Чому електроінструменти (наприклад, ручні дрилі, кутові шліфувальні машини тощо) зазвичай використовують щіткові двигуни замістьбезщіточні двигуни? Щоб зрозуміти, це дійсно не зрозуміло в одному-двох реченнях.

Двигуни постійного струму поділяються на щіткові та безщіточні. Термін «щітка», згаданий тут, стосується вугільних щіток.Як виглядає вугільна щітка?

Навіщо двигунам постійного струму потрібні вугільні щітки?Яка різниця між вугільними щітками та без?Погляньмо вниз!

Принцип щіткового двигуна постійного струму

Як показано на малюнку 1, це структурна модель щіткового двигуна постійного струму.Два фіксованих магніти протилежних, котушка розміщена посередині, обидва кінці котушки з’єднані з двома напівкруглими мідними кільцями, обидва кінці мідних кілець контактують із фіксованою вугільною щіткою, а потім під’єднується постійний струм до обох кінців вугільної щітки. живлення.

малюнок 1

Після підключення до джерела живлення струм показано стрілкою на малюнку 1.Згідно з правилом лівої руки, на жовту котушку діє вертикально спрямована вгору електромагнітна сила; блакитна котушка піддається вертикальній електромагнітній силі.Ротор двигуна починає обертатися за годинниковою стрілкою, а після повороту на 90 градусів, як показано на малюнку 2:

малюнок 2

У цей час вугільна щітка знаходиться якраз у зазорі між двома мідними кільцями, і вся петля котушки не має струму.Але під дією інерції ротор продовжує обертатися.

зображення 3

Коли ротор повертається у вищезазначене положення під дією інерції, струм котушки показано на малюнку 3. Згідно з правилом лівої руки, синя котушка піддається вертикальній електромагнітній силі вгору; на жовту котушку діє електромагнітна сила, спрямована вертикально вниз. Ротор двигуна продовжує обертатися за годинниковою стрілкою після повороту на 90 градусів, як показано на малюнку 4:

малюнок 4

У цей час вугільна щітка знаходиться якраз у зазорі між двома мідними кільцями, і в усьому контурі котушки немає струму.Але під дією інерції ротор продовжує обертатися.Потім повторіть описані вище дії, і цикл продовжиться.

Безщітковий двигун постійного струму

Як показано на малюнку 5, це схема структурної моделі aбезщітковий двигун постійного струму. Він складається зі статора і ротора, в якому ротор має пару магнітних полюсів; є багато комплектів котушок, намотаних на статор, і є 6 комплектів котушок на малюнку.

малюнок 5

Коли ми пропускаємо струм до котушок статора 2 і 5, котушки 2 і 5 генеруватимуть магнітне поле. Статор еквівалентний стрижневому магніту, де 2 — S (південний) полюс, а 5 — N (північний) полюс. Оскільки магнітні полюси однієї статі притягуються один до одного, N-полюс ротора повертатиметься до положення котушки 2, а S-полюс ротора обертатиметься до положення котушки 5, як показано на малюнку 6.

Зображення 6

Потім ми знімаємо струм котушок статора 2 і 5, а потім пропускаємо струм до котушок статора 3 і 6. У цей час котушки 3 і 6 створюватимуть магнітне поле, а статор еквівалентний стрижневому магніту , де 3 – S (південний) полюс, а 6 – N (північний) полюс. Оскільки магнітні полюси однієї статі притягуються один до одного, N-полюс ротора повертатиметься до положення котушки 3, а S-полюс ротора обертатиметься до положення котушки 6, як показано на малюнку 7.

Малюнок 7

Таким же чином струм котушок статора 3 і 6 знімається, і струм передається на котушки статора 4 і 1. У цей час котушки 4 і 1 створюватимуть магнітне поле, а статор еквівалентний до стрижневого магніту, де 4 — S (південний) полюс, а 1 — N (північний) полюс. Оскільки магнітні полюси однієї статі притягуються один до одного, N-полюс ротора повертатиметься до положення котушки 4, а S-полюс ротора обертатиметься до положення котушки 1.

Поки що двигун пройшов півкола... Друге півколо таке ж, як і попередній принцип, тому я не буду повторювати його тут.Ми можемо просто розуміти безщітковий двигун постійного струму як рибалку на моркву перед віслюком, так що віслюк завжди рухатиметься до моркви.

Отже, як ми можемо пропускати точний струм до різних котушок у різний час? Для цього потрібна схема комутації струму… тут не описано.

Порівняння переваг і недоліків

Щітковий двигун постійного струму: швидкий старт, своєчасне гальмування, стабільне регулювання швидкості, просте управління, проста структура та низька ціна.Справа в тому, що це дешево!дешева ціна!дешева ціна!Крім того, він має великий пусковий струм, великий крутний момент (сила обертання) на низькій швидкості та може нести велике навантаження.

Однак через тертя між вугільною щіткою та сегментом комутатора щітковий двигун постійного струму схильний до іскор, тепла, шуму, електромагнітних перешкод зовнішньому середовищу, низької ефективності та короткого терміну служби.Оскільки вугільні щітки є витратним матеріалом, вони схильні до поломок і потребують заміни через деякий час.

Безщітковий двигун постійного струму: тому щобезщітковий двигун постійного струмуусуває потребу у вугільних щітках, має низький рівень шуму, потребує обслуговування, низьку частоту відмов, тривалий термін служби, стабільний час роботи та напругу, а також менше перешкод для радіообладнання. Але це дорого! дорого! дорого!

Функції електроінструменту

Електроінструменти дуже часто використовуються в житті. Тут багато брендів і жорстка конкуренція. Кожен дуже чутливий до ціни.А електроінструменти, як-от ручні дрилі та ударні дрилі, повинні нести велике навантаження та мати великий пусковий момент.Інакше під час свердління двигун може легко не працювати, оскільки свердло заклинило.

Тільки уявіть, щітковий двигун постійного струму має низьку ціну, великий пусковий момент і може переносити великі навантаження; незважаючи на те, що безщітковий двигун має низьку частоту відмов і тривалий термін служби, він дорогий, а пусковий момент значно поступається крутному моменту щіткового двигуна.Якби вам дали вибір, як би ви вибрали, я думаю, що відповідь напрошується сама собою.

---

Час публікації: 07 жовтня 2022 р