Home-theater-designers
Alalisvoolu elektrimootorid on mõned kõige olulisemad leiutised, millele kaasaegne maailm on suuresti tuginenud. Neid mootoreid kasutatakse kodumasinates, elektrilistes tööriistades, droonides, personaalarvutite jahutussüsteemides, robootikas ja elektrisõidukites.
Kaks tänapäeval kõige levinumat alalisvoolu elektrimootorit on harjatud ja harjadeta alalisvoolumootorid. Mõlemal mootoril on sama põhiidee kasutada elektromagnetismi mehaaniliste pöörete tagamiseks. Kuid erinevate konstruktsioonikontseptsioonide korral on harjatud ja harjadeta mootorite jõudluses, kuludes ja hoolduses erinevusi.
PÄEVA VIDEO MAKKEUSE
Niisiis, milline mootori konstruktsioon on parem – harjatud või harjadeta?
Kuidas alalisvoolu elektrimootor töötab?
Elektrimootorid muudavad elektrienergia mehaaniliseks energiaks. Nad teevad seda, lastes elektril läbida vaskmähiseid, luues elektromagnetvälja, mis ergastab mootori sees olevaid püsimagneteid, pannes rootori liikuma ja tootma mehaanilist energiat.
Kuigi nii harjatud kui ka harjadeta mootoritel on sama eesmärk muuta elektrienergia mehaaniliseks energiaks, on nende konstruktsioonid erinevad. Nende erinevuse mõistmiseks räägime mootori disainist, alustades harjatud mootorist.
Harjatud mootori disain
Harjatud mootoreid on praeguseks toodetud juba üle sajandi. Neil on teadaolevalt lihtsustatud disain, mis kasutab mootorile toite andmiseks paari süsinikuharju. Harjatud mootoritel on alati neli peamist osa, need on:
- Staator: Mootori statsionaarne osa. See sisaldab püsimagneteid, mis panevad rootori liikuma.
- Rootor: Mootori pöörlev osa. See sisaldab vaskmähist, mis toiteallikana muudab vaskmähise elektromagnetiliseks.
- Kommutaator: Metallrõngas, mis tagab rootori pöörlemise, muutes polaarsust iga poole rootori pöörde kohta.
- Pintslid: Süsinikust statsionaarne osa, mis on otse toiteallika klemmidega ühendatud. Nad edastavad toite kommutaatori rõngale, mis seejärel aktiveerib rootori.
Harjatud mootor kasutab mootori elektriliseks toiteks harju, võimaldades samal ajal nii rootoril kui ka kommutaatoril pöörata. Rootor koosneb vaskmähistest, mis toiteallikana muutuvad põhimõtteliselt elektromagnetiks.
Mis juhtub siis, kui kaks magnetit satuvad lähestikku?
Noh, olenevalt magnetpooluste joondusest tõmbavad nad üksteist kas ligi või tõrjuvad. Harjatud mootori eesmärk on kasutada mootori pööramiseks külgetõmmet ja tõrjumist. Siin muutub kommutaator kasulikuks.
Kommutaator on rootori keskel asuv metallist rõngas, mis lülitab rootori magnetpoolust iga 180 kraadi järel. See tagab tõhusalt, et rootori magnetpoolus joondub alati staatori sama magnetpoolusega, põhjustades tõuke.
Tulemus? Pidev mehaanilistel pööretel on piisavalt jõudu blenderi (või muu, mis kasutab harjatud mootorit) toiteks.
Harjadeta mootori disain
Harjadeta mootorid hakkasid populaarsust koguma 1980. aastatel, kui transistorid muutusid elektroonikas levinumaks. Olles kergesti kättesaadav tahkiskomponendid mängis suurt rolli harjadeta mootorite muutmisel kasutatavaks elektritööriistade, kodumasinate ja elektroonika jaoks. Nende keerukas, kuid tõhus disain annab harjadeta mootoritele suurema pöördemomendi kui nende harjatud mootoritele.
Harjadeta mootori konstruktsioonis on mitu olulist osa. Need hõlmaksid järgmist:
- Staator: Mootori statsionaarne osa. See sisaldab mitut vaskpooli, mis toiteallikana muutuvad aktiivseks magnetiks.
- Rootor: Mootori pöörlev osa. See sisaldab püsimagneteid, mis pöörlevad staatori ja rootori vahelise elektromagnetvälja tõttu.
- Halli efekti andur: Andur, mis tuvastab, millised mähised on pingestatud ja millised mitte.
- Juhtahel: Elektrooniline ahel, mis on loodud otsustama, millised staatori sees olevad mähised pingestada.
