Come funziona un motore brushless. Perché le sue dimensioni sono più piccole e il costo più alto rispetto alle controparti della spazzola?

I motori brushless sono stati installati da tempo negli utensili elettrici. Tali motori elettrici presentano una serie di vantaggi rispetto ai motori di raccolta (elencherò di seguito). Ma c'è un grosso inconveniente: il prezzo elevato. A cosa è collegato tutto questo? Propongo di capirlo.

Se apriamo gli avvitatori a batteria da due tipologie di motori elettrici, vedremo subito che il brushless, con le stesse caratteristiche (o anche meglio), ha dimensioni inferiori:

Questo è comprensibile, da allora non ha spazzole - contatti che trasmettono tensione all'avvolgimento. Sebbene questo sia sempre lo stesso motore elettrico a magneti permanenti, i magneti si trovano sul rotore (ruotano) e gli avvolgimenti della bobina sono fissi:

Esistono diversi tipi di motori elettrici brushless: con un avvolgimento interno e un rotore interno acceso magneti permanenti (foto 1 e 2) e con un avvolgimento esterno e un rotore interno con magneti (foto 3). Sono inoltre suddivisi in sincroni e asincroni (con sincronizzazione dei campi magnetici rotore-statore e davanti al campo magnetico sullo statore).

Il motore elettrico commuta il campo magnetico (alimentazione delle bobine). Dal principio di attrazione di diversi poli di un magnete. Ad un certo momento, la bobina desiderata deve essere attratta dal polo opposto del magnete permanente. Nel collettore, la commutazione viene effettuata in modo costruttivo grazie ai contatti striscianti. E se non ci sono contatti striscianti in uno senza spazzole, come capire a quale bobina applicare la tensione? E come avviene questo passaggio?

I sensori di Hall sono installati sulle bobine per controllare la posizione del rotore:

Principio di funzionamento del sensore di Hall:

Danno un segnale alla centralina (controller) e che fornisce tensione all'avvolgimento dello statore desiderato. Sembra questo durante la rotazione:

Il rotore raggiunge il campo magnetico dello statore. Esempio di una scheda di controllo del motore:

In questo video viene descritto come funziona e funziona un motore elettrico senza spazzole in un linguaggio accessibile:

Si può vedere che sono alti la metà o anche il doppio delle loro controparti a pennello.

È chiaro che la parte elettronica è difficile da produrre e ha un costo aggiuntivo nel costo totale del motore elettrico per qualsiasi strumento. Ma i vantaggi di un tale motore elettrico sono un elenco significativo:

1. Perché un motore del collettore oltre i 3000 giri / min riduce la sua potenza ed efficienza, il contatto tra le spazzole si rompe e compare la scintilla. I motori brushless sono esenti da questi svantaggi e hanno un'efficienza stabile fino al 90% a tutte le velocità. Sono meccanicamente più durevoli (la risorsa dipende solo dai cuscinetti). Può avere regimi più elevati.

2. Il motore brushless facilita la regolazione della coppia (elettronica). Di solito, un interruttore è installato sui cacciaviti senza spazzole, che è responsabile di ciò. Grazie alla maggiore efficienza, i motori elettrici senza spazzole risparmiano la carica della batteria dell'utensile, alcuni sono fino al 50% più economici dei motori a collettore.

Ma se la parte elettronica del controllo del motore elettrico si guasta, la riparazione può essere paragonabile in termini di costo a un nuovo strumento. L'elettronica ha sempre il rischio di rottura. Cortocircuiti in caso di umidità o effetto dell'elettrostatica sui sensori di Hall e sui microcircuiti: nessuno ne è immune.

Nonostante questi rischi, questi motori sono il futuro. Perché le loro caratteristiche sono superiori a quelle da collezione. Forse un giorno l'industria inizierà a produrre unità di controllo in una custodia di microcircuito con una protezione affidabile contro i cortocircuiti e l'elettricità statica.

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