Щеточный и бесщеточный двигатель в чем разница?

Конструкция серводвигателя. Коллекторный или бесщеточный?

28.04.2020

Серводвигатели имеют широкий спектр применений в промышленном оборудовании. В ЧПУ их используют в приводах перемещения, для которых требуется точность позиционирования, работа на высоких ускорениях, управляемость, постоянство момента на разных скоростях и компактные размеры.

Существует два типа серводвигателей: щеточные и бесщеточные. Для тех, кто впервые сталкивается с электроприводом, разница между ними не очевидна, но она есть и может повлиять на удобство работы и частоту обслуживания.

Чтобы найти подходящее решение, которое будет удовлетворять условиям эксплуатации станка с ЧПУ, нужно понимать ключевые различия в конструкции и работе этих двигателей.

Что такое серводвигатель?

Серводвигатель для ЧПУ представляет собой электрический мотор с обратной связью по положению. Он получает управляющий сигнал, по которому изменяет положение ротора на заданную величину, следит за этим изменением и управляет параметрами питания. Наличие обратной связи — главное отличие сервомоторов от шаговых двигателей, в которых используется система отсчета шагов для определения перемещений.

Сервопривод состоит из следующих элементов:

• электрический мотор;
• датчик положения ротора (в приводах станков с ЧПУ чаще всего используют датчики Холла или энкодеры);
• конвертер управляющего сигнала;
• блок питания (инвертор или частотный преобразователь).

Принцип работы серводвигателя с простейшей схемой управления основан на сравнении задаваемого перемещения с показаниями датчика обратной связи. Напряжение на обмотки подаются через реле. В приводах перемещения ЧПУ используются более сложные схемы управления, построенные на логических контроллерах. У них есть ряд преимуществ, важных для работы станка:

• возможность выбрать мощность в соответствии с задачами;
• автоматическая компенсация люфтов, зазоров, связанных с износом, сезонных и рабочих температурных деформаций;
• мгновенное выявление отказа — заклинивания, выхода из строя электронных компонентов;
• высокие скорости перемещения, недоступные для шаговых двигателей.

Конструкции щеточных и бесщеточных серводвигателей

Мы предлагаем рассмотреть основные различия в устройстве коллекторного и бесколлекторного серводвигателя, чтобы понять их преимущества и недостатки. Оба представляют собой электрические моторы, состоящие из ротора (вращающейся части) и статора (неподвижной части). Источником энергии для них служит электричество, подаваемое с трансформатора станка.

Щеточный электромотор

В статоре простейшего щеточного электродвигателя находится пара постоянных магнитов с противоположной полярностью. На его роторе, по бокам от оси, находятся две катушки с витками, намотанными в противоположные стороны. При подаче электричества катушки превращаются в электромагниты с разной полярностью. Притяжение между постоянными магнитами и электромагнитами, которые объясняются силой Лоренца, заставляет ротор вращаться.

При их максимальном сближении силы Лоренца ослабевают, а ротор останавливается. Чтобы вращение продолжалось, в момент сближения магнитов происходит переключение полярности обмоток. Ближайшие друг к другу постоянный и электрический магниты уже имеют одноименную полярность, и вращение продолжается за счет их отталкивания.

Если такое изменение полярности будет происходить циклически, вращение ротора будет продолжаться, а двигатель будет совершать полезную работу.

Коллектор — токопроводящее кольцо, разделенное на сегменты изоляторами. Чаще всего изготавливается из медной проволоки. В роторах большинства щеточных моторов намотано несколько пар катушек, каждая из них подключена к «своим» сегментам на кольце. Щетки — проводники, к которым подводится сетевое питание.

Щетки закреплены на статоре неподвижно и пожимаются пружинами к коллектору. Коммутация (переключение обмоток) выполняется при проворачивании ротора: щетки последовательно соприкасаются с сегментами коллектора.

Щетки изготавливаются из графита, медно-графитного или медно-серебряного сплавов. Они являются самосмазывающимися, то есть имеют сравнительно невысокий коэффициент трения. Эксплуатация коллекторного двигателя требует регулярного осмотра коллекторно-щеточного узла. Щетки — изнашиваемые детали, которым требуется замена с определенной периодичностью. Нарушение электрического контакта при выработке приводит к искрению. Силы трения, возникающие в узле, несколько снижают КПД привода, приводят в нагреву, а для его охлаждения на вал ротора устанавливают крыльчатку (центробежный вентилятор).

Главное преимущество щеточного мотора — простота в управлении. Для них не нужно создавать сложных электронных систем. Мотор отличается сравнительно невысокой стоимостью и при регулярном обслуживании работает стабильно.

Бесщеточный электромотор

В бесщеточном серводвигателе постоянные магниты установлены на роторе, а катушки электромагнитов — на статоре. Чтобы полюса постоянно находились в оппозиции, обмотки статора коммутируются электронными ключами. Питание на катушки подается последовательно, и за согласование магнитные полей постоянного и электрического магнитов отвечает датчик положения, также называемый датчиком Холла. Это общий принцип работы для всех бесщеточных серводвигателей: постоянного и переменного тока.

Ключевое преимущество этого вида моторов заложено в отсутствии изнашиваемых токоведущих частей. Фактически ресурс такого электродвигателя ограничен расчетным сроком службы подшипников. Из-за отсутствия коллекторного узла размеры и вес бесщеточного мотора меньше в сравнении со щеточным аналогичной мощности. Из-за отсутствия трения возможна работа на более высоких частотах вращения. Двигатели без коллектора отличаются более низким уровнем шумов, могут работать в условиях запыленности, в атмосфере горючих газов.

Управление скоростью реализовано на базе электронного регулятора хода. В отличие от щеточных моторов, где для ограничения частоты вращения используется обычный резистор, переводящий избыточную мощность в тепло, здесь нет нагрева.

Сервопривод на основе бесщеточного двигателя имеет свои недостатки:

• требует организации более сложной системы управления на основе контроллера;
• стоит дороже.

Большинство бесколлекторных двигателей имеет трехфазное питание и три датчика положения (по одному на фазу).

Серводвигатели в станках MULTICUT

Компания MULTICUT производит фрезерно-гравировальные станки портального типа, предназначенные для обработки материалов различной твердости. Мы разработали пять серий станков, рассчитанных на разные нагрузки. Одно из преимуществ оборудования — возможность выбора приводов перемещения. На станки в базовой комплектации установлены шаговые электродвигатели. При необходимости их можно заменить сервоприводами переменного тока ведущих производителей промышленной автоматики и приводных систем:

DELTA. Серводвигатели серии ASDA-B2 в диапазоне мощностей от 100 Вт до 3 кВт отличаются высокой точностью работы благодаря встроенному энкодеру с разрешением 160000 импульсов на оборот. В моделях мощностью от 400 Вт есть встроенный тормозной резистор. Привод отличается улучшенной динамикой разгона. Время разгона от -3000 до +3000 об/мин на холостом ходу составляет менее 10 мс. ESTUN. Сервоприводы серии EMG разработаны для мощных и станков, от которых требуется высокая производительность. Благодаря мощным постоянным магнитам, в которых использованы редкоземельные металлы, производителю удалось добиться высоких мощностных характеристик при компактных размерах и широкого диапазона частот вращения. Встроенный инкрементный или абсолютный энкодер обеспечивает высокую точность позиционирования и быстрый отклик системы на изменение параметров.

