Какой шуруповерт лучше безщеточный или щеточный: Достоинства и недостатки бесщеточного шуруповерта

Достоинства и недостатки бесщеточного шуруповерта

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:

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.

Какой шуруповерт выбрать

Сравним основные характеристики бесщеточных и коллекторных аккумуляторных дрелей:

• КПД бесщеточных выше почти в 1,5 раза (90 против 60%). Значит, при одинаковой емкости аккумуляторных батарей бесщеточный будет работать без подзарядки значительно дольше.
• Среднее время безотказной работы бесщеточных двигателей больше, чем коллекторных.
• Масса и размеры первых меньше, чем вторых.

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!

Что такое бесщеточные шуруповерты? Их плюсы и минусы | Шуруповерты и дрели | Блог

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:

Преимущества и недостатки

У современных моделей бесщёточных шуруповёртов есть большое количество плюсов и минусов. Среди достоинств можно выделить:

1. Легко регулировать частоту вращения и изменять её в широких границах.
2. Из конструкции исключён коллекторно-щёточный узел. Это помогло упростить техническое обслуживание и ремонт шуруповёрта, а также снизить возможность возникновения неисправностей.
3. Теперь короткие перегрузки крутящего момента переносятся шуруповёртом гораздо легче.
4. Низкое энергопотребление. Благодаря экономичному распределению энергии КПД инструмента повысился до 90%.
5. Увеличился срок службы шуруповёрта.
6. Меньший уровень нагрева, по сравнению со щеточным шуруповёртом.
7. Улучшилась система безопасности. Из-за изменений в конструкции возможность образования искр исключена. Это позволяет без опасений работать в помещениях с наличием взрывоопасных газов.
8. Длительная работа от аккумулятора (до 2-3 дней).
9. Уменьшились размеры инструмента, он стал легче.
10. Для шуруповёртов с функцией реверса появилась возможность использования одинаковой мощности для обратного и прямого кручения.
11. Во время повышения нагрузок на патрон скорость кручения не изменяется (в моделях с КШУ она значительно падала).
12. Более плавная и тихая работа.

Важно! Основной недостаток шуруповёрта с бесщеточным двигателем заключается в его высокой стоимости. Кроме этого, несмотря на большой ресурс двигателя, подшипники и редуктор инструмента не могут похвастаться долгим сроком службы. Они намного раньше выходят из строя и требуют замены, что выливается в дополнительные траты на комплектующие.

Исходя из этого каждый мастер сам для себя решает, остановить выбор на щеточном или бесщеточном инструменте.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.

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.

недостатки и преимущества шуруповерта с бесщеточным двигателем

Аккумуляторные шуруповерты стали востребованными благодаря своей мобильности и возможностям. Отсутствие зависимости от источника питания позволяет решать гораздо больше строительных задач.

Что такое бесщеточный мотор

Развитие полупроводниковой электроники в 1970-х привело к пониманию, что коллектор и щетки должны быть устранены в двигателях постоянного тока. В бесщеточном двигателе электронный усилитель заменяет механические коммутации контактов. Электронный датчик определяет угол поворота ротора и отвечает за контроль полупроводниковых переключателей. Устранение скользящих контактов позволило уменьшить трение и увеличило срок службы шуруповертов.

Такой мотор обеспечивает более высокую эффективность работы и меньшую подверженность механическому износу. Бесщеточные двигатели имеют несколько преимуществ над коллекторными:

• более высокий крутящий момент;
• повышенная надежность;
• снижение шума;
• длительный срок службы.

Внутренности мотора можно полностью закрыть и защитить от грязи или влаги. Преобразовывая электричество в механическую силу, безщеточные моторы более эффективны.

Скорость зависит от напряжения, но не зависит от центробежной силы, а работа мотора осуществляется в установленном режиме. Даже при утечке тока или намагничивании такой агрегат не снижает производительность, а скорость вращения совпадает с вращающимся моментом.

При использовании такого двигателя отпадает необходимость в использовании обмотки и коммутатора, а магнит в конструкции характеризуется небольшой массой и размером.

Используются бесщеточные двигатели в устройствах, мощность которых находится в пределе до 5 кВт. Их нерационально применять в оборудовании большей мощности. Более того, магниты в конструкции обладают чувствительностью к магнитному полю и высокой температуре.

Бесщеточный шуруповерт: принцип возникновения энергии

Бесщеточный шуруповерт имеет двигатель описанного типа, его отличие состоит в том, что ток переключается не в роторе, а обмотках статора. На якоре отсутствуют катушки, а магнитное поле создается посредством установленных в конструкции инструмента магнитов.

Момент, когда необходима подача энергии, определяется специальными датчиками. Их работа основана на эффекте Холла. ДПР импульсы и сигнал регулятора скорости проходят обработку в микропроцессоре, в результате чего они и формируются. На профессиональном языке их еще называют ШИМ сигналом.

Созданные импульсы последовательно подаются на инверторы или, проще говоря, усилители, которые увеличивают силу тока, а их выходы имеют связь с обмоткой, расположенной на статоре. Эти усилители тока призваны коммутировать ток, возникающий в катушках, согласно сигналам, которые исходят из микропроцессорного узла. В результате такого взаимодействия образуется магнитное поле, которое вступает в связь с тем, что имеется вокруг ротора, в результате чего начинает свое вращение якорь.

Достоинства и недостатки

Из достоинств можно выделить:

• Возможность регулировать частоту вращения. При этом у пользователя появляется широкий диапазон настройки данного показателя, в зависимости от выполняемой работы и рабочей поверхности.
• В конструкции такого агрегата отсутствует коллекторно-щеточный узел, соответственно инструмент ломается реже при правильном использовании, а техническое обслуживание не вызывает проблем.
• Шуруповерт лучше справляется с большой нагрузкой, связанной с увеличением крутящего момента.

