Kaip veikia variklis be šepetėlių. Kodėl jo matmenys yra mažesni, o kaina didesnė nei šepečio analogų?

Varikliai be šepetėlių jau seniai sumontuoti elektriniuose įrankiuose. Tokie elektriniai varikliai turi nemažai pranašumų prieš kolektorinius variklius (išvardysiu žemiau). Tačiau yra vienas didelis trūkumas - aukšta kaina. Su kuo visa tai susiję? Siūlau tai išsiaiškinti.

Jei atidarysime belaidžius atsuktuvus iš dviejų tipų elektrinių variklių, iškart pamatysime, kad be šepetėlių, turinčių tas pačias charakteristikas (ar net geriau), matmenys yra mažesni:

Tai suprantama, nes jis neturi šepečių - kontaktų, kurie perduoda įtampą į apviją. Nors tai vis dar tas pats nuolatinio magneto elektrinis variklis, magnetai yra ant rotoriaus (sukasi), o ritės apvijos yra nejudančios:

Yra kelių rūšių bešepetiniai elektros varikliai: su vidine apvija ir įjungtu vidiniu rotoriumi nuolatiniai magnetai (1 ir 2 nuotraukos) ir su išorine apvija bei vidiniu rotoriumi su magnetais (3 nuotr.). Jie taip pat skirstomi į sinchroninius ir asinchroninius (sinchronizuojant rotoriaus-statoriaus magnetinius laukus ir prieš statoriaus magnetinį lauką).

Elektros variklis perjungia magnetinį lauką (ritių tiekimą). Skirtingų magneto polių traukos principu. Tam tikru momentu norimą ritę reikia pritraukti į priešingą nuolatinio magneto ašį. Kolektoriuje perjungimas atliekamas konstruktyviai dėl stumdomų kontaktų. O jei šepetėliuose nėra stumdomų kontaktų - kaip suprasti, kuriai ritei reikia įtampą? Ir kaip vyksta šis perjungimas?

Rotoriaus padėčiai valdyti ant ritės sumontuoti salės jutikliai:

Salės jutiklio veikimo principas:

Jie duoda signalą valdymo blokui (valdikliui) ir tiekia įtampą norimai statoriaus apvijai. Panašu, kad sukantis:

Rotorius pasiveda statoriaus magnetinį lauką. Variklio valdymo plokštės pavyzdys:

Kaip veikia ir veikia bešepetis elektros variklis prieinama kalba, aprašyta šiame vaizdo įraše:

Galima pastebėti, kad jie yra perpus ar net dvigubai aukštesni nei jų teptuko atitikmenys.

Akivaizdu, kad elektroninę dalį sunku pagaminti ir ji papildomai kainuoja bet kokio įrankio elektros variklio kainą. Tačiau tokio elektrinio variklio pranašumai yra reikšmingas sąrašas:

1. Nes kolektoriaus variklis viršija 3000 aps./min., sumažina jo galią ir efektyvumą, nutrūksta kontaktas šepečiuose ir atsiranda kibirkštis. Varikliai be šepetėlių neturi šių trūkumų ir jų stabilus efektyvumas - iki 90% visais greičiais. Jie yra mechaniškai patvaresni (resursas priklauso tik nuo guolių). Gali būti didesnės apsukos.

2. Variklis be šepetėlių palengvina (elektroninio) sukimo momento reguliavimą. Paprastai už tai atsakingas jungiklis yra be šepetėlių atsuktuvų. Dėl padidėjusio efektyvumo elektriniai varikliai be šepetėlių taupo įrankio akumuliatoriaus įkrovą, kai kurie yra iki 50% ekonomiškesni nei kolektoriniai varikliai.

Bet jei sugenda elektroninė elektrinio variklio valdymo dalis, remontas gali būti palyginamas su nauju įrankiu. Elektronika visada rizikuoja sugesti. Trumpas jungimas drėgmės atveju arba elektrostatikos poveikis Hallo jutikliams ir mikroschemoms - nuo to niekas nėra apsaugotas.

Nepaisant šios rizikos, šie varikliai yra ateitis. Nes jų charakteristikos yra aukštesnės nei kolekcinių. Galbūt kada nors pramonė pradės gaminti valdymo blokus viename mikroschemų korpuse, patikimai apsaugantį nuo trumpojo jungimo ir statinės elektros.

***

Prenumeruoti prie kanalo pridėkite jį prie savo naršyklės žymių („Ctrl“ + D). Laukia daug įdomios informacijos.