מנועים מוברשים ומנועים ללא מברשות: מה ההבדל?

מזה מספר שנים, אנו רואים מנועים ללא מברשות מתחילים לשלוט בהנעת הכלים האלחוטיים בתעשיית הכלים המקצועיים. זה נהדר, אבל מה העניין הגדול? האם זה באמת חשוב כל עוד אני יכול להפעיל את בורג העץ הזה? אממ, כן. ישנם הבדלים והשפעות משמעותיות כאשר עוסקים במנועים מוברשים ומנועים ללא מברשות.
לפני שנעמיק במנועי המברשת בשתי רגל ובמנועי ללא מברשות, הבה נבין תחילה את הידע הבסיסי של עקרון העבודה בפועל של מנועי DC. כשזה מגיע להנעת מנועים, הכל קשור למגנטים. מגנטים בעלי מטען הפוך מושכים זה את זה. הרעיון הבסיסי של מנוע DC הוא לשמור על המטען החשמלי ההפוך של החלק המסתובב (הרוטור) נמשך למגנט הבלתי ניתן להזזה (סטטור) שלפניו, ובכך למשוך ברציפות קדימה. זה קצת כמו לשים סופגניית חמאת בוסטון על מקל מולי כשאני רץ - אני אמשיך לנסות לתפוס אותה!
השאלה היא איך לשמור על תנועת הסופגניות. אין דרך קלה לעשות את זה. זה מתחיל עם סט של מגנטים קבועים (מגנטים קבועים). קבוצה של אלקטרומגנטים משנה מטען (היפוך קוטביות) תוך כדי סיבובם, כך שתמיד יש מגנט קבוע עם המטען ההפוך שיכול לנוע. בנוסף, המטען הדומה שחווה הסליל האלקטרומגנטי בזמן שהוא משתנה ידחוף את הסליל. כאשר אנו מסתכלים על מנועים מוברשים ומנועים ללא מברשות, כיצד האלקטרומגנט משנה קוטביות הוא המפתח.
במנוע מוברש, ישנם ארבעה מרכיבים בסיסיים: מגנטים קבועים, אבזור, טבעות תנועה ומברשות. המגנט הקבוע מהווה את החלק החיצוני של המנגנון ואינו זז (סטטור). אחד טעון חיובי והשני טעון שלילי, יוצר שדה מגנטי קבוע.
האבזור הוא סליל או סדרה של סלילים שהופכים לאלקטרומגנט בעת הפעלת אנרגיה. זהו גם החלק המסתובב (רוטור), עשוי בדרך כלל מנחושת, אך ניתן להשתמש גם באלומיניום.
טבעת הקומוטטור מקובעת לסליל האבזור בשני רכיבים (תצורת 2 קוטבים), ארבעה (תצורת 4 קוטבים) או יותר. הם מסתובבים עם האבזור. לבסוף, מברשות הפחמן נשארות במקומן ומעבירות את המטען לכל קומוטטור.
ברגע שהאבזור מופעל, הסליל הטעון יימשך לעבר המגנט הקבוע הטעון הפוך. כאשר גם טבעת הקומוטטור שמעליה מסתובבת, היא עוברת מחיבור מברשת פחמן אחת לאחרת. כשהיא מגיעה למברשת הבאה, היא תקבל היפוך קוטביות וכעת היא נמשכת על ידי מגנט קבוע אחר תוך שהוא נדחה מאותו סוג של מטען חשמלי. באופן מוחשי, כאשר הקומוטטור מגיע למברשת השלילית, הוא נמשך כעת על ידי המגנט הקבוע החיובי. הקומוטטור מגיע בזמן כדי ליצור חיבור עם מברשת האלקטרודה החיובית וללכת למגנט הקבוע השלילי. המברשות הן בזוגות, כך שהסליל החיובי ימשוך לכיוון המגנט השלילי, והסליל השלילי ימשוך לכיוון המגנט החיובי בו זמנית.