• Энергия аккумуляторной батареи расходуется экономно.
• Коэффициент полезного действия у такого оборудования составляет 90%.
• Возможность использовать шуруповерт в опасной среде с присутствием взрывоопасной газовой смеси, поскольку отсутствует искрение.
• Миниатюрные габариты и небольшой вес.
• В обоих направлениях работы поддерживается одна мощность.
• Даже увеличенная нагрузка не является причиной снижения скорости.

Недостатки:

• Внушительная стоимость.
• Большие размеры шуруповерта, что мешает работать на вытянутой руке и в труднодоступных местах.

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.

Сравнение коллекторного и бесщеточного инструмента

Как уже было отмечено, КПД у бесщеточных моторов выше и составляет 90%. В сравнении с ними коллекторные имеют только 60%. Это говорит о том, что при одинаковой емкости аккумулятора, бесщеточный шуруповерт проработает дольше на одном заряде, что очень важно, если источник для зарядки находится далеко.

Габариты и вес также лучше у того инструмента, внутри которого стоит бесщеточный мотор.

В связи с этим можно говорить о том, что описываемое оборудование гораздо эффективнее, однако пользователя часто останавливает его стоимость. Поскольку любой, даже самый дорогой инструмент выходит рано или поздно из строя, большинство предпочитают работать дешевой китайской продукцией. Но если хочется взять агрегат, который прослужит долго, тогда стоит знать основные критерии выбора, на которые должен опираться современный пользователь.

Как выбрать

Если потребитель готов заплатить достойную цену за бесщеточный шуроповерт, тогда ему следует более глубоко изучить, какие параметры важны при выборе качественного инструмента.

• В конструкции такого оборудования патрон может быть быстрозажимным или шестигранным, у которого диаметр хвостовика составляет чаще всего ¼ дюйма. В первом случае менять оснастку проще и быстрее, но и другой вид патрона ни чем не хуже, поэтому лучше опираться на диаметр. Поскольку величина отвечает за универсальность инструмента, желательно, чтобы она была больше.

• Число оборотов тоже не менее важно. Если не планируется работать инструментом постоянно, а необходимо, например, собрать мебель, то достаточно будет шуруповерта с показателем в 500 об/мин. Такой агрегат нельзя применять в качестве дрели, а если эта функция необходима, тогда лучше обратить внимание на товар с показателем 1300 об/мин и выше.
• Выбор аккумуляторной батареи играет особенно важную роль. Сегодня на рынке можно встретить шуруповерты с никель-металл-гидридными аккумуляторами, они обладают прекрасной устойчивостью к механическому воздействию, но быстро саморазряжаются, и требуется много времени на зарядку. Никель-кадмиевые быстро напитываются энергией, могут использоваться при пониженной температуре воздуха и имеют низкую стоимость, но они тоже быстро разряжаются и могут проработать максимум 5 лет. Литий-ионные или литий-полимерные небольшие по весу и габаритам, не саморазряжаются, но не могут эксплуатироваться на холоде и обладают небольшим сроком эксплуатации.

• Пользователю стоит так же обратить внимание на крутящий момент, от него зависит максимальная сила вращения и скорость, с которой шуруп входит в поверхность. Если на инструменте написано 16-25 Н*м, тогда этот показатель считается средним. У профессионального оборудования он чаще всего находится в промежутке от 40 до 60 Н*м, а у самых дорогих моделей и вовсе 150 Н*м.
• Ударная функция позволяет использовать агрегат в качестве дрели, без вреда для шуруповерта. Ее преимущество в том, что инструмент может легко создавать отверстия в плотных материалах, таких как кирпич или бетон.

Безусловно, при покупке необходимо обращать внимание и на дополнительный функционал, который предлагает производитель. Лучше приобретать инструмент, у которого имеется возможность регулировки не только скорости вращения шуруповерта, но и передаваемого усилия, направления вращения.

Подсветка и индикатор, оповещающий о количестве заряда — приятные и полезные функции, с которыми работа становится комфортнее. Если есть второй аккумулятор, кейс для транспортировки, зарядка и даже комплект оснастки — такой шуруповерт непременно достоин внимания покупателя.

О том, какой бесщеточный шуруповерт выбрать, смотрите в следующем видео.

Бесщеточный электроинструмент: преимущества перед щеточными моделями

Бесщеточный двигатель против щеточного: почему вы должны знать разницу

Дрель-двигатель предназначен для преобразования электроэнергии в механическое движение. Рынок заполнен большим разнообразием двигателей, которые могут работать с различными приложениями и различными требованиями к мощности. Два наиболее распространенных типа двигателей включают бесщеточные и щеточные двигатели. Хотя они основаны на одних и тех же физических принципах, их структура, производительность и управление существенно различаются.

… Торопитесь?

См. наш Наша бесщеточная дрель №1 с 4.7 из 5 звезд рейтинга и почти 300 отзывов клиентов.

Бесщеточный двигатель, который становится все более популярным среди домашних и профессиональных пользователей, не является новинкой на рынке. Чтобы понять его происхождение, важно оглянуться назад на изобретения г-на Эрнста Вернера фон Сименса в 1856 году. Несмотря на то, что эти изобретения находятся в зачаточном состоянии, за десятилетия они претерпели ряд усовершенствований, одним из которых был реостат для точного управления скоростью вращения. вала.

Путь бесщеточного двигателя к известности начался в начале 1960-х годов с появления мощного диммера, способного преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). В 1962 г. Т. Г. Уилсон и П. Х. Трики опубликовали статью с описанием бесщеточного двигателя, работающего на постоянном токе. Блоки были оснащены технологией, которая использовала магнетизм и последовательно противостояла электрическому устройству. Главным открытием концепции бесщеточного двигателя стало отсутствие физического переключателя для передачи тока.