В приводах реализована возможность управления по заданию положением, скоростью и моментом. Последние два параметра также управляются по внутренним параметрам.

Задать вопросы по выбору приводов перемещения для станков MULTICUT можно консультанту в онлайн чате или по телефону.

Источник: https://www.multicut.ru/articles/konstruktsiya-servodvigatelya-kollektornyy-ili-besshchetochnyy/

ТОП-10 лучших бесщеточных шуруповертов: рейтинг 2019-2020 года и принцип работы устройств + отзывы покупателей

Бесщеточные шуруповерты отличаются от стандартных моделей тем, что оснащаются бесколлекторными электродвигателями.

Это обеспечивает простую регулировку частоты вращения и ее изменения в широком диапазоне.

В подобных моделях реже возникают неисправности, что упрощает их обслуживание.

Инструменты отлично переносят кратковременные перегрузки по крутящему моменту и при этом потребляют меньше электроэнергии, чем классические шуруповерты.

Ниже рассмотрены рекомендации по выбору бесщеточных шуруповертов, а также обзор популярных моделей.

Как выбрать и на что обратить внимание?

Специалисты рекомендуют учитывать следующие параметры при выборе бесщеточного шуруповерта:

1. Назначение. В более сложных моделях сочетаются функции дрели. Инструмент «2 в 1» подходит для выполнения профессионального ремонта. Для повседневных домашних работ подойдут более простые модели.
2. Сила воздействия. Определяется крутящим моментом. Чем он выше, тем меньше времени понадобится для выполнения большого объема работа. Для простых задач достаточно крутящего момента 8-15 Нм, для более сложных — 27-40 Нм.
3. Конструкция. От продуманности конструкции зависит удобство использования инструмента. Для интенсивных и частых работ лучше выбрать компактную модель с прорезиненным покрытием.
4. Тип патрона. Большинство современных моделей укомплектованы быстрозажимными патронами, за счет чего на смену насадки уходит всего несколько секунд.
5. Тип питания. Есть модели, работающие от электросети. Они оптимальны для продолжительных работ, но при этом важно, чтобы инструмент был укомплектован длинным кабелем. Аккумуляторные инструменты позволяют работать без подключения к сети, но нужно успевать вовремя заряжать АКБ.
6. Дополнительные опции. Не влияют на производительность самого шуруповерта, но делают работу с ним более комфортной. Модели оснащаются подсветкой, системой для защиты двигателя от перегрева и другими опциями.

Makita DDF083Z

Дрель-шуруповерт безударного типа, предназначенная для эффективной работы с крепежными деталями и сверления отверстия в разных материалах.

Крутящий момент составляет до 40 Н*м в зависимости от выбранной ступени.

Предусмотрено подсвечивание рабочей зоной яркой светодиодной лампочкой, что позволяет выполнять работы при недостаточном освещении.

Инструмент работает в двух скоростных режимах с максимальными оборотами 1700 за минуту. Модель снабжена патроном-шестигранником для подключения бит. Работает от аккумулятора с 18-вольным напряжением и высоким ресурсом.

Характеристики:

• крутящий момент — 40 Н·м;
• обороты — 1700 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• напряжение аккумулятора — 18 В.

Makita DF032DWAX1

Универсальный инструмент, подходящий для работы с крепежными деталями и сверления отверстий в материалах разной плотности.

Конструкция максимально продумана: инструмент легкий, а ручка покрыта прорезиненным материалом. Модель работает в двух скоростных режимах.

За счет высокой мощности и крутящего момента можно за несколько секунд просверлить отверстие до 28 мм в деревянной поверхности и до 10 мм в металлической.

Максимальная частота вращения оснастки составляет 1500 оборотов за минуту. Модель отличается высокой производительностью при работе на любой из двух скоростей.

Реверс позволяет быстро извлечь застрявшее сверло. На зарядку аккумулятора уходит всего один час.

Характеристики:

• крутящий момент — 35 Н·м;
• обороты — 1500 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• напряжение аккумулятора — 10.8 В;
• размер — 124x217x66 мм;
• вес — 0.87 кг.

DeWALT DCF620D2K

Надежный и безопасный в использовании инструмент, с помощью которого можно быстро закрутить и выкрутить крепежи.

Рукоятка выполнена из прорезиненного материала, за счет чего инструмент не выскальзывает из руки. Вес модели составляет 1,88 кг, за счет чего можно долго держать ее без отдыха.

Шуруповерт оснащен двумя скоростями для разных работ. Максимальный диаметр сверления по дереву составляет 28 мм, по металлу — 10 мм.

Мощный двигатель обеспечивает частоту вращения до 4400 оборотов за минуту. В комплекте идет кейс для хранения и транспортировки шуруповерта.

Характеристики:

• крутящий момент — 30 Н·м;
• обороты — 4400 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• напряжение аккумулятора — 18 В;
• размер — 380×233 мм;
• вес — 1.88 кг.

BOSCH GSR 18 V-EC TE

Шуруповерт безударного типа, выпущенный одним из лидеров среди компаний по производству электроинструментов. Рассчитан на работу с различными крепежами.

Пользователю доступен один скоростной режим и 25 позиций регулирования крутящего момента с максимальной в 25 Нм.

Инструмент отличается высокой частотой вращения до 4200 оборотов за минуту.

Для удобства на корпусе размещена лампочка для подсвечивания рабочей зоны.

Шуруповерт питается от литий-ионной АКБ с емкостью 4 Ач. В комплекте идет 2 аккумулятора, зарядное устройство, инструкция, ограничитель глубины, насадка Ма55 и бита.

Характеристики:

• крутящий момент — 25 Н·м;
• обороты — 4200 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• напряжение аккумулятора — 18 В;
• размер — 251×239 мм;
• вес — 1.6 кг.

Makita DF032DZ

Дрель-шуруповерт компактного размера, работать с которой максимально комфортно. Подходит для работы с крепежными элементами любого типа.

За счет небольшого размера можно использовать инструмент в небольшом помещении.

Для крепления насадки предусмотрен надежный патрон с максимальным зажимов в 10 мм.

Несмотря на компактность инструмент отличается высоким крутящим моментом до 35 Нм, что позвоялет сверлить отверстия по дереву до 28 мм, а также собирать различные конструкции.

Характеристики:

• крутящий момент — 35 Н·м;
• обороты — 1500 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• напряжение аккумулятора — 10.8 В;
• размер — 124x217x66 мм;
• вес — 0.87 кг.

DeWALT DCD791P2

Дрель-шуруповерт подходит для домашнего и профессионального использования. Отличается отличными характеристиками, в том числе универсальностью.

Ее можно использовать для создания отверстий в металле, пластике, гипсокартоне и древесине, а также для монтажа и демонтажа крепежей.

