Neden daha güçlü araçlar daha yüksek voltaj kullanıyor?

10

AFAIK, dünyanın önde gelen akülü elektrikli el aletleri üreticilerinin her biri, farklı voltajlara sahip birkaç "akülü elektrikli alet" ürün hattı üretmektedir. Örneğin, Bosch şu anda 10,7V, 14,4V, 18V ve 36V çıkışlı Li-Ion pillerle araçlar üretmektedir ve voltaj ne kadar yüksek olursa bir takım o kadar güçlüdür.

Şimdi bu aletler, düşük voltajlı hücrelerden (sanırım Li-Ion hücreleri için 3,7 volt gibi bir şey) monte edilen pillerle güçlendiriliyor ve hedef voltaja ulaşılana kadar hücreler sırayla bağlanıyor.

Bunun yerine hücreleri paralel bağlayabilirler. Aynı gerilime, ancak daha yüksek akıma sahip olacaklar ve bu yine daha yüksek güç verecektir.

Elektrikli aletlerde daha fazla güç elde etmek için neden aynı voltaj ve daha yüksek akım üzerinde daha yüksek voltaj seçiyorlar?

power batteries

— keskin diş
kaynak

5

Oy verildi reopen. @Kortuk, Bosch araçlarından bahsedilmediyse bunu kapatmamış olabilirsiniz. EE IMO için iyi bir soru: neden paralel değil, seri halde hücreler.

— stevenvh

5

@Kortuk: Tüketici elektroniği uygulaması sadece örnek olarak var. Bunun neden saf bir elektrik mühendisliği sorusu olmadığını anlayamıyorum.

— sharptooth

7

Süreç, kapatılmaya zorlandıktan sonra "yeterince yeniden oy vermeyi bekle" yerine "kapanmak için yeterince yakın oyu bekle" olmamalı mı?

— endolith

4

@Kortuk bir şeyleri kapatmak oy kullanmıyor. Oy kullanmak kişisel fikrinizi belirtmek ve (1) kendinize yakın oy vermek olacaktır. Yaptığınız şeyin "kalıcı değil" olduğunu söylemek noktayı kaçırıyor - yeterli insan onu kapatmaya karar verene kadar açık olan bir şeyle, yeterince insan tekrar açmaya karar verene kadar kapalı bir şey arasında büyük bir "potansiyel engel" var .

— Chris Stratton

1

İfadeler tamamen farklıdır, ancak bu yüzden seri pilleri paralel olarak kullanıyorsunuz. Paylaşmak için daha sonra bir bağlantı bulmaya çalışacağım. Bu konuyu daha fazla tartışmak isterseniz lütfen benimle sohbet etmekten çekinmeyin.

— Kortuk

11

Matt zaten daha yüksek bir voltaj kullanarak aynı güç değeri için daha düşük bir akımın olacağını açıkladı . Bu, daha ince ve daha az ağır teller anlamına gelir, bu da tasarruf anlamına gelir (bakır pahalıdır). Daha iyi izolasyona dikkat etmeniz gerekebilir , ancak bu belirtilen avantajdan daha ağır basmaz.

Hücreleri seri olarak paralel olarak yerleştirmek de çok daha kolaydır . Paralel olarak yerleştirildiğinde voltajların tam olarak eşit olması gerekir, aksi takdirde bir hücreden diğerine yüksek akımlara sahip olursunuz, bu da büyük güç kayıplarına neden olur ve hücrenin ömrünü kısaltır .

— stevenvh
kaynak

+1, sanırım, dönüştürücüleri daha yüksek bir voltajdan inşa etmenin kolaylığıdır.

— kenny

1

@kenny - buck-boost dönüştürücülere kıyasla, evet. Dönüştürücüleri artırmak için karşılaştırıldığında, hayır. İkincisi, kova dönüştürücülerden daha karmaşık değildir. Ve bence bu anahtarlayıcılardan daha eski.