Однако только в 1980-х годах бесколлекторный двигатель по-настоящему хорошо зарекомендовал себя. Большая доступность постоянных магнитов в сочетании с высоковольтными транзисторами позволила этому типу двигателя генерировать такую ​​​​же мощность, как коллекторные двигатели. Усовершенствования бесщеточного двигателя не прекращались в течение последних трех десятилетий. Это изменило то, как производители сверл производят эффективные буровые инструменты. В свою очередь, клиенты пользуются ключевыми преимуществами, связанными с разнообразием и снижением требований к техническому обслуживанию.

Как работает буровой двигатель?

Основное различие между бесщеточными и щеточными сверлильными двигателями заключается в том, что щеточные варианты сделаны из углерода, а в бесщеточных устройствах для выработки энергии используются магниты. По этой причине бесщеточные двигатели лучше адаптированы, не создают трения, меньше нагреваются и обеспечивают лучшую производительность. Кроме того, бесщеточные агрегаты значительно сокращают техническое обслуживание, которое сводится к обеспыливанию и отпадает необходимость замены изношенных щеток.

В бесщеточном двигателе коммутация обмоток не механическая, а управляется электронным устройством, известным как контроллер.Это преобразует постоянный ток в трехфазный ток переменной частоты и последовательно питает катушки двигателя для создания вращающегося поля. Понятно, что при таком принципе питания катушки закреплены в двигателе, а не вращаются, как в щеточных двигателях.

Все бесколлекторные двигатели имеют относительно схожую конструкцию. Они поставляются с неподвижным статором, на котором закреплены катушки, и подвижным ротором, на который наклеены постоянные магниты. Обмотки могут быть построены по-разному либо в виде звезды, либо треугольника.Большинство бесщеточных двигателей имеют внутренний ротор, который быстро вращается до 100 000 об/мин.

Что такое кисти?

Щетки необходимы для правильной работы инструментов с щеточным двигателем, таких как дрели, отбойные молотки, рубанки, кусторезы и шлифовальные машины. Угольные щетки выбирают по марке и типу инструмента. Они устанавливаются на неподвижную часть двигателя для обеспечения оптимальной передачи мощности на ротор (вращающуюся часть). Они обеспечивают переключение без искры.

Работая парами, эти компоненты являются изнашиваемыми деталями и подвержены трению. Угольные щетки находятся в постоянном контакте с контактными кольцами. Изготовленные из графита, эти компоненты бывают разных типов. Они могут быть оснащены пружиной, коннектором (провод с вилкой) или без щеткодержателя. Щетки бывают разных размеров и форм (в основном квадратные, прямоугольные) и могут иметь канавки для улучшения направления.

Скорость сверла указывается как часть крутящего момента, который зависит от силы магнитного поля.Подпружиненные угольные щетки крепятся к пружине, снабженной пластиной для обеспечения плавного прохождения мощности. В некоторых случаях щетки устанавливаются на щеткодержателе с пружиной, предназначенной для увеличения тяги.

С другой стороны, щетки-разрушители используются для остановки работы двигателя и, в конечном счете, сверла до полного износа графитового материала. Это направлено на поддержание оптимальной производительности.

Производители переносных электроинструментов, включая дрели, обычно продают щетки, совместимые с их машинами. Размеры выражаются в миллиметрах или дюймах, которые представляют собой толщину, глубину и ширину. Однако эти характеристики могут варьироваться от одного производителя к другому.

Недостатки щеточных двигателей

Хотя щеточные двигатели недороги, надежны и имеют высокий крутящий момент или инерцию, они также имеют ряд недостатков. Эти компоненты со временем изнашиваются, образуя пыль. Этот тип двигателя требует регулярного обслуживания для очистки или замены щеток.Они также имеют низкую способность рассеивания тепла из-за ограничений ротора, высокой инерции ротора, низкой максимальной скорости и электромагнитных помех (ЭМП) из-за искрения на щетках.

Принцип действия бесщеточных двигателей такой же, как у двигателей со щетками (управление переключением с использованием внутренней обратной связи по положению вала), но их общая конструкция отличается. Конструкция бесщеточных блоков снижает внутреннее сопротивление и способствует рассеиванию тепла, выделяемого в катушках статора. Таким образом, эффективность выше, так как тепло катушек может рассеиваться более эффективно благодаря гораздо большему стационарному корпусу двигателя.

В отличие от щеточного двигателя, постоянный магнит бесщеточного двигателя установлен на роторе. Статор выполнен из стального проката с канавками и содержит обмотки катушки. С другой стороны, щеточные агрегаты требуют небольшого количества внешних компонентов или вообще не требуют их, поэтому они хорошо работают в ограниченных условиях.

Что такое бесщеточный сверлильный двигатель?

Прочитать полный обзор дрели Dewalt 20v max

Чтобы понять, что означает бесщеточный двигатель, важно рассмотреть базовую конструкцию этих двигателей.Обмотки статора могут быть расположены звездой (или звездой) или треугольником. Прокатка стали может быть выполнена с разделкой или без разделки. Дрель без канавок имеет меньшую индуктивность. Следовательно, он может работать быстрее и вызывать меньше пульсаций на более низких скоростях. Его основным недостатком являются более высокие факторы стоимости, поскольку необходимо увеличить количество обмоток, чтобы компенсировать большее воздушное пространство.

Количество полюсов ротора может варьироваться в зависимости от применения. Больше полюсов увеличивает крутящий момент, но снижает максимальную скорость.Материал, используемый для изготовления постоянных магнитов, также влияет на максимальный крутящий момент, который увеличивается с увеличением плотности потока.

Поскольку переключение должно осуществляться электронным способом, управление бесколлекторным двигателем намного сложнее, чем на простых схемах, связанных с щеточными агрегатами. Используются как аналоговые, так и цифровые методы управления. Базовый блок управления подобен блоку коллекторных двигателей, но обязательным является управление с обратной связью.

На бесколлекторных двигателях используются три основных типа алгоритмов управления: трапециевидная коммутация, синусоидальная коммутация и векторное (или полеориентированное) управление. Каждый алгоритм управления может быть реализован по-разному в зависимости от программного кода и конструкции аппаратного обеспечения. Каждый из них предлагает определенные преимущества и недостатки.

