Como funciona um motor sem escova. Por que suas dimensões são menores e o custo mais alto do que as contrapartes do pincel?

Os motores sem escova são instalados há muito tempo em ferramentas elétricas. Esses motores elétricos têm uma série de vantagens sobre os motores de coletor (listarei abaixo). Mas há uma grande desvantagem - o preço alto. Com o que tudo isso está conectado? Eu proponho descobrir isso.

Se abrirmos as chaves de fenda sem fio de dois tipos de motores elétricos, veremos imediatamente que a sem escovas, com as mesmas características (ou melhor ainda), tem dimensões menores:

Isso é compreensível, uma vez que não tem escovas - contatos que transmitem tensão ao enrolamento. Embora este ainda seja o mesmo motor elétrico de ímã permanente, os ímãs estão localizados no rotor (giram) e os enrolamentos da bobina são estacionários:

Existem vários tipos de motores elétricos sem escovas: com enrolamento interno e rotor interno ligado ímãs permanentes (fotos 1 e 2) e com um enrolamento externo e um rotor interno com ímãs (foto 3). Eles também são divididos em síncronos e assíncronos (com sincronização dos campos magnéticos rotor-estator e à frente do campo magnético no estator).

O motor elétrico comuta o campo magnético (alimentação das bobinas). Pelo princípio de atração dos diferentes pólos de um ímã. Em um determinado momento, a bobina desejada deve ser atraída para o pólo oposto do ímã permanente. No coletor, a comutação é feita de forma construtiva devido aos contatos deslizantes. E se não houver contatos deslizantes em um sem escova - como entender a qual bobina aplicar a tensão? E como essa mudança acontece?

Sensores Hall são instalados nas bobinas para controlar a posição do rotor:

Princípio de funcionamento do sensor Hall:

Eles dão um sinal para a unidade de controle (controlador) e que fornece tensão para o enrolamento do estator desejado. Tem a seguinte aparência ao girar:

O rotor alcança o campo magnético do estator. Exemplo de placa de controle do motor:

Como um motor elétrico sem escova funciona e funciona em uma linguagem acessível é descrito neste vídeo:

Pode-se ver que eles têm a metade ou até duas vezes mais altos que suas contrapartes de pincel.

É claro que a parte eletrônica é de difícil fabricação e tem um custo adicional no custo total do motor elétrico de qualquer ferramenta. Mas as vantagens de tal motor elétrico são uma lista significativa:

1. Porque um motor coletor acima de 3000 rpm reduz sua potência e eficiência, o contato nas escovas é rompido e aparecem faíscas. Os motores sem escova não têm essas desvantagens e têm uma eficiência estável de até 90% em todas as velocidades. São mecanicamente mais duráveis ​​(o recurso depende apenas dos rolamentos). Pode ter rotações mais altas.

2. O motor sem escovas facilita o ajuste do torque (eletrônico). Normalmente, um switch é instalado nas chaves de fenda sem escova que é responsável por isso. Devido à maior eficiência, os motores elétricos sem escovas economizam a carga da bateria da ferramenta, alguns são até 50% mais econômicos do que os motores coletores.

Mas se a parte eletrônica do controle do motor elétrico falhar, o custo do reparo pode ser comparável ao de uma nova ferramenta. Os componentes eletrônicos sempre apresentam risco de quebra. Curtos-circuitos em caso de umidade ou efeito da eletrostática nos sensores Hall e microcircuitos - ninguém está imune a isso.

Apesar desses riscos, esses motores são o futuro. Porque suas características são superiores às do colecionador. Talvez um dia a indústria comece a produzir unidades de controle em uma caixa de microcircuito com proteção confiável contra curtos-circuitos e eletricidade estática.

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