Elektrikli aletler (el matkapları, taşlama makineleri vb.) neden genellikle fırçasız motorlar yerine fırçalı motorlar kullanır? Anlamak istiyorsanız, bu bir veya iki cümleyle gerçekten net değil.
DC motorlar fırçalı motorlar ve fırçasız motorlar olarak ikiye ayrılır. Burada bahsedilen "fırça", karbon fırçaları ifade eder. Karbon fırçası neye benziyor?
DC motorlar neden karbon fırçalara ihtiyaç duyar? Kömür fırçalara sahip olmak ile karbon fırçalara sahip olmamak arasındaki fark nedir? Hadi devam edelim!
DC fırça motor prensibi
Şekil 1'de gösterildiği gibi, bu bir DC fırçalı motorun yapısal bir model diyagramıdır. İki sabit heteroseksüel mıknatıs, ortasına bir bobin yerleştirilir ve bobinin iki ucu sırasıyla iki yarım daire şeklindeki bakır halkaya bağlanır. Bakır halkanın iki ucu sabit karbon fırçalarla temas halindedir ve ardından karbon fırçaların iki ucu sırasıyla DC güç kaynağına bağlanır.
Güç kaynağına bağlandıktan sonra akım, Şekil 1'de okla gösterilmiştir. Sol el kuralına göre, sarı bobin dikey olarak yukarı doğru bir elektromanyetik kuvvete maruz kalır; mavi bobin dikey olarak aşağı doğru bir elektromanyetik kuvvete maruz kalır. Motor rotoru, Şekil 2'de gösterildiği gibi 90 derece döndükten sonra saat yönünde dönmeye başlar:
Bu sırada, karbon fırça tam olarak iki bakır halka arasındaki boşluktadır ve bobin döngüsünün tamamında akım yoktur. Bununla birlikte, atalet etkisi altında, rotor dönmeye devam eder.
Atalet etkisi altında rotor yukarıdaki konuma döndüğünde, bobin akımı Şekil 3'te gösterilmiştir. Sol el kuralına göre, mavi bobin dikey olarak yukarı doğru bir elektromanyetik kuvvete maruz kalır; sarı bobin dikey olarak aşağı doğru bir elektromanyetik kuvvete maruz kalır. Motor rotoru, Şekil 4'te gösterildiği gibi 90 derece döndükten sonra saat yönünde dönmeye devam eder:
Bu sırada, karbon fırça tam olarak iki bakır halka arasındaki boşluktadır ve bobin döngüsünün tamamında akım yoktur. Bununla birlikte, atalet etkisi altında, rotor dönmeye devam eder. Ardından yukarıdaki adımları tekrarlayın ve döngü devam eder.
DC fırçasız motor
Şekil 5'te gösterildiği gibi, bu bir DC fırçasız motorun yapısal bir model diyagramıdır. Rotor üzerinde bir çift manyetik kutbun bulunduğu bir stator ve bir rotordan oluşur; stator üzerine sarılmış çok sayıda bobin takımı vardır ve şekilde 6 takım bobin vardır.
2 ve 5 numaralı stator bobinlerine akım ilettiğimizde, 2 ve 5 numaralı bobinler bir manyetik alan oluşturacaktır ve stator, 2'nin S (güney) kutbu ve 5'in N (kuzey) olduğu bir çubuk mıknatısa eşdeğerdir. kutup. Aynı cinsten manyetik kutuplar birbirini çektiğinden, Şekil 6'da gösterildiği gibi, rotorun N kutbu 2. bobin konumuna ve rotorun S kutbu 5. bobin konumuna dönecektir.
Ardından stator bobini 2,5 akımını kaldırıyoruz ve ardından akımı stator bobini 3,6'ya iletiyoruz. Bu sırada, 3 ve 6 numaralı bobinler bir manyetik alan üretecek ve stator, 3'ün S (güney) kutbu ve 6'nın N (kuzey) kutbu olduğu bir çubuk mıknatısa eşdeğerdir. Aynı cinsiyetteki manyetik kutuplar birbirini çektiği için, Şekil 7'de gösterildiği gibi, rotorun N kutbu 3. bobin konumuna ve rotorun S kutbu 6. bobin konumuna dönecektir.
Aynı şekilde stator bobinleri 3 ve 6'nın akımı kaldırılır ve ardından stator bobinleri 4 ve 1 akımla beslenir. Bu sırada, 4 ve 1 numaralı bobinler bir manyetik alan üretecek ve stator, 4'ün S (güney) kutbu ve 1'in N (kuzey) kutbu olduğu bir çubuk mıknatısa eşdeğerdir. Zıt manyetik kutuplar birbirini çektiğinden, rotor N kutbu bobin 4 konumuna ve rotor S kutbu bobin 1 konumuna dönecektir.
Şimdiye kadar, motor yarım daire döndü...ikinci yarım daire önceki prensiple aynıdır, o yüzden burada tekrar etmeyeceğim. Fırçasız DC motoru basitçe eşeğin önünde havuç avlamak, eşeğin daima havuca doğru hareket etmesi olarak anlayabiliriz.
Peki farklı zamanlarda farklı bobinlere doğru akımları nasıl besleyebiliriz? Bu bir akım komütasyon devresi gerektirir... Burada ayrıntılara girmeyeceğim.
Avantaj ve dezavantajların karşılaştırılması
Fırçalı DC motor: hızlı başlatma, zamanında frenleme, sorunsuz hız ayarı, basit kontrol, basit yapı ve ucuz fiyat. Nokta ucuz! ucuz fiyat! ucuz fiyat! Ayrıca, büyük bir başlangıç akımına, düşük hızlarda büyük bir torka (dönme kuvveti) sahiptir ve ağır bir yük taşıyabilir.
Ancak kömür fırça ile komütatör arasındaki sürtünmeden dolayı fırçalı DC motor kıvılcım, ısı, gürültü, dış ortama elektromanyetik girişim yapmaya eğilimli olup, verimi düşük ve ömrü kısadır. Kömür fırçalar sarf malzemesi oldukları için arızalanma eğilimindedirler ve bir süre sonra değiştirilmeleri gerekir.
DC fırçasız motor: DC fırçasız motor karbon fırçayı ortadan kaldırdığından, düşük gürültüye, bakım gerektirmez, düşük arıza oranına, uzun hizmet ömrüne sahiptir ve çalışma süresi ve voltajı nispeten kararlıdır ve radyo ekipmanına müdahale küçüktür. Ama pahalı! Masraflı! Masraflı!
Elektrikli aletler günlük hayatta çok sık kullanılan aletlerdir. Birçok marka türü ve kıyasıya rekabet var. Fiyat konusunda herkes çok hassastır. Ayrıca, elektrikli el matkapları ve darbeli matkaplar gibi elektrikli aletlerin ağır bir yük taşıması ve büyük bir başlangıç torkuna sahip olması gerekir. Aksi takdirde delme işlemi sırasında matkap ucu sıkıştığı için motor kolayca çalışamaz.
Fırçalanmış bir DC motorun ucuz olduğunu, büyük bir başlangıç torkuna sahip olduğunu ve ağır yükleri taşıyabileceğini hayal edin; fırçasız bir motorun arıza oranı düşük ve uzun ömürlü olmasına rağmen, pahalıdır ve başlangıç torku fırçalı motora göre çok daha düşüktür. Seçme şansınız olsaydı, nasıl seçerdiniz? Bence cevap aşikar.