זה כאילו אני סליל אבזור שרודף אחרי סופגניית חמאה של בוסטון. התקרבתי, אבל אז שיניתי את דעתי וחיפשתי שייק בריא יותר (הקוטביות או הרצון שלי השתנו). אחרי הכל, סופגניות עשירות בקלוריות ושומן. עכשיו אני רודף אחרי שייקים בזמן שאני נדחף מהקרם של בוסטון. כשהגעתי לשם, הבנתי שסופגניות הרבה יותר טובות משייקים. כל עוד אני לוחץ על ההדק, בכל פעם שאגיע למברשת הבאה, אשנה את דעתי ובמקביל ארדוף אחרי החפצים שאני אוהב במעגל תזזיתי. זהו היישום האולטימטיבי עבור ADHD. בנוסף, אנחנו שניים שם, אז סופגניות חמאת בוסטון ושייקים תמיד רודפים אחריהם בהתלהבות על ידי אחד מאיתנו, אבל חסרי החלטיות.
במנוע ללא מברשות, אתה מאבד את הקומוטטור והמברשות ומקבל בקר אלקטרוני. המגנט הקבוע פועל כעת כרוטור ומסתובב בתוכו, בעוד שהסטטור מורכב כעת מסליל אלקטרומגנטי קבוע חיצוני. הבקר מספק חשמל לכל סליל בהתבסס על המטען הנדרש למשיכת המגנט הקבוע.
בנוסף להזזת מטענים אלקטרונית, הבקר יכול גם לספק מטענים דומים למניעת מגנטים קבועים. מאחר והמטענים מאותו סוג מנוגדים זה לזה, הדבר דוחף את המגנט הקבוע. כעת הרוטור זז עקב כוחות המשיכה והדחיפה.
במקרה הזה, המגנטים הקבועים זזים, אז עכשיו הם השותף שלי לריצה ואני. אנחנו כבר לא משנים את הרעיון של מה שאנחנו רוצים. במקום זאת, ידענו שאני רוצה סופגניות חמאת בוסטון, ובן זוגי רצה שייקים.
בקרים אלקטרוניים מאפשרים לתענוגות ארוחת הבוקר שלנו לנוע לפנינו, ואנחנו רודפים אחר אותם דברים כל הזמן. הבקר גם שם דברים שאנחנו לא רוצים מאחור כדי לספק דחיפה.
מנועי DC מוברש הם פשוטים יחסית וזולים לייצור חלקים (אם כי הנחושת לא הפכה לזולה יותר). מכיוון שמנוע ללא מברשות דורש מתקשר אלקטרוני, אתה למעשה מתחיל לבנות מחשב בכלי אלחוטי. זו הסיבה להעלאת העלות של מנועים ללא מברשות.
מסיבות עיצוביות, למנועים ללא מברשות יש יתרונות רבים על פני מנועים מוברשים. רובם קשורים לאובדן מברשות ומקומוטטורים. מכיוון שהמברשת צריכה להיות במגע עם הקומוטטור כדי להעביר את המטען, היא גם גורמת לחיכוך. החיכוך מפחית את המהירות הניתנת להשגה ובו בזמן מייצר חום. זה כמו לרכוב על אופניים עם בלמים קלים. אם הרגליים שלך משתמשות באותו כוח, המהירות שלך תאט. לעומת זאת, אם אתה רוצה לשמור על מהירות, אתה צריך לקבל יותר אנרגיה מהרגליים. אתה גם תחמם את החישוקים בגלל חום חיכוך. המשמעות היא שבהשוואה למנועים מוברשים, מנועים ללא מברשות פועלים בטמפרטורה נמוכה יותר. זה נותן להם יעילות גבוהה יותר, כך שהם ממירים יותר אנרגיה חשמלית לאנרגיה חשמלית.
גם מברשות פחמן יישחקו עם הזמן. זה מה שגורם לניצוצות בתוך כמה כלים. על מנת להשאיר את הכלי פועל, יש להחליף את המברשת מדי פעם. מנועים ללא מברשות אינם דורשים תחזוקה מסוג זה.
למרות שמנועים ללא מברשות דורשים בקרים אלקטרוניים, שילוב הרוטור/סטטור הוא קומפקטי יותר. זה מוביל להזדמנויות למשקל קל יותר ולגודל קומפקטי יותר. זו הסיבה שאנו רואים כלים רבים כמו Makita XDT16 Impact Driver עם עיצוב קומפקטי במיוחד וכוח רב עוצמה.
