Harjattomat moottorit: Lopullinen opas suunnitteluun ja sovelluksiin

Harjaton moottori on sähkömoottori, joka ei käytä harjoja. Harjattoman moottorin kommutointi tapahtuu elektronisesti fyysisten harjojen sijaan.

Tämä johtaa tehokkaampaan ja pidempään moottoriin. Harjattomia moottoreita käytetään erilaisissa sovelluksissa, mukaan lukien tietokoneen tuulettimet, kiintolevyt ja sähköajoneuvot.

Niitä käytetään usein myös korkeassa suorituskyvyssä sähkötyökalut.

Mitkä ovat harjattomien moottoreiden edut?

Harjattomilla moottoreilla on useita etuja harjattuihin moottoreihin verrattuna, mukaan lukien suurempi hyötysuhde, pienempi sähkömagneettinen häiriö ja pidempi käyttöikä. Harjattomat moottorit ovat myös pienempiä ja kevyempiä kuin harjatut moottorit.

Mitkä ovat harjattomien moottoreiden haitat?

Yksi harjattomien moottoreiden suurimmista haitoista on, että ne ovat kalliimpia kuin harjatut moottorit. Harjattomat moottorit vaativat myös monimutkaisempia elektronisia ohjaimia, mikä tekee niistä vieläkin kalliimpia.

Harjattomien moottoreiden hienoudet: Tarkempi katsaus

Harjattomat moottorit ovat eräänlainen sähkömoottori, joka käyttää magneettikenttiä pyörivän liikkeen tuottamiseen. Harjattoman moottorin kaksi pääkomponenttia ovat staattori ja roottori. Staattori on kiinteä komponentti, joka sisältää moottorin käämin, kun taas roottori on pyörivä komponentti, joka sisältää kestomagneetit. Näiden kahden komponentin välinen vuorovaikutus saa aikaan moottorin pyörimisliikkeen.

Antureiden rooli harjattomissa moottoreissa

Harjattomat moottorit luottavat antureiden avulla roottorin asennon määrittämiseen ja moottorin kommutointiin. Yleisimmät harjattomissa moottoreissa käytetyt anturityypit ovat hall-anturit, induktiiviset anturit ja resolverit. Nämä anturit antavat palautetta elektroniselle ohjausjärjestelmälle, jolloin se voi säätää moottorin nopeutta ja suuntaa tarpeen mukaan.

Harjattomien moottoreiden edut

Harjattomat moottorit tarjoavat useita etuja perinteisiin harjattuihin tasavirtamoottoreihin verrattuna, mukaan lukien:

• Parempi tehokkuus
• Pidempi käyttöikä
• Korkeampi vääntömomentti-painosuhde
• Pienemmät huoltovaatimukset
• Hiljaisempi toiminta

Harjattomat moottorit: missä niitä käytetään?

Harjattomia moottoreita käytetään yleisesti akkukäyttöisissä sähkötyökaluissa niiden korkean hyötysuhteen ja vähäisten huoltotarpeiden vuoksi. Näitä työkaluja ovat porat, sahat ja iskuajurit jotka vaativat korkean vääntömomentti teho ja tasainen nopeudensäätö. Harjattomat moottorit pystyvät tuottamaan tämän tehon säilyttäen samalla pienemmän koon ja pidemmän akun käyttöiän verrattuna harjattuihin moottoreihin.

Elektroniset laitteet

How to strip wire fast

Share

Watch on

Harjattomia moottoreita käytetään myös useissa elektronisissa laitteissa, kuten tuulettimissa ja kiintolevyasemissa. Hiiliharjattomien moottoreiden hiljainen ja tarkka nopeudensäätö tekevät niistä sopivia näihin sovelluksiin. Lisäksi harjojen puute tarkoittaa, että säännöllistä huoltoa ei tarvita, mikä pidentää laitteen käyttöikää.

Autoteollisuus

Harjattomat moottorit ovat alkaneet hallita autoteollisuutta, koska ne pystyvät toimimaan entistä tarkemmin ja paremmin. Niitä käytetään yleisesti sähköajoneuvoissa niiden korkean hyötysuhteen ja kyvyn ylläpitää tiettyä nopeutta vuoksi. Lisäksi harjojen puute tarkoittaa, että lisäosia tai liitoksia ei tarvita, mikä johtaa yksinkertaisempaan ja luotettavampaan suunnitteluun.

