Коллекторный узел, работающий со скользящими контактами, сталкивается с значительным механическим сопротивлением в процессе своей работы. Это объясняется тем, что его металлические ламели, разделенные диэлектриком, имеют определённый рельеф и обладают прочностью, превышающей прочность угольных щеток, что в свою очередь приводит к их быстрому износу и необходимости периодической замены.
Бесщеточный шуруповерт — плюсы и минусы
В последние пять лет на рынке ручного электроинструмента наблюдается активное продвижение моделей с бесщеточным приводом. Особенно заметно это изменение в отношении шуруповертов. Производители крайне преувеличивают их характеристики и качества работы. В данной статье мы постараемся объективно оценить, какой из вариантов шуруповертов лучше — щеточный или бесщеточный.
Как работает щеточный электродвигатель?
В аккумуляторных шуруповертах, как правило, используется двигатель постоянного тока. Классическая конструкция такого мотора включает в себя коллектор, расположенный на валу ротора, который является единственной вращающейся частью. Коллектор состоит из набора медных пластин, равномерно распределенных по цилиндрической поверхности из диэлектрика, насаженного на вал ротора. К этим пластинам припаиваются выводы роторных обмоток, создаваемых на металлическом сердечнике.
По сути, это клеммы, к которым подводится напряжение для питания двигателя. Проблема такого соединения заключается в том, что ротор вращается, а контакт является скользящим. На момент изобретения двигателей постоянного тока, для создания этого контакта использовался набор медных жил, собранных в пучок, что и дало название щеткам. Позже щетки были заменены на бруски из электротехнического графита, которые обеспечивали более плотное прилегание к пластинам коллектора и, следовательно, позволяли снизить потери электрической энергии при передаче на обмотки ротора. Однако старое название осталось.
Недостатком такого простого и эффективного конструктивного решения является то, что контакт, образуемый щетками, имеет высокое как электрическое, так и механическое сопротивление. Когда щетки перескакивают с одной пластины на другую, они искрят и изнашиваются, в результате чего часть энергии батареи теряется. Также требуется периодически проводить профилактическое обслуживание и замену щеток. Тем не менее это состояние дел оставалось приемлемым на протяжении большей части XX века, поскольку не существовало альтернатив коллекторной конструкции.
Что такое бесщеточный мотор
Развитие полупроводниковой электроники в 1970-х годах открыло путь к пониманию необходимости устранения коллекторов и щеток в двигателях постоянного тока. В бесщеточном двигателе механические контакты были заменены электронным усилителем. Электронный датчик определяет угол поворота ротора и управляет полупроводниковыми переключателями. Устранение скользящих контактов позволило значительно снизить трение и продлить срок службы шуруповертов.
Такой тип мотора обеспечивает более высокую эффективность работы и меньшую степень подверженности механическому износу. Бесщеточные двигатели имеют несколько значительных преимуществ по сравнению с коллекторными:
- более высокий крутящий момент, что способствует лучшей производительности;
- повышенная надежность, так как меньше подвижных частей;
- уменьшение шума при работе устройства;
- долговечность и длительный срок службы, что делает их экономически выгодными.
Кроме того, внутренние компоненты мотора можно полностью закрыть, что защищает их от загрязнений и влаги. Бесщеточные моторы более эффективно преобразуют электрическую энергию в механическую силу.
Скорость вращения двигателя зависит от напряжения, но она не подвержена влиянию центробежной силы, а работа мотора осуществляется в стабильном режиме. Даже в случае утечки тока или намагничивания, такие модели сохраняют свою производительность, а скорость вращения точно соответствует моменту вращения.
При применении бесщеточного двигателя отпадает необходимость в использовании обмотки и коммутатора, так как магнит в конструкции имеет малый вес и компактные размеры.
Эти бесщеточные моторы обычно используются в устройствах с мощностью до 5 кВт, их применение в более мощном оборудовании нерационально. Более того, магниты в конструкции чувствительны к магнитным полям и высоким температурам.
