Usein kahdella saman valmistajan sähkötyökalulla on hyvin samanlaiset tekniset tiedot. Ainoa selvä ero voi olla se, että toisessa on harjattu moottori ja toisessa harjaton versio. Jälkimmäinen on poikkeuksetta kalliimpi, joten suuri kysymys on, ovatko harjattomat sähkötyökalut lisähinnan arvoisia.
Olemme koonneet tiiviin selityksen, jossa keskitytään molempiin tyyppeihin ja niiden olennaisiin etuihin ja haittoihin. Seuraavassa selvitetään harjaton vs. harjattu moottori -keskustelua, jotta voit tehdä suorituskyvyn ja arvon kannalta parhaan valinnan.
Harjattomat moottorit soveltuvat paremmin johdottomiin työkaluihin kuin johdollisiin versioihin.
Harjatut ja harjatut moottorit näyttävät ensisilmäyksellä kattavan kaksi tyyppiä. Todellisuudessa moottorityyppejä on itse asiassa neljä. On olemassa harjattomia vaihtovirtamoottoreita, harjattuja vaihtovirtamoottoreita, harjattomia tasavirtamoottoreita ja harjattuja tasavirtamoottoreita.
Vaihtovirta (AC) tulee pistorasiasta, joten kaikissa johdollisissa sähkötyökaluissa on oltava vaihtovirtamoottorit. Valtaosa on harjamoottoreita, jotka ovat hyväksi havaittu rakenne, joka on ollut käytössä jo sukupolvien ajan. Harjattomia vaihtovirtamoottoreita on olemassa, mutta tämäntyyppisen moottorin tärkeimmät edut sopivat paremmin johdottomiin työkaluihin. Harjattomia vaihtovirtamoottoreita käytetään yleensä raskaissa ammattikäyttöön tarkoitetuissa työkaluissa.
Tasavirta (DC) on se, mitä akut syöttävät, ja sitä käytetään kaikissa johdottomissa työkaluissa. Kuten vaihtovirtamoottoreissa, akkutyökaluissa voidaan käyttää joko harjattuja tai harjattomia tasavirtamoottoreita (jälkimmäinen tunnetaan myös nimellä BLDC). Molempia tyyppejä on laajalti saatavilla, joten akkutyökaluissa herää eniten kysymyksiä harjattomista ja harjallisista moottoreista.
Miten harjattu moottori toimii?
Harjatun moottorin pääkomponentit on sijoitettu ulkokuoreen, joka sisältää kestomagneetit eli staattorimagneetit. Kuoren sisällä on sarja lankakäämejä, joita kutsutaan ankkuriksi. Ankkurin keskellä kulkee vetoakseli (tai roottori), joka tuottaa mekaanisen käyttövoiman. Harjatussa moottorissa on myös kommutaattori ankkurin päässä.
Kun sähkö kulkee ankkurin läpi, ankkurista tulee magneettinen. Jos tämän magneettisuuden napaisuus on sama kuin kestomagneetin, se hylkii sitä, jolloin ankkuri kääntyy. Keskusroottori pyörii sen mukana, mikä antaa käyttövoiman ruuvipuristimelle, sahanterälle jne. Kun ankkuri kuitenkin kääntyy puoliksi ympäri, polariteetit ovat vastakkaiset. Koska vastakkaiset polariteetit vetävät puoleensa, moottorin pitäisi pysähtyä.
Tämän estämiseksi ja moottorin pitämiseksi käynnissä on asennettu harjat, jotka hankaavat kommutaattoria vasten. Toisessa harjassa on positiivinen varaus, toisessa negatiivinen. Ne syöttävät ankkuriin jatkuvasti vaihtuvaa napaisuutta, joten se hylkii sitä edelleen. Tämän seurauksena moottori pyörii edelleen.
Miten harjaton moottori toimii?
Mikä siis on harjaton moottori ja mitä harjaton tarkoittaa? Harjaton moottori sisältää edelleen staattorin, ankkurin ja roottorin, mutta siinä ei ole fyysistä kommutaattoria. Kuten nimestä voi päätellä, siinä ei myöskään ole harjoja.
Nämä osat on korvattu elektronisella piirillä, jota kutsutaan invertteriksi. Tämä tuottaa ankkurin ympärille yhden, jatkuvasti pyörivän magneettikentän, joka luo jatkuvan liikkeen. Tämäntyyppinen moottori ei siis tarvitse harjojen fyysistä kosketusta eikä siihen liittyvää kommutaattoria.
Harjattomat moottorit ovat energiatehokkaampia.
Harjattujen moottoreiden harjat aiheuttavat kitkaa, mikä tarkoittaa, että osa niiden tuottamasta energiasta käytetään kitkan voittamiseen. Kitka aiheuttaa myös jännitehäviöitä, mikä vähentää työkalua käyttävän energian määrää.
Harjattomissa moottoreissa ei ole harjojen aiheuttamaa kitkaa, joten ne muuttavat paljon suuremman osan tuotetusta sähköstä käyttökelpoiseksi energiaksi. Tämä on erityisen tärkeää akkukäyttöisille työkaluille, joissa on käytettävissä rajallinen määrä tehoa latausta kohden. Esimerkiksi harjaton porakone voi toimia 30-50 prosenttia pidempään kuin sama akkuporakone, jossa on harjallinen moottori.