Трапециевидное переключение требует простейшей схемы и управляющего программного обеспечения, что делает его идеальным решением для приложений начального уровня. Он использует шестиступенчатый процесс с обратной связью по положению ротора. Трапециевидное переключение эффективно регулирует скорость и мощность двигателя, но страдает от пульсаций крутящего момента во время переключения, особенно на низких скоростях.

Бессенсорное переключение (оценка положения ротора путем измерения противо-ЭДС двигателя) обеспечивает впечатляющую производительность за счет большей сложности алгоритма. Благодаря удалению датчиков Холла и их интерфейсных цепей это бездатчиковое переключение снижает затраты на компоненты и установку, а также упрощает конструкцию системы. Это помогает ответить на вопрос, что такое бесщеточный двигатель?

Преимущества бесщеточного двигателя

Прочитать полный обзор дрели Makita 18v

Технология бесщеточного двигателя не только повышает мощность ваших аккумуляторных электроинструментов, но и продлевает срок их службы. С этими двигателями у вас практически не будет проблем с техническим обслуживанием.

Преимущества бесщеточной технологии многочисленны. Отсутствие щеток исключает проблемы, связанные с перегревом и поломками. Таким образом, срок службы бесщеточного двигателя зависит только от подшипников. Бесщеточный двигатель компактнее и в два-три раза легче, чем щеточный. Это улучшает портативность в дополнение к снижению вибрации и шума.

Электронная коммутация обеспечивает точное позиционирование.Двигатель развивает скорость до 50 000 об/мин благодаря оптимально сбалансированным роторам. Электронный модуль обеспечивает большую гибкость благодаря более широкому диапазону вариаций и особенно поддержанию крутящего момента с самого начала.

Отсутствие трения между ротором и статором значительно повышает эффективность. Нагрев и трение уменьшаются, а энергия батареи оптимизируется. Это увеличивает мощность и автономность до 25 процентов по сравнению с обычными батареями. По словам производителей, последние поколения литий-ионных аккумуляторов обеспечивают до 50, а то и 60 процентов повышенной автономности.

Отсутствие трения позволяет двигателю работать без искрения даже при интенсивном использовании. Бесщеточная технология не имеет контактной зоны, что значительно снижает износ и техническое обслуживание. Это дает несколько преимуществ: двигатель более энергоэффективен, предотвращает перегрев, устраняет необходимость замены щеток, а пользователи получают более длительный срок службы батареи — вы обнаружите, что лучшая аккумуляторная дрель работает на бесщеточном двигателе.

Коллекторные и бесщеточные двигатели: зачем платить больше?

В обычном электродвигателе ротор (вращающаяся часть машины) приводится в движение внутри статора (неподвижной части).Оба соединены электрическим соединением: коллектор или коммутатор, который контактирует с маленькими угольными щетками.

В бесщеточной технологии ротор состоит из магнитов, а статор из катушек, которые попеременно заряжаются положительно или отрицательно. Таким образом, полюса притягиваются и отталкиваются, позволяя двигателю вращаться. Преимущество заключается в отсутствии физического контакта между ротором и статором. Энергия переходит от одного к другому через магнетизм между электромагнитами.

Приведенный в действие постоянным током, двигатель работает с переменным током, вырабатываемым электронной картой, которая преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток.Таким образом, катушки питаются попеременно, чтобы создать вращающееся поле и, следовательно, вращение. Электронный модуль, встроенный в двигатель или в корпус, постоянно регулирует ток, чтобы двигатель работал с максимальной эффективностью. Это улучшает общую производительность и, таким образом, обеспечивает реальное соотношение цены и качества.

Что лучше: бесщеточный или щеточный двигатель?

Таким образом, бесщеточные двигатели лучше, чем щеточные. Пользователи могут воспользоваться преимуществом снижения затрат на техническое обслуживание, повышения эффективности, снижения нагрева и шума.Бесщеточные двигатели представляют собой синхронные устройства с одним или несколькими постоянными магнитами. Электроинструменты с бесщеточным двигателем теперь считаются продукцией высокого класса.

Двигатель постоянного тока состоит из двух электрических частей: статора и ротора. При питании двигателя создается магнитное взаимодействие, которое приводит двигатель в движение. Когда вы меняете направление напряжения, которое питает двигатель, он вращается в противоположном направлении.

Обзор других аккумуляторных дрелей-шуруповертов

Коллекторные и бесколлекторные двигатели: в чем разница?

Вот уже несколько лет мы наблюдаем, как бесщеточные двигатели начинают доминировать в индустрии профессиональных инструментов в области аккумуляторных инструментов.Это здорово, но что в этом такого? Пока я еще могу крутить этот шуруп, разве это имеет значение? Ну да, это так. Существуют значительные различия и последствия при работе с щеточными и бесщеточными двигателями.

Начните здесь: как работает щеточный двигатель постоянного тока

Прежде чем мы обеими ногами углубимся в сравнение щеточных и бесщеточных двигателей, давайте рассмотрим основы того, как на самом деле работает двигатель постоянного тока. Когда дело доходит до управления двигателем, все дело в магнитах. Разноименно заряженные магниты притягиваются друг к другу.Основная идея в двигателе постоянного тока состоит в том, чтобы поддерживать противоположный заряд вращающейся части (ротора), притягивая неподвижные магниты (статор) перед собой, чтобы было постоянное тяговое усилие. Это все равно, что держать перед собой пончик с бостонским кремом на палочке, пока я бегу — я буду продолжать пытаться его поймать!