Устройство работает в двух скоростных режимах.

В инструменте есть подсветка.

Модель работает от емкого литиево-ионного аккумулятора, для зарядки которого требуется 60 минут. Для быстрого извлечения застрявшей насадки предусмотрен реверс.

Характеристики:

• крутящий момент — 70 Н·м;
• обороты — 2000 об/мин;
• емкость аккумулятора — 5 Ач;
• размер — 175×203 мм;
• вес — 1.7 кг.

DeWALT DCD701D2

Дрель-шуруповерт безударного типа компактного размера. Предназначена для выполнения работ с крепежами и сверления отверстий в стали и древесине.

Инструмент позволяет выполнить работу эффективно и максимально быстро. Выходная мощность равна 200 Вт, диаметр патрона — 10 мм.

Модель укомплектована эргономичной прорезиненной ручкой, обеспечивающей крепкий хват.

С помощью подсветки можно проводить работы при низкой освещенности. В комплекте идет скоба для подвешивания шуруповерта на поясе.

Если насадка застряла в патроне, ее можно легко вытащить благодаря реверсу.

Характеристики:

• крутящий момент — 57.5 Н·м;
• обороты — 1500 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• напряжение аккумулятора — 12 В;
• размер — 124x217x66 мм;
• вес — 0.87 кг.

Инструмент с отличными характеристиками, подходящий для интенсивных и частых работ. Изготовлен из качественных материалов.

Оснащен быстрозажимным патроном, что обеспечивает легкую смену оснастки.

Диаметр патрона регулируется от 1,5 до 13 мм, за счет чего можно использовать разную оснастку.

Модель используется для работы с крепежными изделиями и подготовки отверстий. Вес шуруповерта составляет всего 1,6 кг. Инструмент работает от литий-ионной АКБ с емкостью 2 Ач и напряжением 18 В.

В комплекте идет удобный кейс для хранением шуруповерта и насадок.

Характеристики:

• крутящий момент — 60 Н·м;
• обороты — 1850 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• напряжение аккумулятора — 18 В;
• размер — 161x231x83 мм;
• вес — 1.2 кг.

DeWALT DCD791D2

Шуруповерт работает без подключения к сети. В комплект входит две литий-ионные АКБ с емкостью 2 Ач и напряжением 18 В. Крутящий момент 70 Н*м обеспечивает быстрое сверление отверстий.

За счет быстрозажимного патрона на смену оснастки уходит минимум времени.

Аккумулятор долго держит заряд, а на подзарядку уходит всего 1 час. Модель используется для создания отверстий до 40 мм в древесине и до 13 мм в металле.

Предусмотрено 15 позиций крутящего момента.

Характеристики:

• крутящий момент — 70 Н·м;
• обороты — 2000 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• размер — 175×203 мм;
• вес — 1.5 кг.

Makita DDF481RTE

Дрель-шуруповерт от известного производителя, который учел все нюансы. Рукоятка покрыта прорезиненным материалом, за счет чего инструмент не выскальзывает из руки.

За счет мощного бесщеточного двигателя достигается скорость оборотов до 2100 в минуту.

Крутящий момент составляет до 115 Нм. Модель подходит для профессионального использования, поскольку позволяет сделать отверстие до 76 мм по дереву и до 13 мм — по металлу.

В быстрозажимном патроне удобно закреплять биту. Питание происходит за счет емкой литий-ионной АКБ с напряжением 18 В.

Характеристики:

• крутящий момент — 115 Н·м;
• обороты — 2100 об/мин;
• емкость аккумулятора — 5 Ач;
• напряжение аккумулятора — 18 В;
• размер — 205×266 мм;
• вес — 2.6 кг.

Отзывы покупателей

Из видео вы узнаете как работает бесщеточный шуруповерт:

2020-02-17

Юрий

Источник: https://expert-dacha.pro/tekhnika-dlya-dachi/instrument/shurupoverty/luchshie-besshhetochnye.html

Щеточный или бесщеточный шуруповерт: какой лучше, в чем разница, как работает бесщеточный двигатель

Отвертка – очень полезный в быту инструмент, даже для женщины. Полки, механизмы, все фиксируется на крепежах: болтах, шурупах или саморезах. Одно дело, когда их немного – хватит и отвертки. Однако если требуется собрать мебель, сделать ремонт, переехать в новую квартиру, то без надежного щеточного или бесщеточного шуруповерта не обойтись.

Устройство, плюсы и минусы

Электрические шуруповерты отличаются друг от друга принципом питания: бывают сетевые с питанием в 220 вольт и переносные, оснащенные аккумулятором. Кроме того, модели могут быть оснащены ударным механизмом. Других принципиальных новшеств не внедрено за последнее десятилетие за исключением одного – бесщеточный механизм.

Щеточный шуруповерт

Самый распространенный тип – коллекторный мотор установлен на большинстве моделей. Его принцип работы прост: обмотки переключаются механическим путем и в якорной цепи. Контакты – коллектор, а энергия передается благодаря подпружиненным щеткам.

Сильные стороны:

• старая, надежная технология;
• низкая стоимость деталей;
• простота и понятность ремонта.

Недостатки:

• коллектор приводят к потерям электроэнергии, а значит – более низкому КПД;
• возникновение искр, нагрев мотора;
• взаимозависимость оборотов и крутящего момента;
• мощностные потери при реверсной работе;
• быстрый износ;
• потери оборотов при нагрузке.

Слабостей у щеточного мотора много, но их можно оправдать дешевыми комплектующими и простотой ремонта – это более доступный вариант.

Бесщеточный шуруповерт

С инверторными моделями ситуация обратная. Они эффективнее и более пригодны для работы. Преимущества:

• возможность контроля частоты вращения: пользователь получает широкий диапазон настроек – оборот можно подправить, в зависимости от характера работы и обрабатываемой поверхности.
• двигатель не предусматривает коллекторно-щеточный узел, а значит, инструмент будет реже ломаться (если его правильно эксплуатировать), а техническое обслуживание не вызовет проблем ввиду простоты конструкции;
• модели эффективнее справляются с увеличенной нагрузкой, вызванной большим крутящим моментом;
• электроэнергия аккумулятора, если это переносной шуруповерт, расходуется экономнее;
• более высокий КПД – бесщеточный двигатель выдает 90%;
• возможность эксплуатации инструмента в опасной среде: рядом с газовыми смесями и горючими веществами (инверторный двигатель работает без искры);
• в прямом и реверсном режиме поддерживается одинаковая мощность;
• повышенная нагрузка не приводит к снижению скорости вращения.

Слабые стороны:

• высокая стоимость;
• большие размеры корпуса, если сравнивать с щеточными моделями – это мешает работать на вытянутой руке или проникать в узкие места.

При выборе важно уделить внимание типу аккумулятора внутри шуруповерта. Если рассудить правильно, то инструмент долгие годы прослужит хозяину верой и правдой без потери в производительности.

