Бесщеточные шуруповерты плюсы и минусы

Преимущества и недостатки электрических двигателей переменного тока

В наши дни среди всех электродвигателей устройства для переменного тока занимают лидирующую позицию по объему использования в силовых установках. Они обладают низкой себестоимостью, простой в обслуживании конструкцией и КПД не менее 90%. Кроме того, их устройство позволяет плавно изменять скорость вращения, не прибегая к помощи дополнительного оборудования вроде коробок передач.

Главным недостатком двигателей переменного тока с асинхронным принципом работы является тот факт, что регулировать их частоту вращения вала можно только изменяя входную частоту тока. Это не позволяет добиться постоянной скорости вращения, а также снижает мощность. Для асинхронных электродвигателей характерны высокие пусковые токи, но низкий пусковой момент. Для исправления этих недостатков применяется частотный привод, однако его цена противоречит одному из главных достоинств этих двигателей – низкой себестоимости.

Слабым местом синхронного двигателя является его сложная конструкция. Графитовые щетки довольно быстро выходят из строя под нагрузкой, а также теряют плотный контакт с коллектором из-за ослабления прижимной пружины. Кроме того, эти двигатели, как и асинхронные аналоги, не защищены от износа подшипников вала. К недостаткам также относится более сложный пуск, необходимость наличия источника постоянного тока и исключительно частотная регулировка частоты вращения.

Доступные платформы

Так, инструменты, работающие на напряжении 18 В, являются чет-то средним. Величина напряжения позволяет добиться хорошего крутящего момента до 100 Нм, и вес при этом будет довольно легким. На таком напряжении создается большинство моделей для профессионалов, а также некоторые представители любительской группы.

24-В платформа применяется преимущественно для создания максимально качественного и наиболее дорогого оборудования. Это мощный двигатель, меньшая чувствительность к перегрузкам, безотказность и увеличенный рабочий ресурс. Шуруповерт аккумуляторный какой фирмы лучше? Здесь все зависит от потребностей и работы, которую придется выполнять.

Модели, рассчитанные на 12 и 14 В, – это множество любительских устройств.

Здесь компактность и легкость имеют гораздо больший приоритет, нежели высокая мощность, высокие эксплуатационные характеристики, ресурс работы. Нужно сказать, что зачастую на этом напряжении можно выделить некоторые серии инструмента для профессионалов от лидеров рынка. Если вы планируете часто и серьезно использовать этот прибор, то ваш выбор. профессиональный шуруповерт аккумуляторный. Какой лучше выбрать из всего доступного многообразия моделей, зависит от некоторых требований. Но не стоит слишком обольщаться. Такие «зубры», как «Bosch» или «Makita», позиционируют свои приборы как технику для профессионалов, но любой представитель на этой платформе не сможет закрутить в плотную древесину 120-мм саморез.

Щеточный электромотор

Щеточный электромотор генерирует крутящий момент напрямую от поданного питания на него, используя внутренний коммутатор, стационарные магниты (постоянные или электромагнитные), и вращающиеся электромагниты.

Преимущества щеточных моторов: низкая цена производства, высокая надежность, и легкое управление скоростью. Недостатки щеточных моторов: высокие эксплуатационные расходы и малый срок службы при высокой интенсивности использования.

Обслуживание включает в себя регулярную замену графитовых щеток также, как и очистка либо замена коммутатора. Эти компоненты важны для передачи электроэнергии на обмотку ротора.

Как выбрать бесщеточный шуруповерт

При выборе бесщеточного шуруповерта нужно оценивать технические параметры инструмента. Покупать самую мощную и дорогую модель для домашнего использования нет смысла, но и экономить на важных функциях тоже нельзя.

Тип инструмента

Простые бесщеточные инструменты выполняют только основное назначение — помогают быстро закручивать крепежи. Более дорогие аккумуляторные устройства поддерживают дополнительный режим дрели, и использовать их можно для обычного сверления отверстий.