Вопрос в том, как заставить этот пончик двигаться. Нет простого способа сделать это. Он начинается с набора магнитов, которые удерживают постоянный заряд (постоянные магниты). У набора электромагнитов меняется заряд (меняется полярность), в то время как происходит вращение, поэтому всегда есть противоположно заряженный постоянный магнит, к которому он движется.Кроме того, одноименный заряд, который испытывает электромагнитная катушка при изменении, отталкивает катушку. Когда мы смотрим на щеточные и бесщеточные двигатели, вся разница заключается в том, как этот электромагнит меняет полярность.

Взгляд внутрь щеточного двигателя

Коллекторный двигатель состоит из четырех основных частей: постоянных магнитов, якоря, коллекторных колец и щеток. Постоянные магниты составляют внешнюю часть механизма и не двигаются (статор). Один заряжен положительно, а другой отрицательно, создавая постоянное магнитное поле.

Якорь представляет собой катушку или ряд катушек, которые становятся электромагнитами при подаче питания. Это также та часть, которая вращается (ротор) и обычно изготавливается из меди, хотя возможен и алюминий.

Коллекторные кольца крепятся к обмотке якоря в виде двух (2-полюсная конфигурация), четырех (4-полюсная конфигурация) и более штук. Они вращаются вместе с арматурой. Наконец, угольные щетки остаются на месте и передают электрический заряд на каждую часть коммутатора.

Все дело в якоре

Когда на якорь подается питание, заряженная катушка притягивается к противоположно заряженному постоянному магниту. Поскольку кольцо коммутатора над ним также вращается, оно перемещается от соединения с одной угольной щеткой к другой. Когда он достигает следующей щетки, он получает обратную полярность и теперь притягивается к другому постоянному магниту, но отталкивается от такого же заряда. Ощутимо, когда коммутатор достигает отрицательной щетки, теперь он притягивается к положительному постоянному магниту.Коммутатор появляется как раз вовремя, чтобы сформировать соединение с положительной щеткой и следует за отрицательным постоянным магнитом. Щетки расположены парами, поэтому положительная катушка будет тянуться к отрицательному магниту, а отрицательная катушка одновременно будет тянуться к положительному магниту.

Как будто я катушка арматуры, гоняющаяся за пончиком с бостонским кремом. Я приближаюсь, но затем передумал и пошел за более здоровым смузи (моя полярность или желание изменились). Ведь пончик полон калорий и жира.Теперь я гоняюсь за смузи, пока меня отталкивают от Boston Creme. Когда я прихожу туда, я понимаю, насколько этот пончик будет вкуснее смузи. Пока спусковой крючок нажат, я меняю свое мнение каждый раз, когда добираюсь до следующей кисти, лихорадочно гоняясь по кругу за объектом своей привязанности. Это лучшее средство от СДВГ, которое можно использовать с пользой. Кроме того, нас там двое, так что один из нас всегда страстно, но нерешительно гонится за пончиком и смузи с бостонским кремом.

Внутри бесщеточного двигателя

В бесщеточном двигателе вы теряете коммутатор и щетки, но получаете электронный контроллер. Теперь постоянные магниты действуют как ротор и вращаются внутри, в то время как статор состоит из фиксированных электромагнитных катушек, которые теперь находятся снаружи. Контроллер питает каждую катушку в зависимости от того, какой заряд необходим для притяжения постоянного магнита.

В дополнение к электронному перемещению заряда, контроллер также может обеспечивать аналогичный заряд для противодействия постоянному магниту.Поскольку одинаковые заряды противостоят друг другу, это толкает постоянный магнит. Теперь ротор движется благодаря тяге и толчку.

Постоянные магниты в этом случае движутся, так что теперь они мои партнеры по бегу и я. Мы больше не меняем свое мнение о том, чего мы хотим. Вместо этого мы знаем, что я хочу пончик с бостонским кремом, а мой партнер хочет смузи.

Электронный контроллер заставляет наши деликатесы для завтрака двигаться перед нами, и мы всегда гонимся за одним и тем же.Контроллер также помещает то, что нам не нужно, прямо позади, чтобы предложить толчок.

Стоимость щеточных и бесщеточных двигателей постоянного тока

Коллекторный двигатель постоянного тока относительно прост, а детали для его изготовления недороги (хотя медь не становится дешевле). Поскольку для бесщеточных двигателей требуется этот электронный коммуникатор, вы, по сути, начинаете собирать компьютер внутри своего беспроводного инструмента. Это то, что увеличивает стоимость бесколлекторных двигателей.

Эффективность щеточных и бесщеточных двигателей

Благодаря конструкции бесщеточные двигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с щеточными двигателями.Во многом это связано с потерей щеток и коллектора. Поскольку щетка должна соприкасаться с коллектором для передачи заряда, это также вызывает трение. Трение снижает скорость, которая может быть достигнута, наряду с накоплением тепла. Это похоже на езду на велосипеде со слегка нажатым тормозом. При одинаковом усилии ваших ног вы будете медленнее. И наоборот, если вы хотите сохранить скорость, ваши ноги будут отнимать больше энергии. Вы также будете нагревать свои диски от тепла трения.Это означает, что по сравнению с щеточными двигателями бесщеточные двигатели работают с меньшим нагревом. Это дает им большую эффективность, поэтому они преобразуют больше электроэнергии в мощность.

Угольные щетки также со временем изнашиваются. Это то, что вызывает искру внутри некоторых инструментов. Чтобы инструмент продолжал работать, щетки необходимо время от времени заменять. Бесщеточные двигатели не требуют такого обслуживания.

В то время как для бесщеточных двигателей требуется электронный контроллер, комбинация ротор/статор более компактна. Это приводит к возможности для более легкого веса и более компактного размера.Вот почему мы видим, что так много инструментов, таких как ударный шуруповерт Makita XDT16, имеют сверхкомпактную конструкцию и большую мощность.

Крутящий момент щеточного и бесщеточного двигателей

Кажется, существует неправильное представление о бесщеточных двигателях и крутящем моменте. Сама конструкция щеточного или бесщеточного двигателя на самом деле не указывает на величину крутящего момента. Например, первая ударная дрель Milwaukee M18 FUEL имела меньший реальный крутящий момент, чем предшествовавшая ей щеточная модель.

