Что такое вентильный двигатель на шуруповерт
Сравнение щеточного и бесщеточного шуруповерта —преимущества и недостатки
Когда нужно закрутить шурупы, причем большое их количество, сэкономить время поможет специальный инструмент. Шуруповерт — это электроинструмент, помогающий собрать мебель, установить полку, сделать многое другое. Есть разные его виды, свойства которых нужно учитывать при выборе.
Как работает бесщеточный двигатель
Есть много видов шуруповертов. Чтоб понять преимущества каждого нужно изучить их данные, принцип работы. Это позволит понять, какой шуруповерт лучше щеточный или безщеточный, в каких случаях ими нужно пользоваться. Ведь все электрические инструменты различны по техническим параметрам.
В конце прошлого века произошли перемены в сфере полупроводниковой электроники. Это позволило не использовать привычные щетки. Механический способ соединения контактов в бесщеточном был замене усилителем.
Изучая, как устроен бесщеточный двигатель шуруповерта, можно отметить, что он гораздо удобнее при работе, обеспечивает более высокий крутящийся момент. Данный тип двигателя меньше изнашивается, он тише, защищен от попадания внутрь грязи.
При этом скорость вращение усиливается при помощи напряжения, создаваемого внутри, а не центробежной силы. В этом случае двигатель работает в нужном режиме, не давая сбоев.
Даже если ток просочится внутрь или произойдет намагничивание мотора, скорость останется той же.
Для нормальной эксплуатации не требуется коммутатор и обмотка. Да и встроенный магнит необходим не такой большой как в щеточном оборудовании.
В бесщеточном двигателя есть ротор и статор как элементы любого мотора. Но коллектора здесь нет. Поэтому его бесколлекторный вариант будет надежнее.
Интересно! Такие приборы устанавливаются в шуруповертах малой мощности (до 5 кВт). В моделях с большими параметрами они менее эффективны.
Конструкция и принцип действия
Безколлекторный инструмент занял в наборе необходимых инструментов свое место. Покупая оборудование в дом, хозяин должен ознакомиться с принципами его работы.
Можно рассмотреть особенности того, как работает безщеточный двигатель в шуруповерте:
В результате возникает магнитное поле, которое заставляет вращаться якорь и инструмент начинает работать.
Преимущества бесщеточных двигателей в теории
С устройством бесщеточного двигателя уже разобрались и теперь стоит рассмотреть положительные и отрицательные стороны подобных инструментов.
Есть несколько преимуществ таких двигателей:
Важно! Помимо этого бесщеточные двигатели могут выдавать максимальные показатели вращения почти сразу.
Преимущества бесщеточного инструмента на практике
Теоретические преимущества полностью реализуются на практике. Это нужно учитывать, выбирая шуруповерт щеточный или бесщеточный, двигатель какой лучше можно узнать после работы с ним.
Специалисты отмечают, что такой инструмент:
Почему бесщеточный инструмент такой дорогой
Главным недостатком такого инструмента является его высокая цена. Она обусловлена присутствием дорогой силовой платы и электронного управления. Благодаря этому электродвигатель становится надежнее.
Но высокая стоимость такого инструмента иногда становится решающим фактором при покупке инструмента. Какой шуруповерт лучше щеточный или бесщеточный каждый пользователь решает для себя. И многие склоняются в пользу более дешевого изделия.
Важно! Замена деталей бесщеточных инструментом всегда обходится дорого.
Стоит ли покупать инструмент с бесщеточным двигателем
Если инструмент нужен на несколько раз или просто для домашнего пользования, то лучше выбрать более дешевый вариант. Но профессионалам необходим надежный и мощный шуруповерт, который окупится очень быстро. Это можно понять, увидев, как работает бесщеточный шуруповерт, и сколько процессов с ним можно сделать без перерывов.
Можно подождать, когда технология станет более доступной. Ведь она внедрена не так давно и новые движки, которыми они оснащены слишком дороги в отличие от обычных. При анализе цены разница составит 30-50 %. Такие переплаты слишком значительные, чтобы покупать инструмент просто для наличия дома.
Работа бесщеточного шуруповерта
Какой шуруповерт лучше: щеточный или бесщеточный
Для многих приобретение инструментов сложный и длительный процесс. Необходимо изучать технологические характеристики, сравнивать модели и их стоимость. Поэтому выбирая из нескольких вариантов: шуруповерт безщеточный или обычный, какой лучше может сказать только профессионал или человек, который пользовался ими на практике.
