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.
Деталь щетка
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.
Рейтинг лучших щеточных и бесщеточных шуруповертов
Место | Модель | ||
1. | Аккумуляторная дрель-шуруповерт Makita DDF481RF Li-Ion 3.0 А·ч 18 В х1 кейс | Цены | Обзор |
2. | Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт BOSCH GSB 18V-60 C 5.0Ач х2 L-BOXX | Цены | Обзор |
3. | Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт STANLEY SBH20D2K | Цены | Обзор |
4. | Аккумуляторная дрель-шуруповерт ВИХРЬ ДА-24Л-2К/Б | Цены | Обзор |
5. | Аккумуляторная дрель-шуруповерт Metabo BS 18 L BL Q 0 MetaLoc, без аккумулятора | Цены | Обзор |
6. | Аккумуляторная дрель-шуруповерт ЗУБР DL-20 A5 Li-Ion 1.5 А·ч 20 В х2 кейс | Цены | Обзор |
7. | Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт Makita DHP451RFE | Цены | Обзор |
8. | Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт DeWALT DCD785C2 | Цены | Обзор |
9. | Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт РЕСАНТА ДА-24-2ЛК-У | Цены | Обзор |
10. | Аккумуляторная дрель-шуруповерт PATRIOT BR 183UES Li-Ion 2 А·ч 18 В х1 кейс | Цены | Обзор |
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
Электропитание и его характеристики
Питание мотора шуруповерта может быть сетевым либо аккумуляторным. Модели, снаряженные проводом для подключения к сети с переменным током, имеют ограничения в эксплуатации, наименее малогабаритны. Но они имеют завышенную мощность и надежность в работе.
Шуруповерты с неизменным источником тока имеют в комплектации 1 и поболее аккумов. Его мощность может варьироваться от 9 до 36 ватт. Для решения бытовых задач хорошей мощностью считается спектр 12-15 Вт. Употребляются последующие виды аккумуляторных батарей:
- литий-ионные (Li-Ion);
- никель-кадмиевые (Ni-Cd);
- никель-металлогидридные (Ni-MH).
READ Чем Заменить Зарядное Устройство Шуруповерта
Они отличаются напряжением и сроком эксплуатации. Рекомендуется получать шуруповерты с Li-Ion АКБ напряжением 3,6 В. Они надежны и долговечны в работе. Кроме этого следует учесть емкость источника питания, которая впрямую оказывает влияние на длительность эксплуатации. Она варьируется от 1,2 до 3,5 Ah.
При выборе шуруповерта учитывайте цель работы. Проф инструменты отличаются завышенной мощностью мотора, 2-3 фазами работы редуктора. Корпус должен быть комForteн для руки, комForteн для длительного использования. Рекомендуется наличие регулировки скорости вращения шпинделя, малый спектр – 0-1250 об/мин. Непременно наличие надежного и вместительного источника питания, для удобства лучше получать модели с 2 и поболее аккумами литий-ионного типа.
DeWALT DCD791D2
Шуруповерт работает без подключения к сети. В набор заходит две литий-ионные АКБ с емкостью 2 Ач и напряжением 18 В. Вращающий момент 70 Нм обеспечивает резвое сверление отверстий.
За счет быстрозажимного патрона на замену оснастки уходит минимум времени.
Аккумулятор длительно держит заряд, а на подзарядку уходит всего 1 час. Модель употребляется для сотворения отверстий до 40 мм в древесной породе и до 13 мм в металле.
Предвидено 15 позиций вращающего момента.
Свойства:
- вращающий момент — 70 Н·м;
- обороты — 2000 об/мин;
- емкость аккума — 2 Ач;
- размер — 175×203 мм;
- вес — 1.5 кг.
Плюсы:
- железный патрон;
- мощность;
- стремительная мена насадки;
- высококачественная сборка;
- долгая работа батареи.
Недочеты:
- губы патрона до конца не смыкаются;
- по металлу берет всего 13 мм.
BOSCH GSR 18 V-EC TE
Шуруповерт безударного типа, выпущенный одним из фаворитов посреди компаний по производству электроинструментов. Рассчитан на работу с разными крепежами.
Юзеру доступен один высокоскоростной режим и 25 позиций регулирования вращающего момента с наибольшей в 25 Нм.
Инструмент отличается высочайшей частотой вращения до 4200 оборотов в минуту.
Для удобства на корпусе расположена лампочка для подсвечивания рабочей зоны.
Шуруповерт питается от литий-ионной АКБ с емкостью 4 Ач. В комплекте идет 2 аккума, зарядное устройство, аннотация, ограничитель глубины, насадка Ма55 и бита.
Свойства:
- вращающий момент — 25 Н·м;
- обороты — 4200 об/мин;
- емкость аккума — 2 Ач;
- напряжение аккума — 18 В;
- размер — 251×239 мм;
- вес — 1.6 кг.
