Что такое безщеточные шуруповерты

Бесщеточные шуруповерты: плюсы и минусы

С появлением аккумуляторной дрели-шуруповерта выполнять работы по сборке мебели, установке панелей из гипсокартона, а особенно монтажу сайдинга на фасадах зданий, стало намного проще и безопаснее. Аккумуляторный инструмент не имеет мешающего работе электрического шнура питания, который при повреждении изоляции представляет для работающего серьезную опасность.

Бесщеточный шуруповерт

Привычные всем аккумуляторные шуруповерты оснащены коллекторными электродвигателями с переключением тока в обмотках якоря при помощи щеток. Бесщеточные шуруповерты, в отличие от них, комплектуются бесколлекторными электродвигателями. Функции коллекторно-щеточного узла (КШУ) выполняются электронным узлом управления. Разница состоит в том, что он переключает ток в обмотках статора, а не ротора. Якорь же не имеет катушек. Для исключения из конструкции скользящих контактов его магнитное поле создается постоянными магнитами. Момент подачи тока в статорные обмотки определяется при помощи датчиков положения ротора (ДПР), которые работают на основе эффекта Холла.

Импульсы ДПР совместно с сигналом регулятора скорости вращения обрабатываются микропроцессором. Результатом обработки является формирование электрических импульсов, модулированных по ширине. Это так называемый сигнал ШИМ. Результирующая последовательность импульсов подается на усилители тока (инверторы). Их выходы связаны с обмотками статора. Инверторы, в соответствии с выходным сигналами микропроцессорного узла, коммутируют ток в катушках статора. Переменное магнитное поле, вызванное импульсами этого тока, взаимодействуя с постоянным магнитным полем ротора, приводит к вращению якоря.

Достоинства и недостатки электроинструмента без щеток

Плюсами шуруповертов без щеток являются следующие качества:

Из минусов этих инструментов замечен только один. Они несколько дороже своих коллекторных конкурентов.

Какой шуруповерт выбрать

Сравним основные характеристики бесщеточных и коллекторных аккумуляторных дрелей:

Проанализировав достоинства и недостатки аккумуляторных шуруповертов, можно с уверенностью сказать, что модели с бесщеточным двигателем – лучше. Если б стоимость сравниваемых шуруповертов была близка, выбирать следовало бы лучший.

Но преимущества бесщеточных довольно дорого стоят. Вопрос состоит в том, нужны ли они вам за эту разницу в цене.

Есть люди, которые работают исключительно дешевым китайским инструментом. Они объясняют это тем, что вечный инструмент еще не придумали. И любой, даже самый дорогой, когда-нибудь выйдет из строя, тогда нужно будет тратить время и деньги на его ремонт.

Недорогой инструмент до выхода из строя обычно успевает отработать деньги, потраченные на его покупку. Поэтому его не жалко выбросить, недорого купить такой же и опять работать новым. Как говорится, сколько людей – столько и мнений. Выбор за вами!

Источник

Бесщеточные шуруповерты: чем они лучше обычных

Бесщеточные моторы известны с 1960-х годов, но только в 2004 году они «перекочевали» с промышленных двигателей на ручной электроинструмент (пионером стала компания Makita, наладившая выпуск таких дрелей для аэрокосмической отрасли). Еще пару лет спустя первые шуруповерты Festool с бесщеточными двигателями поступили в свободную продажу. А сейчас уже практически невозможно найти приличного производителя электроинструмента, у которого в каталоге продукции не было бы пары десятков устройств, оснащенных моторами, не имеющими щеток. Чем же они так хороши? В этой статье мы попробуем разобраться, в чем заключаются преимущества и недостатки бесщеточных двигателей, и есть ли смысл за них доплачивать.

