Hvorfor bruger elværktøj (såsom håndbor, vinkelslibere osv.) generelt børstede motorer i stedet for børsteløse motorer? Hvis du vil forstå, er dette virkelig ikke klart i en eller to sætninger.
DC-motorer er opdelt i børstede motorer og børsteløse motorer. Den her nævnte "børste" refererer til kulbørster. Hvordan ser kulbørsten ud?
Hvorfor har DC-motorer brug for kulbørster? Hvad er forskellen mellem at have kulbørster og ikke have kulbørster? Lad os gå videre!
DC børstemotorprincip
Som vist i figur 1 er dette et strukturelt modeldiagram af en DC børstet motor. To faste heteroseksuelle magneter, en spole er placeret i midten, og de to ender af spolen er henholdsvis forbundet med to halvcirkelformede kobberringe. De to ender af kobberringen er i kontakt med de faste kulbørster, og derefter er kulbørsternes to ender tilsluttet til jævnstrømsforsyning.
Efter tilslutning til strømforsyningen er strømmen vist med pilen i figur 1. I henhold til venstrehåndsreglen udsættes den gule spole for en lodret opadgående elektromagnetisk kraft; den blå spole udsættes for en lodret nedadgående elektromagnetisk kraft. Motorrotoren begynder at rotere med uret efter at have roteret 90 grader, som vist i figur 2:
På dette tidspunkt er kulbørsten lige i mellemrummet mellem de to kobberringe, og hele spoleløkken har ingen strøm. Men under påvirkning af inerti fortsætter rotoren stadig med at rotere.
Når rotoren drejer til ovenstående position under påvirkning af inerti, er spolestrømmen vist i figur 3. Ifølge venstrehåndsreglen udsættes den blå spole for en lodret opadgående elektromagnetisk kraft; den gule spole udsættes for en lodret nedadgående elektromagnetisk kraft. Motorrotoren fortsætter med at rotere med uret efter at have roteret 90 grader, som vist i figur 4:
På dette tidspunkt er kulbørsten lige i mellemrummet mellem de to kobberringe, og hele spoleløkken har ingen strøm. Men under påvirkning af inerti fortsætter rotoren stadig med at rotere. Gentag derefter ovenstående trin, og cyklussen fortsætter.
DC børsteløs motor
Som vist i figur 5 er dette et strukturelt modeldiagram af en børsteløs DC-motor. Den er sammensat af en stator og en rotor, hvori der er et par magnetiske poler på rotoren; der er mange sæt spoler viklet på statoren, og der er 6 sæt spoler på figuren.
Når vi sender strøm til statorspolerne 2 og 5, vil spolerne 2 og 5 generere et magnetfelt, og statoren svarer til en stangmagnet, hvor 2 er S (syd) polen og 5 er N (nord) pol. Fordi de magnetiske poler af samme køn tiltrækker hinanden, vil rotorens N-pol rotere til positionen for spole 2, og rotorens S-pol vil rotere til positionen for spole 5, som vist i figur 6.
Derefter fjerner vi statorspolen 2,5 strømmen, og sender derefter strømmen til statorspolen 3,6. På dette tidspunkt vil spolerne 3 og 6 generere et magnetfelt, og statoren svarer til en stangmagnet, hvor 3 er S (syd) polen og 6 er N (nord) polen. Fordi de magnetiske poler af samme køn tiltrækker hinanden, vil rotorens N-pol rotere til positionen af spole 3, og rotorens S-pol vil rotere til positionen for spole 6, som vist i figur 7.
På samme måde fjernes strømmen fra statorspolerne 3 og 6, og derefter tilføres statorspolerne 4 og 1 strøm. På dette tidspunkt vil spolerne 4 og 1 generere et magnetfelt, og statoren svarer til en stangmagnet, hvor 4 er S (syd) polen og 1 er N (nord) polen. Da modsatte magnetiske poler tiltrækker hinanden, vil rotorens N-pol rotere til spole 4-positionen, og rotorens S-pol vil rotere til spole 1-positionen.
Indtil videre har motoren roteret en halv cirkel...den anden halvcirkel er det samme som det tidligere princip, så jeg vil ikke gentage det her. Vi kan ganske enkelt forstå den børsteløse jævnstrømsmotor som at fiske en gulerod foran et æsel, så æslet altid vil bevæge sig mod guleroden.
Så hvordan kan vi føde nøjagtige strømme til forskellige spoler på forskellige tidspunkter? Dette kræver et strømkommuteringskredsløb... Jeg vil ikke gå i detaljer her.
Sammenligning af fordele og ulemper
DC børstet motor: hurtig start, rettidig bremsning, jævn hastighedsregulering, enkel kontrol, enkel struktur og billig pris. Pointen er billig! billig pris! billig pris! Desuden har den en stor startstrøm, et stort drejningsmoment (rotationskraft) ved lave hastigheder og kan bære en tung belastning.
Men på grund af friktionen mellem kulbørsten og kommutatoren er den børstede jævnstrømsmotor tilbøjelig til gnister, varme, støj, elektromagnetisk interferens til det ydre miljø og har lav effektivitet og kort levetid. Fordi kulbørster er forbrugsvarer, er de tilbøjelige til at fejle og skal udskiftes efter en periode.
DC børsteløs motor: Da den børsteløse DC-motor eliminerer kulbørsten, har den lav støj, ingen vedligeholdelse, lav fejlrate, lang levetid, og driftstiden og spændingen er relativt stabil, og interferensen med radioudstyr er lille. Men det er dyrt! Dyrt! Dyrt!
El-værktøj er meget almindeligt anvendte værktøjer i dagligdagen. Der er mange typer mærker og hård konkurrence. Alle er meget prisfølsomme. Desuden skal elektriske værktøjer bære en tung belastning og skal have et stort startmoment, såsom elektriske hånd- og slagboremaskiner. Ellers er motoren let ude af stand til at køre, når der bores, fordi boret sidder fast.
Forestil dig, en børstet jævnstrømsmotor er billig, har et stort startmoment og kan bære tunge belastninger; selvom en børsteløs motor har en lav fejlrate og lang levetid, er den dyr, og dens startmoment er langt ringere end en børstet motor. Hvis du kunne vælge, hvordan ville du så vælge? Jeg tror, at svaret er indlysende.