Как работает бесщеточный двигатель

В 1970-х годах произошел скачок в сфере полупроводниковой электроники, благодаря которому было решено устранить коллектор и щетки в двигателях постоянного тока. В бесщеточном двигателе усилитель заменил собой механические соединения контактов. Электронный датчик понимает угол поворота ротора и способен контролировать полупроводниковые переключатели. Отказ от скользящих контактов привел к снижению трения в механизме, а значит, и увеличению срока службы.

Бесщеточный двигатель в шуруповерте гораздо эффективнее и меньше страдает от износа. Также он гораздо тише и обеспечивает высокий крутящий момент. Внутренние элементы полностью закрываются, благодаря чему грязь и вода не попадают внутрь. Эффективность преобразования энергии в силу позволяет получить высокий КПД.

На скорость вращение влияет не центробежная сила, а напряжение, потому двигатель может работать в заданном режиме без перебоев. Если ток начнет просачиваться или мотор намагнитится – производительность не пострадает, а скорость не отстанет от момента вращения.

При эксплуатации механизма нет нужны в использовании коммутатора и обмотки, а магнит гораздо меньше, как по массе, так и по габаритам, если сравнивать с щеточным конкурентом.

Такое решение применяется в шуруповертах, мощность которых не переходит за 5 кВт. Их неразумно устанавливать в моделях с большими параметрами. Магниты внутри корпуса чувствительны к магнитному полю и сильному нагреву.

Разница щеточного и бесщеточного шуруповерта в принципе работы двигателя:

1. Ток переключается не в роторе, а в обмотках статора. На якоре не достает катушки, магнитное поле образуется благодаря специальным магнитам внутри корпуса.
2. Миг, когда требуется подача электричества, определяется встроенными датчиками. Они работают по принципу эффекта Холла. ДПР импульсы и регуляторные сигналы скорости проходят через встроенный процессор, где и формируются. Это называется ШИМ сигналом.
3. Образованные импульсы в порядке друг за другом направляются на инверторы или, если проще, усилители – они увеличивают полученный ток. Их выходы связаны с обмоткой на статоре. Инверторы необходимы для коммутирования тока, возникающего в катушках, следуя импульсам, которые подаются из узла внутреннего процессора.

В результате описанного процесса формируется магнитное поле, которое связывается с тем, что вокруг ротора. Якорь начинает вращение – инструмент работает.

Что лучше

Преимуществ у бесщеточного мотора больше. Первое – КПД. Оно составляет 90%, а у аналога – лишь 60%. Если проще, то при одинаковой емкости батареи, инверторные шуруповерты прослужат дольше без подзарядки. Это важная характеристика, если приходится работать в отдалении от источника энергии.

Вес меньше у бесщеточной модели. Это снижает нагрузку на руку и облегчает эксплуатацию. Сравнивая характеристики, можно сказать, что инверторный шуруповерт полезнее, эффективнее и надежнее. Единственная проблема – стоимость.

Любой инструмент сломается рано или поздно. Если нет необходимости в точности, а модель понадобится для нечастого бытового пользования, то многие выбирают дешевые щеточные двигатели. Однако когда требуется взять аппарат, способный прослужить долго, то рекомендуется не жалеть средств и купить бесщеточный шуруповерт.

Шуруповерт выбирается исходя из предпочтений. Бесщеточная модель полезнее и будет более выгодной покупкой, если пользователь может себе позволить вложиться в инструмент.

Источник: https://TehnoPanorama.ru/instrumenty/schetochniy-ili-besschetochniy-shurupovert.html

Почему бесщеточные электродвигатели набирают популярность? — Группа компаний

Все больше самых различных моделей электроинструментов применяют на себе бесщеточные электродвигатели. Дело доходит даже до отбойных молотков

Прогресс не стоит на месте, то и дело внедряются новые разработки, благодаря которым техника становится лучше и совершеннее. Так, на смену классических электрических двигателей постепенно приходят бесщеточные (вентильные). Стоит подробнее рассказать о том, по какому принципу они работают, чем отличаются от обычных и в чем их превосходят.

Принцип работы бесщеточного двигателя

В бесщеточном двигателе щеточно-коллекторный узел заменен полупроводниковым коммутатором. Он работает за счет электрических приводов, которые создают магнитное вращающееся поле. Это конструкция нового типа, в которой обмотки на статоре или элементах ротора нет. Разработка такого двигателя – результат использования материалов с большой коэрцитивной силой и уровнем магнитного насыщения, позволяющим получить сильное магнитное поле.

Отсутствие обмотки ротора и механических коммутационных элементов – те технические решения, которые позволяют создавать надежные двигатели по доступной цене. Эти решения существенно упрощают сам процесс их изготовления.

Бесщеточный двигатель может работать как на переменном, так и на непрерывном токе. В случае с непрерывным током он похож на коллекторный двигатель, но у последнего более сложная конструкция, так как основа непременно содержит электронный коммутатор.

Характерные особенности и преимущества бесщеточных двигателей

Бесщеточный двигатель имеет функционал щеточного, но превосходит его по ряду параметров. Единственным его недостатком можно назвать то, что по стоимости он пока превосходит аналоги с классическим мотором, но этот момент в полной мере компенсируется большим перечнем достоинств устройства. Основные преимущества механизма:

• эффективность;
• при намагничивании нет изменений, как и при утечке тока;
• энергонасыщенность;
• скорость вращения и вращающий момент полностью соответствуют;
• большой диапазон смены частоты вращения;
• скорость не зависит от центробежной силы;
• нет узлов, которые нужно часто обслуживать;
• в конструкции применяются легкие и небольшие магниты;
• не нужны коммутатор и обмотка возбуждения.

Сферы применения бесщеточных двигателей

Вентильные двигатели постоянного тока, как правило, применяются для оборудования с мощностью не выше 5 кВт. Для оборудования мощнее использовать такие двигатели нецелесообразно. Постоянные магниты в бесщеточных моторах очень чувствительны к воздействию мощных полей и высоких температур, что нехарактерно для щеточных и индукционных аналогов.

Бесщеточные двигатели надежны и хорошо управляемы, поэтому они используются повсеместно, как для мелких механизмов, так и для крупных. Они применяются в автомобильных приводах, электрических мотоциклах, компьютерах, электроинструменте, бытовой технике. Двигатели очень востребованы в промышленности, авиационной технике. Благодаря отсутствию коллекторного узла такие двигатели можно использовать даже в опасных условиях, местах с повышенным уровнем влажности.

Metabo выходит на новый уровень, внедряя бесщеточные двигатели в свою технику

Компания Metabo летом 2019 года презентовала широкой аудитории инновационную для отечественного рынка серию отбойных молотков и сетевых перфораторов SDS-Max. Устройства этой линейки оснащены бесщеточными двигателями, что выгодно отличает их от большинства аналогов. В сетевом инструменте такие двигатели пока применяются не слишком часто, особенно если инструмент очень мощный.

