Al enkele jaren zien we borstelloze motoren de snoerloze aandrijving in de professionele gereedschapsindustrie domineren. Dat is geweldig, maar wat is het probleem? Is het echt belangrijk zolang ik die houtschroef maar kan draaien? Eh, ja. Er zijn aanzienlijke verschillen en effecten tussen borstelmotoren en borstelloze motoren.
Voordat we ons verdiepen in de borstel- en borstelloze motoren met een halve meter, moeten we eerst de basiskennis van het eigenlijke werkingsprincipe van gelijkstroommotoren begrijpen. Als het gaat om het aandrijven van motoren, draait alles om magneten. Magneten met tegengestelde lading trekken elkaar aan. Het basisidee van een gelijkstroommotor is om de tegengestelde elektrische lading van het roterende onderdeel (rotor) aangetrokken te houden tot de onbeweeglijke magneet (stator) ervoor, waardoor deze continu naar voren wordt getrokken. Het is een beetje alsof je een Boston Butter Donut op een stokje voor je neus legt tijdens het hardlopen - ik blijf proberen hem te pakken!
De vraag is hoe we de donuts in beweging kunnen houden. Dat is niet eenvoudig. Het begint met een set permanente magneten (permanente magneten). Een set elektromagneten verandert van lading (omgekeerde polariteit) tijdens het roteren, dus er is altijd een permanente magneet met de tegengestelde lading die kan bewegen. Bovendien duwt de vergelijkbare lading die de elektromagnetische spoel ervaart tijdens het veranderen van lading de spoel weg. Bij borstelmotoren en borstelloze motoren is de manier waarop de elektromagneet van polariteit verandert cruciaal.
Een borstelmotor bestaat uit vier basiscomponenten: permanente magneten, ankers, commuterende ringen en borstels. De permanente magneet vormt de buitenkant van het mechanisme en beweegt niet (stator). De ene is positief geladen en de andere negatief geladen, waardoor een permanent magnetisch veld ontstaat.
Het anker bestaat uit een spoel of een reeks spoelen die bij bekrachtiging een elektromagneet worden. Dit is tevens het roterende onderdeel (rotor), meestal gemaakt van koper, maar aluminium kan ook worden gebruikt.
De commutatorring is in twee (2-polige configuratie), vier (4-polige configuratie) of meer componenten aan de ankerspoel bevestigd. Deze draaien mee met het anker. Tot slot blijven de koolborstels op hun plaats en brengen de lading over naar elke commutator.
Zodra het anker onder spanning staat, wordt de geladen spoel naar de tegengesteld geladen permanente magneet getrokken. Wanneer de commutatorring erboven ook draait, beweegt deze van de aansluiting van de ene koolborstel naar de volgende. Wanneer deze de volgende borstel bereikt, vindt er een polariteitsomkering plaats en wordt deze nu aangetrokken door een andere permanente magneet, terwijl deze wordt afgestoten door dezelfde soort elektrische lading. Concreet: wanneer de commutator de negatieve borstel bereikt, wordt deze nu aangetrokken door de positieve permanente magneet. De commutator arriveert op tijd om een verbinding te vormen met de positieve elektrodeborstel en de negatieve permanente magneet te volgen. De borstels zijn in paren, dus de positieve spoel zal naar de negatieve magneet trekken en de negatieve spoel zal tegelijkertijd naar de positieve magneet trekken.
Het is alsof ik een spiraalboor ben die een Boston Butter Donut achtervolgt. Ik kwam er dichtbij, maar veranderde toen van gedachten en ging voor een gezondere smoothie (mijn polariteit of verlangen veranderde). Donuts zijn immers rijk aan calorieën en vet. Nu jaag ik smoothies na terwijl ik van Boston Cream word weggeduwd. Toen ik daar aankwam, realiseerde ik me dat donuts veel lekkerder zijn dan smoothies. Zolang ik de trekker overhaal, zal ik elke keer dat ik bij de volgende borstel kom, van gedachten veranderen en tegelijkertijd in een hectische cirkel achter de dingen aan gaan die ik lekker vind. Het is de ultieme toepassing voor ADHD. Bovendien zijn we er met z'n tweeën, dus Boston Butter Donuts en Smoothies worden altijd enthousiast door een van ons achterna gejaagd, maar besluiteloos.
Bij een borstelloze motor vervallen de commutator en de borstels en ontstaat er een elektronische regelaar. De permanente magneet fungeert nu als rotor en draait binnenin, terwijl de stator nu bestaat uit een externe, vaste elektromagnetische spoel. De regelaar levert stroom aan elke spoel op basis van de lading die nodig is om de permanente magneet aan te trekken.
Naast het elektronisch verplaatsen van ladingen kan de regelaar ook vergelijkbare ladingen leveren om permanente magneten tegen te gaan. Omdat de ladingen van dezelfde soort tegengesteld aan elkaar zijn, duwt dit de permanente magneet. De rotor beweegt nu door de trek- en duwkrachten.
