Perché gli utensili elettrici (come trapani a mano, smerigliatrici angolari, ecc.) utilizzano generalmente motori a spazzole invece dimotori senza spazzole?Per capire, questo non è davvero chiaro in una frase o due.

I motori DC si dividono in motori con spazzole e motori brushless.La “spazzola” qui menzionata si riferisce alle spazzole di carbone.Che aspetto ha la spazzola di carbone?

Perché i motori DC hanno bisogno di spazzole di carbone?Qual è la differenza tra con e senza spazzole di carbone?Guardiamo in basso!

Principio del motore DC con spazzole

Come mostrato nella Figura 1, questo è un diagramma del modello strutturale di un motore a spazzole CC.Due magneti fissi opposti, una bobina è posizionata al centro, entrambe le estremità della bobina sono collegate a due anelli di rame semicircolari, entrambe le estremità degli anelli di rame sono in contatto con la spazzola di carbone fissa, quindi la corrente continua è collegata su entrambe le estremità della spazzola di carbone.Alimentazione elettrica.

Figura 1

Dopo aver collegato l'alimentazione, la corrente è mostrata dalla freccia nella Figura 1.Secondo la regola della mano sinistra, la bobina gialla è sottoposta ad una forza elettromagnetica verticale verso l'alto;la bobina blu è soggetta ad una forza elettromagnetica verticalmente verso il basso.Il rotore del motore inizia a ruotare in senso orario e dopo aver ruotato di 90 gradi, come mostrato nella Figura 2:

figura 2

In questo momento, la spazzola di carbone si trova proprio nello spazio tra i due anelli di rame e l'intero circuito della bobina non riceve corrente.Ma sotto l'azione dell'inerzia, il rotore continua a ruotare.

immagine 3

Quando il rotore gira nella posizione sopra sotto l'azione dell'inerzia, la corrente della bobina è mostrata nella Figura 3. Secondo la regola della mano sinistra, la bobina blu è soggetta ad una forza elettromagnetica verticalmente verso l'alto;la bobina gialla è sottoposta ad una forza elettromagnetica verticalmente verso il basso.Il rotore del motore continua a ruotare in senso orario, dopo aver ruotato di 90 gradi, come mostrato nella Figura 4:

Figura 4

In questo momento, la spazzola di carbone si trova proprio nello spazio tra i due anelli di rame e non c'è corrente nell'intero circuito della bobina.Ma sotto l'azione dell'inerzia, il rotore continua a ruotare.Quindi ripetere i passaggi precedenti e il ciclo continua.

Motore DC senza spazzole

Come mostrato nella Figura 5, questo è un diagramma del modello strutturale di amotore CC senza spazzole.È costituito da uno statore e un rotore, in cui il rotore ha una coppia di poli magnetici;ci sono molti set di bobine avvolte sullo statore e nella foto ce ne sono 6.

Figura 5

Quando passiamo corrente alle bobine dello statore 2 e 5, le bobine 2 e 5 genereranno un campo magnetico.Lo statore è equivalente ad una barra magnetica, dove 2 è il polo S (Sud) e 5 è il polo N (Nord).Poiché i poli magnetici dello stesso sesso si attraggono, il polo N del rotore ruoterà nella posizione della bobina 2 e il polo S del rotore ruoterà nella posizione della bobina 5, come mostrato nella Figura 6.

Immagine 6

Quindi rimuoviamo la corrente dalle bobine dello statore 2 e 5, quindi passiamo la corrente alle bobine dello statore 3 e 6. In questo momento, le bobine 3 e 6 genereranno un campo magnetico e lo statore è equivalente a una barra magnetica , dove 3 è il polo S (sud) e 6 è il polo N (nord).Poiché i poli magnetici dello stesso sesso si attraggono, il polo N del rotore ruoterà nella posizione della bobina 3 e il polo S del rotore ruoterà nella posizione della bobina 6, come mostrato nella Figura 7.

Figura 7

Allo stesso modo, la corrente delle bobine dello statore 3 e 6 viene rimossa e la corrente viene trasmessa alle bobine dello statore 4 e 1. In questo momento, le bobine 4 e 1 genereranno un campo magnetico e lo statore è equivalente ad una barra magnetica, dove 4 è il polo S (sud) e 1 è il polo N (nord).Poiché i poli magnetici dello stesso sesso si attraggono, il polo N del rotore ruoterà nella posizione della bobina 4 e il polo S del rotore ruoterà nella posizione della bobina 1.

Finora, il motore ha ruotato di mezzo cerchio….Il secondo semicerchio è lo stesso del principio precedente, quindi non lo ripeterò qui.Possiamo semplicemente intendere il motore DC senza spazzole come pescare una carota davanti a un asino, in modo che l'asino si muova sempre verso la carota.

Quindi, come possiamo trasmettere una corrente precisa a bobine diverse in momenti diversi?Ciò richiede un circuito di commutazione di corrente...non dettagliato qui.

Confronto tra vantaggi e svantaggi

Motore a spazzole DC: avvio rapido, frenata tempestiva, regolazione stabile della velocità, controllo semplice, struttura semplice e prezzo basso.Il punto è che costa poco!prezzo basso!prezzo basso!Inoltre, ha una corrente di avviamento elevata, una coppia elevata (forza di rotazione) a bassa velocità e può trasportare un carico pesante.

Tuttavia, a causa dell'attrito tra la spazzola di carbone e il segmento del commutatore, il motore a spazzole CC è soggetto a scintille, calore, rumore, interferenze elettromagnetiche con l'ambiente esterno, bassa efficienza e breve durata.Poiché le spazzole di carbone sono materiali di consumo, sono soggette a guasti e devono essere sostituite dopo un certo periodo di tempo.

Motore DC senza spazzole: perchémotore CC senza spazzoleelimina la necessità di spazzole di carbone, ha bassa rumorosità, nessuna manutenzione, basso tasso di guasto, lunga durata, tempo di funzionamento e tensione stabili e meno interferenze con le apparecchiature radio.Ma è costoso!Costoso!Costoso!

Caratteristiche degli utensili elettrici

Gli utensili elettrici sono strumenti molto comunemente usati nella vita.Ci sono molti marchi e una forte concorrenza.Tutti sono molto sensibili al prezzo.Inoltre, gli utensili elettrici devono sopportare un carico pesante e avere una coppia di avviamento elevata, come i trapani a mano e a percussione.Altrimenti, durante la perforazione, il motore potrebbe facilmente non funzionare perché la punta del trapano è bloccata.

Immagina, il motore CC con spazzole ha un prezzo basso, una coppia di avviamento elevata e può trasportare carichi pesanti;sebbene il motore senza spazzole abbia un basso tasso di guasto e una lunga durata, è costoso e la coppia di avviamento è di gran lunga inferiore a quella di un motore con spazzole.Se potessi scegliere, come sceglieresti? Penso che la risposta sia evidente.

---

Orario di pubblicazione: 07-ottobre-2022