Сетевые инструменты с бесщеточными двигателями обладают всеми теми же преимуществами, что и аккумуляторные инструменты. Ключевые достоинства:

1. Бесколлекторная схема повышает КПД мотора. Если сравнить бесщеточный перфоратор Metabo с обыкновенным, то при равном потреблении сетевой мощности оборудование Metabo будет меньше греться и выполнит больше функций.
2. Высокая надежность. Инструмент с вентильным двигателем имеет более длительный срок эксплуатации, чем обычный, и не нуждается в частом обслуживании. В нем не нужно будет менять щетки, поэтому расходы на ремонт и обслуживания будут существенно снижены. По технике с высоким уровнем вибрации, как отбойные молотки и перфораторы, преимущество отсутствия щеток в двигателе особенно заметно. Из-за колебаний, однозначно возникающих при долблении и бурении, срок службы щеток в разы сокращается. Бесщеточным перфораторам и отбойным молоткам Metabo это не грозит.
3. Частоту вращения мотора легко регулировать и поддерживать на необходимом уровне, даже при увеличении нагрузки, перепадах напряжения, ухудшении формы напряжения. Бесщеточные перфораторы и отбойные молотки Metabo будут высокопроизводительны даже при эксплуатации в сложных условиях.

Бесщеточные двигатели обладают массой преимуществ, потому сфера их применения необычайно широка, они используются даже в космической промышленности и ракетостроении. Работающие на таких моторах механизмы с каждым днем становятся популярнее в самых разных сферах.

Источник: https://savagroup.ru/journal/domashniy-master/pochemu-besshchetochnye-elektrodvigateli-nabirayut-populyarnost/

Бесщеточный шуруповерт: преимущества и недостатки, отличие от щеточного двигателя, с металлическим редуктором

После широкого распространения на рынке бесщёточного шуруповёрта с аккумулятором работать со сборкой мебели, креплением сайдинга, установкой гипсокартона стало легче. На этом устройстве отсутствуют угольные щётки, способствующие возникновению короткого замыкания. Также благодаря отсутствию шнура он стал более мобильным и удобным в использовании.

Что это за инструмент?

Устройство двигателей

Распространённые модели аккумуляторных шуруповёртов имеют в конструкции коллекторные электрические двигатели.

Ток в них переключается через обмотку якоря благодаря угольным щёткам.

А бесщёточные шуруповёрты работают при помощи бесколлекторных электродвигателей, в которых нет щёток.

Те функции, которые выполняли щётки в обычных шуруповёртах, в этих моделях переложены на электронный узел управления. Он способен переключать ток на обмотке статора, а не ротора. На якоре отсутствуют катушки. Чтобы исключить возможность скольжения контактов, магнитное поле в нём генерируется при помощи постоянных магнитов. В статорных обмотках нужный момент для подачи тока создаётся с использованием датчиков положения ротора. Они, в свою очередь, работают по принципу эффекта Холла.

Импульсы датчиков положения ротора принимаются микропроцессором вместе с сигналом, регулирующим скорость кручения. После окончания обработки происходит создание электрических импульсов с точными установками ширины (сигнал ШИМ). То сочетание импульсов, которое получилось в итоге, передаётся к инверторам (усилителям тока). Их выходы соединены с обмоткой статора. В соответствии с полученной информацией инверторы создают ток в катушках статора. Образовавшиеся импульсы создают переменное магнитное поле. При его взаимодействии с постоянным полем ротора начинается кручение якоря.

Принцип работы и отличие от щеточного:

Преимущества и недостатки

У современных моделей бесщёточных шуруповёртов есть большое количество плюсов и минусов. Среди достоинств можно выделить:

1. Легко регулировать частоту вращения и изменять её в широких границах.
2. Из конструкции исключён коллекторно-щёточный узел. Это помогло упростить техническое обслуживание и ремонт шуруповёрта, а также снизить возможность возникновения неисправностей.
3. Теперь короткие перегрузки крутящего момента переносятся шуруповёртом гораздо легче.
4. Низкое энергопотребление. Благодаря экономичному распределению энергии КПД инструмента повысился до 90%.
5. Увеличился срок службы шуруповёрта.
6. Меньший уровень нагрева, по сравнению со щеточным шуруповёртом.
7. Улучшилась система безопасности. Из-за изменений в конструкции возможность образования искр исключена. Это позволяет без опасений работать в помещениях с наличием взрывоопасных газов.
8. Длительная работа от аккумулятора (до 2-3 дней).
9. Уменьшились размеры инструмента, он стал легче.
10. Для шуруповёртов с функцией реверса появилась возможность использования одинаковой мощности для обратного и прямого кручения.
11. Во время повышения нагрузок на патрон скорость кручения не изменяется (в моделях с КШУ она значительно падала).
12. Более плавная и тихая работа.

Важно! Основной недостаток шуруповёрта с бесщеточным двигателем заключается в его высокой стоимости. Кроме этого, несмотря на большой ресурс двигателя, подшипники и редуктор инструмента не могут похвастаться долгим сроком службы. Они намного раньше выходят из строя и требуют замены, что выливается в дополнительные траты на комплектующие.

Исходя из этого каждый мастер сам для себя решает, остановить выбор на щеточном или бесщеточном инструменте.

Как выбрать?

Для эффективной работы с бесщёточным шуруповёртом следует со всей ответственностью отнестись к выбору модели при покупке. В магазине осматриваются основные характеристики инструмента и другие нюансы:

1. Цель приобретения. Для начала следует определиться, какие задачи планируется выполнять при помощи бесщёточного шуруповёрта. Если он приобретается для профессиональных нужд, конечно стоит взять наиболее мощный и надёжный инструмент. Он будет иметь более ёмкий аккумулятор, дополнительные функции и настройки, широкую комплектацию. Если же инструмент приобретается для бытового использования, выбирать профессиональную дорогостоящую модель не следует, можно ограничиться более простым вариантом.
2. Материал заготовки. Здесь важно решить, с какими поверхностями будет контактировать бесщёточный шуруповёрт. Для продуктивной работы с металлом необходима скорость вращения выше 1200 оборотов в минуту (их предлагают профессиональные инструменты). При сверлении дерева будет достаточно и 400 оборотов бытовой модели.
3. Вращающий момент и рабочее напряжение. В бытовых моделях эти характеристики находятся на уровне 15-20 Нм и 9,6 В, а в профессиональных – 130 Нм и 12 В.
4. Патрон. Модели бесщёточных шуруповёртов могут быть с двумя видами патронов (быстрозажимной и шестигранный). Первый тип совместим с оснасткой любой формы (шестигранная, цилиндрическая), а второй позволяет заменить насадку намного быстрее.
5. Редуктор. Это устройство передаёт обороты от двигателя к патрону, изменяя их крутящий момент. Бывает металлический или пластмассовый редуктор, чаще всего он двухскоростной. Для закручивания шурупов подойдёт редуктор, выдающий 500 оборотов в минуту, а при сверлении понадобится 1200-1300 оборотов.
6. Удобство. Не существует универсального прибора, который одинаково хорошо подойдёт для любого пользователя. Здесь следует выбирать по признакам личного комфорта. При покупке следует подержать шуруповёрт в руках, оценить его вес и расположение кнопок, а также уровень скольжения руки.
7. Дополнительные функции. Наличие рычага для выбора из нескольких скоростей поможет экономно расходовать заряд батареи и подобрать подходящее положение для каждого материала. Ударный режим поможет для работы с кирпичом, подсветка спасёт в тёмном помещении, а реверс – при застревании насадок и выкручивании крепежей. Полная комплектация позволит подобрать насадку для любого случая в удобном чемоданчике.