In dit geval bewegen de permanente magneten, dus nu zijn het mijn hardlooppartner en ik. We veranderen niet langer van idee wat we willen. In plaats daarvan wisten we dat ik Boston Butter Donuts wilde en mijn partner smoothies.
Elektronische controllers zorgen ervoor dat onze respectievelijke ontbijtgenotjes voor ons langs bewegen, en we hebben altijd al dezelfde dingen nagestreefd. De controller plaatst ook dingen die we niet willen, achter ons om ons een zetje te geven.
Borstelloze DC-motoren zijn relatief eenvoudig en goedkoop te produceren (hoewel koper niet goedkoper is geworden). Omdat een borstelloze motor een elektronische communicator nodig heeft, bouw je in feite een computer in een draadloos apparaat. Dit is de reden waarom borstelloze motoren zo duur zijn geworden.
Vanwege ontwerpredenen hebben borstelloze motoren veel voordelen ten opzichte van borstelmotoren. De meeste daarvan hebben te maken met het verlies van borstels en commutatoren. Omdat de borstel contact moet maken met de commutator om de lading over te brengen, veroorzaakt dit ook wrijving. Wrijving vermindert de haalbare snelheid en genereert tegelijkertijd warmte. Het is vergelijkbaar met fietsen met lichte remmen. Als je benen dezelfde kracht gebruiken, zal je snelheid afnemen. Omgekeerd, als je snelheid wilt behouden, moet je meer energie uit je benen halen. Je zult ook de velgen verwarmen door wrijvingswarmte. Dit betekent dat borstelloze motoren, in vergelijking met borstelmotoren, op een lagere temperatuur draaien. Dit geeft ze een hoger rendement, waardoor ze meer elektrische energie omzetten in elektrische energie.
Koolborstels slijten ook na verloop van tijd. Dit veroorzaakt vonken in sommige gereedschappen. Om het gereedschap goed te laten werken, moeten de borstels regelmatig worden vervangen. Borstelloze motoren hebben dit soort onderhoud niet nodig.
Hoewel borstelloze motoren elektronische regelaars nodig hebben, is de rotor/stator-combinatie compacter. Dit biedt mogelijkheden voor een lichter gewicht en een compacter formaat. Daarom zien we veel gereedschappen zoals de Makita XDT16 slagschroevendraaier met een ultracompact ontwerp en krachtig vermogen.
Er lijkt een misverstand te bestaan over borstelloze motoren en koppel. Het ontwerp van een borstelloze motor zegt op zichzelf niets over de grootte van het koppel. Zo was het werkelijke koppel van de eerste Milwaukee M18-boorhamer met brandstofmotor lager dan dat van het vorige model met borstels.
Uiteindelijk realiseerde de fabrikant zich echter een aantal zeer belangrijke zaken: de elektronica in borstelloze motoren kan deze motoren indien nodig meer vermogen leveren.
Omdat borstelloze motoren nu geavanceerde elektronische besturing gebruiken, kunnen ze detecteren wanneer ze onder belasting beginnen te vertragen. Zolang de accu en motor zich binnen het gespecificeerde temperatuurbereik bevinden, kan de elektronica van de borstelloze motor meer stroom van de accu vragen en ontvangen. Hierdoor kunnen gereedschappen zoals borstelloze boormachines en zagen hogere snelheden behouden onder belasting. Dit maakt ze sneller. Het is meestal veel sneller. Enkele voorbeelden hiervan zijn Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage en DeWalt Perform and Protect.
Deze technologieën integreren de motoren, batterijen en elektronica van het gereedschap naadloos tot een samenhangend systeem om optimale prestaties en gebruiksduur te behalen.
Commutatie – verander de polariteit van de lading – start de borstelloze motor en houd hem draaiende. Vervolgens moet je de snelheid en het koppel regelen. De snelheid kan worden geregeld door de spanning van de stator van de BLDC-motor te wijzigen. Door de spanning op een hogere frequentie te moduleren, kun je de snelheid van de motor beter regelen.
Om het koppel te regelen, kunt u de statorspanning verlagen wanneer de koppelbelasting van de motor boven een bepaald niveau komt. Dit brengt uiteraard belangrijke vereisten met zich mee: motorbewaking en sensoren.
Hall-effectsensoren bieden een goedkope manier om de positie van de rotor te detecteren. Ze kunnen ook de snelheid bepalen aan de hand van de tijd en frequentie van de schakeltijd van de sensor.
Opmerking van de redactie: lees ons artikel Wat is een sensorloze borstelloze motor om te ontdekken hoe geavanceerde BLDC-motortechnologie elektrisch gereedschap verandert.
De combinatie van deze voordelen heeft nog een ander effect: een langere levensduur. Hoewel de garantie op borstelloze en borstelloze motoren (en gereedschappen) binnen het merk doorgaans hetzelfde is, kunt u een langere levensduur verwachten voor de borstelloze modellen. Deze kan meestal enkele jaren langer zijn dan de garantieperiode.