Конструкция и принцип работы двигателя электроинструмента

Начнем с небольшого экскурса в школьный курс физики и вспомним принцип работы простейшего электромотора традиционной конструкции. Основными деталями классического коллекторного двигателя постоянного тока являются:

При включении двигателя ток через щетки поступает на коллектор, а оттуда — на обмотку якоря. При протекании тока через обмотку возникает магнитное поле. Взаимодействуя с постоянным магнитным полем, которое создает статор, ротор вращается за счет того, что одноименные полюса отталкиваются, а разноименные — притягиваются друг к другу. При вращении коллектора, который закреплен на одном валу с якорем, щетки «перескакивают» с одной контактной площадки на другую. При этом меняется направление тока в обмотках ротора, разноименные полюса становятся одноименными, они снова отталкиваются друг от друга — и вращение продолжается. Таким образом, коллектор — это один из самых важных узлов коллекторного (щеточного) двигателя, потому что он выполняет сразу две важные функции: преобразует постоянный ток в переменный и одновременно является датчиком поворота вала.

Двигатели данной конструкции относительно простые и дешевые. Но коллекторно-щеточный узел — это источник потенциальных проблем. Трение между деталями и постоянное замыкание-размыкание пластинчатых контактов приводят к быстрому износу щеток, искрению на контактах и чрезмерному нагреву двигателя.

Разница между бесщеточными двигателями и обычными моторами

Вентильные (бесщеточные, бесколлекторные) двигатели работают по тем же физическим принципам, но устроены иначе. Они являются словно бы «вывернутой наизнанку» версией коллекторных моторов: магниты установлены на роторе, а обмотка — на неподвижном статоре. Таким образом, можно просто припаять провода питания к обмотке и избавиться от щеток вместе со всеми их недостатками.

Устройство бесщеточного двигателя.

Если у коллекторного двигателя переключение направления тока производится механически (при «перескакивании» щетки с одной контактной пластины на следующую), то в вентильном моторе этим занимается электроника. Получая сигналы от датчика (оптического, магнитного или основанного на эффекте Холла), который «считывает» угол поворота ротора, электроника своевременно переключает полюса, изменяя направление тока. То есть, комплекс из датчика и управляющей платы выполняет функции коллектора, но без механических и электрических потерь за счет отсутствия физического контакта между подвижной и неподвижной частями электромотора.

Преимущества бесщеточных двигателей в теории

Зная, как устроены оба вида электромоторов, и в чем заключается разница между коллекторными и бесщеточными двигателями, можно сделать выводы об их преимуществах и недостатках.

Преимущества бесщеточного инструмента на практике

Описанные выше теоретические преимущества на практике дают потрясающий результат. Шуруповерты с бесщеточными двигателями:

Наглядно о разнице между бесщеточными двигателями и обычными:

Почему бесщеточный инструмент такой дорогой

Так почему же бесщеточный шуруповерт стоит значительно дороже, чем аналогичные устройства с двигателями традиционной конструкции? Тому есть несколько веских причин. Высокая цена обусловлена наличием нескольких дорогостоящих деталей и элементов.

Совокупность перечисленных факторов и является той причиной, почему бесщеточный инструмент такой дорогой.

Но у столь сложной и высокотехнологичной конструкции есть и «побочный эффект». Бесщеточный инструмент дорогой не только в производстве, но и в ремонте. В случае повреждения или выхода из строя основные детали бесколлекторного двигателя (якорь и электронные платы) меняются только целыми узлами в сборе. Поэтому ремонт бесщеточного инструмента нередко «влетает в копеечку».

Стоит ли покупать инструмент с бесщеточным двигателем?

В заключение можно сделать вывод, что бесщеточный двигатель — это не маркетинговая уловка, а реальное преимущество. Но приобретение инструмента с таким мотором целесообразно не всегда.

А вот при выборе инструмента хобби-класса переплачивать за «новомодный» двигатель пока что нет смысла. При эпизодическом использовании и работе в неспешном темпе дома или на даче разница в характеристиках между бесщеточными шуруповертами и обычными будет далеко не столь заметна.

Источник

Что такое бесщеточные шуруповерты? Их плюсы и минусы

Содержание

Содержание

Все чаще на электроинструменте можно встретить надпись «Brushless motor». Это значит, что девайс оснащен бесщеточным электродвигателем постоянного тока. Действительно ли от этого есть толк или это очередная уловка маркетологов? Давайте разбираться на примере шуруповертов.

Мы будем говорить о шуруповертах как о наиболее востребованном электроинструменте в арсенале домашнего мастера (кто крутил саморезы отверткой, тот поймет). Но тезисы материала безоговорочно распространяются на весь электроинструмент, оснащенный бесщеточными двигателями.

