Silnik bezszczotkowy – zalety i wady silników bezszczotkowych
Silnik bezszczotkowy to napęd trwalszy i mocniejszy od tradycyjnej jednostki ze szczotkami. Wykorzystuje sekwencyjne zasilanie cewek, których pole magnetyczne wprawia wirnik w ruch obrotowy. Silnik BLDC jest używany w branży informatycznej, motoryzacyjnej i przy budowie elektronarzędzi akumulatorowych.
Czym jest silnik bezszczotkowy?
Silnik bezszczotkowy to typ silnika elektrycznego o szczególnej budowie. W miejscu mechanicznego komutatora ze szczotkami został zastosowany elektrycznie sterowany komutator. Cewki silnika nie poruszają się, a magnesy są umieszczone na wirniku. Komutator elektroniczny wykorzystuje prąd stały, dzięki czemu układ jednostki włącza i wyłącza zasilanie cewek, a ich pole magnetyczne wywołuje obroty wirnika.
Działanie silnika opiera się na sekwencyjnym zasilaniu cewek odpowiedzialnych za nieustanną zmianę kierunku pola magnetycznego – za każdym razem równolegle zasilane są dwie z trzech cewek. Utworzone pole magnetyczne oddziałuje na wirnik, wprawiając go w obroty, co indukuje powstanie siły elektromotorycznej.
Najpopularniejszymi silnikami bezszczotkowymi są silniki BLDC (Brushless DC Motor) oraz silniki PMSM (Permament Magnet Synchronous Motor). Wśród dostępnych modeli rozróżnia się też jednostki zasilane prądem stałym oraz prądem przemiennym.
Na czym polega przewaga silników bezszczotkowych nad szczotkowymi?
Najważniejszą zaletą silników bezszczotkowych jest lepszy stosunek mocy do masy urządzenia. Usunięcie szczotek – głównej przyczyny awarii silników elektrycznych – pozwoliło na stworzenie trwalszej i bardziej niezawodnej konstrukcji. Jednostka pracuje ciszej, płynniej i ma lepszą sprawność energetyczną.
Kolejną korzyścią jest możliwość sprawowania kontroli prędkości obrotowej niemal niezależnie od momentu silnika, co daje duże bezpieczeństwo użytkowania. Tradycyjne silniki szczotkowe emitują iskry, które mogą spowodować niechciany zapłon lub wybuch. Napędy bezszczotkowe eliminują ten problem. Brak iskrzenia zmniejsza też ryzyko nadmiernego nagrzewania się sprzętów.
Silniki bezszczotkowe ograniczają do minimum konieczność przeprowadzania zabiegów konserwacyjnych. Odpowiednio wykorzystywany napęd działa bezawaryjnie i nie trzeba ingerować w jego konstrukcję.
Elektronarzędzia bezszczotkowe wybierane najczęściej
Silnik BLDC znajduje zastosowanie w branży informatycznej i motoryzacji, ale używa się go także do budowy elektronarzędzi akumulatorowych. Silnik znacząco podnosi ich wydajność i pobiera mniejszą ilość prądu w stosunku do jego tradycyjnego odpowiednika.
Wkrętarki bezszczotkowe
Wkrętarki bezszczotkowe powoli wypierają urządzenia z napędem wyposażonym w szczotki. Mają wysoką trwałość i są niezawodne, nawet w trakcie intensywnej obsługi. Mogą być użytkowane wewnątrz i na zewnątrz pomieszczeń, przydają się do prac domowych, warsztatowych aż po profesjonalne. Wkrętarka bezszczotkowa ma dłuższą żywotność i kompaktową konstrukcję. Lepiej pracuje w warunkach o podwyższonej wilgotności i dużej ilości kurzu w powietrzu.
Szlifierka bezszczotkowa
Silnik BLDC pojawia się też w szlifierkach. Technologia bezszczotkowa sprawiła, że urządzenia działają bezawaryjnie i płynnie. Mają niższą emisję ciepła i są lepiej chronione przed ścierającymi cząsteczkami kurzu. Szlifierka szczotkowa zapewnia wygodną i precyzyjną pracę oraz stałą prędkość obrotową, nawet pod dużym obciążeniem.
Wiertarka bezszczotkowa
Wiertarki bezszczotkowe redukują szumy i gładko wchodzą w obrabiany materiał. Mają mniejsze rozmiary, są lżejsze i poręczniejsze. Dodatkowym atutem jest większa siła i łatwość wkręcania śrub nawet w twarde powierzchnie. Pozwalają na bardziej wydajną pracę i są żywotniejsze od modeli napędzanym jednostką szczotkową.
Silnik szczotkowy i bezszczotkowy – poznaj różnice!
Aby dokonać wyboru – silnik szczotkowy czy bezszczotkowy – warto zrobić zestawienie wad i zalet obydwu rozwiązań.
Silnik szczotkowy zbudowany jest z komponentów takich jak:
szczotki elektrografitowe – odpowiadają za doprowadzenia zasilania do komutatora;
wirnik – zbudowany ze zwojnicy i osadzony na osi wyprowadzonej na zewnątrz;
stojan – obudowa silnika zawierająca magnesy skierowane do siebie przeciwnymi biegunami;
komutator – odpowiada za zmianę kierunku prądu;
uzwojenie – drut nawinięty wokół wirnika.
Na korzyść silników szczotkowych przemawia niska cena. Mimo że w trakcie eksploatowania urządzeń zużywają się szczotki, które trzeba wymieniać, nie jest to ani skomplikowane, ani kosztowne. Silnik szczotkowy nadaje się do pracy w trudnych warunkach i umożliwia zmianę stosunku momentu obrotowego do prędkości obrotowej.
Silnik bezszczotkowy nie ma szczotek elektrografitowych. Jego najprostsza wersja składa się z:
uzwojenia (cewki 3 lub więcej),
stalowego rdzenia (na nim osadzone są cewki),
magnesów,
korpusu obudowy,
wirnika.
Silniki bezszczotkowe są droższe, ale znacznie bardziej żywotne i wytrzymałe. Mają mniejszą wagę, co wpływa na wygodę obsługi i większą moc. Oferują lepszy moment obrotowy i nie wymagają szeregu czynności obsługowych. Zużywają mniej prądu, co pozwala na dłuższą pracę urządzeń akumulatorowych bez podłączania ich do ładowarki.
Elektronarzędzia akumulatorowe - jak elektronarzędzia bez kabla ułatwiają pracę