נראה שיש אי הבנה לגבי מנועים ללא מברשות ומומנט. עיצוב מנוע מוברש או ללא מברשות עצמו לא ממש מעיד על גודל המומנט. לדוגמה, המומנט האמיתי של מקדחת הפטיש הראשון של מילווקי M18 היה קטן יותר מהדגם המוברש הקודם.
עם זאת, בסופו של דבר היצרן הבין כמה דברים קריטיים מאוד. האלקטרוניקה המשמשת במנועים ללא מברשות יכולה לספק יותר כוח למנועים אלה בעת הצורך.
מכיוון שמנועים ללא מברשות משתמשים כעת בשליטה אלקטרונית מתקדמת, הם יכולים לחוש מתי הם מתחילים להאט תחת עומס. כל עוד הסוללה והמנוע נמצאים בטווח מפרט הטמפרטורה, האלקטרוניקה של המנוע ללא מברשות יכולה לבקש ולקבל יותר זרם מחבילת הסוללות. זה מאפשר לכלים כגון מקדחות ומסורים ללא מברשות לשמור על מהירויות גבוהות יותר תחת עומס. זה הופך אותם למהירים יותר. בדרך כלל זה הרבה יותר מהיר. כמה דוגמאות לכך כוללות את Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage ו-DeWalt Perform and Protect.
טכנולוגיות אלו משלבות בצורה חלקה את המנועים, הסוללות והאלקטרוניקה של הכלי למערכת מגובשת כדי להשיג ביצועים וזמן ריצה מיטביים.
תמורה - שנה את הקוטביות של המטען - הפעל את המנוע ללא מברשות ושמור אותו בסיבוב. לאחר מכן, אתה צריך לשלוט במהירות ובמומנט. ניתן לשלוט על המהירות על ידי שינוי המתח של הסטטור של מנוע BLDC. אפנון המתח בתדר גבוה יותר מאפשר לך לשלוט על מהירות המנוע במידה רבה יותר.
על מנת לשלוט במומנט, כאשר עומס המומנט של המנוע עולה מעל רמה מסוימת, ניתן להפחית את מתח הסטטור. כמובן, זה מציג דרישות מפתח: ניטור מנוע וחיישנים.
חיישני אפקט הול מספקים דרך זולה לזהות את מיקום הרוטור. הם יכולים גם לזהות את המהירות לפי הזמן והתדירות של החלפת חיישן התזמון.
הערת העורך: עיין במאמר מהי מנוע ללא מברשות ללא חיישן כדי ללמוד כיצד טכנולוגיית מנוע BLDC מתקדמת משנה כלים חשמליים.
לשילוב של יתרונות אלה יש השפעה נוספת - תוחלת חיים ארוכה יותר. למרות שהאחריות עבור מנועים (וכלים) מוברשים וללא מברשות בתוך המותג היא בדרך כלל זהה, אתה יכול לצפות לחיים ארוכים יותר עבור הדגמים ללא מברשות. זה יכול להיות בדרך כלל מספר שנים מעבר לתקופת האחריות.
זוכרים שאמרתי שבקרים אלקטרוניים בעצם בונים מחשבים בכלים שלכם? מנועים ללא מברשות הם גם נקודת הפריצה לכלים חכמים להשפיע על התעשייה. ללא הסתמכות של מנועים חסרי מברשות על תקשורת אלקטרונית, הטכנולוגיה של מילווקי בלחצן אחד לא תעבוד.
על השעון, קני חוקר לעומק את המגבלות המעשיות של כלים שונים ומשווה בין ההבדלים. לאחר היציאה מהעבודה, האמונה והאהבה שלו למשפחתו הם בראש סדר העדיפויות שלו. בדרך כלל תהיו במטבח, תרכבו על אופניים (הוא טריאתלון) או תוציאו אנשים ליום דייג בטמפה ביי.
עדיין קיים מחסור בעובדים מיומנים בארצות הברית כולה. יש המכנים זאת "פער הכישורים". למרות שקבלת תואר אוניברסיטאי של 4 שנים עשוי להיראות "על הזעם", תוצאות הסקר האחרונות של הלשכה לסטטיסטיקה של העבודה מראות שתעשיות מיומנות כמו רתכים וחשמלאים מדורגות שוב [...]