Важно! В любом ценовом диапазоне следует выбирать модель производителя, который давно на рынке и доказал качество изделий временем. К таким относятся Bosch, DeWALT, Makita, Hitachi, Casals. Некоторые предпочитают покупать китайские модели, но они редко отличаются сроком службы.

Бесщёточные шуруповёрты существенно отличаются от своих собратьев с технологией КШУ. Они являются более производительными и долговечными, но менее шумными и тяжёлыми. Главным недостатком шуруповертов с бесщеточных двигателей считается высокая цена, но при покупке профессионального инструмента, который прослужит долгие годы, приходится чем-то жертвовать. В магазине обращают внимание на мощность двигателя, удобство эксплуатации, дополнительные функционал и цель применения шуруповёрта.

Источник: https://2lzz.ru/elektroinstrument/shurupovert/besshhetochnyj

Безщеточные шуруповерты — обязательный инструмент не только любителя, но и профессионала

За последние годы очень большую популярность приобрел как в кругу профессионалов, так и мастеров-любителей такой инструмент как шуруповерт. Используя его можно быстро и качественно выполнить множество различных операций, например:

• Закручивание шурупов.
• Закручивание и откручивание гаек, болтов.
• Сверление отверстий различных диаметров, во всевозможных материалах.
• Перемешивание растворов, строительных смесей.
• Шлифовать, полировать поверхности различной площади.
• Разрезать материалы циркулярной насадкой.
• Обрабатывать кромку, делать углубления с помощью фрез.

Первоначально все шуруповерты имели питание от сети, но очень быстро появились модели и с компактными аккумуляторными батареями. Помимо ее улучшения конструкторы стали работать и над «сердцем» шуруповерта — над его двигателем. Изначально он был коллекторного типа, но сейчас его теснят иструменты с так называемыми бесщеточными двигателями.

Благодаря значительному числу своих преимуществ, безщеточные шуруповерты понемногу завоевывают рынок как профессионального, так и любительского инструмента. Большая часть современных моделей безщеточных шуруповертов оснащена двигателями на 12 или 18 вольт, реже встречаются модели на 32 В.

Достоинства и недостатки электроинструмента без щеток

Безщеточные шуруповерты обладают как преимуществами, так и недостатками. Из первых можно выделить следующие:

•  Большая надежность и значительный ресурс прочности. Это хорошо видно при сравнении с аналогичным инструментом, имеющим коллекторный двигатель. Чаще всего в нем ломаются именно щётки, а в бесщеточном шуроповерте их нет.
• Минимальный уровень шума при работе инструмента. Это достигнуто тем, что производившие значительную долю шумов щетки отсутствуют в конструкции.
• Высокий уровень пожаробезопасности. Таким шуруповертом можно спокойно, не опасаясь внезапного возгорания или взрыва работать в сильно запыленных помещениях, или в тех где в воздухе присутствуют горючие примеси (например природный газ, испарения углеводородов, спиртов и тому подобное). При работе бесколлекторного двигателя полностью исключено появление искр, как в двигателях старых конструкций.
• Высокий крутящий момент при относительной компактности двигателя. Это позволяет выполнять более тяжелые работы с помощью весьма мобильного и легко управляемого инструмента. И что важно — без риска появления эффекта обратного хода — именно он частая причина травм связок запястья и порчи расходных материалов (из-за срыва резьбы, заклинивания или деформации крепежных элементов).
• Большее время автономной работы в случае применения аккумуляторных моделей. Это достигнуто весьма рациональной компоновкой двигателя и его высоким КПД — около 85-90%. Соответственно запас энергии в аккумуляторе расходуется практически полностью на совершение работы, а не на преодоление трения, как в случае коллекторных двигателей.

Недостатков у бесщеточных шуруповертов можно назвать только три:

•  Большая стоимость инструмента. Это наиболее серьезный недостаток, так как рынок инструмента перенасыщен гораздо более дешевым инструментом. Он способен многократно окупить себя еще задолго до выхода из строя. А его ремонт просто не нужен — достаточно купить новый инструмент за такую же небольшую цену.
• При высокой надежности двигателя появляется проблема выхода из строя других узлов — прежде всего электронной части и реже — редуктора.

•  Редуктор нуждается в регулярной смазке. Для этого нужно ознакомиться с рекомендациями производителя и неукоснительно следовать им. В общем случае, нужно:- разобрать редуктор,— удалить остатки старой смазки,— осмотреть на предмет вероятных повреждений (сколов, истираний) шестеренок,— нанести новую смазку в необходимом количестве (это обычно смазка на основе тефлона или силикона).

•  Затруднительность, а чаще просто невозможность самостоятельного ремонта. Это происходит из-за сложной микроэлектронной части инструмента. При ее повреждении самостоятельный оперативный ремонт практически невозможен. А это не многим мастерам придется по вкусу — зависеть от дорогих комплектующих и сервисных центров.

Какой шуруповерт выбрать

Из имеющегося на рынке электроинструмента разнообразия инструмента, можно порекомендовать безщеточные шуруповерты следующих как российских, так и иностранных производителей: Metabo, «Интерскол», Bosh, «Энкор»,Hilti, «Вихрь»,DeWalt, «Ермак», Makita, Hitachi, Ridgid, AEG, GreenWorks, Black-Decker.

Выбор конкретного производителя и его модели шуруповерта зависит от задач, которые будут возложены на этот инструмент и от имеющегося бюджета.

Согласно отзывам большинства покупателей на российском рынке электроинструмента наибольшим доверием пользуются безщеточные шуруповерты таких производителей как «Бош», «Макита» и «Интерскол».

Если выбор в пользу бесщеточного инструмента очевиден, то не столь ясно — каким аккумулятором он должен быть оснащен. Здесь можно дать две рекомендации:

• Для регулярной профессиональной работы предпочтительнее аккумуляторы литий-ионные. Они допускают неограниченное число перезарядок, не имеют так называемого «эффекта памяти». В комплекте с ними стоит приобрести надежное профессиональное зарядное устройство. Работают такие аккумуляторы ровно столько, сколько прописано в их гарантии — примерно 4-5 лет.
• При редких любительских работах более выгодны никель-кадмиевые аккумуляторы или никель-металло-гидридные. Со временем х ресурс не тратится, он зависит от количества циклов использования. Еще одним их преимуществом, помимо бюджетной цены, является морозостойкость.

•  При длительном перерыве в работе с шуруповертом нужно хранить инструмент с отсоединенным аккумулятором. Оптимальная температура для хранения — около 15 градусов Цельсия. Вдали от нагревательных приборов и солнечного света. Если на контактных площадках появится оксидная пленка, то ее нужно удалить рекомендованным производителем растворителем (во избежание порчи самого инструмента). Обычно это составы на основе этилового спирта.