Tietokoneiden jäähdytysjärjestelmät

Harjattomia moottoreita käytetään yleisesti tietokoneiden jäähdytysjärjestelmissä, koska ne pystyvät ylläpitämään tasaisen nopeuden ja tehon. Harjattomien moottoreiden sähkömagneettinen rakenne mahdollistaa lineaarisen nopeus-vääntömomentin suhteen, mikä johtaa sujuvaan ja tehokkaaseen toimintaan. Lisäksi harjattomien moottoreiden pienempi koko mahdollistaa laajemman valikoiman sovelluksia tietokonekomponenteissa.

Ilmailuteollisuus

Harjattomia moottoreita käytetään myös ilmailuteollisuudessa niiden suuren tehon ja kyvyn ylläpitää tiettyä nopeutta vuoksi. Niitä käytetään yleisesti lentokoneiden ohjausjärjestelmissä ja laskutelineissä niiden luotettavuuden ja tarkkuuden vuoksi. Lisäksi harjojen puute tarkoittaa, että säännöllistä huoltoa ei tarvita, mikä pidentää komponenttien käyttöikää.

Tutkimus ja kehitys

Harjattomia moottoreita käytetään myös tutkimuksessa ja kehityksessä, koska ne tarjoavat korkean tarkkuuden ja hallittavuuden. Niitä käytetään yleisesti testauslaitteissa ja laboratorioinstrumenteissa, jotka vaativat tietyn nopeuden ja tehon. Lisäksi harjojen puute tarkoittaa, että säännöllistä huoltoa ei tarvita, mikä pidentää laitteen käyttöikää.

Harjattomien moottoreiden eri rakennustekniikoiden tutkiminen

Yksi yleisimmistä harjattomista moottoreista on kestomagneettimoottori. Tässä rakenteessa roottori koostuu kestomagneeteista, jotka ympäröivät elektronista ankkuria. Staattori puolestaan ​​koostuu sarjasta napoja, jotka on kierretty keloilla. Kun sähkövirta johdetaan kelojen läpi, syntyy magneettikenttä, joka saa roottorin pyörimään.

edut:

• Korkea hyötysuhde
• Vähän huoltoa
• Suuri tehotiheys
• Sulava operaatio

Haitat:

• Kallista valmistaa
• Vaikea hallita nopeutta ja asentoa
• Ei sovellu korkean vääntömomentin sovelluksiin

Synkroniset reluktanssimoottorit

Toinen harjattoman moottorin tyyppi on synkroninen reluktanssimoottori. Tässä rakenteessa roottori koostuu sarjasta kierrettyjä napoja, jotka on ympäröity kestomagneeteilla. Staattori puolestaan ​​koostuu sarjasta keloja, jotka on kierretty napojen ympärille. Kun sähkövirta johdetaan kelojen läpi, syntyy magneettikenttä, joka saa roottorin pyörimään.

edut:

• Korkea hyötysuhde
• Vähän huoltoa
• Suuri vääntömomentti alhaisilla nopeuksilla
• Sopii vaihtelevan nopeuden sovelluksiin

Haitat:

• Monimutkaisempi rakenne
• Korkeammat kustannukset
• Ei sovellu nopeisiin sovelluksiin

Haavan kenttämoottorit

Kääritetyssä kenttämoottorissa sekä roottori että staattori koostuvat käämeistä, jotka on kierretty napojen ympärille. Roottoria ympäröi sarja kestomagneetteja, jotka luovat magneettikentän. Kun sähkövirta johdetaan kelojen läpi, roottorin ja staattorin luoma magneettikenttä ovat vuorovaikutuksessa, jolloin roottori pyörii.

edut:

• Sopii suuriin vääntömomentteihin
• Helppo hallita nopeutta ja asentoa
• Halpalentoyhtiöt

Haitat:

• Pienempi hyötysuhde
• Korkeampi huolto
• Vähemmän sujuvaa toimintaa

Harjattomat vs harjatut tasavirtamoottorit: mitkä ovat tärkeimmät erot?

