Depuis plusieurs années, nous constatons que les moteurs sans balais commencent à dominer les entraînements d'outils sans fil dans l'industrie de l'outillage professionnel.C'est génial, mais quel est le problème ?Est-ce vraiment important tant que je peux enfoncer cette vis à bois ?euh, oui.Il existe des différences et des effets significatifs entre les moteurs à balais et les moteurs sans balais.
Avant de nous plonger dans les moteurs à balais et sans balais à deux pieds, comprenons d'abord les connaissances de base du principe de fonctionnement réel des moteurs à courant continu.Lorsqu'il s'agit d'entraîner des moteurs, tout est lié aux aimants.Les aimants chargés de manière opposée s’attirent.L'idée de base d'un moteur à courant continu est de maintenir la charge électrique opposée de la partie tournante (rotor) attirée vers l'aimant immobile (stator) devant elle, tirant ainsi continuellement vers l'avant.C'est un peu comme si je mettais un Boston Butter Donut sur un bâton devant moi quand je cours : je continuerai d'essayer de l'attraper !
La question est de savoir comment faire bouger les beignets.Il n’existe pas de moyen simple de le faire.Cela commence par un ensemble d'aimants permanents (aimants permanents).Un ensemble d'électro-aimants change de charge (en inversant la polarité) à mesure qu'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 lors de son changement repoussera la bobine.Lorsque nous examinons les moteurs à balais et les moteurs sans balais, la façon dont l'électro-aimant change de polarité est la clé.
Dans un moteur à balais, il y a quatre composants de base : des aimants permanents, des induits, des anneaux de commutation et des balais.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 ainsi un champ magnétique permanent.
L'armature est une bobine ou une série de bobines qui deviennent un électro-aimant lorsqu'elles sont alimentées.Il s'agit également de la partie tournante (rotor), généralement en cuivre, mais l'aluminium peut également être utilisé.
L'anneau du collecteur est fixé à la bobine d'induit en deux (configuration à 2 pôles), quatre (configuration à 4 pôles) ou plus.Ils tournent avec l'armature.Enfin, les balais de charbon restent en place et transfèrent la charge à chaque collecteur.
Une fois l’armature sous tension, la bobine chargée sera tirée vers l’aimant permanent chargé de manière opposée.Lorsque l'anneau du collecteur au-dessus tourne également, il passe de la connexion d'un balai de charbon à l'autre.Lorsqu'il atteint le balai suivant, il subit une inversion de polarité et est désormais attiré par un autre aimant permanent tout en étant repoussé par le même type de charge électrique.Concrètement, lorsque le collecteur atteint le balai négatif, il est désormais attiré par l'aimant permanent positif.Le collecteur arrive à temps pour établir une connexion avec la brosse de l'électrode positive et suivre jusqu'à l'aimant permanent négatif.Les balais sont par 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 j'étais une bobine d'armature poursuivant un Boston Butter Donut.Je me suis rapproché, mais j'ai ensuite changé d'avis et j'ai recherché un smoothie plus sain (ma polarité ou mon désir a changé).Après tout, les beignets sont riches en calories et en graisses.Maintenant, je cours après les smoothies tout en étant éloigné de la crème Boston.Quand je suis arrivé sur place, j'ai réalisé que les beignets sont bien meilleurs que les smoothies.Tant que j'appuie sur la gâchette, chaque fois que j'arrive au pinceau suivant, je change d'avis et en même temps je poursuis les objets que j'aime dans un cercle frénétique.C'est l'application ultime pour le TDAH.De plus, nous sommes deux là-bas, donc les Boston Butter Donuts et Smoothies sont toujours poursuivis avec enthousiasme par l'un de nous, mais indécis.
Dans un moteur sans balais, vous perdez le collecteur et les balais 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 alimente chaque bobine en fonction de la charge requise pour attirer l'aimant permanent.
En plus de déplacer les charges électroniquement, le contrôleur peut également fournir des charges similaires pour contrer les aimants permanents.Comme les charges de même nature 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 bougent, donc maintenant ils sont mon partenaire de course et moi.On ne change plus l'idée de ce que l'on veut.Au lieu de cela, nous savions que je voulais des Boston Butter Donuts et que mon partenaire voulait des smoothies.
Les contrôleurs électroniques permettent à nos plaisirs respectifs du petit-déjeuner de se dérouler devant nous, et nous poursuivons toujours les mêmes choses.Le contrôleur place également les éléments que nous ne voulons pas derrière pour fournir une poussée.
Les moteurs à courant continu à balais sont des pièces relativement simples et peu coûteuses à fabriquer (bien que le cuivre ne soit pas devenu moins cher).Puisqu’un moteur sans balais nécessite un communicateur électronique, vous commencez en fait à construire un ordinateur dans un outil sans fil.C’est la raison pour laquelle le coût des moteurs sans balais augmente.
