Co je to bezkomutátorový motor?

Konstrukce komutátorového elektromotoru zahrnuje dvě hlavní části: rotující rotor (kotvu) a stacionární stator. Rotor se skládá z hřídele a tří cívek s měděným vinutím, které fungují jako elektromagnety. Na koncích hřídele jsou ložiska. Stator obsahuje permanentní magnety nebo budicí cívku.

Rotorový kolektor (komutátor) se skládá z měděných desek, na které jsou připojeny vývody z vinutí. Po komutátoru se posouvají grafitové kartáče, kterými je přiváděn proud. Když se kartáč dostane do kontaktu s konkrétní deskou, elektřina nabudí cívku, která je k ní připojena. Ve vinutí rotoru tak vzniká elektromagnetické pole. V důsledku odpuzování a přitahování elektromagnetů rotoru k permanentním magnetům statoru vzniká točivý moment.

Mezi výhody kartáčovaných motorů patří následující:

1. jednoduchý design je srozumitelný i pro laiky;
2. Údržba je jednodušší a opravy levnější než bezkomutátorové motory;
3. kartáčové motory jsou mnohem levnější než bezkomutátorové motory, někdy i několikrát.

Nevýhody motorů tohoto typu zahrnují následující:

1. účinnost, a tedy i výkon, je ve srovnání s bezkomutátorovými motory nižší;
2. nižší volnoběžné otáčky;
3. tření kartáče vede k zahřívání motoru, což zkracuje dobu nepřetržitého provozu;
4. Kartáče se opotřebovávají a vyžadují pravidelnou výměnu.

Kartáčované motory jsou dřívější a běžnější technologií ve srovnání s bezkomutátorovými motory. V závislosti na výkonu se kartáčové motory používají jak v průmyslových zařízeních, tak v domácích spotřebičích a elektrickém nářadí. Pro práce s malým až středním objemem a intenzitou jsou kartáčované motorové nástroje pohodlnou možností rozpočtu. Při včasné správné péči vám toto zařízení vydrží dlouho.

Bezkomutátorový motor: jak to funguje, výhody a nevýhody, kde se používá

Provoz tohoto typu motoru je také založen na interakci polí mezi elektromagnetem a permanentním magnetem. V tomto případě existují různé typy konstrukcí bezkomutátorových motorů:

1. vnější rotor s permanentními magnety a vnitřní stator s elektromagnetickými cívkami;
2. vnější stator se třemi páry vinutí a kotva s permanentními magnety.

Když je na cívky střídavě přiváděno napětí, elektromagnety interagují s permanentními magnety. Protože proud různých polarit je současně přiváděn do dvou párů vinutí, některé cívky budou přitažlivé a jiné odpudivé. V důsledku této interakce polí vzniká točivý moment elektromotoru.

Hlavním rozdílem od komutátorového motoru je způsob napájení a spínání napětí do cívek. Konstrukce bezkomutátorového motoru nemá komutátor ani kartáče. Proud je dodáván do vinutí přes aplikovaný třífázový napěťový systém. Poloha rotoru při otáčení je zjišťována pomocí tří Hallových senzorů. Tyto údaje jsou přenášeny do elektronického ovladače (mikroprocesoru). S přihlédnutím k poloze rotoru regulátor určuje, které páry vinutí by měly být napájeny napětím.

Bezkomutátorové motory mají oproti kartáčovým motorům řadu výhod.

1. Účinnost bezkomutátorových motorů dosahuje 90 %, zatímco u kartáčových motorů nepřesahuje 75 %. Vyšší účinnost znamená vyšší výkon a výkon při stejné spotřebě energie.
2. Motor se nezahřívá v důsledku tření, protože zde není žádná jednotka kartáč-komutátor. Díky tomu se prodlužuje doba nepřetržitého provozu. Absence jisker zvyšuje bezpečnost používání.
3. Bezkomutátorový motor zrychluje rychleji a udržuje vyšší otáčky.
4. Lepší energetická účinnost umožňuje akumulátorovému nářadí efektivněji využívat energii baterie.
5. Spolehlivost bezkomutátorových motorů je vyšší, protože sestava kartáč-komutátor je zranitelným místem a je náchylná k poruchám. Je třeba si uvědomit, že spolehlivost a životnost závisí nejen na typu konstrukce. Rozhodující roli zde hraje kvalita materiálů, dílů a zpracování.

Nyní se podívejme na nevýhody bezkomutátorových motorů.

1. Náklady na zařízení s tímto typem motoru jsou výrazně vyšší než náklady na nástroje s kartáčovanými motory. Hovoříme o srovnání zařízení stejné třídy s podobnými vlastnostmi.
2. V případě poruchy bude oprava střídavého motoru obtížnější a nákladnější. U bezkomutátorových motorů je nejzranitelnějším místem elektronika. To znamená značné finanční náklady na opravy.

Bezkomutátorové motory jsou díky svým výhodám stále běžnější. Tyto motory předčí komutátorové motory při velkoobjemové a vysoce intenzivní práci, proto jsou často vybaveny průmyslovým zařízením a profesionálním nářadím. Bezkomutátorové motory jsou také preferovány, pokud jsou od zařízení vyžadovány určité technické vlastnosti, například vysoká hustota výkonu nebo vysoké rychlosti.

Volba mezi zařízením s kartáčovaným nebo bezkomutátorovým motorem závisí na aktuálních úkolech. Pokud je nářadí určeno pro pravidelné používání v domácnosti, pak bude hlavními faktory nízká cena a jednoduchá údržba kartáčových motorů. V případech, kdy je práce zefektivněna a je vyžadována vysoká spolehlivost, je lepší zvolit zařízení s bezkomutátorovým motorem.