Плюсы:
- маленький вес;
- комфортная ручка;
- высочайшая мощность;
- функция реверса;
- резвое сверление.
Недочеты:
- подходит не вся оснастка от прошедших инструментов;
- сложное крепление биты.
Makita DF032DWAX1
Универсальный инструмент, подходящий для работы с крепежными деталями и сверления отверстий в материалах разной плотности.
Конструкция очень обмыслена: инструмент легкий, а ручка покрыта прорезиненным материалом. Модель работает в 2-ух высокоскоростных режимах.
За счет высочайшей мощности и вращающего момента можно за несколько секунд просверлить отверстие до 28 мм в древесной поверхности и до 10 мм в железной.
Наибольшая частота вращения оснастки составляет 1500 оборотов в минуту. Модель отличается высочайшей производительностью при работе на хоть какой из 2-ух скоростей.
Реверс позволяет стремительно извлечь застрявшее сверло. На зарядку аккума уходит всего один час.
Свойства:
- вращающий момент — 35 Н·м;
- обороты — 1500 об/мин;
- емкость аккума — 2 Ач;
- напряжение аккума — 10.8 В;
- размер — 124x217x66 мм;
- вес — 0.87 кг.
Плюсы:
- мощность;
- легкий вес;
- индикатор заряда аккума;
- удачный крюк для закрепления на поясе.
Недочеты:
- сложное крепление биты;
- не подходит стандартная оснастка, как для других шуруповертов.
DeWALT DCF620D2K
Надежный и неопасный в использовании инструмент, при помощи которого можно стремительно закрутить и вывернуть крепежи.
Ручка выполнена из прорезиненного материала, за счет чего инструмент не выскальзывает из руки. Вес модели составляет 1,88 кг, за счет чего можно длительно держать ее без отдыха.
Шуруповерт обустроен 2-мя скоростями для различных работ. Наибольший поперечник сверления по дереву составляет 28 мм, по металлу — 10 мм.
Мощнейший движок обеспечивает частоту вращения до 4400 оборотов в минуту. В комплекте идет кейс для хранения и транспортировки шуруповерта.
Свойства:
- вращающий момент — 30 Н·м;
- обороты — 4400 об/мин;
- емкость аккума — 2 Ач;
- напряжение аккума — 18 В;
- размер — 380×233 мм;
- вес — 1.88 кг.
Плюсы:
- удачный;
- надежный;
- неопасный в использовании;
- не люфтит.
Недочеты:
- маленький ресурс аккумов;
- время от времени не срабатывает ограничитель глубины при закручивании шурупов.
Бесщеточные шуруповерты отличаются от стандартных моделей тем, что оснащаются бесколлекторными электродвигателями.
Это обеспечивает ординарную регулировку частоты вращения и ее конфигурации в широком спектре.
В схожих моделях пореже появляются неисправности, что упрощает их сервис.
Инструменты отлично переносят краткосрочные перегрузки по вращающему моменту и при всем этом потребляют меньше электроэнергии, чем традиционные шуруповерты.
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:
- У них нет проблем, которые имеются у щеточных моделей. Они более устойчивы к износу, так как щетки не дают внутреннего трения. Уровень возгорания тоже ниже. Отсутствие искрения позволяет работать в самых сложных условиях.
- Более простая система регулировки крутящего момента. Количество уровней (15), позволяет сразу выбрать нужный режим и просто нажать на кнопку. У них выше уровень КПД.
- Экономичность в плане использования электроэнергии. Это особенно актуально. Если двигатель аккумуляторный. Инструментом можно работать на любом материале.
Важно! Помимо этого бесщеточные двигатели могут выдавать максимальные показатели вращения почти сразу.
Как устроен шуруповерт или конструкция прибора
Рассматриваемый вид инструмента работает по принципу перевоплощения электронной энергии в механическую, тем совершая полезную работу. Исходя из этого, шуруповерты классифицируются на сетевые и аккумуляторные. Популярностью пользуются аккумуляторные модели за счет их портативности, но сетевые также имеют преимущество — это высочайшая мощность по сопоставлению с аккумуляторными. Сетевые шуруповерты еще именуют дрелями, потому что ими можно не только лишь завинчивать крепежные изделия, да и сверлить дерево и металл.
