Pourquoi les outils électriques (tels que les perceuses à main, les meuleuses d'angle, etc.) utilisent-ils généralement des moteurs à balais au lieu de moteurs sans balais ? Si vous voulez comprendre, ce n'est vraiment pas clair en une ou deux phrases.
Les moteurs à courant continu sont divisés en moteurs à balais et moteurs sans balais. La "brosse" mentionnée ici fait référence aux balais de charbon. A quoi ressemble le balai de charbon ?
Pourquoi les moteurs à courant continu ont-ils besoin de balais de charbon ? Quelle est la différence entre avoir des balais de charbon et ne pas en avoir ? Allons-nous en!
Principe du moteur à balais CC
Comme le montre la figure 1, il s'agit d'un schéma de modèle structurel d'un moteur à balais à courant continu. Deux aimants hétérosexuels fixes, une bobine est placée au milieu et les deux extrémités de la bobine sont respectivement reliées à deux anneaux de cuivre semi-circulaires. Les deux extrémités de l'anneau de cuivre sont en contact avec les balais de charbon fixes, puis les deux extrémités des balais de charbon sont respectivement connectées à l'alimentation en courant continu.
Après connexion à l'alimentation, le courant est représenté par la flèche sur la figure 1. Selon la règle de gauche, la bobine jaune est soumise à une force électromagnétique verticalement ascendante ; la bobine bleue est soumise à une force électromagnétique verticale descendante. Le rotor du moteur commence à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, après une rotation de 90 degrés, comme illustré à la Figure 2 :
À ce moment, le balai de charbon se trouve juste dans l'espace entre les deux anneaux de cuivre et toute la boucle de la bobine n'a pas de courant. Cependant, sous l'action de l'inertie, le rotor continue toujours à tourner.
Lorsque le rotor tourne vers la position ci-dessus sous l'action de l'inertie, le courant de bobine est représenté sur la figure 3. Selon la règle de gauche, la bobine bleue est soumise à une force électromagnétique verticalement ascendante ; la bobine jaune est soumise à une force électromagnétique verticale descendante. Le rotor du moteur continue de tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, après avoir tourné de 90 degrés, comme illustré à la Figure 4 :
À ce moment, le balai de charbon se trouve juste dans l'espace entre les deux anneaux de cuivre et toute la boucle de la bobine n'a pas de courant. Cependant, sous l'action de l'inertie, le rotor continue toujours à tourner. Ensuite, répétez les étapes ci-dessus et le cycle se poursuit.
Moteur sans balais à courant continu
Comme le montre la figure 5, il s'agit d'un schéma de modèle structurel d'un moteur sans balais à courant continu. Il est composé d'un stator et d'un rotor, dans lequel se trouve une paire de pôles magnétiques sur le rotor ; il y a de nombreux ensembles de bobines enroulées sur le stator, et il y a 6 ensembles de bobines sur la figure.
Lorsque nous passons du courant aux bobines de stator 2 et 5, les bobines 2 et 5 génèrent un champ magnétique, et le stator équivaut à une barre aimantée, où 2 est le pôle S (sud) et 5 est le pôle N (nord) pôle. Étant donné que les pôles magnétiques du même sexe s'attirent, le pôle N du rotor tournera jusqu'à la position de la bobine 2 et le pôle S du rotor tournera jusqu'à la position de la bobine 5, comme illustré à la figure 6.
Ensuite, nous supprimons le courant de la bobine de stator 2,5, puis passons le courant à la bobine de stator 3,6. À ce moment, les bobines 3 et 6 génèrent un champ magnétique et le stator équivaut à un barreau magnétique, dans lequel 3 est le pôle S (sud) et 6 est le pôle N (nord). Étant donné que les pôles magnétiques du même sexe s'attirent, le pôle N du rotor tournera vers la position de la bobine 3 et le pôle S du rotor tournera vers la position de la bobine 6, comme illustré à la figure 7.
De la même manière, le courant des bobines de stator 3 et 6 est supprimé, puis les bobines de stator 4 et 1 sont alimentées en courant. À ce moment, les bobines 4 et 1 génèrent un champ magnétique et le stator équivaut à un barreau magnétique, où 4 est le pôle S (sud) et 1 est le pôle N (nord). Étant donné que les pôles magnétiques opposés s'attirent, le pôle N du rotor tournera vers la position de la bobine 4 et le pôle S du rotor tournera vers la position de la bobine 1.
Jusqu'à présent, le moteur a tourné d'un demi-cercle... le second demi-cercle est le même que le principe précédent, donc je ne le répéterai pas ici. Nous pouvons simplement comprendre le moteur à courant continu sans balais comme la pêche d'une carotte devant un âne, de sorte que l'âne se déplacera toujours vers la carotte.
Alors, comment pouvons-nous alimenter des courants précis vers différentes bobines à différents moments ? Cela nécessite un circuit de commutation de courant... Je ne rentrerai pas dans les détails ici.
Comparaison des avantages et des inconvénients
Moteur à balais CC: démarrage rapide, freinage rapide, régulation de vitesse en douceur, contrôle simple, structure simple et prix bon marché. Le point est bon marché! prix pas cher! prix pas cher! De plus, il a un courant de démarrage important, un couple important (force de rotation) à basse vitesse et peut supporter une charge importante.
Cependant, en raison du frottement entre le balai de charbon et le collecteur, le moteur à courant continu à balais est sujet aux étincelles, à la chaleur, au bruit, aux interférences électromagnétiques avec l'environnement extérieur, et a une faible efficacité et une courte durée de vie. Étant donné que les balais de charbon sont des consommables, ils sont susceptibles de tomber en panne et doivent être remplacés après un certain temps.
Moteur sans balais à courant continu: étant donné que le moteur sans balais à courant continu élimine le balai de charbon, il a un faible bruit, aucun entretien, un faible taux de défaillance, une longue durée de vie, et le temps de fonctionnement et la tension sont relativement stables, et les interférences avec les équipements radio sont faibles. Mais c'est cher ! Cher! Cher!
Les outils électriques sont des outils très couramment utilisés dans la vie quotidienne. Il existe de nombreux types de marques et une concurrence féroce. Tout le monde est très sensible au prix. De plus, les outils électriques doivent supporter une charge lourde et doivent avoir un couple de démarrage important, comme les perceuses à main électriques et les perceuses à percussion. Sinon, lors du perçage, le moteur est facilement incapable de fonctionner car le foret est coincé.
Imaginez, un moteur à courant continu à balais est bon marché, a un couple de démarrage important et peut supporter de lourdes charges ; bien qu'un moteur sans balais ait un faible taux de panne et une longue durée de vie, il est coûteux et son couple de démarrage est bien inférieur à un moteur à balais. Si vous pouviez choisir, comment choisiriez-vous ? Je pense que la réponse est évidente.
