บ่อยครั้งความก้าวหน้าอย่างกะทันหันและสำคัญเกิดขึ้นในโลกของเครื่องมือ และไม่กี่ปีที่ผ่านมาก็เป็นหนึ่งในช่วงเวลาเหล่านั้นเรียกว่าเทคโนโลยีมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน และสัญญาว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องมือไร้สายทั่วทั้งกระดานในทันทีผู้ผลิตเครื่องมือทุกรายกำลังนำเครื่องมือไร้แปรงถ่านออกสู่ตลาดในขณะนี้ และแม้ว่าเครื่องมือไร้สายหลายตัวตามชั้นวางในร้านจะยังไม่ใช้แปรงถ่าน แต่เทคโนโลยีใหม่ก็คุ้มค่าที่จะมองหาจะเข้าใจว่าทำไมคุณต้องเข้าใจอะไรไม่มีแปรงเป็นเรื่องเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้าคุณสามารถเห็นมอเตอร์ทั้งสองประเภทด้านล่าง ซึ่งเปิดออกเล็กน้อยเพื่อให้มองเห็นได้ในระหว่างการทดสอบเครื่องมือของฉัน

สว่าน Makita ทางด้านซ้ายมีแปรงแบบดั้งเดิม และ Milwaukee ทางด้านขวาเป็นแบบไร้แปรงความซับซ้อนทางกลทั้งหมดของการออกแบบแบบแปรงนั้นถูกมองข้ามโดยความเรียบง่ายทางกลของวงจรภายใน

โดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์เครื่องมือไฟฟ้าจะมีบล็อกคาร์บอนขนาดเล็กที่บรรจุสปริงซึ่งซ่อนอยู่ภายในบล็อกเหล่านี้เรียกว่าแปรง (แม้ว่าจะดูไม่เหมือน "แปรง" และไม่มีขนแปรงก็ตาม) และบล็อกเหล่านี้จะกดทับส่วนที่หมุนอยู่ของมอเตอร์ เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าในขณะที่หมุน ในขณะเดียวกันก็ช่วยสร้างสนามไฟฟ้าหมุนได้สนามหมุนภายในมอเตอร์นี่แหละที่ทำให้มันหมุน และแปรงก็เป็นส่วนสำคัญที่ทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นมานานกว่าศตวรรษแม้ว่าแปรงจะมีประโยชน์เหมือนที่เคยเป็นมา แต่ก็มีข้อจำกัดหลักๆ อยู่ 2 ประการพวกมันเสื่อมสภาพและทำให้เกิดการเสียดสี

เนื่องจากแปรงได้รับการออกแบบมาให้เสียดสีกับชิ้นส่วนภายในของมอเตอร์ที่หมุนอยู่ แปรงจึงเสื่อมสภาพตามเวลานั่นเป็นสิ่งที่เป็นอยู่ และหากไม่เปลี่ยนแปรงทันเวลา มอเตอร์เครื่องมือใดๆ จะเสียหายหากใช้งานต่อไปปัญหาอีกประการหนึ่งของแปรงก็คือพลังงานที่สิ้นเปลืองการถูหมายถึงการเสียดสีและประกายไฟ ซึ่งแปลว่าการทำงานน้อยลงในการชาร์จแบตเตอรี่แต่ละครั้ง อย่างอื่นก็เท่าเทียมกัน

เครื่องมือไร้แปรงถ่านหลีกเลี่ยงทั้งปัญหาการสึกหรอและปัญหาแรงเสียดทาน และทำได้ด้วยการออกแบบที่เรียบง่ายกว่ามอเตอร์แบบแปรงรุ่นเก่ามากการฝึกซ้อมทั้งสองประเภทที่แสดงเคียงข้างกันด้านบนแสดงให้เห็นความแตกต่าง แม้ว่าคุณจะไม่รู้อะไรเกี่ยวกับมอเตอร์เลย คุณก็สามารถเห็นความแตกต่างได้อย่างแน่นอน

อะไรจะง่ายไปกว่านี้?ชิ้นส่วนภายในของสว่านไร้สายที่มีมอเตอร์ไร้แปรงถ่านแสดงให้เห็นว่าวิธีการนี้เรียบง่ายเพียงใดอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและการเสียดสีภายในที่น้อยลงเป็นสาเหตุที่ทำให้มอเตอร์เครื่องมือไฟฟ้าแบบไร้แปรงถ่านยังคงอยู่ต่อไป

