Waarom gebruiken elektrisch gereedschap (zoals handboormachines, haakse slijpmachines, enz.) over het algemeen borstelmotoren in plaats van borstelloze motoren? Als je het wilt begrijpen, dit is echt niet duidelijk in een of twee zinnen.
DC-motoren zijn onderverdeeld in borstelmotoren en borstelloze motoren. De hier genoemde "borstel" verwijst naar koolborstels. Hoe ziet de koolborstel eruit?
Waarom hebben gelijkstroommotoren koolborstels nodig? Wat is het verschil tussen het hebben van koolborstels en het niet hebben van koolborstels? Laten we verder gaan!
DC borstelmotor principe
Zoals weergegeven in figuur 1, is dit een structureel modeldiagram van een DC-borstelmotor. Twee vaste heteroseksuele magneten, een spoel is in het midden geplaatst en de twee uiteinden van de spoel zijn respectievelijk verbonden met twee halfronde koperen ringen. De twee uiteinden van de koperen ring staan in contact met de vaste koolborstels en vervolgens worden de twee uiteinden van de koolborstels respectievelijk aangesloten op de gelijkstroomvoeding.
Na aansluiting op de voeding wordt de stroom weergegeven door de pijl in figuur 1. Volgens de linkerhandregel wordt de gele spoel onderworpen aan een verticaal opwaartse elektromagnetische kracht; de blauwe spoel wordt onderworpen aan een verticaal neerwaartse elektromagnetische kracht. De motorrotor begint met de klok mee te draaien, na 90 graden te hebben gedraaid, zoals weergegeven in figuur 2:
Op dit moment bevindt de koolborstel zich net in de opening tussen de twee koperen ringen en heeft de hele spoellus geen stroom. Onder invloed van traagheid blijft de rotor echter nog steeds draaien.
Wanneer de rotor onder invloed van traagheid naar de bovenstaande positie draait, wordt de spoelstroom weergegeven in figuur 3. Volgens de linkerhandregel wordt de blauwe spoel onderworpen aan een verticaal opwaartse elektromagnetische kracht; de gele spoel wordt onderworpen aan een verticaal neerwaartse elektromagnetische kracht. De motorrotor blijft met de klok mee draaien, na 90 graden te hebben gedraaid, zoals weergegeven in afbeelding 4:
Op dit moment bevindt de koolborstel zich net in de opening tussen de twee koperen ringen en heeft de hele spoellus geen stroom. Onder invloed van traagheid blijft de rotor echter nog steeds draaien. Herhaal vervolgens de bovenstaande stappen en de cyclus gaat verder.
DC borstelloze motor
Zoals weergegeven in figuur 5, is dit een structureel modeldiagram van een borstelloze gelijkstroommotor. Het is samengesteld uit een stator en een rotor, waarin zich een paar magnetische polen op de rotor bevindt; er zijn veel sets spoelen op de stator gewikkeld en er zijn 6 sets spoelen in de figuur.
Wanneer we stroom doorgeven aan de statorspoelen 2 en 5, genereren de spoelen 2 en 5 een magnetisch veld, en de stator is gelijk aan een staafmagneet, waarbij 2 de S (zuid) pool is en 5 de N (noord) pool. Omdat de magnetische polen van hetzelfde geslacht elkaar aantrekken, zal de N-pool van de rotor roteren naar de positie van spoel 2 en de S-pool van de rotor roteren naar de positie van spoel 5, zoals weergegeven in figuur 6.
Vervolgens verwijderen we de stroom van de statorspoel 2,5 en geven we de stroom door aan de statorspoel 3,6. Op dit moment genereren de spoelen 3 en 6 een magnetisch veld en is de stator gelijk aan een staafmagneet, waarbij 3 de S-pool (zuid) en 6 de N-pool (noord) is. Omdat de magnetische polen van hetzelfde geslacht elkaar aantrekken, zal de N-pool van de rotor roteren naar de positie van spoel 3 en de S-pool van de rotor roteren naar de positie van spoel 6, zoals weergegeven in figuur 7.
Op dezelfde manier wordt de stroom van de statorspoelen 3 en 6 verwijderd en vervolgens worden de statorspoelen 4 en 1 gevoed met stroom. Op dit moment genereren de spoelen 4 en 1 een magnetisch veld en is de stator gelijk aan een staafmagneet, waarbij 4 de S-pool (zuid) en 1 de N-pool (noord) is. Omdat tegengestelde magnetische polen elkaar aantrekken, zal de N-pool van de rotor naar de spoel 4-positie draaien en zal de rotor S-pool naar de spoel 1-positie draaien.
Tot nu toe heeft de motor een halve cirkel gedraaid... de tweede halve cirkel is hetzelfde als het vorige principe, dus ik zal het hier niet herhalen. We kunnen de borstelloze gelijkstroommotor eenvoudig opvatten als het vissen van een wortel voor een ezel, zodat de ezel altijd naar de wortel toe beweegt.
Dus hoe kunnen we op verschillende tijdstippen nauwkeurige stromen naar verschillende spoelen voeren? Dit vereist een stroomcommutatiecircuit... Ik zal hier niet in details treden.
Vergelijking van voor- en nadelen
DC-borstelmotor: snelle start, tijdig remmen, soepele snelheidsregeling, eenvoudige bediening, eenvoudige structuur en goedkope prijs. Het punt is goedkoop! lage prijs! lage prijs! Bovendien heeft het een grote startstroom, een groot koppel (rotatiekracht) bij lage snelheden en kan het een zware last dragen.
Vanwege de wrijving tussen de koolborstel en de commutator is de DC-motor met borstel echter gevoelig voor vonken, hitte, lawaai, elektromagnetische interferentie met de externe omgeving, en heeft hij een laag rendement en een korte levensduur. Omdat koolborstels verbruiksartikelen zijn, zijn ze gevoelig voor defecten en moeten ze na verloop van tijd worden vervangen.
DC-borstelloze motor: aangezien de DC-borstelloze motor de koolborstel elimineert, heeft deze een laag geluidsniveau, geen onderhoud, een laag uitvalpercentage, een lange levensduur en zijn de looptijd en spanning relatief stabiel en is de interferentie met radioapparatuur klein. Maar het is duur! Duur! Duur!
Elektrisch gereedschap is veelgebruikt gereedschap in het dagelijks leven. Er zijn veel soorten merken en er is hevige concurrentie. Iedereen is erg prijsgevoelig. Bovendien moet elektrisch gereedschap een zware last kunnen dragen en een groot aanloopkoppel hebben, zoals elektrische handboormachines en klopboormachines. Anders kan de motor tijdens het boren gemakkelijk niet draaien omdat de boor vastzit.
Stel je voor, een gelijkstroommotor met borstels is goedkoop, heeft een groot startkoppel en kan zware lasten dragen; hoewel een borstelloze motor een laag uitvalpercentage en een lange levensduur heeft, is hij duur en is het startkoppel veel lager dan dat van een motor met borstels. Als je kon kiezen, hoe zou je dan kiezen? Ik denk dat het antwoord voor de hand ligt.