В конце концов, однако, производители поняли кое-что очень важное.Электроника, используемая в бесколлекторных двигателях, может снабжать эти двигатели большей мощностью, когда это необходимо.

Поскольку бесщеточные двигатели теперь используют передовые электронные средства управления, они могут определять, когда они начинают замедляться под нагрузкой. Пока температура батареи и двигателя соответствует спецификациям, электроника бесщеточного двигателя может запрашивать и получать больший ток от аккумуляторной батареи. Это позволяет таким инструментам, как бесщеточные дрели и пилы, поддерживать большую скорость под нагрузкой. Это делает их быстрее. Часто намного быстрее .Некоторые примеры этого включают Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage и DeWalt Perform and Protect.

Эти технологии органично объединяют двигатель, аккумулятор и электронику инструмента в единую систему для достижения максимально возможной производительности и времени работы.

Более глубокое погружение в технологию двигателей постоянного тока BLDC

Коммутация — изменение полярности заряда — запускает бесщеточный двигатель и поддерживает его вращение. Затем вам нужно контролировать как скорость, так и крутящий момент. Изменение напряжения на статоре двигателя BLDC регулирует скорость.Модулирование напряжения на более высоких частотах позволяет еще больше контролировать скорость двигателя.

Для управления крутящим моментом можно уменьшить напряжение статора, когда крутящий момент двигателя превышает определенный уровень. Конечно, это вводит ключевую потребность: мониторинг двигателя и датчики.

Датчики Холла обеспечивают недорогой способ определения положения ротора. Они также могут определять скорость по времени, когда и как часто переключаются датчики.

Примечание редактора: Ознакомьтесь с нашей статьей «Что такое бессенсорный бесщеточный двигатель», чтобы узнать, как передовые технологии двигателей постоянного тока меняют электроинструменты.

Окончательный вердикт

Сочетание этих преимуществ имеет еще один эффект — увеличение срока службы. Хотя гарантия, как правило, одинакова для щеточных и бесщеточных двигателей (и инструментов) в рамках бренда, вы можете рассчитывать на более длительный срок службы бесщеточных моделей. Это часто может быть годами после гарантии.

Помните, я говорил об электронном контроллере, который, по сути, представляет собой компьютер в вашем инструменте? Бесщеточный двигатель также стал причиной прорыва в области интеллектуальных инструментов, поразивших промышленность. Технология Milwaukee One-Key не работала бы, если бы бесщеточный двигатель не зависел от электронных коммуникаций.

Инструменты с бесщеточными двигателями — сравнение бесщеточных и щеточных двигателей

В мире электроинструментов в моде бесщеточные двигатели. Хотя эта технология не совсем нова, в последние годы она набрала популярность благодаря некоторым громким выпускам Makita, Milwaukee, DeWalt и других.

🛠Вы любите чинить вещи. Мы любим чинить вещи. Давай сделаем это вместе.

«Бесщеточные двигатели существуют с 1960-х годов и используются в промышленности и производстве для [двигателей, приводящих в движение] конвейерные ленты», — говорит Кристиан Кулис, старший вице-президент по управлению продуктами в Milwaukee Tools, Popular Mechanics . .

Однако

Makita была первой компанией, которая использовала их в электроинструментах. «[Это было] сначала в нашем сборочном подразделении в 2003 году для оборонной и аэрокосмической промышленности, а затем снова в 2009 году, когда мы выпустили бесщеточный трехскоростной ударный двигатель», — рассказывает Уэйн Харт, менеджер по связям с общественностью Makita, Pop Mech .

Производители утверждают, что бесщеточные инструменты обладают повышенной производительностью и долговечностью, а также что они умнее, чем обычные инструменты. Так какая именно технология стоит за этими новыми двигателями?

Как работают щеточные двигатели старой школы

Традиционный щеточный двигатель состоит из четырех основных частей: угольных щеток, кольца магнитов, якоря и коллектора. Магниты и щетки неподвижны, а якорь и коллектор вместе вращаются на валу двигателя внутри магнитов.

Макита

Когда двигатель включен, заряд проходит от аккумулятора через щетки в коммутатор. (Щетки подпружинены для поддержания физического контакта с коммутатором.) Затем коммутатор передает заряд на якорь, который состоит из медных обмоток (они выглядят как пучки медных проводов). Обмотки намагничиваются зарядом и прижимаются к неподвижному кольцу магнитов, которые его окружают, заставляя узел якоря вращаться.Вращение не прекращается до тех пор, пока не прекратится заряд батареи.

Как работают бесщеточные двигатели

В бесщеточном двигателе отсутствуют щетки и коллектор. А расположение магнитов и обмоток поменялось местами: магниты на обычном валу двигателя, а медные обмотки якоря закреплены и окружают вал. Вместо щеток и коммутатора небольшая печатная плата координирует подачу энергии на обмотки.

Поскольку электроника напрямую взаимодействует со стационарными обмотками, инструмент настраивается в соответствии с задачей, поэтому компании продают их как «умные» инструменты.Например, если вы используете бесщеточную дрель для закручивания шурупов в пенополистирол, она с большей готовностью почувствует отсутствие сопротивления (по сравнению с щеточным двигателем) и начнет брать от аккумулятора только то небольшое количество заряда, которое ему нужно. Если затем инструмент начнет вкручивать 3-дюймовые винты в красное дерево, он соответствующим образом отрегулируется и будет потреблять больше тока. Напротив, коллекторный двигатель всегда будет работать с максимальной скоростью во время использования.

