Depuis plusieurs années, nous voyons des moteurs sans pinceau commencer à dominer le lecteur d'outils sans fil dans l'industrie des outils professionnels. C'est génial, mais quel est le problème? Est-ce vraiment important tant que je peux conduire cette vis à bois? euh, oui. Il existe des différences et des effets significatifs lorsqu'ils traitent des moteurs brossés et des moteurs sans balais.
Avant de nous plonger dans la brosse de deux pieds et les moteurs sans balais, comprenons d'abord la connaissance de base du principe de travail réel des moteurs CC. En ce qui concerne les moteurs de conduite, tout est lié aux aimants. Les aimants à charge opposée s'attirent. L'idée de base d'un moteur à courant continu est de garder la charge électrique opposée de la partie rotative (rotor) attirée par l'aimant immobilier (stator) devant lui, tirant ainsi en avant en continu. C'est un peu comme mettre un beignet de beurre de Boston sur un bâton devant moi quand je cours, je continuerai à essayer de l'attraper!
La question est de savoir comment faire bouger les beignets. Il n'y a pas de moyen facile de le faire. Il commence par un ensemble d'aimants permanents (aimants permanents). Un ensemble d'électromaignes modifie la charge (inversion de polarité) lorsqu'ils tournent, il y a donc toujours un aimant permanent avec la charge opposée qui peut se déplacer. De plus, la charge similaire subie par la bobine électromagnétique à mesure qu'elle change va repousser la bobine. Lorsque nous regardons les moteurs brossés et les moteurs sans balais, la façon dont l'électro-aimant change la polarité est la clé.
Dans un moteur brossé, il y a quatre composants de base: les aimants permanents, les armatures, les anneaux et les pinceaux commutateurs. L'aimant permanent constitue l'extérieur du mécanisme et ne bouge pas (stator). L'un est chargé positivement et l'autre est chargé négativement, créant un champ magnétique permanent.
L'armature est une bobine ou une série de bobines qui deviennent un électro-aimant lorsqu'elles sont sous tension. Il s'agit également de la partie rotative (rotor), généralement en cuivre, mais l'aluminium peut également être utilisé.
L'anneau de commutateur est fixé à la bobine d'armature en deux composants (configuration 2 pôles), quatre (configuration à 4 pôles) ou plus. Ils tournent avec l'armature. Enfin, les brosses en carbone restent en place et transfèrent la charge à chaque commutateur.
Une fois l'armature sous tension, la bobine chargée sera tirée vers l'aimant permanent chargé par oppos. Lorsque l'anneau de commutateur au-dessus tourne également, il se déplace de la connexion d'une brosse en carbone à la suivante. Lorsqu'il atteindra la prochaine brosse, il recevra un renversement de polarité et est maintenant attiré par un autre aimant permanent tout en étant repoussé par le même type de charge électrique. Tangiblement, lorsque le commutateur atteint la brosse négative, il est maintenant attiré par l'aimant permanent positif. Le commutateur arrive à temps pour former une connexion avec la brosse d'électrode positive et suivre l'aimant permanent négatif. Les pinceaux sont en paires, donc la bobine positive tirera vers l'aimant négatif, et la bobine négative tirera vers l'aimant positif en même temps.
C'est comme si je suis une bobine d'armature pour poursuivre un beignet au beurre de Boston. Je me suis rapproché, mais j'ai changé d'avis et j'ai poursuivi un smoothie plus sain (ma polarité ou mon désir a changé). Après tout, les beignets sont riches en calories et en graisse. Maintenant, je poursuis des smoothies tout en étant éloigné de la crème de Boston. Quand je suis arrivé, j'ai réalisé que les beignets étaient bien meilleurs que les smoothies. Tant que je tire sur la gâchette, chaque fois que j'arrive au pinceau suivant, je changerai d'avis et en même temps poursuivre les objets que j'aime dans un cercle effréné. Il s'agit de l'application ultime de TDAH. De plus, nous y sommes deux, donc les beignets et les smoothies au beurre de Boston sont toujours poursuivis avec enthousiasme par l'un de nous, mais indécis.