Сила крутящего момента

От этого показателя зависит скорость работы инструмента. Домашний аккумуляторный шуруповерт может поддерживать силу кручения в пределах 15-20 Нм. Но для выполнения сложных ремонтных и строительных задач нужен агрегат с показателем 30-40 Нм и выше.

Тип патрона

Большинство аккумуляторных агрегатов оснащаются быстрозажимным патроном, некоторые модели поддерживают смену насадок с использованием ключа. Последние являются более сложными в обращении, но при этом гарантируют надежную фиксацию наконечников.

Габариты

При выборе инструмента нужно учитывать, как долго придется держать его в руках. Существуют легкие и довольно увесистые аккумуляторные модели. Агрегаты с массой более 1 кг могут быстро вызывать утомление при работе.

Дополнительные опции

Хорошие аккумуляторные инструменты оснащаются подсветкой, системой защиты двигателя и другими дополнительными функциями. Непосредственно на производительность агрегата такие возможности не влияют, но делают более удобной его эксплуатацию.

Емкость аккумулятора

При выборе бесщеточного агрегата необходимо обратить внимание на количество и емкость его батарей. Если использовать инструмент предстоит часто, нужно убедиться, что он способен долго работать без подзарядки

Технические характеристики

Бесщеточный шуруповерт работает на основе бесколлекторных электрических двигателей. Щетки отсутствуют, их функции выполняет электронный узел управления. Ток может переключаться на обмотке статора или ротора. Катушек на якоре нет.

В бесщеточном двигателе механические коммутации контактов заменены на электронный усилитель. Датчик устанавливает угол поворота ротора и следит за полупроводниковыми переключателями. Стандартная мощность шуруповерта не превышает 5 кВт. Бесщеточный мотор нерационально использовать в оборудовании с большими техническими показателями.

Технология подразумевает полное удаление обмотки и коммутатора. Расположенные внутри магниты компактны и мало весят. Их необходимо защищать от магнитных полей, к которым они очень чувствительны. Также, магниты не переносят резкие температурные перепады.

Конструкция и принцип действия=»subtitle»>

«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:

Это интересно: Цепные насадки-пилы на болгарку

Топ-5 лучших бесщеточных шуруповертов на 12 Вольт

Аккумуляторные шуруповерты с батареями на 12 В отличаются малой массой и компактными размерами. Мощность агрегатов обычно невысокая, но для домашних сборочных работ они подходят хорошо.

DeWalt DCF801D2

Бесщеточный агрегат с 2850 оборотами за минуту поддерживает ударный режим. Обладает высоким крутящим моментом 163 Нм, предусмотрено три скорости и ползунок реверса. В комплект входят два аккумулятора со временем зарядки 60 минут.

Купить шуруповерт DeWalt с аккумуляторами 12 В можно от 13000 рублей Плюсы

• высокая сила кручения;
• три режима ограничения скорости;
• есть реверс.

Минусы

• присутствует люфт патрона;
• дорого стоит.

Мне нравитсяНе нравится2

Makita TD111DZ

Бесщеточный аккумуляторный агрегат с подсветкой, защитой двигателя и ударным режимом выдает до 3000 оборотов. Работает в двух скоростях, есть реверсное вращение. Отличается большой силой кручения и высокой эффективностью.

Цена Makita TD111DZ стартует от 7300 рублей Плюсы

• хорошая мощность и скорость;
• долговечный;
• подходит для эксплуатации под открытым небом.

Минусы

• поставляется без АКБ;
• работает только с битами.

Мне нравитсяНе нравится2

DeWalt DCF601D2

Аккумуляторный агрегат с 1100 оборотами работает довольно медленно — сила закручивания не превышает 8 Нм. К преимуществам модели относят регулировку интенсивности вворачивания в 15 положениях и режим сверления, также предусмотрена опция реверса.

Купить DeWalt DCF601D2 можно от 12000 рублей Плюсы

• надежность и долговечность;
• две батареи и кейс в комплекте;
• быстрая зарядка.

Минусы

• невысокий момент кручения;
• агрегат довольно тяжелый.