Источник: https://prosto-instrumenty.ru/bezshhetochnye-shurupoverty/

В чем разница между щеточными и бесщеточными двигателями?

06.Ноя.2019

Разбираемся, в чем принципиальная разница в двигателях WORX, рассматриваем их плюсы и минусы

Все чаще на просторах интернет-магазинов можно найти инструменты с двумя типами двигателей. Инструменты и садовая техника WORX также не отстают от современных трендов при производстве техники, так что на нашем сайте вы тоже можете найти специальную характеристику двигателя — щеточный или бесщеточный. Так что же это за характеристика, на что она влияет и в чем принципиальные отличия инструментов с тем или иным двигателем? Давайте разбираться.

Устройство и принцип действия щеточного двигателя

Щеточный двигатель по-другому еще называется коллекторным. Состоит двигатель из нескольких важных частей.

Ротор — по-другому, якорь. Как раз он вращается внутри и преобразует электрическую энергию в механическую. Якорь обмотан медной проволокой (обмоткой) с разных сторон ротора. За счет прохождения тока через проволоку создается магнитное поле, которое в свою очередь и создает вращение элемента.

На обмотке в бесщеточном двигателе установлен коммутатор, который используется для переключения с одной обмотки на другую, что позволяет менять направление вращения ротора. Этот коммутатор и есть коллектор, от которого взял свое название двигатель.

Чтобы напряжение передалось на обмотки, а ток прошел через коллектор в двигатель устанавливаются специальные щетки. Щетки обычно состоят из графита; они всегда контактируют с коммутатором и обеспечивают подачу энергии к катушкам с обмоткой. Есть две щетки, и каждая из них подключается к противоположному полюсу батареи. Это гарантирует, что при вращении ротора ток, протекающий к катушкам, постоянно меняет направление. Это приводит к необходимому изменению магнитного поля, которое позволяет ротору продолжать вращаться.

Коллекторные двигатели могут работать от переменного напряжения, так как при смене полярности ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление, в результате чего вращательный момент не меняет своего направления.

Плюсы и минусы щеточного двигателя

Так мы с вами вкратце разобрались с устройством щеточного двигателя. Теперь в чем же его плюсы и минусы?

Плюсы

1. Первым плюсом инструментов со щеточными двигателями стоит отметить более низкую стоимость в отличие бесщеточных. Это связано с технологиями производства и более бюджетными материалами.
2. Вторым плюсом специалисты отмечают упрощенную конструкцию двигателя, что влияет на стоимость ремонта. Проще поменять щетки, чем весь мотор в целом.
3. Также к плюсам можно отнести относительно малый вес и размер инструментов.

Минусы

1. На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает проблема их быстрого износа. Помимо износа самих щеток, в процессе работы они стираются. Стертый графит может засорить коллектор и привести в полную негодность инструмент.
2. Также к минусам можно отнести более низкую мощность щеточных инструментов, в отличие от бесщеточных моделей. Это связано с тем, что щеточные двигатели физически не могут выдавать мощность выше 3 000 об./мин. Но такой мощности вполне достаточно для домашнего обихода.

3. Еще одним минусом щеточных двигателей мы можем отметить наличие искрения во время работ. Обратите внимание, что при запуске инструмента щетки трутся о коллектор и создают видимые искры. Это значит, что работать щеточными инструментами нужно более аккуратно — убирать на расстояние все возможные легковоспламеняющиеся вещества и предметы, а также периодически делать перерывы в работе, во избежание перегрева двигателя.
4. Последним минусом отметим не очень высокий КПД инструментов с коллекторным двигателем — всего 60%.

   Это значит, что инструменты несколько хуже справляются с прочными материалами (например, с металлом) и выполняют меньший объем работы за то же время, что бесщеточный инструмент.

Устройство и принцип действия бесщеточного двигателя

Теперь давайте разберем принцип работы бесщеточного двигателя. Как понятно из названия, его принципиальное отличие в отсутствии щеток. Но как же он тогда работает? Как нужная энергия поступает в двигатель?

В устройстве бесщеточного двигателя также присутствует ротор и статор — основные элементы любого мотора. Но при этом отсутствует коллектор, соответственно и двигатель по-другому называется бесколлекторным. Если у щеточного двигателя работа происходит за счет электро-механической смены полярности, то в бесщеточном двигателе все работает благодаря электромагнитной индукции. Также отличается местоположение обмотки — здесь она располагается на статоре, в отличие от предыдущего вида двигателя.

Вместо щеток и коллектора в бесщеточном двигателе установлены датчики Холла и контроллер, который контролирует подачу напряжения на катушки для создания индуктивности, а также положение ротора и скорость его вращения.

Когда плата подает на обмотку ток, создается тоже противоположное магнитное поле, и магниты на роторе начинают вращаться.

Еще одной особенностью бесщеточных двигателей нужно назвать их типы. Двигатели бывают двух типов — синхронный и асинхронный. В синхронном двигателе частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля — то есть один оборот ротор совершает после одного полного прохождения тока через катушку. А в асинхронном двигателе обратная ситуация — частота вращений ротора меньше, чем частота вращения магнитного поля. То есть ток проходит через катушку быстрее.

Плюсы и минусы бесщеточного двигателя

Если с устройством бесщеточного двигателя мы разобрались, то теперь давайте рассмотрим положительные и отрицательные стороны инструментов с бесщеточными моторами.

Плюсы:

1. У инструментов с бесщеточным двигателем отсутствуют многие проблемы, которые встречаются у щеточных моделей. Так, первым плюсом специалисты отмечают бо́льшую износостойкость инструментов. Ввиду отсутствия щеток не создается трение внутри двигателя, соответственно нет внутренних загрязнений. Также отсутствие щеток снижает пожароопасность инструмента — при работе нет искрения, а значит можно работать практически в любых условиях.

2. Вторым плюсом стоит отметить упрощенную регулировку крутящего момента — в отличие от щеточных моделей, у бесколлекторных инструментов достаточно просто нажать соответствующую кнопку на инструменте. Причем регулировка может иметь до 15 уровней и переключаться в одно мгновение.
3. Одним из ключевых преимуществ бесщеточных моделей нужно отметить экономию расходуемой энергии. Этот пункт особенно актуален для аккумуляторных инструментов.

   Благодаря экономии инструменты работают до 50% дольше, чем модели со щеточным двигателем. Также КПД бесколлекторных инструментов намного выше — инструмент выполняет 90% поставленных задач, против 60% у коллекторных моделей. Это значит, что бесщеточными инструментами можно работать практически с любым материалом без потери мощности.

4. Помимо вышеуказанных преимуществ инструментов с бесщеточным двигателем, они еще могут разгоняться до максимальных показателей и имеют быстрый запуск сразу с больших скоростей, чем не могут похвастаться щеточные инструменты.

Минусы:

Но не бывает все настолько радужно. Даже у инструментов с бесщеточными двигателями есть и свои недостатки. Так сказать, ложка дегтя в бочке меда.