כבר ב-2010 כתבנו על סוללות טובות יותר באמצעות ננוטכנולוגיה של גרפן. זהו שיתוף פעולה בין משרד האנרגיה ו- Vorbeck Materials. מדענים משתמשים בגרפן כדי לאפשר טעינת סוללות ליתיום-יון תוך דקות במקום שעות. עבר זמן מה. למרות שגרפן עדיין לא יושם, חזרנו עם כמה מסוללות הליתיום-יון האחרונות […]
תליית ציור כבד על קיר יבש אינה קשה במיוחד. עם זאת, אתה רוצה לוודא שאתה עושה את זה היטב. אחרת, תקנה מסגרת חדשה! רק הברגת הבורג לקיר לא חותכת אותו. אתה צריך לדעת איך לא לסמוך על [...]
זה לא נדיר לרצות להניח חוטי חשמל 120V מתחת לאדמה. אולי תרצה להפעיל את המחסן, הסדנה או המוסך שלך. שימוש נפוץ נוסף הוא הפעלת עמודי מנורה או מנועים לדלת חשמלית. בכל מקרה, עליך להבין כמה דרישות חיווט תת קרקעי כדי לעמוד [...]
תודה על ההסבר. זה משהו שאני תוהה כבר הרבה זמן, כשראיתי שרוב האנשים בעד ללא מברשות (לפחות משמש כטיעון לכלים חשמליים ומזל"טים יקרים יותר).
אני רוצה לדעת: האם הבקר חש גם את המהירות? האם זה לא צריך להיעשות כדי לסנכרן? האם יש לו אלמנטים של הול שמרגישים (מסובבים) מגנטים?
לא כל המנועים ללא מברשות טובים יותר מכל המנועים המוברשים. אני רוצה לראות איך משווים חיי הסוללה של Gen 5X לקודמו X4 בעומסים מתונים עד כבדים. בכל מקרה, מברשות כמעט אף פעם לא מהוות גורם מגביל חיים. מהירות המנוע המקורית של כלים אלחוטיים היא כ-20,000 עד 25,000. ודרך ערכת הגיר הפלנטרית המשומנת, ההפחתה היא בערך 12:1 בהילוך הגבוה וכ-48:1 בהילוך הנמוך. מנגנון ההדק ומסבי רוטור המנוע התומכים ברוטור של 25,000 סל"ד בזרם האוויר המאובק הם בדרך כלל נקודות תורפה
כשותף של אמזון, אנו עשויים לקבל הכנסות כאשר תלחץ על קישור של אמזון. תודה שעזרת לנו לעשות את מה שאנחנו אוהבים לעשות.
Pro Tool Reviews הוא פרסום מקוון מצליח שסיפק ביקורות כלים וחדשות מהתעשייה מאז 2008. בעולם של היום של חדשות אינטרנט ותוכן מקוון, אנו מגלים שיותר ויותר אנשי מקצוע חוקרים באינטרנט את רוב הכלים החשמליים העיקריים שהם קונים. זה עורר אצלנו עניין.
יש דבר אחד חשוב לשים לב לביקורות על כלי Pro: כולנו עוסקים במשתמשי כלי ואנשי עסקים מקצועיים!
אתר זה משתמש בקובצי Cookie כדי שנוכל לספק לך את חווית המשתמש הטובה ביותר. מידע על קובצי Cookie מאוחסן בדפדפן שלך ומבצע פונקציות מסוימות, כגון לזהות אותך כשאתה חוזר לאתר שלנו ולעזור לצוות שלנו להבין את החלקים באתר שאתה מוצא את המעניינים והשימושיים ביותר. אנא אל תהסס לקרוא את מדיניות הפרטיות המלאה שלנו.
קובצי Cookie נחוצים תמיד צריכים להיות מופעלים כדי שנוכל לשמור את ההעדפות שלך להגדרות קובצי Cookie.
אם תשבית את העוגייה הזו, לא נוכל לשמור את ההעדפות שלך. המשמעות היא שעליך להפעיל או לבטל שוב קובצי Cookie בכל פעם שאתה מבקר באתר זה.
Gleam.io-This מאפשר לנו לספק מתנות שאוספות מידע אנונימי של משתמשים, כגון מספר המבקרים באתר. אלא אם מידע אישי נמסר מרצון לצורך הזנה ידנית של מתנות, לא ייאסף מידע אישי.