เหตุใดเครื่องมือไฟฟ้าโดยทั่วไปจึงใช้มอเตอร์แบบมีแปรงถ่าน?

เหตุใดเครื่องมือไฟฟ้าจึงใช้มอเตอร์แปรงแทนมอเตอร์ไร้แปรง??

ทำไมเครื่องมือไฟฟ้า (เช่นการฝึกซ้อมมือ, เครื่องบดมุม, เป็นต้น) โดยทั่วไปใช้มอเตอร์แปรงแทนมอเตอร์ไร้แปรง? เพื่อทำความเข้าใจ, นี่ไม่ชัดเจนในประโยคหรือสองประโยค.

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แบ่งออกเป็นมอเตอร์แปรงและมอเตอร์ไร้แปรง, และ “แปรง” กล่าวถึงที่นี่หมายถึงแปรงคาร์บอน. แปรงคาร์บอนมีลักษณะอย่างไร?

ทำไมต้องทำ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ต้องการแปรงคาร์บอน? อะไรคือความแตกต่างระหว่างแปรงคาร์บอนและไม่มีแปรงคาร์บอน? มาอ่านกันเถอะ!

หลักการมอเตอร์ DC Brush

ดังแสดงในรูป 1, นี่คือโมเดลโครงสร้างมอเตอร์ DC. แม่เหล็ก anisotropic ที่คงที่สองตัว, วางอยู่ตรงกลางของขดลวด, ปลายของขดลวดเชื่อมต่อกับวงแหวนทองแดงครึ่งวงกลมสองตัว, ปลายแหวนทองแดงและหน้าสัมผัสคาร์บอนคงที่, จากนั้นไปที่ปลายแปรงคาร์บอนเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ DC.

รูป 1

หลังจากเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ, กระแสจะแสดงโดยลูกศรในรูป 1. ตามกฎซ้ายมือ, ขดลวดสีเหลืองนั้นอยู่ภายใต้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นในแนวตั้ง; ขดลวดสีน้ำเงินนั้นอยู่ภายใต้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าในแนวตั้ง. โรเตอร์มอเตอร์เริ่มหมุนตามเข็มนาฬิกาและหลังจากนั้น 90 องศาการหมุน, ดังแสดงในรูป 2.

รูป 2

ในเวลานี้, แปรงคาร์บอนอยู่ตรงกลางของช่องว่างระหว่างวงแหวนทองแดงทั้งสอง, และไม่มีกระแสในวงจรขดลวดทั้งหมด. แต่ภายใต้การกระทำของความเฉื่อย, โรเตอร์ยังคงหมุนต่อไป.

รูป 3

เมื่อโรเตอร์เปลี่ยนไปยังตำแหน่งด้านบนภายใต้ความเฉื่อย, กระแสคอยล์จะแสดงในรูป 3. ตามกฎซ้ายมือ, ขดลวดสีน้ำเงินนั้นอยู่ภายใต้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นในแนวตั้ง; ขดลวดสีเหลืองนั้นอยู่ภายใต้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าแนวตั้งลง. โรเตอร์มอเตอร์ยังคงหมุนตามเข็มนาฬิกา, หลังจาก 90 องศา, ดังแสดงในรูป 4: ในเวลานี้, แปรงคาร์บอนอยู่ตรงกลางช่องว่างระหว่างวงแหวนทองแดงสองวง, และไม่มีกระแสในวงจรขดลวดทั้งหมด. แต่ภายใต้การกระทำของความเฉื่อย, โรเตอร์ยังคงหมุนต่อไป. จากนั้นขั้นตอนข้างต้นจะทำซ้ำ, และวัฏจักรยังคงดำเนินต่อไป.

มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน

ดังแสดงในรูป 5, นี่คือไดอะแกรมแบบจำลองของโครงสร้างมอเตอร์ไร้แปรง DC. ประกอบด้วยสเตเตอร์และโรเตอร์, ที่โรเตอร์มีเสาแม่เหล็กคู่หนึ่ง; สเตเตอร์มีบาดแผลด้วยขดลวดหลายชุด, คอยล์หกชุดจะแสดงในไดอะแกรม.

รูป 5

เมื่อเราส่งกระแสไฟฟ้าไปยังขดลวดสเตเตอร์ 2 และ 5, ขดลวด 2 และ 5 จะผลิตสนามแม่เหล็ก, และสเตเตอร์ก็เทียบเท่ากับแท่งแม่เหล็ก, ที่ไหน 2 คือ S (ใต้) เสาและ 5 คือ n (ทิศเหนือ) เสา. เนื่องจากเสาเพศเดียวกันดึงดูดซึ่งกันและกัน, เสาโรเตอร์ n จะหมุนไปที่ขดลวด 2 ตำแหน่งและเสาของโรเตอร์จะหมุนไปที่ขดลวด 5 ตำแหน่ง, รูป 6.

รูป 6

จากนั้นเราถอนกระแสออกจากขดลวดสเตเตอร์ 2 และ 5 และส่งกระแสไฟฟ้าไปยังขดลวดสเตเตอร์ 3 และ 6. ในเวลานี้, ขดลวด 3 และ 6 จะผลิตสนามแม่เหล็ก, และสเตเตอร์ก็เทียบเท่ากับแท่งแม่เหล็ก, ที่ไหน 3 คือ S (ใต้) เสาและ 6 คือ n (ทิศเหนือ) เสา. เนื่องจากเสาแม่เหล็กเพศเดียวกันดึงดูดซึ่งกันและกัน, เสาโรเตอร์ n จะหมุนไปที่ขดลวด 3 ตำแหน่งและเสาของโรเตอร์จะหมุนไปที่ขดลวด 6 ตำแหน่ง, รูป 7.