1. К минусам, в первую очередь стоит отнести стоимость инструментов. Техника с бесщеточным мотором в цене дороже, чем упрощенные модели со щеточным двигателем.
2. Вторым недостатком бесколлекторных инструментов может быть сложное и дорогое техническое обслуживание. Бесщеточный двигатель — технологичное устройство, для работы с которым нужны знания в микроэлектронике. К счастью, в сотрудники наших сервисных центров знают и умеют обслуживать бесколлекторные двигатели.

Итоги сравнения щеточного и бесщеточного двигателей

Если сравнивать инструменты с разными видами двигателей, то можно смело сказать, что техника с бесщеточным двигателем надежнее и мощнее. Но нужно учитывать тот факт, что ориентирована такая техника больше на профессиональные работы. В быту же и инструменты со щеточным двигателем отлично справятся со своими задачами. Потому перед покупкой инструмента заранее определите цели, для которых вы будете использовать инструменты.

В ассортименте компании WORX есть инструменты и со щеточными и с бесщеточными двигателями. Чтобы определить какой именно тип двигателя установлен в инструменте, обратите внимание на иллюстрацию в карточке товара — в бесщеточных моделях есть специальная пометка «BRUSHLESS MOTOR».

Источник: https://worx.tools-russia.ru/blog/v-chem-raznitsa-mezhdu-shchetochnymi-i-besshchetochnymi-dvigatelyami/

2 лучших бесщеточных шуруповерта

14.07.2018

В чем принципиальная разница электрических шуруповертов? Имя производителя на корпусе в расчет не берем. Все знают, что бывают сетевые (питание 220 вольт) и автономные (питание от бортового аккумулятора) инструменты.

Кроме того, редуктор вращения вала может быть оснащен ударным механизмом. За последние десятилетия никаких революционных технологий не придумали, кроме одной. Про неё и поговорим.

Что такое бесщеточный двигатель?

На подавляющем большинстве шуруповертов установлены коллекторные электромоторы. Принцип действия следующий: переключение обмоток происходит механическим путем и в якорной цепи. Контакты – это коллектор, а электроток передается с помощью подпружиненных щеток.

Преимущества:

• Проверенная технология.
• Дешевизна комплектующих.
• Простота ремонта.

Недостатки:

• Большие потери тока на коллекторе, как следствие – низкий КПД.
• Искрение, нагрев коллекторного узла.
• Зависимость крутящего момента от оборотов.
• Потеря мощности в режиме реверса.
• Высокая степень износа.
• Потеря оборотов при нагрузке.

При разработке бесколлекторного мотора стояла задача отказаться от механической коммутации электрического тока. В первую очередь, переключение обмоток перенесли с вращающегося якоря на неподвижный статор. Для этого на якоре обмотки заменили постоянными магнитами. Это немного не соответствует концепции электромотора, но никак не отражается на общей работоспособности.

После изменения конструкции, отпала необходимость в постоянной перекоммутации тока на коллекторе. Обмотки на статоре можно переключать с помощью электрической схемы.

В нужный момент, после определения углового положения ротора относительно статора, схема управления дает команду на включение необходимой группы обмоток. Для точного позиционирования якоря, на нем установлен датчик Холла (как на коленвале автомобильного мотора).

Преимущества:

• Можно добиться идеально точного позиционирования якоря.
• Отсутствие механических потерь.
• КПД бесщеточного шуруповерта приближается к 90%.
• Ничего не искрит и не изнашивается механически.
• Отсутствие искрения дает возможность работать электроинструментом в условиях пожароопасной пыли и высокой влажности.
• Бесщеточный мотор более компактный и легкий, что важно для ручного инструмента.
• При работе реверса не теряется мощность.
• Перегрузки на предельной мощности не снижают ресурс двигателя.
• Контроль за скоростью вращения: при изменении нагрузки обороты стабильные.
• Прецизионная электронная регулировка оборотов.

Недостатки:

• Более сложная конструкция.
• Высокая стоимость шуруповерта.

Итог:

Если сравнивать преимущества и недостатки двух видов электродвигателей, в противовес высокой стоимости бесщеточного шуруповерта можно привести следующие аргументы:

• Экономия при эксплуатации: меньшее потребление электроэнергии за счет высокого КПД.
• Не потерь крутящего момента при регулировке оборотов.
• Инструмент легкий и компактный.
• Ресурс бесщеточных шуруповертов в разы выше.

Дрель-шуруповерт Bosch GSR 18 V-EC – дорого, качественно, надежно

Компактный бесщеточный мотор позволил добиться у аккумуляторного шуруповерта характеристик, не хуже сетевого инструмента.

Именно за счет бесколлекторных технологий, эта модель позволяет работать на тяжелых поверхностях без опаски разрядить аккумулятор в течение смены. Корпус двигателя по размеру не превышает аккумулятор.

Преимущества:

• Комплект из 2 аккумуляторов емкостью по 5,0 А*ч, вкупе с бесщеточным двигателем.
• Мощный крутящий момент (31 Нм) с возможностью мягкого изменения уровня.
• Механическое переключение двух ступеней редуктора.
• Компактные размеры позволяют работать в ограниченном пространстве.
• Установка сверл с хвостовиком 13 мм.
• Богатая комплектация: кейс, вкладыш в кейс для инструмента, магнитный держатель для бит.

Недостатки:

• Высокая стоимость (есть подозрение, что за бренд) – 23000 рублей.
• Большой вес: 1,7 кг. Тяжеловато даже для аккумуляторного инструмента.

Дрель-шуруповерт Dewalt 18.0 В XR – средние характеристики по умеренной стоимости

Для того, чтобы уложиться в рамки приемлемой цены, производитель сэкономил на всем, кроме кейса для переноски. Характеристики достаточные, не более того. При попытке использовать дрель-шуруповерт «по максимуму», сразу чувствуется предел.

При этом инструмент бодро сверлит, крутит, шлифует. При выполнении домашних работ, недостатка в характеристиках не ощущается. Приемлемая альтернатива традиционному коллекторному шуруповерту.

Преимущества:

• Умеренная цена (как для бесщеточного мотора), за такие деньги часто предлагаются коллекторные модели – 11800 рублей.
• Высокий крутящий момент, несмотря на ограничения по мощности.
• Продуманная эргономика: можно свободно оперировать в труднодоступных углах.
• Шуруповерт очень легкий: всего 1,15 кг с аккумулятором.
• Две механические ступени редуктора.

Недостатки:

• Слабоваты аккумуляторы: 2 шт. по 1,5 А*ч.
• Неудачно расположена лампа подсветки.
• Некачественное крепление аккумулятора на рукояти.

Выводы

Как видим, высокая стоимость бесщеточных шуруповертов с легкостью перевешивается достоинствами, технологии. Чем выше требования к инструменту – тем больше доводов в пользу бесколлекторного инструмента. Может быть, для домашнего применения цена высоковата, но для профессионала выбор очевиден.

2 лучших бесщеточных шуруповерта Ссылка на основную публикацию

Источник: https://instrumentiks.ru/reyting/luchshie-besshhetochnye-shurupoverty