Мне нравитсяНе нравится2

Bosch GSR 12V-30

Аккумуляторный агрегат с надежным бесщеточным двигателем предназначен для домашних работ. Справляется с закручиванием саморезов в металл и дерево, поддерживает реверс, оснащен защитой от перегрузок. В минуту выдает до 1600 оборотов.

Купить Bosch GSR 12V можно от 7500 рублей Плюсы

• реверсный режим;
• удобный хват рукояти;
• качественная сборка.

Минусы

• присутствует биение патрона;
• плохая балансировка корпуса.

Мне нравитсяНе нравится2

DeWalt DCD777D2T

Универсальный инструмент с быстрозажимным патроном для дерева, гипсокартона и металла поддерживает регулировку оборотов и реверсное движение. Предусмотрены подсветка и кнопка блокировки пуска. В комплекте поставки есть кейс.

Цена бесщеточного шуруповерта DCD777D2T начинается от 13000 рублей Плюсы

• эргономичный корпус;
• работает с насадками диаметром до 13 мм;
• есть подсветка.

Минусы

• агрегат довольно массивный;
• цена завышена.

Мне нравитсяНе нравится2

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Достоинства и недостатки электроинструмента без щеток

Плюсами шуруповертов без щеток являются следующие качества:

1. Простота регулировки частоты вращения. Возможность изменения ее в широких пределах.
2. Отсутствие коллекторно-щеточного узла. Это исключило возникновение связанных с ним неисправностей и упростило техобслуживание инструмента.
3. Хорошая переносимость кратковременных перегрузок по крутящему моменту.
4. Экономный расход энергии. КПД бесщеточных двигателей около 90%.
5. Более длительная наработка на отказ, чем у инструмента с КШУ.
6. Отсутствие электрического искрения и, как следствие, безопасность работы во взрывоопасных смесях газов.
7. Небольшие размеры и вес.
8. У моделей с реверсом – одинаковая мощность в обоих направлениях вращения.
9. Отсутствие падения скорости вращения при увеличении нагрузки на патрон.

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

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

Дрель-шуруповерт Dewalt XRP DCD996P2

• ударная дрель-шуруповерт
• потребляемая мощность 820 Вт
• питание от Li-Ion аккумулятора 5 Ач, 18 В
• максимальный крутящий момент 95 Нм
• количество скоростей работы: 3
• диаметр патрона 1.5 — 13 мм
• лампа точечной подсветки, дополнительная рукоятка
• электронная регулировка частоты вращения, блокировка кнопки включения
• вес 2.13 кг

Мощное устройство преимущественно для тех, кто занимается строительством. С крутящим моментом 95 Нм можно заворачивать крепеж любой длины, сверлить отверстия в кирпичных стенах и дереве… Чтобы инструмент можно было надежно удерживать в руках производитель предусмотрел дополнительную боковую ручку, как у дрелей или перфораторов. Также в комплект входят кейс, два аккумулятора и зарядное устройство. Емкость аккумулятора из комплекта под стать мощному двигателю: 5 Ач. Модель также имеет 11 ступеней крутящего момента и три режима скоростей — 0-450 об/мин, 0-1300 об/мин и 0-2000 об/мин. А благодаря быстрозажимному патрону смена оснастки происходит в рекордно короткое время. Диаметр сверления дерева — 55мм, металла — 15мм, кирпича — 16мм. 

Какой аккумуляторный шуруповерт выбрать

При покупке нового прибора необходимо обращать внимание не только на стоимость изделия. Чтобы выбрать лучший аккумуляторный шуруповерт и купить действительно нужную вещь в дом, рекомендуется учитывать многочисленные факторы:

1. Для каких целей приобретается данное устройство, какие работы предстоит выполнить.
2. Насколько удобен инструмент.
3. Ознакомиться с техническими характеристиками механизма.
4. Узнать вес изделия его габариты.
5. Название модели, бренда завода-изготовителя.

