8 (495) 530-70-07
+7 (495) 530-70-07
8:15 до 18:30 - Понедельник-Пятница
10:00 до 15:00 - Суббота
Ваша корзина В корзине товаров (
) / 0 руб. 0 руб.

Публикации

В чем разница между коллекторным и бесщёточным электромотором?

В чем разница между коллекторным и бесщёточным электромотором?

Прошло уже несколько лет с того дня, как появились бесщёточные электромоторы и начали вытеснять электрические машины с коллекторным узлом. Сейчас уже можно говорить о доминировании такого привода в аккумуляторном инструменте. Прогресс это, конечно, неплохо, но в чём реальная причина такого превосходства? Можем ли мы продолжать пользоваться традиционным электрифицированным столярным инструментом или он уже бесповоротно устарел? Исходя из опыта применения инструмента с двигателями со щётками и без них, однозначно видно, что между ними есть существенная разница. И результаты работы так же различаются.

Прежде, чем погрузиться в дебри различий между электродвигателем с щёточно-коллекторным узлом и без него, давайте рассмотрим принцип работы электрической машины постоянного тока. Основным элементом её конструкции, обеспечивающим вращение якоря, являются магниты. Их свойство состоит в том, что разноимённые полюса притягиваются, а одноимённые отталкиваются. Чтобы вал начал вращаться, полюса магнитов, которые находятся друг против друга, должны быть постоянно одинаковы по знаку! Тогда они будут стремиться переместиться к тем, что имеют иной знак заряда. Это выглядит примерно так же, как если бы перед носом осла повесить морковку, до которой он не может дотянуться, но всегда будет пытаться это сделать.

Осталось только решить вопрос о том, что в конструкции электромотора будет играть роль палки, на которой висит морковка перед носом осла. Задача эта весьма сложна, у неё нет простых решений. Основной путь – постоянно менять полярность магнита на роторе электрической машины, оставляя неизменным их на статоре. Щёточно-коллекторный узел производит эту коммутацию механическим путем. А в бесщёточном электродвигателе её выполняет электронная схема.

Бесщёточный и коллекторный двигатель, в чём разница?

Конструкция коллекторного двигателя состоит из четырёх основных частей:

  • Статора с несколькими постоянными магнитами.
  • Ротора (якоря) с обмоткой.
  • Коллектора – набора изолированных друг от друга пластин, закрепленных на валу якоря.
  • Графитовых щёток.

Постоянные магниты статора создают поле, полюса которого положения не меняют. Катушка якоря становится магнитом при подаче на неё электрического питания, что осуществляется посредством щёток, обладающих электрической проводимостью. В простейшем случае коллектор состоит из двух медных пластин, чаще их делают не менее четырех, но их количество всегда четное!

Все дело в схеме коммутации

Щётки соприкасаются с парой пластин на коллекторном узле, которые припаяны к концам обмотки ротора. При повороте якоря, происходящего по причине притягивания разноименных полюсов ротора и статора, пары меняются местами, а полярность на щётках остается прежней. В результате этого меняется полярность магнитного поля якоря. Процесс повторяется, его результатом является вращение вала электродвигателя.

Если представить процесс образно, то роль морковки играет обмотка ротора, которую коллекторно-щёточный узел (палка) располагает то перед носом, то перед хвостом осла, но так, чтобы он этот процесс видел. Вы можете спросить, почему же тогда движется вал электромотора, а не корпус. Во-первых, всё дело в принципе относительности – магнитному полю без разницы что и относительно чего движется, важен лишь процесс. Во-вторых, есть такие электромоторы, в которых движется деталь, условно называемая статором, а то, что мы привыкли считать валом, остаётся неподвижным.

Электронный коммутатор вместо щёток и коллектора

Бесщёточный электродвигатель можно представить, как вывернутый наизнанку коллекторный. Это позволяет сделать уже упомянутый выше принцип относительности движения. В этой схеме на статоре установлены катушки (соленоиды), полярность магнитного поля которых меняется. А на роторе закреплен постоянный магнит.

Электронная схема коммутации отслеживает положение полюсов ротора и в момент прохождения одного из них через ось магнитного поля статора переключает его полярность. Но в этом не вся ее особенность. Она может сделать ещё кое-что: в тот момент, когда полюс ротора устремился на соединение с ближайшим разноименным на статоре, переключается полярность уже пройденного. В результате якорь получает своеобразный пинок для ускорения движения. Механический коллекторный узел такого действия совершить не может, он только тянет ротор за статором.

Для осла, привлекаемого морковкой на палке, такая схема оборачивается принудительной стимуляцией его интереса несильным «поглаживанием» хворостиной по крупу.

Чем мы платим за электронное управление?

Коллекторный двигатель постоянного тока довольно прост, его изготовление, даже несмотря на то, что электротехническая медь перманентно дорожает, не слишком дорого. В бесщёточном двигателе же присутствует высокотехнологичное устройство – электронный коммутатор, по своим способностям сравнимый с первыми компьютерами на процессорах типа Intel Pentium, имеющих тактовую частоту 133 МГц.

В чем преимущества управления электроникой, выгодно ли это?

Благодаря своей конструкции, бесщёточные электромоторы имеют явные преимущества над коллекторными. В первую очередь из-за отсутствия трущихся частей. Ведь щётка, через которую передаётся электрический ток на катушку якоря, имеет вполне реальный коэффициент трения. А он является причиной нагрева. Попробуйте покататься на велосипеде с зажатым тормозом, и вы поймёте, о чем идёт речь. Захотите сберечь силы – поедете медленнее, попробуете разогнаться – надолго сил не хватит. Еще и почувствуете запах сгоревших колодок. Так что бесщёточный двигатель тратит меньше энергии на вращение, он почти не нагревается, а «волшебный пендель» от уже пройденного соленоида на статоре добавляет ему порцию вращающего момента.

Дополнительно неприятной особенностью угольных (графитовых) щёток является то, что они не только изнашиваются, но ещё и искрят во время работы. Постоянно существующая необходимость следить за их состоянием и опасность работы в присутствие легковоспламеняющихся паров – вот плата за относительную простоту конструкции.

Несмотря на присутствие микроконтроллера, габариты ротора и статора можно уменьшить. Благодаря чему снижается вес и размер инструмента. Вот почему на рынке электрифицированного инструмента сейчас так много моделей, выглядящих легко и изящно, при этом обладающих огромной мощностью.

Бесщёточный электромотор – срок службы и возможностей больше

Перечисленные выше преимущества бесщёточного электродвигателя значительно увеличивают срок службы инструмента. Несмотря на то, что гарантийный срок работы производителем указан тот же, что и у моделей с щёточно-коллекторным узлом, реальный «моторесурс» гораздо больше. Инструмент может безаварийно работать ещё и годы спустя после истечения гарантии.


Количество показов: 147

Возврат к списку

X
Имя, фамилия:

Телефон для связи:

Email:


Нажимая на кнопку отправить, я даю согласие на обработку персональных данных