Harjattomat ja harjatut tasavirtamoottorit eroavat toisistaan ​​suunnittelultaan ja rakenteeltaan. Harjatut DC-moottorit koostuvat roottorista, staattorista ja kommutaattorista, kun taas harjattomissa tasavirtamoottoreissa on kestomagneeteilla varustettu roottori ja käämitetty staattori. Harjatuissa moottoreissa kommutaattori vastaa sähkömagneetin napaisuuden vaihtamisesta, kun taas harjattomissa moottoreissa lankakäämien napaisuus vaihdetaan yksinkertaisesti elektronisesti.

Ohjaustekniikat ja syöttöteho

Harjattomat moottorit vaativat monimutkaisempia ohjaustekniikoita kuin harjatut moottorit. Ne tarvitsevat suuremman syöttöjännitteen ja -virran, ja niiden ohjauspiirit koostuvat tyypillisesti kolmesta johdinsarjasta, joista jokainen on sijoitettu 120 asteen päähän toisistaan. Harjatut moottorit sen sijaan vaativat vain yhden johdon kytkemisen pyörivän magneettikentän ylläpitämiseksi.

Suorituskyky ja käyttöikä

Harjattomilla moottoreilla on suurempi teho-painosuhde, ja ne ovat tyypillisesti tehokkaampia kuin harjatut moottorit. Niiden käyttöikä on myös pidempi, koska niissä ei ole harjoja, jotka kuluvat ajan myötä. Harjattomat moottorit pystyvät tarjoamaan paremman suorituskyvyn ja energiatehokkuuden, mikä tekee niistä paremman valinnan korkean suorituskyvyn sovelluksiin.

Akustinen kohina ja sähkömagneettiset häiriöt

Harjattomat moottorit tuottavat vähemmän akustista melua kuin harjatut moottorit harjojen puuttumisen vuoksi. Ne tuottavat myös vähemmän sähkömagneettisia häiriöitä, mikä tekee niistä paremman valinnan sovelluksiin, jotka vaativat vähäistä kohinaa ja minimaalisia sähkömagneettisia häiriöitä.

Harjattoman ja harjatun tasavirtamoottorin valinta

Kun valitset harjattoman ja harjatun tasavirtamoottorin välillä, on otettava huomioon useita tärkeitä tekijöitä:

• Sovelluksen tehotarpeet
• Vaadittu suorituskyky ja tehokkuus
• Akustisen melun ja sähkömagneettisten häiriöiden vaatimukset
• Elinikä ja huoltotarve

Näistä tekijöistä riippuen voidaan käyttää harjatonta tai harjattua tasavirtamoottoria. Harjattomat moottorit sopivat tyypillisesti paremmin suorituskykyisiin sovelluksiin, jotka vaativat suurempaa energiatehokkuutta ja alhaisempaa akustista melua, kun taas harjatut moottorit sopivat paremmin pieniin, vähän tehoa vaativiin sovelluksiin, jotka vaativat vain perusmoottorin.

Yhteenveto

Harjattomat moottorit ovat siis loistava tapa saada kaikki irti laitteestasi ilman harjojen käsittelyä. Ne ovat paljon tehokkaampia, hiljaisempia ja niillä on pidempi käyttöikä kuin harjatut moottorit. Lisäksi niitä käytetään nykyään niin monissa erilaisissa laitteissa sähkötyökaluista sähköajoneuvoihin. Joten jos etsit uutta moottoria, sinun kannattaa harkita harjattomia moottoreita. He ovat loppujen lopuksi moottoreiden tulevaisuutta. Joten älä pelkää sukeltaa ja kokeilla niitä. Et tule pettymään!

Olen Joost Nusselder, Tools Doctorin perustaja, sisältömarkkinoija ja isä. Rakastan uusien laitteiden kokeilemista, ja yhdessä tiimini kanssa olen luonut syvällisiä blogiartikkeleita vuodesta 2016 lähtien auttaakseni uskollisia lukijoita työkaluilla ja askarteluvinkeillä.