Dans un moteur sans balais, vous perdez le commutateur et les pinceaux et gagnez un contrôleur électronique. L'aimant permanent agit désormais comme un rotor et tourne à l'intérieur, tandis que le stator est désormais composé d'une bobine électromagnétique fixe externe. Le contrôleur fournit l'énergie à chaque bobine en fonction de la charge requise pour attirer l'aimant permanent.
En plus de déplacer des charges électroniquement, le contrôleur peut également fournir des charges similaires pour contrer les aimants permanents. Étant donné que les charges du même type sont opposées les unes aux autres, cela pousse l'aimant permanent. Maintenant, le rotor se déplace en raison des forces de traction et de poussée.
Dans ce cas, les aimants permanents se déplacent, alors maintenant ils sont mon partenaire de course et moi. Nous ne changeons plus l'idée de ce que nous voulons. Au lieu de cela, nous savions que je voulais des beignets au beurre de Boston et que mon partenaire voulait des smoothies.
Les contrôleurs électroniques permettent à nos plaisirs respectifs du petit-déjeuner de se déplacer devant nous, et nous avons poursuivi les mêmes choses tout le temps. Le contrôleur met également des choses que nous ne voulons pas pour fournir des poussées.
Les moteurs CC brossés sont relativement simples et bon marché pour fabriquer des pièces (bien que le cuivre ne soit pas devenu moins cher). Étant donné qu'un moteur sans balais nécessite un communicateur électronique, vous commencez réellement à construire un ordinateur dans un outil sans fil. C'est la raison de faire monter le coût des moteurs sans balais.
Pour des raisons de conception, les moteurs sans balais ont de nombreux avantages par rapport aux moteurs brossés. La plupart d'entre eux sont liés à la perte de pinceaux et de commutateurs. Étant donné que la brosse doit être en contact avec le commutateur pour transférer la charge, elle provoque également des frictions. La friction réduit la vitesse réalisable et génère en même temps de la chaleur. C'est comme faire du vélo avec des freins légers. Si vos jambes utilisent la même force, votre vitesse ralentira. Inversement, si vous voulez maintenir la vitesse, vous devez obtenir plus d'énergie de vos jambes. Vous chaufferez également les jantes en raison de la chaleur par friction. Cela signifie que, par rapport aux moteurs brossés, les moteurs sans balais fonctionnent à une température plus basse. Cela leur donne une efficacité plus élevée, ils convertissent donc plus d'énergie électrique en énergie électrique.
Les brosses en carbone s'usent également avec le temps. C'est ce qui provoque des étincelles à l'intérieur de certains outils. Afin de faire fonctionner l'outil, le pinceau doit être remplacé de temps en temps. Les moteurs sans balais ne nécessitent pas ce type d'entretien.
Bien que les moteurs sans balais nécessitent des contrôleurs électroniques, la combinaison du rotor / stator est plus compacte. Cela conduit à des opportunités de poids plus léger et de taille plus compacte. C'est pourquoi nous voyons de nombreux outils comme le pilote d'impact Makita XDT16 avec une conception ultra-compacte et une puissance puissante.
Il semble y avoir un malentendu sur les moteurs sans balais et le couple. La conception du moteur brossé ou sans balais elle-même n'indique pas vraiment l'ampleur du couple. Par exemple, le couple réel du premier perceur de marteau de carburant Milwaukee M18 était plus petit que le modèle brossé précédent.
Cependant, au final, le fabricant a réalisé des choses très critiques. L'électronique utilisée dans les moteurs sans balais peut fournir plus de puissance à ces moteurs en cas de besoin.