Какой аккумуляторный шуруповерт выбрать, решает сам хозяин. Однако, информация о положительных и отрицательных отзывах от владельцев подобных моделей также будет полезной при выборе подходящего аппарата.

Советы по выбору

Сначала оцениваются задачи, которые будут выполняться с использованием данного прибора

Особое внимание уделяется автономности устройства. Например:

• Li-ion аккумуляторы предпочтительнее для профессиональной работы. Срок службы такой батареи — 5 лет. Об этом параметре указывает производитель.
• Никель-кадмиевые батареи эффективнее при выполнении бытовых задач. Аккумулятор данного типа держит заряд на протяжении 4-5 часов. Этого времени достаточно, чтобы закрутить несколько шурупов. С годами никель-кадмиевые аккумуляторы теряют автономность. Однако они устойчивы к морозам.

Таким образом, в данной статье была представлена основная информация, касающаяся бесщеточных шуруповертов. На основании изложенных данных просто сделать выбор.

Полезные статьи, новости и обзоры на нашем канале Яндекс Дзен

Перейти

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:

Недостатки современного оборудования

• Стоимость. Все современные беспроводные аналоги стандартных устройств стоят гораздо дороже. Также, из-за усовершенствованного механизма, цена бесщеточного шуруповерта увеличена. Однако высокая стоимость окупает эффективность работы, высокий КПД и удобство.
• Размеры. Не смотря на небольшие габариты, есть модели, для использования которых необходимо приложить достаточно усилий. Тяжело работать на вытянутой руке, хотя такое требуется часто.
• Сложная конструкция. Бесщеточный двигатель — это современная технология, которая пока что используется не всеми строителями. Многие пользователи не знают всех особенностей механизма, из-за чего может быть неправильная эксплуатация. Исправить поломку самостоятельно будет сложно. Коллекторные модели более знакомы строителям, многие привыкли работать только с ними.
• Износ деталей. Не смотря на увеличенный срок службы, бесщеточный шуруповерт все равно подвержен поломкам. Самыми хрупкими деталями являются подшипники и редуктор. Как правило, их поломка становится причиной выхода из строя всего оборудования. Необходимо регулярно проводить обслуживание, чтобы избежать дополнительного ремонта.
• Аккумулятор. Даже при большой емкости, аккумулятор рано или поздно разрядится. Рабочий должен постоянно контролировать уровень заряда, чтобы устройство было готово к длительному строительному процессу. Периодически придется заряжать устройство, если оно используется регулярно.

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:

• Ток здесь переключается в обмотках статора. На якоре нет катушки, и магнитное поле создается с помощью установленных внутри корпуса магнитов.
• Время, когда нужно подключить электричество регулируется при помощи встроенных датчиков. Используется эффект Холла. Короткие электрические импульсы и сигналы скорости, регулирующие работу, переходят во встроенный процессор. Это действие принято называть ШИМ сигналом.
• Поочередно образуемые импульсы направляются на усилители, которые усиливают ток. Инверторы (усилители), соединены с обмоткой на статоре. Данные элементы накапливают ток, вырабатываемый катушками, и при помощи импульсов передают его из внутреннего процессора.

В результате возникает магнитное поле, которое заставляет вращаться якорь и инструмент начинает работать.

Инструмент безщеточный

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:

• Ток здесь переключается в обмотках статора. На якоре нет катушки, и магнитное поле создается с помощью установленных внутри корпуса магнитов.
• Время, когда нужно подключить электричество регулируется при помощи встроенных датчиков. Используется эффект Холла. Короткие электрические импульсы и сигналы скорости, регулирующие работу, переходят во встроенный процессор. Это действие принято называть ШИМ сигналом.
• Поочередно образуемые импульсы направляются на усилители, которые усиливают ток. Инверторы (усилители), соединены с обмоткой на статоре. Данные элементы накапливают ток, вырабатываемый катушками, и при помощи импульсов передают его из внутреннего процессора.

В результате возникает магнитное поле, которое заставляет вращаться якорь и инструмент начинает работать.