Понятно, что технически преимуществ у бесщеточных моторов гораздо больше. У него самый высокий КПД, доходящий до 90 %. Данный показатель у остальных видов изделий намного ниже.
Возможность обходится без зарядки ценна, только когда рядом нет сети электричества.
Важно! Небольшой вес снижает утомляемость во время работы, и дает возможность выполнить ее более быстро и качественно.
Таким образом, инверторный шуруповерт выгоднее из-за своих характеристик и эффективности. Но цена слишком высока для широкого круга покупателей.
У классических вариантов технология надежная и проверенная. Их легко ремонтировать, кроме того, стоимость деталей не велика. Для многих это оптимальный вариант. Главное при выборе — проверить качество прибора.
Конечно, более дорогой бесщеточный вариант лучше. Но здесь каждый покупатель должен решать исходя из собственных финансовых, пользовательских приоритетов.
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.
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.
Вентильный электродвигатель: заглянем в будущее!
У электроинструмента много технических параметров, которые определяют его потребительские свойства. Если речь идет о профессиональном использовании, то не последнее место среди них занимают надежность, долговечность и способность к длительной непрерывной работе. Также существует ряд инструментов, для которых по большому счету только это и важно, например, «болгарки». Перечисленные качества определяются мотором, именно он становится слабым звеном в случае интенсивной, продолжительной эксплуатации. Разумеется, речь идет о привычном для нас коллекторном электродвигателе.
Вообще говоря, существует много типов электромоторов, более подходящих для длительной работы под нагрузкой. К примеру, на станках повсеместно используют асинхронные. Высокий КПД, закрытая конструкция. Из деталей, подверженных износу от трения, только подшипники и уплотнители. Увы, в силу ряда особенностей (в первую очередь массы и габаритов) такой мотор можно поставить только на маломощный и при этом не стесненный в размерах инструмент.
В данный момент наиболее удачной и реальной заменой может стать лишь вентильный двигатель.
ЧТО ТАКОЕ ВЕНТИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И ЗАЧЕМ ОН ИНСТРУМЕНТУ?
Этот мотор почти во всем аналогичен коллекторному мотору постоянного тока с магнитным статором, но не имеет собственно коллектора. Теоретически суть «переделки» такова: магниты помещаем на ротор, а обмотки — на статор. Устанавливаем датчик углового положения ротора и подключаем его к электронному коммутатору, который будет менять направление тока в обмотках. То есть одна задача коллектора и щеток — подключение тока нужного направления в нужные обмотки — решается. Вторая функция — скользящий контакт (передача тока) — оказывается невостребованной. Получаем мотор, поведение которого (нагрузочная характеристика, реакция на изменение питающего напряжения и т. д.) во всем подобно коллекторному, но более совершенный. Скользящего контакта нет, нет и сопутствующих ему механических и электрических потерь, выше надежность. Наконец, в идеале не требуется продувать воздух сквозь мотор, потому что обмоток внутри него нет. Здорово!
На деле все сложнее: хорошие магниты дороги, мощная силовая электроника, коммутирующая обмотки, тоже стоит денег, наконец, ток в розетке переменный, а не постоянный. До недавнего времени эти проблемы казались довольно серьезными, что и останавливало конструкторов от применения вентильного мотора на электроинструменте (в других областях техники его используют довольно часто).
Теперь перейдем от теории к практике. Наличие магнитов (повторим, они дороги) совсем не обязательно. Ротор можно сделать в виде магнитопровода из привычного материала. При этом выиграешь в цене, но проиграешь в удельных характеристиках. Сохранение допусков, разумных для коллекторного мотора (речь о магнитном зазоре ротор-статор), тоже ухудшает параметры, в частности, массу и КПД. Последнее особенно важно, причем не с точки зрения экономии электроэнергии, а с позиции необходимости рассеяния тепла, которое будет выделяться при работе мотора. Поэтому в некоторых случаях придется пожертвовать еще и закрытой конструкцией корпуса. Впрочем, пыль будет уже не так вредна, ведь коллектора и обмоток нет.
Тем не менее достоинства вентильного мотора свидетельствуют о качественно новых характеристиках инструмента, оснащенного приводом этого типа. Конструкторам есть к чему стремиться! Сейчас серийными моделями располагает Festool и DeWALT. О достижениях последнего производителя говорить не будем — мотор установлен на станке. Это тоже интересно, но речь все же об инструменте (на станок можно поставить и «асинхронник»).