Nagu nimigi viitab, ei kasuta harjadeta mootorid mootori toiteks harju. Harjadeta mootoritel pole ka voolu kandvaid kommutaatoreid. Selle asemel kasutab see saaliefekti andurit ja juhtahelat, et staatori ja rootori vastassuunalised magnetpoolused oleksid alati joondatud. Teine asi, mida leiate erinevalt, on see, et staatoril on vaskmähised, rootoris aga püsimagnetid.
kuidas muuta oma sülearvuti mängude jaoks paremaks
Harjadeta mootor töötab põhimõtteliselt samamoodi nagu harjatud mootor: kasutatakse rootori liigutamiseks magnetpooluste erinevusi, tekitades pöörlemise ja pöördemomendi.
Aga kuidas saavad vaskmähised voolu ilma harjade ja kommutaatoriteta?
Lihtne, muudate vaskmähised paigal. Statsionaarsete vaskmähiste korral pole harju enam vaja, kuna saate mähiseid otse juhtmete kaudu toita.
Mis puutub kommutaatoritesse, siis harjadeta mootor kasutab saaliefekti andurit ja juhtahelat. Halli andur on lame ümmargune andur, mis asetatakse staatori vaskmähiste kõrvale. Kuna staatoril on mitu mähist, suudab saaliandur tuvastada, kas üks neist mähistest on pinge all või mitte.
Valmistatud Sketchupi abil
Seejärel annab andur oma näidu juhtahelale ja otsustab, millised mähised pingestada. Seega, kui rootori püsimagnetid jõuavad ligitõmbavate magnetpooluste lähedale, lõpetab juhtahel nende mähiste pingestamise ja annab pinge järgmisele mähisele, mis tõmbab rootori püsimagneteid. Juhtahel pingestab ka mähiseid enne püsimagneteid, põhjustades tõrjumist ja lisades pöörlemisele veelgi pöördemomenti.
Harjatud ja harjadeta mootorite plussid ja miinused
Mootori konstruktsiooni erinevuste tõttu on nii harjaga kui ka harjadeta mootoritel plusse ja miinuseid. Siin on tabel, mis aitab teil mõista nende tugevaid ja nõrku külgi:
| Eluaeg | Lühike | Pikk |
| Kiirendus | Keskmine | Kõrge |
| Tõhusus | Keskmine | Kõrge |
| Pöördemoment | Keskmine | Kõrge |
| Akustika | Lärmakas | Vaikne |
| Maksumus | Odav | Kallis (koos juhtimisahelaga) |
Kas peaksite ostma harjatud või harjadeta mootoriga riistvara?
Nagu tabelist näha, on harjadeta mootorid igas mõttes paremad (v.a maksumuse poolest) kui nende harjatud analoogid. Need tagavad suurema pöördemomendi, kiirema kiiruse kiirenduse, madalama müra ja suurema tõhususe ning on vastupidavamad.
Nii et kui teil on võimalus osta uus elektritööriist, köögiseade, droon või midagi, mis vajab mootorit, on harjadeta mootoriga esemete valimine üldiselt parem valik.
Nii et kas harjatud mootorid peaksid olema aegunud?
No ei. Eelkõige seetõttu, et harjadeta mootor (pluss juhtimisahel) maksab oluliselt rohkem kui harjatud mootorit kasutav toode. Ja kuigi harjadeta mootor on parem kui selle harjatud mootor, ei tähenda see, et harjatud mootor oleks halb. Tegelikult on harjatud mootor palju hea. Harjatud mootoriga saate saavutada samu ülesandeid, mida inimesed harjadeta mootoriga.
Üldiselt on harjadeta mootorid ideaalsed mootorid teie tööriistade ja seadmete sees. Kuid on ka olukordi, kus võiksite kasutada hoopis harjatud mootoreid. Need olukorrad hõlmavad järgmist:
- Kui mootorit kasutatakse lühiajaliselt (nt mikser, elektrilised istmed ja klaasipuhastid)
- Kui tööriist/seade muutub kasulikuks vaid paar korda aastas
- Kui ülesanne ei nõua palju pöördemomenti (nt mänguasjad, õhuavad)
- Ekstreemsetes töötingimustes. Harjatud mootorid ei vaja andureid ega juhtahelaid, mis võivad ekstreemsete ilmastikutingimuste korral ebaõnnestuda
Tarkade ostude tegemine
Nüüd, kui mõistate harjatud ja harjadeta mootorite erinevust, on loodetavasti lihtsam teha nutikaid oste köögiseadmete, tööriistade ja seadmete ostmisel. See peaks selgitama ka seda, miks mõned kaubad on kallimad kui nende analoogid, kuigi need on pärit samast kaubamärgist, neil on samad omadused ja sama kuju. Pidage meeles, et see, et saate harjadeta mootorit kasutades osta esmaklassilise kauba, ei tähenda alati, et see on mõistlik osta.