Harjattomilla moottoreilla on muitakin etuja. Vetovastuksen tai siihen liittyvän lämmönmuodostuksen puuttuminen tarkoittaa, että harjaton moottori saavuttaa halutun nopeuden nopeammin kuin harjallinen moottori, toimii nopeammin ja pidempään ja tuottaa (yleensä) enemmän vääntöä vastaavalla virrankulutuksella.
Harjatut moottorit vaativat enemmän huoltoa kuin harjatut moottorit.
Harjojen hankautuminen harjatun moottorin kommutaattoreita vasten aiheuttaa sen, että ne lopulta kuluvat. Selviä merkkejä tästä ovat jyskyttävä moottori tai sähkötyökalu, joka pysähtyy ja käynnistyy epäsäännöllisesti. Harjojen vaihtaminen ei ole teknisesti monimutkaista, ja osia on yleensä saatavilla, mutta sähkötyökalujen valmistajat eivät aina tee tietyn työkalun moottoriin pääsyä helpoksi. Ainakin se on hankalaa.
Lopulta myös kommutaattorit voivat kulua, eikä moottorin rakenne välttämättä mahdollista vaihtoa. Vaikka se olisikin käytännöllistä, varaosien hinta saattaa tehdä halvemmaksi ostaa kokonaan uusi työkalu. Tämä pätee erityisesti budjettimalleihin, joissa käytetään todennäköisemmin harjamoottoreita.
Harjattomissa sähkötyökalujen moottoreissa ei sen sijaan ole vaihdettavia osia, joten ne ovat huoltovapaita. Niiden käyttöikä on yleensä myös huomattavasti pidempi.
Harjattomat moottorit ovat kompaktimpia ja toimivat hiljaisemmin kuin harjamoottorit.
Kommutaattoreiden puuttuminen harjatuissa moottoreissa voi säästää paljon tilaa. Erityisesti harjattomista porakoneista voidaan tehdä erittäin kompakteja. Tämä tarkoittaa myös sitä, että kun sähkötyökalun fyysinen koko ei ole kovin tärkeä, voidaan käyttää suurempaa ja tehokkaampaa moottoria. Esimerkiksi tyypillisesti paljon tehoa vaativille työkaluille, kuten poravasaroille, voidaan antaa enemmän tehoa, mutta niiden mitat voivat olla samankokoiset kuin harjamoottoristen vastaavien työkalujen.
Kitkan ja siihen liittyvän tärinän puuttuminen tekee harjattomista työkaluista myös hiljaisempia. Vaikka tämä ei ole erityisen huomattavaa porakoneissa/porakoneissa, pistosahoissa ja hiomakoneissa, se voi olla merkittävä ero esimerkiksi pyörösahojen ja höyläkoneiden kaltaisissa työkaluissa. Vähentynyt tärinä auttaa myös tekemään työkaluista, kuten poravasaroista, miellyttävämpiä käyttää pidempiä aikoja.
Turvallisuus on myös huomioon otettava tekijä. Harjatut moottorit voivat aiheuttaa kipinöintiä, varsinkin kun harjat kuluvat ja kosketus muuttuu epäjohdonmukaiseksi. Joissakin ympäristöissä tämä kitka saattaa aiheuttaa palovaaran tai räjähdysvaaran. Vaikka muita varotoimenpiteitä voidaan joutua toteuttamaan, harjaton moottori ei aiheuta kipinöitä, mikä tekee siitä paljon turvallisemman vaihtoehdon.
Harjatut moottorit maksavat vähemmän kuin harjatut moottorit.
Tässä vaiheessa kaikki näyttää viittaavan siihen, että harjaton moottori on selvä voittaja. Harjaton moottori ei kuitenkaan välttämättä ole aina parempi valinta.
Harjatut moottorit ovat olleet käytössä jo sukupolvien ajan, joten ne ovat luotettavia ja paljon edullisempia kuin harjatut moottorit. Kun on valittava harjaton tai harjattu porakone, jälkimmäinen saattaa tarjota hyvin samanlaisia ominaisuuksia ja vertailukelpoista suorituskykyä jopa puoleen hintaan. Sama voi päteä myös muuntyyppisiin sähkötyökaluihin.
Ammattilaisille harjattomien työkalujen kyky toimia pidempään ja vähäiset huoltovaatimukset saattavat olla merkittävä etu. Näillä tekijöillä on kuitenkin yleensä vähemmän vaikutusta tee-se-itse-käyttäjälle. Sillä ei välttämättä ole merkitystä, jos työ on keskeytettävä akun lataamista varten. Jos työkalua ei käytetä kovin usein, harjasarjaa ei ehkä koskaan käytetä loppuun. Näin ollen huoltotekijä muuttuu vähemmän merkittäväksi. Jos harjattua työkalua ei käytetä koko päivää joka päivä, sillä, että se on hieman äänekkäämpi, ei välttämättä ole niin suurta merkitystä.
Niille, jotka tarvitsevat suurta suorituskykyä ja kestävyyttä työmaalla, harjaton moottori tarjoaa selviä etuja. Pitkällä aikavälillä se osoittautuu todennäköisesti paremmaksi investoinniksi. Jos kuitenkin etsit edullista tarjousta, kannattaa harkita harjamoottorilla varustettua akkutyökalua.