— stevenvh

2

Standart takviye dönüştürücülerin buck, buck-boost ve SEPIC'in yapmadığı bir problemi vardır: dönüştürücü geçiş yapmadığında yüke akım iletirler ve basit bir kapatma işlevini önlerler . Öte yandan bütün cesur sözler onu biraz yapmak zor için okumak . ; p

— Mike DeSimone

@Mike - Anahtar kelimeleri vurgulamak için her zaman cesur kelimeler kullanırım ve hiçbir şikayetim olmadı. Burada biraz abartılmış olabilirim. Ama sonra, hayat zor olabilir! :-)

— stevenvh

@stevenvh Cevabınızı sorgulamıyorum, çünkü tecrübelerimden bunun doğru olduğunu biliyorum. Ancak, bunu matematiksel olarak nasıl göstereceğimizi anlayamıyorum. Bir örnek verebilir misiniz?

— MGZero

6

TLDR: Daha yüksek rpm için daha yüksek voltaj gereklidir.

Bakır verimlilik argümanına katılmıyorum (yukarıda / aşağıda)

Bunun tek nedeni yüksek devirde motorların EMF'sidir. Pillerin ne kadar akım sağlasa da, akımları motor torkuna dönüşür, ancak hız değildir. En yüksek hızda, teorik kayıpsız motor, emf'nin besleme voltajına tam olarak eşittir ve sıfır torka sahipken sıfıra yaklaşan akımı tüketir.

Daha yüksek elektrikli aletler daha yüksek devir / dakikaya, dönme hızı rakamlarına sahiptir ve daha yüksek gerilime ihtiyaç duyarlar.

Bu cevabı beğendim. Bakır hakkında daha az akım = daha az manyetik kuvvet düşünüyorsanız, bunu daha fazla dönüşle telafi edersiniz. Bakırın toplam kütlesi yaklaşık olarak aynı kalıyor. RPM bile dişliler üzerinden ele alınabilir, sanırım çoğu alet aşağı iner.

— russ_hensel

1

Bosch Profesyonel Araçlar sitesi ile kontrol ettim - RPM, farklı ürün serileri için çok farklı değil. Nedeni çok yüksek RPM'nin yararsız olmasıdır - çok yüksek RPM'de tahrik vidaları basitçe imkansızdır ve delme hem malzemeye hem de matkap ucuna zarar veren çok fazla ısı üretir.

— sharptooth

5

Tam olarak aynı nedenden ötürü, güç şirketleri ülke çapında gücü 110 / 230v'de yapmak yerine yüzbinlerce voltta iletiyor.

Daha yüksek bir voltaj, aynı miktarda güç için daha düşük bir akım anlamına gelir.

Daha düşük bir akım daha küçük bileşenler ve daha ince teller anlamına gelir, böylece daha ucuz ve daha verimli hale gelir.

Örneğin, bir DC motor alın.

Bir 12V motorun 24V motorla aynı miktarda güç üretmesi için iki kat daha fazla akım çekmesi gerekir. Bu, motordaki sargıların daha kalın telden yapılması gerektiği anlamına gelir. Bu hem boyutu hem de maliyeti artıracaktır.

Elektrik şirketleri, küçük çaplı kablolar kullanabilmeleri için akımı yüksek bir voltajla aktarırlar. Hepsi aynı prensip.

— Majenko
kaynak

3

Gerilim ne kadar yüksek olursa, aynı güçte akım o kadar düşük olur. Bir pilden çok fazla akım çektiğinizde, içinde zayıf bir şekilde değiştirilmiş bir alan oluşturacaksınız. Bu daha kötü bir performansa yol açar.

— Mario Vernari
kaynak

Bunun neden bir sorun olduğunu anlayamıyorum. Paralel olarak artık birçok hücrem var, bu yüzden paketten daha fazla drene etsem de yine de her hücreden aynı drenajı yapıyorum.

— sharptooth

@sharptooth - hücreleri paralel olarak yerleştirmek iyi bir fikir değil, cevabımı gör

— stevenvh