pochopitelné, protože nemá žádné kartáče - kontakty, které přenášejí napětí na vinutí. I když se stále jedná o stejný elektromotor s permanentními magnety, magnety jsou umístěny na rotoru (otáčí se) a vinutí cívky jsou stacionární:
Existuje několik typů střídavých elektromotorů: se zapnutým vnitřním vinutím a vnitřním rotorem permanentní magnety (fotografie 1 a 2) a s vnějším vinutím a vnitřním rotorem s magnety (foto 3). Jsou také rozděleny na synchronní a asynchronní (se synchronizací magnetických polí rotor-stator a před magnetickým polem na statoru).
Elektromotor přepíná magnetické pole (napájení cívek). Principem přitažlivosti různých pólů magnetu. V určitém okamžiku musí být požadovaná cívka přitahována k opačnému pólu permanentního magnetu. V kolektoru se spínání provádí konstruktivně díky posuvným kontaktům. A pokud v bezkartáčovém kontaktu nejsou žádné posuvné kontakty - jak pochopit, na kterou cívku použít napětí? A jak k tomuto přepnutí dojde?
Na cívkách jsou instalovány Hallovy senzory pro ovládání polohy rotoru:
Princip fungování Hallova snímače:
Dávají signál řídicí jednotce (řídicí jednotce), která dodává napětí do požadovaného vinutí statoru. Při otáčení to vypadá takto:
Rotor dohání magnetické pole statoru. Příklad řídicí desky motoru:
Jak funguje střídavý elektrický motor a pracuje v přístupném jazyce, je popsáno v tomto videu:
Je vidět, že jsou o polovinu nebo dokonce dvakrát vyšší než jejich protějšky štětce.
Je zřejmé, že elektronická část je obtížně vyrobitelná a má dodatečné náklady v celkové ceně elektrického motoru pro jakýkoli nástroj. Výhody takového elektromotoru jsou však významným seznamem:
1. Protože motor kolektoru nad 3000 ot / min snižuje jeho výkon a účinnost, kontakt v kartáčích je přerušen a objevují se jiskry. Střídavé motory tyto nevýhody neobsahují a mají stabilní účinnost až 90% při všech otáčkách. Jsou mechanicky odolnější (zdroj závisí pouze na ložiscích). Může mít vyšší otáčky.
2. Bezkartáčový motor usnadňuje nastavení (elektronického) točivého momentu. Obvykle je na střídavých šroubovácích nainstalován spínač, který je za to odpovědný. Díky zvýšené účinnosti šetří střídavé elektromotory nabití baterie nástroje, některé jsou až o 50% ekonomičtější než kolektorové motory.
Pokud ale selže elektronická část ovládání elektromotoru, pak může být oprava srovnatelná s náklady na nový nástroj. Elektronika vždy existuje riziko rozbití. Zkrat v případě vlhkosti nebo vlivu elektrostatiky na Hallovy senzory a mikroobvody - nikdo proti tomu není imunní.
Navzdory těmto rizikům jsou tyto motory budoucností. Protože jejich vlastnosti jsou vyšší než sběratelské. Možná někdy průmysl začne vyrábět řídicí jednotky v jednom pouzdře mikroobvodu se spolehlivou ochranou proti zkratům a statické elektřině.
***
předplatit do kanálu, přidejte jej do záložek prohlížeče (Ctrl + D). Před námi je spousta zajímavých informací.