FESTOOL C12
Интересно, что производитель не кричит о своих передовых достижениях. Если открыть описание инструмента на русскоязычном сайте, то в списке достоинств строка «износостойкий электродвигатель EC-TEC с долгим сроком службы» находится лишь на третьем месте, ниже строки «максимальная производительность завинчивания и небольшой вес с аккумуляторным блоком Standard S NiCd/S NiMH» и выше описания системы «FastFix»… Впрочем, немцев понять можно — нечего морочить потребителю голову, забивая ее информацией о технических особенностях инструмента.
Но нас-то интересует именно мотор. Отметим, что применение вентильного двигателя на аккумуляторном шуруповерте — логичное решение, ведь условия к этому располагают. Большая мощность (а значит, и дорогие полупроводниковые элементы) не требуется, питание от источника постоянного тока тоже как нельзя кстати — выпрямитель не нужен. Именно на шуруповерте мы получаем максимальный эффект по увеличению КПД и качественное изменение продукта за счет значительного уменьшения веса. Эффект по увеличению КПД достигается благодаря тому, что двигатель у аккумуляторных шуруповертов маломощный и удельные потери на трении в щеточном узле максимальны. С другой стороны, говорить о возможности «переноса» этих наработок в область сетевого инструмента вряд ли уместно: масштаб и условия работы мощного 220-вольтового инструмента совершенно иные.
Так или иначе, но Festool C12 — первый известный нам серийный инструмент с вентильным двигателем, и он очень хорош! Дрель побывала на наших испытаниях несколько лет назад и произвела сильное впечатление: легкая, мощная, бесшумная, с очень плавным вращением шпинделя и с большим «запасом хода» (энергия аккумулятора расходуется очень экономно).
Конструкция совершенная — вполне в духе Festool. Ротор двигателя набран из магнитов, что позволяет добиться наилучших результатов. Электронное управление рабочими процессами мотора уживается с привычным набором функций, которыми наделены и коллекторные машины. Можно сказать, что дополнительная электроника ничем не выдает своего присутствия: качественно изготовленная плата «интегрирована» в корпус и по внешнему виду не отличается от плат, управляющих работой обычного коллекторного инструмента.
Безусловно, шуруповерт Festool C12 примечателен: габариты, компоновка, силовые характеристики, ресурс автономной работы и вес — все это во многом обусловлено именно наличием экономичного, компактного и мощного вентильного двигателя.
В той или иной степени разработкой инструмента с бесколлекторным мотором сейчас заняты многие фирмы, не все из них готовы афишировать промежуточные результаты своих разработок. Не хотелось бы пересказывать слухи или тем более распускать сплетни, поэтому дальше будем говорить только о разработках компаний, официально давших согласие на публикацию информации. Пусть их небольшое количество не вводит читателя в заблуждение: еще неизвестно, с какой стороны грянет гром, предвещающий бурю технологической революции.
ИЖЕВСКИЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД
О том, что на этом предприятии ведутся разработки по вентильному мотору для электроинструмента, мы узнали совсем недавно и даже сначала не поверили, посчитав, что произошла какая-то ошибка. Написали письмо с вопросом и получили скупой ответ: да, действительно ведутся. Разузнать подробности, общаясь на расстоянии, нам не удалось.
Вентильным двигателем сейчас занимаются все серьезные фирмы. Зачем он понадобился нам? Сейчас «вымывается» ниша полупрофессионального инструмента, остается бытовой и профессиональный. Конкурировать с КНР в бытовом сегменте рынка бесполезно. С другой стороны, ниша дорогого профессионального инструмента прочно оккупирована известными брендами с мировым именем. Какой бы сложной ни казалась конкуренция с этими производителями, но нам нужно вступать в борьбу именно с ними, только так возможно отстоять свою долю рынка. А ведь наш бренд не так уж и силен, единственное, что мы можем противопоставить, — это оригинальные разработки. Иными словами, предложить что-то новенькое, чего нет у других.
Как известно, ресурс любого инструмента определяется в основном надежностью его электродвигателя. Взять хотя бы УШМ: две шестеренки и двигатель, причем современные шестеренки, которые сейчас делают методом порошковой металлургии, имеют очень большой ресурс. А вот двигатель… Слабые звенья мотора: щеточно-коллекторный узел, подшипники, обмотки, электрическая прочность изоляции которых со временем изменяется. Многие пытаются решить эти проблемы по отдельности (мы не исключение), но почему бы не предложить электродвигатель с качественно новыми характеристиками по ресурсу? Такой мотор существенно поднимет надежность электроинструмента в целом.
Сейчас у нас уже есть образцы таких инструментов: цепная электропила и углошлифовальная машина, оснащенные вентильным двигателем.