Конструкция и принцип действия

«Brushless motor» в буквальном переводе означает бесщеточный двигатель, в конструкции которого отсутствует коллектор и щеточный узел. Также можно встретить сокращение BLDC, которым именуют бесщеточный электродвигатель постоянного тока.

Классический коллекторный двигатель

Щеточный узел — это механическая контактная часть якоря электродвигателя. С помощью него через пластины коллектора подается напряжение на обмотку якоря. Электрический ток, протекая по проводнику, вызывает электромагнитное поле. Магнитное поле обмотки якоря, взаимодействуя с постоянным магнитным полем статорных обмоток, приводит к возникновению крутящего момента на валу электродвигателя и его вращению. Чтобы вращение вала сохранялось постоянно, напряжение на отдельные проводники якорной обмотки нужно подавать в определенной последовательности. Электрический ток должен протекать по рамкам якорной обмотки в нужный момент, а электромагнитное поле, наводимое в проводниках, взаимодействовало с постоянным магнитным полем обмоток статора. В двигателе постоянного тока эту функцию выполняет коллекторный узел на якоре электродвигателя.

В бесщеточном электродвигателе коллектор и щетки отсутствуют, но принцип взаимодействия постоянного магнитного поля якоря с электромагнитным полем обмоток статора остается неизменным. Только в BLDC моторе нужно подавать постоянное напряжение на обмотки статора в определенные интервалы времени, имитируя работу коллектора.

Как правило, в конструкции статора бесщеточного мотора используются три пары обмоток, и напряжение на них подается поочередно. При подаче напряжения на первую пару обмоток якорь с постоянными магнитами поворачивается, выравнивая свое положение в соответствии с направлением силовых линий возникшего магнитного поля. В этот момент напряжение с первой пары обмоток снимается и подается на вторую пару. Поскольку якорь электродвигателя обладает определенным моментом инерции, он не останавливается моментально, а продолжает свое вращение, и его магниты начинают взаимодействовать со следующим магнитным полем. Так продолжается до тех пор, пока на обмотки статора поочередно подается напряжение.

Это упрощенная схема работы Brushless мотора. На самом деле, для усиления крутящего момента и исключения «провалов» его полки, в работе постоянно находятся две пары обмоток. Одна из них притягивает постоянные магниты якоря в моменты, когда они находятся до средней линии полюса катушки, а вторая подталкивает, как только полюс катушки пройден центральной частью постоянного магнита якоря. На первую пару катушек подается напряжение прямой полярности, а на вторую — обратной.

Для определения, на какие пары катушек нужно подать напряжение и какой полярности, в системе установлен датчик положения ротора. Он состоит из трех датчиков Холла, дающих контроллеру сигнал о необходимости формирования напряжения на каждой из пар катушек статора.

На видео наглядно проиллюстрирована работа бесщеточного двигателя:

Плюсы и минусы бесщеточного шуруповерта

Производители пишут, что основная изюминка бесщеточного шуруповерта — не нужно менять щетки, которых нет. Это на самом деле так, но так ли сложно поменять щетки?

За этим «жирным» плюсом притаился довольно коварный минус. Дело в том, что более-менее нагруженный шуруповерт потребует замены щеток на второй, а то и третий год работы. Проводя их замену, бережливый владелец наверняка заглянет и в другие узлы инструмента. Обратит внимание на состояние подшипников, очистит внутренности от пыли, заложит порцию свежей смазки — в общем, проведет полное техобслуживание инструмента. В случае с бесколлекторным инструментом, о необходимости сервисного обслуживания можно просто забыть и вспомнить о нем, когда шуруповерт начнет конкретно барахлить.

Вот по-настоящему значимые преимущества бесщеточного инструмента:

Но бесщеточным инструментам присущи и некоторые недостатки:

Перспективы бесщеточных шуруповертов на рынке электроинструмента

Переход на бесщеточные инструменты неизбежен, поскольку они выгодны в первую очередь самим производителям ввиду унификации производственных процессов, уменьшению количества составных частей и улучшения технических характеристик выпускаемых моделей. Конечному пользователю такой переход абсолютно ничем не грозит. Шуруповерты как закручивали винты и саморезы, так и будут, исходя из своих технических возможностей.