รูป 7

ในทำนองเดียวกัน, จากนั้นถอดกระแสออกจากขดลวดสเตเตอร์ 3 และ 6, จากนั้นส่งกระแสไฟฟ้าไปยังขดลวดสเตเตอร์ 4 และ 1. ในเวลานี้, ขดลวด 4 และ 1 จะผลิตสนามแม่เหล็ก, และสเตเตอร์ก็เทียบเท่ากับแท่งแม่เหล็ก, ที่ไหน 4 คือ S (ใต้) เสาและ 1 คือ n (ทิศเหนือ) เสา. เนื่องจากเสาตรงข้ามดึงดูดซึ่งกันและกัน, เสาโรเตอร์ n จะหมุนไปที่ขดลวด 4 ตำแหน่งและเสาของโรเตอร์จะหมุนไปที่ขดลวด 1 ตำแหน่ง. ขึ้นไป

จนถึงจุดนี้, มอเตอร์หมุนครึ่งเทิร์น …. ครึ่งหลังเทิร์นก็เหมือนกับหลักการก่อนหน้านี้, ดังนั้นเราจะไม่ทำซ้ำที่นี่. เราสามารถเข้าใจมอเตอร์ DC brushless เช่นเดียวกับการตกปลาแครอทหน้าลา, เพื่อให้ลาจะเดินไปหาแครอท.

ดังนั้นเราจะส่งกระแสกระแสที่แน่นอนไปยังขดลวดที่แตกต่างกันได้อย่างไรในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน? สิ่งนี้ต้องใช้วงจรการเปลี่ยนปัจจุบัน …… ฉันจะไม่ลงรายละเอียดที่นี่.

แปรง DC มอเตอร์และข้อดีของมอเตอร์ DC ที่ไร้แปรงและการเปรียบเทียบข้อเสีย

มอเตอร์แปรง DC: เริ่มเร็ว, การเบรกในเวลาที่เหมาะสม, กฎระเบียบความเร็วที่ราบรื่น, การควบคุมที่เรียบง่าย, โครงสร้างเรียบง่าย, ราคาถูก. ประเด็นก็คือราคาถูก! ราคาถูก! ราคาถูก! และมีกระแสเริ่มต้นสูง, แรงบิดสูง (แรงหมุน) ด้วยความเร็วต่ำ, และสามารถบรรทุกหนักมาก.

อย่างไรก็ตาม, เนื่องจากแรงเสียดทานระหว่างแปรงคาร์บอนและเครื่องเปลี่ยน, DC Brush Motor นั้นง่ายต่อการผลิตประกายไฟ, ความร้อน, เสียงรบกวน, สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังสภาพแวดล้อมภายนอก, และมีประสิทธิภาพต่ำและชีวิตที่สั้น. เพราะแปรงคาร์บอนเป็นผลิตภัณฑ์ที่สึกหรอ, เป็นเรื่องง่ายที่จะล้มเหลว, และจำเป็นต้องเปลี่ยนหลังจากระยะเวลาหนึ่ง.

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านกระแสตรง: เพราะมอเตอร์ DC brushless กำจัดแปรงคาร์บอน, ดังนั้นเสียงจึงมีขนาดเล็ก, ไม่มีการบำรุงรักษา, อัตราความล้มเหลวต่ำ, อายุการใช้งานยาวนาน, และเวลาทำงานและแรงดันไฟฟ้ามีเสถียรภาพมากขึ้น, สำหรับการรบกวนอุปกรณ์วิทยุมีขนาดเล็ก. แต่มีราคาแพง! แพง! แพง!

เครื่องมือไฟฟ้าเป็นเครื่องมือทั่วไปในชีวิต, และมีแบรนด์ที่แตกต่างกันและการแข่งขันที่ดุเดือด, ดังนั้นผู้คนจึงมีความอ่อนไหวต่อราคา. และเครื่องมือไฟฟ้าที่จำเป็นต้องมีการโหลดที่หนักมาก, ต้องเป็นแรงบิดเริ่มต้นมากมาย, เช่นการฝึกซ้อมมือ, ผลกระทบต่อการเจาะ. มิฉะนั้น, เมื่อเจาะ, มอเตอร์ไม่สามารถทำงานได้อย่างง่ายดายเพราะบิตสว่านติดอยู่.

ลองนึกภาพมอเตอร์ DC แปรงที่มีราคาต่ำ, แรงบิดเริ่มต้นสูงและสามารถรับน้ำหนักได้อย่างหนัก; มอเตอร์ไร้แปรงมีอัตราความล้มเหลวต่ำและอายุการใช้งานที่ยาวนาน, แต่มันมีราคาแพงและแรงบิดเริ่มต้นน้อยกว่ามอเตอร์แปรง. หากคุณเลือก, คุณจะเลือกอย่างไร, ฉันคิดว่าคำตอบคืออธิบายตนเอง.