Самый большой недостаток обычного двигателя — обмотка на роторе. Вентильный мотор ее не имеет. Первая наша удачная разработка — мотор с пакетом ротора, набранным из листов электротехнической стали. Якорь почти такой же, как и у обычного коллекторного двигателя, но без обмоток. Крупные зубцы ротора притягиваются к электромагнитам статора, за счет чего и совершается механическая работа. Сейчас в конструкции ротора многие стараются использовать магнит, мы же начали с варианта использования ротора без магнитов, как с более предсказуемого (надежного) и дешевого варианта.
Этот мотор мы установили на цепную пилу, где он вращает звездочку напрямую без редуктора. Сейчас мы пришли к выводу, что, используя магнитный ротор, сможем получить аналогичные характеристики, но заметно снизить вес и размеры. К тому же двигатель с магнитным ротором имеет более высокий КПД. Еще один путь увеличить его — уменьшить магнитный зазор, но это требует усложнения технологии, на наш взгляд, неуместного. Да и нет особого смысла: даже с ротором без магнитов и стандартным зазором мы получили КПД инструмента более 75 процентов (имеется в виду соотношение выхода мощности на валу инструмента и потребляемой из сети). Как уже упоминалось, достоинство нашего большого в диаметре мотора без магнита еще и в том, что он может работать без редуктора за счет высокого момента на выходе. Полезная мощность этого двигателя 1,3 кВт.
Разрабатывая макет, мы не ставили целью сделать электронику встроенной: опытный образец работает с выносным управляющим электронным блоком. К тому же тот обладает запасом по мощности, чтобы выдерживать всевозможные перегрузки, неизбежные на этапе испытаний. Но в принципе мы уже освоили компактный вариант электроники, уменьшенный до размеров, позволяющих расположить его непосредственно в корпусе инструмента.
В любом случае мы не считаем эти результаты существенным достижением на пути к серийному выпуску бесколлекторного мотора. Дело в том, что цепная пила — не тот инструмент, который остро нуждается в нем.
На наш взгляд, она популярна в быту, и люди не готовы переплачивать значительные деньги за ее надежность. Поэтому сейчас мы вплотную занимаемся углошлифовальной машиной, в большей степени используемой профессионалами (УШМ часто служит расходным материалом — отработала год, покупай новую!). Этот вариант мы разрабатываем в исполнении с редуктором и с магнитным ротором. Отчего такой крутой поворот? До недавнего времени мы стремились, как и все, обойтись без магнитов, теперь ситуация несколько изменилась. Впрочем, от этого мы только выиграли, потому что теперь имеем разработки обоих вариантов исполнения!
Сейчас появились подходящие по качеству китайские магниты, по цене раз в пять дешевле российских аналогов. С установкой таких магнитов характеристики двигателя значительно улучшаются: растет КПД и удельная мощность (из тех же габаритов можно выжать существенно больше). Кстати, на той же пиле наш мотор с магнитами тоже сможет работать без редуктора. Как «экзотический» вариант — разрабатываем УШМ без редуктора, но там возникают серьезные проблемы с компоновкой. Диаметр двигателя больше диаметра стандартной редукторной головки, из-за чего возникают сложности с глубиной реза и недостаточным использованием ресурса круга.
Конечно, если у нас появится бесколлекторный двигатель, готовый к производству, мы постараемся поставить его на ряд изделий. Первая на очереди — УШМ.
В общем-то мы серьезно занимаемся этими разработками всего год, до этого около двух лет лишь прорабатывали вопрос целесообразности ведения работ в этом направлении: изучали стоимость, просчитывали экономику. Раньше коллекторный двигатель стоил намного дешевле вентильного, сейчас же за счет роста цен на медь и удешевления электроники ситуация сильно изменилась. Наступил тот момент, когда цены стали соизмеримыми. В дальнейшем эта тенденция наверняка будет сохраняться. Сейчас многие, «спохватившись», занялись этими разработками. Наша разработка ведется непосредственно на заводе, где мы собираемся делать этот мотор, что позволяет изначально учитывать технологические возможности нашего производства. Так, принятая нами величина магнитного зазора позволяет обойтись без дополнительных операций по обработке (все, как на обычном электромоторе).
С электроникой тоже проблем не видим: большинство наших инструментов уже сейчас имеют встроенный блок электроники, производимый нашим предприятием. В зависимости от необходимости он обеспечивает плавный пуск, стабилизацию оборотов под нагрузкой, ограничение оборотов холостого хода, термозащиту, защиту от токовой перегрузки — все это мы умеем делать сами и накопили большой опыт по разработке и производству электронных схем для управления работой электроинструмента.