Бесщеточный шуруповерт: принцип возникновения энергии
Бесщеточный шуруповерт, о котором идет речь, оборудован описанным выше типом мотора. Основное отличие заключается в том, что ток переключается не в роторе, а в обмотках статора. На якоре отсутствуют катушки, а магнитное поле создается за счет магнитов, встроенных в конструкцию инструмента.
Момент, когда необходима подача энергии, определяется специальными датчиками. Их работа основывается на эффекте Холла. Импульсы датчиков и сигналы, поступающие от регулятора скорости, обрабатываются в микропроцессоре, в результате чего формируются сигналы ШИМ (широтно-импульсная модуляция).
Созданные импульсы последовательно поступают на инверторы, или, проще сказать, на усилители, которые увеличивают силу тока. Их выходы соединены с обмоткой, находящейся на статоре. Эти усилители тока коммутируют ток, возникающий в катушках, в соответствии с сигналами, поступающими от микропроцессорного блока. В итоге формируется магнитное поле, которое взаимодействует с ротором, обеспечивая его вращение.
Особенности
- Цена. Модели с щеточным двигателем, как правило, на 20 — 30% дешевле бесщеточных, а их бюджетный сегмент начинается всего с 1 000 рублей.
- Ассортимент. Щеточные шуруповерты сегодня являются более распространенным вариантом, и их производят все крупные бренды.
К негативным аспектам щеточных моторов можно отнести отсутствие всех преимуществ, которые имеют бесщеточные варианты, поэтому я не буду их здесь перечислять.
Бесщёточный мотор
Более современный бесщеточный тип двигателя, используемый в шуруповертах. Бесщеточный мотор также состоит из статора и ротора, но вместо щеток и коммутатора он использует электронику и магниты.
В бесщеточных моторах электроника контролирует последовательное изменение полярности магнитов на роторе. Это создает вращающееся магнитное поле без использования щеток и коммутаторов, что в свою очередь обеспечивает гораздо более длительный срок службы мотора и снижает уровень износа.
Какой же все-таки лучше?
Если вы планируете использовать шуруповерт время от времени, щеточный вариант станет для вас хорошим решением. Однако для частого использования и более интенсивной деятельности стоит обратить внимание на бесщеточные модели.
Поделиться записью
- Поделиться в Facebook
- Поделиться в Twitter
- Поделиться в WhatsApp
- Поделиться в Pinterest
- Поделиться в Tumblr
- Поделиться во Вконтакте
- Отправить по почте
/wp-content/uploads/img/4/besshetochniy-shurupovert-plyusi-60729a.jpg 1280 1920 manpan https://worx.ru/wp-content/uploads/2020/07/logo.png manpan 2021-11-18 19:26:18 2021-11-18 19:28:13 Какой шуруповерт лучше — щеточный или бесщеточный?
Особенности бесщеточного шуруповерта:
- высокий коэффициент полезного действия (КПД);
- одинаковая мощность как в прямом, так и в реверсивном режимах;
- возможность эксплуатации в опасных условиях (например, в среде с газовыми смесями или горючими веществами), поскольку двигатель работает без искр;
- увеличенная нагрузка не приводит к снижению скорости вращения;
- устойчивость к механическому износу;
- меньший нагрев мотора из-за отсутствия трения щеток о коллектор, благодаря чему он может работать дольше в условиях высоких нагрузок.
Как выбрать?
Основные факторы, на которые следует обратить внимание при выборе шуруповерта, включают ваш бюджет, конкретные задачи и планируемую частоту использования. Установив эти параметры, вы сможете лучше понять, какой именно аппарат подойдет для ваших нужд.
При покупке шуруповерта марки Вихрь в комплекте вы получите две батареи, что является приятным дополнением к основному инструменту.
Хотя щеточный шуруповерт способен справляться с долговременной и регулярной работой, однако при высоких нагрузках и необходимости длительного применения (особенно в профессиональных сферах) стоит рассмотреть возможность приобретения бесщеточного варианта.
Полный ассортимент как щеточных, так и бесщеточных дрелей-шуруповертов вы можете найти в нашем каталоге.