Étant donné que les moteurs sans balais utilisent désormais un contrôle électronique avancé, ils peuvent sentir quand ils commencent à décélérer sous charge. Tant que la batterie et le moteur sont dans la plage de spécifications de température, l'électronique du moteur sans balais peut demander et recevoir plus de courant de la batterie. Cela permet aux outils tels que des forets et des scies sans balais pour maintenir des vitesses plus élevées sous charge. Cela les rend plus rapides. C'est généralement beaucoup plus rapide. Certains exemples de cela incluent Milwaukee Redlink Plus, Makita LXT Advantage et Dewalt Performes and Protect.
Ces technologies intègrent de manière transparente les moteurs, les batteries et l'électronique de l'outil dans un système cohérent pour obtenir des performances et un runtime optimaux.
Commutation - Changez la polarité de la charge - démarrez le moteur sans balais et continuez à tourner. Ensuite, vous devez contrôler la vitesse et le couple. La vitesse peut être contrôlée en modifiant la tension du stator du moteur BLDC. La modulation de la tension à une fréquence plus élevée vous permet de contrôler la vitesse du moteur dans une plus grande degré.
Afin de contrôler le couple, lorsque la charge de couple du moteur dépasse un certain niveau, vous pouvez réduire la tension du stator. Bien sûr, cela introduit les exigences clés: surveillance du moteur et capteurs.
Les capteurs à effet hall offrent un moyen peu coûteux de détecter la position du rotor. Ils peuvent également détecter la vitesse par le temps et la fréquence de la commutation du capteur de synchronisation.
Note de l'éditeur: consultez notre article de moteur sans balais sans capteur pour savoir comment la technologie avancée du moteur BLDC modifie les outils électriques.
La combinaison de ces avantages a un autre effet - une durée de vie plus longue. Bien que la garantie pour les moteurs (et les outils) brossés et sans balais dans la marque soit généralement le même, vous pouvez vous attendre à une durée de vie plus longue pour les modèles sans balais. Cela peut généralement être de plusieurs années au-delà de la période de garantie.
Rappelez-vous quand j'ai dit que les contrôleurs électroniques construisent essentiellement des ordinateurs dans vos outils? Les moteurs sans balais sont également le point de percée pour les outils intelligents pour avoir un impact sur l'industrie. Sans la dépendance des moteurs sans balais sur la communication électronique, la technologie à un bouton de Milwaukee ne fonctionnerait pas.
Sur l'horloge, Kenny explore profondément les limites pratiques de divers outils et compare les différences. Après avoir quitté le travail, sa foi et son amour pour sa famille sont sa priorité absolue. Vous serez généralement dans la cuisine, conduisez un vélo (c'est un triathlon) ou emmenez des gens pour une journée à la pêche à Tampa Bay.
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Merci pour l'explication. C'est quelque chose que je me demande depuis longtemps, car la plupart des gens sont en faveur de Brossless (au moins utilisé comme argument pour des outils électriques et des drones plus chers).
Je veux savoir: le contrôleur ressent également la vitesse? Ne doit-il pas être fait pour se synchroniser? A-t-il des éléments de hall qui ont des aimants (rotation) (rotation)?
Tous les moteurs sans balais ne sont pas meilleurs que tous les moteurs brossés. Je veux voir comment la durée de vie de la batterie de la génération 5X se compare à son prédécesseur X4 sous des charges modérées à lourdes. Dans tous les cas, les pinceaux ne sont presque jamais un facteur limité. La vitesse du moteur d'origine des outils sans fil est d'environ 20 000 à 25 000. Et à travers l'ensemble d'équipement planétaire lubrifié, la réduction est d'environ 12: 1 à la vitesse supérieure et environ 48: 1 à faible vitesse. Le mécanisme de déclenchement et les roulements de rotor moteur qui soutiennent le rotor de 25 000 tr / min dans le flux d'air poussiéreux sont généralement des points faibles
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Heure du poste: août-31-2021