Miért használnak általában kefés motorokat az elektromos szerszámok (például kézi fúrók, sarokcsiszolók stb.) kefe nélküli motorok helyett? Ha meg akarod érteni, ez tényleg nem egyértelmű egy-két mondatból.
Az egyenáramú motorokat kefés és kefe nélküli motorokra osztják. Az itt említett "kefe" szénkefékre vonatkozik. Hogy néz ki a szénkefe?
Miért kell az egyenáramú motorokhoz szénkefe? Mi a különbség a szénkefe és a szénkefe hiánya között? Menjünk tovább!
DC kefe motor elve
Amint az 1. ábrán látható, ez egy egyenáramú kefés motor szerkezeti modelldiagramja. Két fix heteroszexuális mágnes, egy tekercs van elhelyezve a közepén, és a tekercs két vége rendre két félkör alakú rézgyűrűvel van összekötve. A rézgyűrű két vége érintkezik a rögzített szénkefékkel, majd a szénkefék két vége egyenáramú tápegységre van csatlakoztatva.
A tápfeszültségre való csatlakoztatás után az áramerősséget az 1. ábra nyíl mutatja. A bal oldali szabály szerint a sárga tekercs függőlegesen felfelé irányuló elektromágneses erőnek van kitéve; a kék tekercs függőlegesen lefelé irányuló elektromágneses erőnek van kitéve. A motor forgórésze az óramutató járásával megegyező irányban forogni kezd, miután 90 fokkal elfordul, amint az a 2. ábrán látható:
Ekkor a szénkefe éppen a két rézgyűrű közötti résben van, és a teljes tekercshurokban nincs áram. A tehetetlenség hatására azonban a forgórész továbbra is forog.
Amikor a rotor a tehetetlenségi nyomaték hatására a fenti helyzetbe fordul, a tekercsáram a 3. ábrán látható. A bal oldali szabály szerint a kék tekercs függőlegesen felfelé irányuló elektromágneses erőnek van kitéve; a sárga tekercs függőlegesen lefelé irányuló elektromágneses erőnek van kitéve. A motor forgórésze tovább forog az óramutató járásával megegyező irányba, miután 90 fokkal elfordul, amint az a 4. ábrán látható:
Ekkor a szénkefe éppen a két rézgyűrű közötti résben van, és a teljes tekercshurokban nincs áram. A tehetetlenség hatására azonban a forgórész továbbra is forog. Ezután ismételje meg a fenti lépéseket, és a ciklus folytatódik.
DC kefe nélküli motor
Amint az 5. ábrán látható, ez egy DC kefe nélküli motor szerkezeti modell diagramja. Egy állórészből és egy forgórészből áll, amelyekben egy pár mágneses pólus van a forgórészen; az állórészre sok tekercskészlet van feltekerve, és az ábrán 6 tekercskészlet található.
Amikor áramot vezetünk a 2. és 5. állórész tekercsekre, a 2. és 5. tekercs mágneses teret generál, és az állórész egy rúdmágnesnek felel meg, ahol 2 az S (déli) pólus és 5 az N (északi) pólus. Mivel az azonos nemű mágneses pólusok vonzzák egymást, a forgórész N pólusa a 2. tekercs helyzetébe, a rotor S pólusa pedig az 5. tekercs helyzetébe fog forogni, ahogy az a 6. ábrán látható.
Ezután eltávolítjuk az állórész tekercset 2,5 áramot, majd átadjuk az áramot a 3,6 állórész tekercsnek. Ekkor a 3 és 6 tekercsek mágneses teret generálnak, és az állórész egy rúdmágnesnek felel meg, amelyben a 3 az S (déli) pólus, a 6 pedig az N (északi) pólus. Mivel az azonos nemű mágneses pólusok vonzzák egymást, a forgórész N pólusa a 3. tekercs helyzetébe, a rotor S pólusa pedig a 6. tekercs helyzetébe forog, a 7. ábrán látható módon.
Ugyanígy a 3. és 6. állórésztekercs áramát eltávolítják, majd a 4. és 1. állórész tekercseket árammal táplálják. Ekkor a 4 és 1 tekercsek mágneses teret generálnak, és az állórész egy rúdmágnesnek felel meg, ahol 4 az S (déli) pólus és 1 az N (északi) pólus. Mivel az ellentétes mágneses pólusok vonzzák egymást, a rotor N pólusa a 4. tekercs pozícióba, a rotor S pólusa pedig az 1. tekercs helyzetébe forog.
Eddig fél kört forgott a motor...a második félkör ugyanaz, mint az előző elv, ezért itt nem ismétlem meg. A kefe nélküli egyenáramú motort egyszerűen úgy érthetjük, mint egy répát horgászni a szamár előtt, hogy a szamár mindig a sárgarépa felé haladjon.
Tehát hogyan tudunk pontos áramot táplálni a különböző tekercsekre különböző időpontokban? Ehhez áramkommutációs áramkör kell... Nem részletezem itt.
Előnyök és hátrányok összehasonlítása
Egyenáramú kefés motor: gyors indítás, időszerű fékezés, egyenletes sebességszabályozás, egyszerű vezérlés, egyszerű szerkezet és olcsó ár. A lényeg olcsó! olcsó ár! olcsó ár! Sőt, nagy indítóárammal, kis fordulatszámon nagy nyomatékkal (forgóerővel) rendelkezik, és nagy terhelést is elbír.
A szénkefe és a kommutátor közötti súrlódás miatt azonban a kefés egyenáramú motor hajlamos szikrákra, hőre, zajra, a külső környezet elektromágneses interferenciájára, alacsony hatásfokkal és rövid élettartammal rendelkezik. Mivel a szénkefék fogyóeszközök, hajlamosak a meghibásodásra, és bizonyos idő elteltével ki kell cserélni.
Egyenáramú kefe nélküli motor: Mivel az egyenáramú kefe nélküli motor kiküszöböli a szénkefét, alacsony a zajszintje, nincs karbantartása, alacsony a meghibásodási aránya, hosszú az élettartama, a működési idő és a feszültség viszonylag stabil, és a rádióberendezések interferencia kicsi. De drága! Drága! Drága!
Az elektromos szerszámok nagyon gyakran használt eszközök a mindennapi életben. Sokféle márka létezik, és éles a verseny. Mindenki nagyon érzékeny az árra. Ezenkívül az elektromos szerszámoknak nagy terhelést kell viselniük, és nagy indítónyomatékkal kell rendelkezniük, mint például az elektromos kézi fúrók és az ütvefúrók. Ellenkező esetben fúráskor a motor könnyen nem tud működni, mert a fúrószár elakad.
Képzelje csak el, a szálcsiszolt egyenáramú motor olcsó, nagy indítónyomatékkal rendelkezik, és nagy terheket is elbír; bár a kefe nélküli motorok alacsony meghibásodási arányú és hosszú élettartamúak, drága, és indítónyomatéka jóval alacsonyabb, mint a kefés motoré. Ha választhatna, hogyan választana? Szerintem a válasz magától értetődő.