В ближайшее время мы проведем испытания макетных образцов машин с редуктором и будем принимать решение о запуске в производство. С машинами без редуктора этот же процесс, наверное, затянется до конца года. В итоге мы планируем получить инструмент, изготовленный по технологии того же уровня, что мы используем при производстве нашего обычного электроинструмента, и с ценой, сопоставимой с ценой обычного «брендового» электроинструмента.
ТОРГОВЫЙ ДОМ «КОНАКОВО»
Компания ТД «Конаково» — крупный дистрибьютор разных торговых марок и в первую очередь отечественных производителей. То есть, собственно, производителем инструмента ТД «Конаково» не является. Однако несколько лет назад эта фирма затеяла и теперь ведет проект по разработке и внедрению в производство отечественного электроинструмента с вентильным двигателем. Со слов руководства ТД «Конаково», был сформирован союз науки, производства и торговли. Разработчиком является Московский авиационный институт, конкретно ООО «РЭЛМА», чья специализация разработка вентильных двигателей. Серийным производителем инструмента и одновременно заказчиком разработки выступает завод Rebir. Роль продавца, «способного продавить рынок новым инструментом», берет на себя ТД «Конаково».
Впервые широкой общественности инструмент представили на выставке «Интертул-2005», точнее, опытные разработки: целая серия действующих прототипов, созданных на базе моделей Rebir с приводом от вентильного двигателя собственной разработки мощностью 2000 Вт.
С самого начала ТД «Конаково» сделал ставку на достижение самого высокого результата, негласно называя проект «проектом вечного двигателя». Изначальные посылки выглядят логично и убедительно: от ненадежности коллекторного инструмента больше всего страдают профессионалы, поэтому инструмент должен быть профессиональным. Повторно-кратковременный цикл работы коллекторного двигателя больше всего мешает в случае использования мощного инструмента, который работает с полной отдачей, а это в первую очередь «болгарки» и дисковые пилы. Значит, мотор должен быть мощным — около 2000 Вт. При этом достичь действительно высокой надежности реально лишь при высоком КПД мотора: он не должен сильно нагреваться, чтобы можно было сделать конструкцию герметичной.
Если выполнить все эти условия, получится инструмент, готовый работать с высокой нагрузкой вообще без перерывов, при этом конструктивно надежный и долговечный, способный служить долгие годы, даже в случае очень интенсивной эксплуатации. Многие мастера согласятся дорого заплатить, например, за «болгарку» с таким мотором, поэтому ограничение по цене было сразу же отметено, как фактор несущественный в данном случае. Позиция руководства проекта: «Сначала нужно сделать инструмент, а потом уже снижать его цену. Инструмент имеет право быть дорогим хотя бы потому, что он новый…». При этом желательно было решить ряд «второстепенных» задач: понизить массу мощных инструментов и сделать нагрузочную характеристику двигателя более жесткой.
Из этих требований вырисовывается конструкция мотора и его особенности: высокая частота вращения (малый вес), магнитный ротор и высокая технологичность изготовления (малый вес, высокий КПД, жесткая характеристика).Как уже упоминалось, по этому техзаданию был создан целый ряд не то что моторов, а даже целых инструментов, разумеется, опытных. В 2005-м на выставке были показаны и испытаны под нагрузкой УШМ, дисковая и цепная пилы, прямошлифовальная машина, дрель и рубанок. Некоторые из них автору даже довелось опробовать в спокойной, невыставочной обстановке. В следующем году на той же выставке показали еще более интересную «болгарку»: с корпусом от компактной 150-миллиметровой машины, но с 230-миллиметровым диском. Стоящий инструмент!
Смущало, пожалуй, лишь одно: отсутствие встроенного электронного модуля управления. Все показанные бразцы работали от выносного блока. При этом в качестве одного из путей развития рассматривался серийный вариант с выносным блоком, который можно было бы закреплять, например, на поясе.
Обратившись в ТД «Конаково» перед самой публикацией статьи, мы ожидали узнать новости и дополнить историю новой главой, однако новостей нам не сообщили. Официальный ответ все объясняет: «…Нами была проведена обширная работа по созданию и испытанию разнотипных действующих образцов, что позволило нам остановить свой выбор на определенных конструкциях. На предварительных этапах мы были открыты и с удовольствием рассказывали о своих наработках, теперь же, когда получены действительно ценные результаты, и мы детально прорабатываем возможность серийного выпуска, настал момент опустить завесу тайны…».