Инструменты, необходимые для выполнения работы:

Дрель/шуруповерт DeWalt

DEWALT
Волмарт.ком

357,20 долларов США

Сабельная пила Ridgid

Риджид
amazon.com

115,77 долларов США

Угловая шлифовальная машина Makita

Макита
amazon.com

149,99 долларов США

Циркулярная пила Милуоки

МИЛУОКИ
Амазонка.ком

439,67 долларов США

Кроме того, бесщеточные двигатели в целом могут быть более мощными. Поскольку медные обмотки находятся снаружи двигателя, есть возможность сделать их больше. Бесщеточные двигатели также не имеют трения и падения напряжения, которые создают щетки, тянущиеся к вращающемуся коммутатору. Этот физический контакт приводит к постоянной потере энергии во время рабочего процесса.

Чистая прибыль — это инструмент с большей эффективностью и более надежными двигателями.Так что само собой разумеется, что к концу года в каждом электроинструменте будет бесщеточный двигатель, верно? Ни единого шанса, говорит Кулис из Милуоки.

«Несмотря на то, что преимущества бесщеточной технологии огромны, производители сталкиваются с огромными ценовыми барьерами из-за дополнительных затрат на двигатель и электронику, необходимые для надлежащего управления двигателем», — говорит она. Другими словами, они дороги, и поэтому бесщеточные двигатели лучше подходят для профессионалов, которые могут выложить большие деньги за инструмент, который они будут использовать каждый день.Бесщеточные инструменты примерно на 30 процентов дороже в производстве, чем стандартные беспроводные инструменты, а батареи для их питания, как правило, недоступны для большинства домашних мастеров.

Но по мере совершенствования аккумуляторных технологий и совершенствования конструкции инструментов покупатели будут видеть все больше и больше бесщеточных инструментов в своем местном домашнем центре. Они здесь, чтобы остаться, но, вероятно, пройдет некоторое время, прежде чем технология распространится на все электроинструменты для домашних мастеров выходного дня.

Смотреть это:

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Бесколлекторные и Коллекторные двигатели — Каковы плюсы и минусы каждого из них?

Вы уже наверняка заметили все эти разговоры о «бесщеточных двигателях» на аккумуляторных дрелях, перфораторах и т. д. — кажется, это самое большое увлечение на рынке самодельных/электроинструментов со времен самих аккумуляторных электроинструментов.

Но, как и знаменитая линия Остина Пауэрса, вам может быть интересно — что все это значит, Бэзил?

Что такое бесщеточный двигатель? Что такое коллекторный двигатель? Есть ли разница между ними или это очередной маркетинговый ход? Читайте дальше, и вскоре вы станете настоящим экспертом во всем этом вопросе.

В чем разница между бесщеточными и коллекторными двигателями?

Во-первых, нет, бесколлекторные двигатели — это точно не маркетинговый ход. Они работают совершенно иначе, чем щеточные двигатели, и предлагают несколько явных и законных преимуществ по сравнению с более низкими «щеточными» аналогами.

Для начала, однако, сначала мы должны установить, что приводит в движение электродвигатель. Да, вы подключаете источник питания, но что на самом деле заставляет двигатель вращаться?

Как в бесщеточных, так и в щеточных электродвигателях магниты отвечают за вращательное движение вала двигателя.Помните, когда вы были ребенком и пытались столкнуть N-магнит против S-магнита? Что случилось? Создавалась сила, которая отталкивала магниты друг от друга. Это принцип движения электродвигателей. (Наука велика, не так ли?)

В щеточных двигателях источник питания (независимо от того, идет ли он от батареи или шнура, подключенного к стене) проходит через две щетки (маленькие блоки, состоящие из маленьких углеродных нитей) на противоположные стороны вала двигателя; по одному с каждой стороны.

Эти щетки физически соприкасаются с частью двигателя, называемой коллектором, которая закреплена на валу двигателя.Коммутатор передает электрический ток от угольных щеток в другую часть двигателя, называемую якорем, который также прикреплен к валу двигателя.

Якорь — это просто пучок медных проводов, очень туго свернутых в плотные витки. Когда электрический ток проходит в медные катушки, создается электромагнитное поле. Таким образом, снаружи двигателя закреплены (неподвижные) магниты N и S; когда якорь (медные катушки) становится электромагнитно заряженным, с закрепленными снаружи магнитами создаются противодействующие силы, и вуаля — двигатель начинает бешено вращаться.

Бесщеточные двигатели немного сложнее, хотя они используют тот же основной принцип работы противоположных магнитных сил.

Помните, что в коллекторном двигателе якорь (медная проводка) крепился к валу двигателя (ротору), а магниты N и S были неподвижно закреплены снаружи двигателя. В бесщеточном двигателе они перевернуты; якорь расположен снаружи двигателя (неподвижный), а магниты N и S расположены на роторе (вращающаяся часть).

Откуда же без угольных щеток бесщеточный двигатель получает питание для создания противоположных электромагнитных полей?

Здесь бесщеточные двигатели становятся немного сложными и дорогими.

Для работы бесколлекторного двигателя требуется дополнительный набор электрических компонентов — обычно небольшая (но дорогая) печатная плата, управляющая питанием якоря, и датчик, определяющий движение ротора. Когда печатная плата подает на катушки электрический ток, создается такое же противоположное магнитное поле, и магниты на роторе (валу двигателя) начинают вращаться.

Бесколлекторные и щеточные двигатели: преимущества и недостатки

Итак, теперь мы надеемся, что у нас есть представление о том, как работает каждый тип двигателя. Теперь давайте посмотрим, каковы основные преимущества этих бесщеточных двигателей и почему индустрия DIY так без ума от них в данный момент.

Помните, что в щеточных двигателях щетки находились в постоянном контакте с вращающимся коллектором. Это, как вы понимаете, создает сильное трение, а трение равно теплу (потере энергии) и износу.В бесколлекторных двигателях ротор ни с чем не соприкасается — нечему со временем изнашиваться и рассеивать энергию. В этом отношении они намного эффективнее и долговечнее, чем коллекторные двигатели. Кроме того, из-за устранения щеток, создающих трение, бесщеточные двигатели также намного мощнее, учитывая то же напряжение, что и щеточный двигатель.