แทนที่จะใช้ระบบกลไกของแปรง สปริง และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่ทำให้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงหมุน เครื่องมือแบบไร้แปรงถ่านจะใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อทำสิ่งเดียวกันโดยใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่ามากผลลัพธ์ที่ได้คือคำกล่าวอ้างที่ค่อนข้างสูงจากผู้ผลิตในเรื่องอายุการใช้งานเครื่องมือที่ยาวนานขึ้นและการทำงานที่สำเร็จได้มากขึ้นต่อการชาร์จหนึ่งครั้งมอเตอร์เครื่องมือแบบไร้แปรงถ่านควรมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามอเตอร์แบบแปรงอย่างน้อย 1,000% ก่อนที่จะเสื่อมสภาพ และควรจะทำงานได้มากกว่า 50% จากก้อนแบตเตอรี่ที่กำหนดก่อนที่จะจำเป็นต้องชาร์จแต่การกล่าวอ้างนั้นทำได้ง่าย และนั่นคือเหตุผลที่ฉันตัดสินใจตรวจสอบความเป็นจริงด้วยตัวเอง

การเปิดสว่านไร้แปรงถ่าน DEWALT นี้แสดงให้เห็นมอเตอร์ที่เรียบง่ายกว่าของเครื่องมือไฟฟ้าไร้แปรงถ่านวงจรที่มีสายไฟที่นำมาแทนที่แปรงกลและสปริง

ทดสอบเครื่องมือไร้แปรงถ่านความเร็วและความทนทาน ฉันติดตั้งสว่านไร้แปรงถ่าน Milwaukee FUEL 2604 ขนาด 18 โวลต์พร้อมดอกสว่านขนาด 9/16 นิ้วแบบเดียวกับที่ฉันใส่ลงในสว่านแบบแปรงใหม่ที่เทียบเคียงได้สองตัว ได้แก่ DeWALT DCD989 ขนาด 20 โวลต์และ Makita BHP454 ขนาด 18 โวลต์เครื่องมือทั้งสามเครื่องได้ชาร์จแบตเตอรี่ขนาด 3.0 แอมป์-ชั่วโมงจนเต็มแล้วในช่วงเริ่มต้นการทดสอบแต่ละครั้งฉันวัดจำนวนรูลึก 10 นิ้วที่ฉันสามารถเจาะรูที่ปลายท่อนไม้เมเปิลแข็งด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว และใช้เวลานานแค่ไหนในการเจาะรูเหล่านี้ฉันทำซ้ำการทดสอบนี้หลายครั้ง โดยเฉลี่ยจำนวนการผลิตและความเร็วเพื่อความแม่นยำสรุป: สว่าน FUEL แบบไร้แปรงถ่านของ Milwaukee วิ่งได้นานกว่าสว่านแบบแปรงที่ดีที่สุดของคู่แข่งที่ใช้แบตเตอรี่ขนาดเดียวกันถึง 40% และเร็วกว่ารุ่นที่ดีที่สุดรองลงมาถึง 22%หากต้องการดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างทางเทคนิคภายในระหว่างแปรงกับแปรงไร้แปรง และดูว่าสว่านทั้งสามชิ้นเปรียบเทียบกันอย่างไร

ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นจากเครื่องมือไร้แปรงถ่านนั้นมาจากการลดปริมาณพลังงานที่สูญเสียไปในรูปของความร้อน และเปลี่ยนพลังงานนี้ให้เป็นงานแทนนอกจากความแตกต่างที่วัดได้ในด้านความเร็วและความทนทานแล้ว คุณยังสัมผัสได้ถึงความแตกต่างในมือของคุณขณะใช้สว่านขณะรับน้ำหนักในขณะที่ความร้อนจำนวนมากพัดออกมาจากช่องระบายอากาศของสว่านแบบแปรงขณะเจาะ Milwaukee ก็วิ่งได้เย็นกว่าอย่างเห็นได้ชัด เช่นเดียวกับที่คุณคาดหวัง