Weet je nog dat ik zei dat elektronische besturingen in feite computers in je gereedschap bouwen? Borstelloze motoren zijn ook de doorbraak voor slimme gereedschappen die een impact op de industrie hebben. Zonder de afhankelijkheid van borstelloze motoren van elektronische communicatie zou Milwaukee's éénknopstechnologie niet werken.
Kenny onderzoekt de praktische beperkingen van verschillende tools grondig en vergelijkt de verschillen. Na zijn werk staan zijn geloof en liefde voor zijn familie voorop. Je bent meestal in de keuken te vinden, fietst (hij doet aan triatlon) of neemt mensen mee voor een dagje vissen in Tampa Bay.
Er is nog steeds een tekort aan geschoolde arbeidskrachten in de Verenigde Staten als geheel. Sommigen noemen het de "skills gap". Hoewel het behalen van een vierjarige universitaire opleiding misschien "in de mode" lijkt, tonen de laatste onderzoeksresultaten van het Bureau of Labor Statistics aan dat geschoolde beroepen zoals lassers en elektriciens opnieuw bovenaan de lijst staan [...]
Al in 2010 schreven we over betere batterijen met behulp van grafeen-nanotechnologie. Dit is een samenwerking tussen het Amerikaanse ministerie van Energie en Vorbeck Materials. Wetenschappers gebruiken grafeen om lithium-ionbatterijen binnen enkele minuten in plaats van uren op te laden. Het is alweer een tijdje geleden. Hoewel grafeen nog niet is geïmplementeerd, zijn we terug met een aantal van de nieuwste lithium-ionbatterijen […]
Een zwaar schilderij ophangen aan een gipsplaat is niet zo moeilijk. Zorg er echter wel voor dat je het goed doet. Anders koop je een nieuwe lijst! Alleen de schroef in de muur draaien is niet voldoende. Je moet weten hoe je niet op [...] moet vertrouwen.
Het is niet ongebruikelijk om 120V-elektrische kabels ondergronds aan te leggen. U kunt bijvoorbeeld uw schuur, werkplaats of garage van stroom voorzien. Een andere veelvoorkomende toepassing is het aanleggen van lantaarnpalen of elektrische deurmotoren. In beide gevallen moet u rekening houden met de vereisten voor ondergrondse bedrading om te voldoen aan [...]
Bedankt voor de uitleg. Dit is iets waar ik al heel lang over nadenk, aangezien de meeste mensen voorstander zijn van borstelloos (althans als argument voor duurdere elektrische gereedschappen en drones).
Ik wil weten: Voelt de controller ook de snelheid? Is dat niet noodzakelijk om te synchroniseren? Heeft hij Hall-elementen die magneten voelen (roteren)?
Niet alle borstelloze motoren zijn beter dan alle borstelmotoren. Ik wil zien hoe de accuduur van de Gen 5X zich verhoudt tot die van zijn voorganger X4 bij matige tot zware belasting. Borstels vormen in ieder geval vrijwel nooit een beperkende factor voor de levensduur. Het oorspronkelijke toerental van accugereedschap ligt rond de 20.000 tot 25.000 toeren. En dankzij het gesmeerde planetaire tandwielstelsel is de reductie ongeveer 12:1 in de hoge versnelling en ongeveer 48:1 in de lage versnelling. Het trekkermechanisme en de lagers van de motorrotor die de 25.000 tpm-rotor in de stoffige luchtstroom ondersteunen, zijn meestal zwakke punten.
Als Amazon-partner kunnen we inkomsten ontvangen wanneer u op een Amazon-link klikt. Bedankt dat u ons helpt met wat we graag doen.
Pro Tool Reviews is een succesvolle online publicatie die sinds 2008 gereedschapsrecensies en branchenieuws publiceert. In de huidige wereld van internetnieuws en online content zien we dat steeds meer professionals online onderzoek doen naar de meeste elektrische gereedschappen die ze kopen. Dit wekte onze interesse.
Er is één belangrijk ding om op te merken over Pro Tool Reviews: Wij richten ons op professionele gereedschapsgebruikers en zakenmensen!
Deze website maakt gebruik van cookies om u de beste gebruikerservaring te bieden. Cookie-informatie wordt opgeslagen in uw browser en vervult een aantal functies, zoals het herkennen van u wanneer u terugkeert naar onze website en het helpen van ons team om te begrijpen welke onderdelen van de website u het meest interessant en nuttig vindt. Lees gerust ons volledige privacybeleid.
Strikt noodzakelijke cookies moeten altijd ingeschakeld zijn, zodat we uw voorkeuren voor cookie-instellingen kunnen opslaan.
Als u deze cookie uitschakelt, kunnen we uw voorkeuren niet opslaan. Dit betekent dat u cookies bij elk bezoek aan deze website opnieuw moet in- of uitschakelen.
Gleam.io - Hiermee kunnen we cadeaus aanbieden die anonieme gebruikersinformatie verzamelen, zoals het aantal websitebezoekers. Tenzij persoonlijke gegevens vrijwillig worden verstrekt om cadeaus handmatig in te voeren, worden er geen persoonlijke gegevens verzameld.
Plaatsingstijd: 31-08-2021