Pour des raisons de conception, les moteurs sans balais présentent de nombreux avantages par rapport aux moteurs à balais.La plupart d’entre eux sont liés à la perte des balais et des collecteurs.Puisque le balai doit être en contact avec le collecteur pour transférer la charge, il provoque également une friction.La friction réduit la vitesse atteignable 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.À l’inverse, si vous souhaitez maintenir votre vitesse, vous devez puiser plus d’énergie dans vos jambes.Vous chaufferez également les jantes à cause de la chaleur de friction.Cela signifie que, comparés aux moteurs à balais, les moteurs sans balais fonctionnent à une température plus basse.Cela leur donne une plus grande efficacité, de sorte qu’ils convertissent plus d’énergie électrique en énergie électrique.
Les balais de charbon s'usent également avec le temps.C'est ce qui provoque des étincelles à l'intérieur de certains outils.Afin de maintenir l'outil en marche, la brosse doit être remplacée 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 rotor/stator est plus compacte.Cela ouvre la voie à des possibilités de poids plus léger et de taille plus compacte.C'est pourquoi nous voyons de nombreux outils comme le tournevis à percussion Makita XDT16 avec un design ultra-compact et une puissance puissante.
Il semble y avoir un malentendu sur les moteurs sans balais et le couple.La conception du moteur avec ou sans balais elle-même n'indique pas vraiment l'ampleur du couple.Par exemple, le couple réel du premier marteau perforateur à carburant Milwaukee M18 était inférieur à celui du modèle à balais précédent.
Cependant, le fabricant s’est finalement rendu compte de certaines 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 détecter quand ils commencent à décélérer sous charge.Tant que la batterie et le moteur se situent dans la plage de température spécifiée, l'électronique du moteur sans balais peut demander et recevoir plus de courant de la batterie.Cela permet à des outils tels que des perceuses et des scies sans balais de maintenir des vitesses plus élevées sous charge.Cela les rend plus rapides.C'est généralement beaucoup plus rapide.Quelques exemples de ceci incluent Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage et DeWalt Perform 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 une durée de fonctionnement optimales.
Commutation : changez la polarité de la charge - démarrez le moteur sans balais et maintenez-le en rotation.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 mieux contrôler la vitesse du moteur.
Afin de contrôler le couple, lorsque la charge de couple du moteur dépasse un certain niveau, vous pouvez réduire la tension du stator.Bien entendu, cela introduit des exigences clés : la surveillance du moteur et les capteurs.
Les capteurs à effet Hall constituent un moyen peu coûteux de détecter la position du rotor.Ils peuvent également détecter la vitesse en fonction du temps et de la fréquence de commutation du capteur de synchronisation.
Note de l'éditeur : consultez notre article Qu'est-ce qu'un moteur sans balais sans capteur pour découvrir comment la technologie avancée des moteurs 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 outils) avec et sans balais au sein de la marque soit généralement la même, vous pouvez vous attendre à une durée de vie plus longue pour les modèles sans balais.Cela peut généralement durer plusieurs années au-delà de la période de garantie.
Vous vous souvenez quand j'ai dit que les contrôleurs électroniques construisaient essentiellement des ordinateurs dans vos outils ?Les moteurs sans balais constituent également un point de rupture pour les outils intelligents ayant un impact sur l’industrie.Sans le recours aux moteurs sans balais sur la communication électronique, la technologie à un bouton de Milwaukee ne fonctionnerait pas.
Au fil du temps, Kenny explore en profondeur 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, ferez du vélo (il fait du triathlon) ou emmènerez des gens passer une journée à pêcher à Tampa Bay.
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Merci pour l'explication.C'est une question que je me pose depuis longtemps, sachant que la plupart des gens sont favorables au sans balais (au moins utilisé comme argument pour des outils électriques et des drones plus chers).
Je veux savoir : le contrôleur détecte-t-il également la vitesse ?N'est-il pas nécessaire de le faire pour synchroniser ?Est-ce qu'il a des éléments Hall qui détectent (font tourner) les aimants ?
Tous les moteurs sans balais ne sont pas meilleurs que tous les moteurs à balais.Je veux voir comment la durée de vie de la batterie du Gen 5X se compare à celle de son prédécesseur X4 sous des charges modérées à lourdes.Dans tous les cas, les pinceaux ne constituent presque jamais un facteur limitant la vie.La vitesse initiale du moteur des outils sans fil est d’environ 20 000 à 25 000.Et grâce au train planétaire lubrifié, la réduction est d'environ 12:1 en vitesse haute et d'environ 48:1 en vitesse basse.Le mécanisme de déclenchement et les roulements du rotor du moteur qui soutiennent le rotor à 25 000 tr/min dans le flux d'air poussiéreux sont généralement des points faibles.
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Heure de publication : 31 août 2021