Для профессиональной деятельности однозначно стоит смотреть в сторону бесщеточных моделей. Они экономичней, шустрее и надежней. Каждый рубль, вложенный в их покупку, окупится сторицей.

А вот домашнему мастеру стоит взвесить все «за» и «против», реально оценить возможную загруженность инструмента и свою готовность отдать больше денег за современные технологии.

Источник

Лучшие бесщеточные шуруповерты — особенности и критерии выбора

Шуруповерт — полезный инструмент в доме. Полки, дверцы, различные механизмы фиксируются на болтах, шурупах, саморезах. Благодаря созданию аккумуляторного бесщеточного шуруповерта сборка мебели, монтаж листов гипсокартона, переезд, не обходится без надежного инструмента.

Бесщеточный шуруповерт

Как работает бесщеточный двигатель

Со временем производители электрической техники стали понимать, что щетки и коллектор необходимо ликвидировать из двигателей. Бесщеточные модели оснащены электронным усилителем. Благодаря отсутствию скользящих контактов уменьшено трение, и соответственно, увеличился срок функционирования шуруповертов.

Бесщеточный двигатель более эффективен в эксплуатации и меньше подвержен механическому износу.

Некоторые преимущества подобных двигателей:

Внутренняя часть мотора закрыта и полностью защищена от грязи или попадания влаги. Трансформируя электричество в силу, бесщеточные двигатели работают гораздо эффективнее. Скорость работы зависит от напряжения в сети, а не от центробежной силы. При работе с таким оборудованием нет необходимости пользоваться обмоткой и коммутатором. Используемый магнит небольшого размера и веса.

Для справки! Чаще всего бесщеточные двигатели устанавливаются в оборудовании мощностью до 5 кВт. В более мощных инструментах их применение не рационально.

Щеточный или бесщеточный шуруповерт выбрать

Покупка шуруповерта превращается для многих потребителей в непростой и длительный процесс. Моделей огромное множество, нужно изучить их технические характеристики, стоимость, сравнить цену и качество. Конечно самые ценные советы можно получить от профессионалов, которые используют подобное оборудование в работе практически ежедневно.

Разумеется, технически у бесщеточных моделей гораздо больше преимуществ. КПД у них доходит до 90 %, а у остальных видов он гораздо ниже.

Не сетевая, а аккумуляторная зарядка тоже плюс, особенно если рядом нет сети электричества.

Важно! Типу аккумулятора необходимо уделить отдельное внимание, чтобы выбрать максимально производительный и надежный прибор.

По своим характеристикам и эффективности бесщеточные шуруповерты выгоднее, но вот цена довольно велика для большого круга пользователей.

Классические модели тоже надежные и проверенные, легки в ремонте, детали стоят не дорого и их не сложно приобрести. Поэтому многие выбирают именно этот вариант.

Каждый должен решить самостоятельно какой инструмент ему выбрать, исходя из своих финансовых возможностей и приоритетов.

Конструкция и принцип действия

Бесщеточный шуруповерт незаменимый инструмент в арсенале мастера. Важно знать особенности конструкции и основные принципы работы с ним.

В результате этих действий появляется магнитное поле, которое вращает якорь и оборудование начинает работать.

Плюсы и минусы бесщеточного шуруповерта

Главный плюс бесщеточного шуруповерта — это отсутствие необходимости менять щетки, ведь их нет. Но так ли все хорошо, ведь за этим плюсом скрывается и большой минус.

При довольно частом использовании замена щеток потребуется не раньше, чем через 2-3 года работы. При их замене хозяин одновременно осмотрит остальные детали, почистит инструмент, смажет. При использовании же бесщеточного оборудования сервисное обслуживание начинает проводиться только тогда, когда инструмент начинает серьезно барахлить.

К основным плюсам бесщеточных шуруповертов относятся:

Важно! Такие модели способны достигать максимальных показателей вращения сразу после включения.

Также оборудованию присущи некоторые недостатки:

Рейтинг ТОП-10 лучших моделей

Ознакомившись с мнением пользователей бесщеточными шуруповертами, на основе отзывов покупателей можно составить рейтинг лучших моделей.