Наружное устройство сетевых и аккумуляторных моделей фактически схожее, кроме малозначительного отличия. Это отличие заключается в присутствии батареи на портативных инструментах, также наличие провода для подключения в розетку на устройствах сетевого типа. Внутреннее устройство имеет больше различий, но, механизм работы шуруповертов сетевого и аккумуляторного типа однообразный. Главными конструктивными элементами рассматриваемых устройств являются:
- Корпус из ударопрочного пластика
- Патрон (обычно быстрозажимного типа)
- Кнопка, выключатель либо курок для пуска инструмента
- Переключатель режимов направления движения исполнительного органа — реверс
- Регулятор скорости в виде переключателя
- Регулятор силы момента — более известен, как трещотка
Чтоб осознавать устройство, ниже представлено фото с описанием каждого элемента. Работа устройства основывается на последующих деталях, которые находятся снутри корпуса:
- Электромотор коллекторного либо бесколлекторного типа
- Шестеренчатый механизм в виде планетарного редуктора
- Предохранительная муфта с регулятором усилия — исключает заклинивание и перегрев мотора, предотвращая тем выход его из строя
Зависимо от модели инструмента, они также дополнительно могут оснащаться подсветкой, индикацией заряда батареи либо LED-дисплеем. В конструкции корпуса могут быть пазы для размещения сменных бит, что упрощает эксплуатацию устройства.
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:
- Гораздо легче и меньше по размеру. Компактность дает возможность работать в сложных местах и носить даже в обычной сумке.
- Мощнее и эффективнее в расходе электричества. Современный принцип работы мотора, основанный на применении электроники, повышает пользовательские характеристики.
- Аккумуляторные модели бесщеточного типа работают на одной зарядке достаточно долго. По сравнению с классическими моторами это на 30 % больше.
- Благодаря незначительному выделению тепла не требуется дополнительного охлаждения и перерывов при работе.
- При работе не издает слишком сильных звуков, не дает резких рывков.
- Нет искр. Это позволяет работать в сложных условиях рядом с топливными баками, газовыми приборами.
- Прост в обслуживании. Не требуется покупать и подбирать щетки.
- Реже ломается, так как отсутствие щетки позволяет работать даже при высоких нагрузках, не боясь засорить двигатель.
Коллекторный против бесщеточного: сводная таблица
Теперь – сравнительная характеристика двух типов инструмента в виде таблицы с ключевыми параметрами.
Характеристики | Тип шуруповерта | |
Щеточный | Бесщеточный | |
КПД | до 60% | 90% |
Износ | быстрее | дольше |
Длительность работы от аккумулятора | меньше | дольше почти в 2 раза |
Стоимость | ниже | выше |
Размеры | больше | меньше |
Вес | тяжелее | легче |
Перегрев | есть | нет |
Шумность работы | громко | тихо |
Ремонт | легко | крайне проблематично |
Область применения | дом | без ограничений |
Работа в пожароопасных помещениях | большой риск | безопасно |
Заметна разница в размерах корпуса
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.
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:
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
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
Принцип функционирования патрона
Патроны на шуруповертах бывают 2-ух типов — быстрозажимные и главные. Быстрозажимные более популярны, и они бывают одно и двухмуфтовыми. Главные более надежные, потому что в их исключается возможность проворачивания насадки. Главные исполнительные органы используются обычно на дрелях, которые исключают проворачивание сверл с цилиндрическими хвостовиками. На шуруповертах употребляются обычно быстрозажимные, потому что они довольно накрепко фиксируют насадки в виде бит, имеющих шестигранную конструкцию хвостовиков.
READ Бензокоса работает но не крутит
Главные и быстрозажимные патроны на шуруповертах имеют родственную конструкцию и механизм работы, который основывается на перемещении зажимных губок. В конструкции имеется три губы, которыми и фиксируются хвостовики рабочих насадок — сверла, биты, полировальные насадки и прочее.
Чтоб патрон служил длительно, нужно временами заносить вовнутрь смазочные вещества, также очищать рабочие органы от засорений. При выходе из строя губок, они не подлежат подмене. При выборе патрона нужно учесть, что они отличаются по такому параметру, как поперечник хвостовиков насадок, которые можно закрепить в нем. Учесть нужно и поперечник отверстия для крепления на шуруповерте.
Патрон крепится к шуруповерту 2-мя резьбовыми зажимами. 1-ый зажим находится снутри, и представлен в виде четырехгранного (пореже одногранного) винта, который имеет левую резьбу. Чтоб его вывернуть, нужно крутить в правую сторону. После вывинчивания винта, нужно открутить сам элемент, который закреплен на валу.
Механизм работы шуруповерта
обычной и незамудреный, но с ним следует разобраться всем, кто планирует произвести его ремонт, переделку, модернизацию и т.п. Зная механизм работы шуруповертови гайковертов, можно убрать любые поломки этих устройств, и возвратить инструмент в рабочее состояние.
Достоинства и недостатки
Из достоинств можно выделить:
Недостатки:
Очень важно уделять внимание тому, какого типа аккумуляторная батарея стоит в конструкции инструмента. Если выбрать правильно шуруповерт с бесщеточным двигателем, то он проработает долго и будет радовать своей производительностью.