Лучшие бесщеточные шуруповерты

Приобрести шуруповерт на Алиэкспресс легко, а вот найти хорошее, качественное оборудование не очень просто. Чтобы выбрать лучший бесщеточный шуруповерт нужно ознакомиться с их основными техническими характеристиками.

Makita DDF083Z

Инструмент безударного типа, эффективен при работе с различными крепежными деталями. Несколько ступеней крутящего элемента, достигает до 40 Нм. Оборудован светодиодной лампочкой, что помогает работать при небольшом освещении. Оснащен двумя режимами скорости.

Важно! Благодаря небольшому весу инструмента появилась возможность выполнять больше работы и более качественно с меньшей утомляемостью.

Makita DF032DWAX1

Качественный инструмент, эффективен при работе с разными по плотности поверхностями. Инструмент легкий, с прорезиненной ручкой. Оснащен двумя скоростными режимами, реверсом. Характеризуется высокой производительностью.

DeWALT DCF620D2K

Универсальный, надежный инструмент, с прорезиненной рукояткой, с весом 1,88 кг. Оснащен двумя скоростными режимами. Кейс входит в комплект.

BOSCH GSR 18 V-EC TE

Безударный аккумуляторный шуруповерт, который подходит для различного вида крепежа. Оборудован одним режимом скорости и 25 вариантами регулировки крутящего момента. Оснащен лампочкой для подсветки.

Makita DF032DZ

Лучшие бесщеточные дрели-шуруповерты

Некоторые модели объединяют в себе 2 функции — шуруповерт и дрель, что делает инструмент более универсальным.

Зубр DB-20 A5

Бесщеточная дрель-шуруповерт для работы с различными материалами, резьбовыми соединениями. Срок службы увеличен за счет металлического корпуса и усиленного редуктора. Обеспечивает высокий КПД.

Makita DDF481RTE

Дрель-шуруповерт с прорезиненной рукояткой, мощным бесщеточным двигателем. Оборудован быстрозажимным патроном, аккумуляторной батарейкой.

DeWALT DCD701D2

Безударная компактная дрель-шуруповерт Деволт для работы с древесиной и металлом. Оснащена прорезиненной ручкой, подсветкой, скобой для крепления на поясе, реверсом.

Metabo BS 18 L BL

Важно! Ремонт и замена деталей будет стоить недешево.

Интерскол 573.1.2.70

Ударная дрель-шуруповерт, эффективна при работе с твердыми металлами. Оснащена подсветкой для работы в плохо освещенном помещении. Характеризуется долгим сроком службы благодаря редуктору с металлическими шестернями и бесщеточному двигателю.

DeWALT DCD701D2

Безударная дрель-шуруповерт Деволт компактного размера для работы с древесиной и металлом. Оснащена прорезиненной ручкой, подсветкой, скобой для крепления на поясе, реверсом.

Почему бесщеточный инструмент такой дорогой

Лучшие бесщеточные шуруповерты значительно дороже аналогов с традиционными двигателями. Высокая стоимость связана с использованием в нем довольно дорогостоящих деталей и частей:

Все эти факторы и увеличивают стоимость бесщеточных инструментов.

Перспективы бесщеточных шуруповертов на рынке электроинструмента

Рано или поздно на рынке останутся только лучшие бесщеточные аккумуляторные шуруповерты. Они более выгодны производителям за счет меньшего количества составных элементов и высокого качества своих технических характеристик. Для работы в быту можно выбрать любой шуруповерт, а в профессиональном плане лучше рассматривать бесщеточные модели. Они гораздо надежнее и быстрее, производительнее, за счет чего быстро себя окупят.

Любое оборудование не вечно, будь то китайский, американский или отечественный производитель. Если нет необходимости в ежедневном его использовании, то можно приобрести обычный щеточный шуруповерт и пользоваться им время от времени на протяжении нескольких лет.

Но если цель — купить качественный инструмент, который прослужит многие годы, то следует не скупиться и приобрести надежный аппарат. Какой лучше аккумуляторный бесщеточный шуруповерт нужно решать исходя из предпочтений конкретного пользователя.

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Источник