Кроме того, вы, возможно, слышали, что некоторые производители называют свои бесщеточные инструменты «умными» двигателями.

Здесь они имеют в виду возможности электронного датчика печатной платы бесколлекторного двигателя.

С щеточным двигателем вы получаете одинаковую величину тока, проходящего через двигатель в любой момент времени, независимо от того, какую задачу вы выполняете. В бесщеточном двигателе, поскольку печатная плата подает ток непосредственно на стационарные медные катушки, она может регулировать подачу питания в зависимости от выполняемой вами задачи.

Предположим, вы выкручиваете шурупы из гипсокартона.Довольно легкая работа, не так ли? Когда датчики в бесщеточном двигателе обнаруживают, что сопротивление ротора невелико, он связывается с печатной платой и «говорит ей» не подавать слишком много электрического тока. С другой стороны, если вы просверливаете стальную трубу диаметром 1/4 дюйма, датчик определяет, что ротору приходится чертовски долго пытаться вращаться, и печатная плата получает указание выдать весь ток, какой только может.

Опять же, это делает инструмент намного, намного более эффективным, и вы заметите, что батарея меньше разряжается при той же работе, что и при использовании коллекторного двигателя.

Итак, у бесколлекторного двигателя должен быть недостаток, верно?

Конечно есть.

Единственным недостатком бесколлекторных двигателей является стоимость: датчики и электрические схемы, необходимые для их работы, сложны, а сложные вещи стоят недешево. Вы заметите резкий скачок цен от старых «щеточных» инструментов к их новым, лучшим, бесщеточным собратьям.

Например, сравните новую бесщеточную дрель-шуруповерт DeWalt MAX 20V с щеточной дрелью 18V предыдущего поколения.

Последнее обновление от 08.10.2021 / Партнерские ссылки / Изображения из Amazon Product Advertising API

Довольно значительная разница в цене, верно?

Точно так же, , посмотрите на эти недорогие аккумуляторные щеточные дрели Black and Decker и Porter-Cable 18 В, сравните их с более новыми 18 В и 20 В — соответственно — бесщеточными жемчужинами от Makita и Porter-Cable.

Итак, стоит ли тратить деньги на это новое увлечение бесколлекторными технологиями?

Что ж, судите сами.Все, что мы скажем, это то, что лично мы сделали инвестиции и до сих пор ни о чем не жалеем, совершив прыжок.

О, наконец, мы считаем уместным упомянуть, что, хотя бесщеточные электродвигатели существуют с 60-х годов (по сравнению с щеточными двигателями с конца 1800-х годов), именно компания Makita впервые представила эту технологию на рынке электроинструментов. семь или восемь лет назад.

С тех пор все крупные игроки, такие как DeWalt, Milwaukee, Ridgid и т. д., подхватили эту идею и с тех пор не оглядывались назад.

Почему вы должны знать разницу

Сверлильные станки эффективно выполняют механические функции с помощью электроэнергии, низкого и высокого крутящего момента. Эти машины доступны в Интернете или в местных магазинах для решения различных задач, особенно в строительстве и робототехнике. Бесщеточный против. Коллекторный двигатель — отличное сравнение для конструкторов, которые хотят получить лучший вариант, хотя обе машины похожи физически, как внешний вид и структура, механически управляют различными приложениями.

Торопитесь?

Как работает буровой двигатель?

Если говорить о бесщеточном двигателе, то он лишается коллектора, а также щеток с перевернутыми обмотками. Он не основан на коммутаторе, поэтому имеет очень короткое замыкание для передачи энергии на обмотки.Обмотки здесь неподвижны; электрическая энергия обеспечивает питание напрямую. Основное различие между щеточным и бесщеточным двигателем заключается в сопротивлении. Коллекторный двигатель обеспечивает большее сопротивление, поэтому бесщеточный двигатель требует мало энергии для закручивания винтов или сверления. Меньшее сопротивление означает меньшее трение, и это помогает эффективно управлять машиной без нагрева. Если вам нужно отрегулировать винты в труднодоступных местах или глубиной три или более дюймов, вам нужен щеточный двигатель, который помогает закручивать винты как можно быстрее.Коллекторные двигатели изготовлены из углеродного элемента, а выработка энергии основана на магнитах, закрепленных в двигателе.

Бесколлекторный двигатель обеспечивает плавную работу благодаря защите от падения напряжения и сопротивления при вращении частей двигателя. Физический контакт щеток в процессе сверления может привести к постоянной потере энергии. Без сомнения, бесщеточные двигатели всегда дают лучшую выходную мощность благодаря своей мощности, их внешние обмотки могут помочь сделать их более управляемыми по сравнению с бесщеточными двигателями.Общий вывод состоит в том, что оба двигателя имеют свою ценность в зависимости от эффективности и долговечности. Мы не можем сказать, какой из них предпочтительнее, щеточный или бесщеточный двигатель. Короче говоря, новейшие технологии предпочитают бесщеточные двигатели для завинчивания и сверления.

Что такое щеточный двигатель?

Угольная щетка также известна как моторная щетка, которая помогает передавать электрический ток от стационарных обмоток к вращающимся проводам мотор-генератора. Углеродные щетки состоят из клемм и шунтов, и существует пять семейств щеток, доступных в щетках, для каждого двигателя требуются разные щетки в зависимости от задач, с которыми нам нужно справиться.Наиболее распространенными рабочими параметрами являются электрические, физические и механические. Эти угольные щетки физически соприкасаются с кольцами и развивают силу трения, разные формы щеток используются в разных двигателях, в основном прямоугольные или квадратные. Эффективность сверла полностью зависит от магнитной силы и скорости крутящего момента. Плавная работа возможна благодаря пружинным угольным щеткам, которые помогают плавно передавать энергию. Щетки-брейкеры имеют недостаток; он внезапно останавливает работу двигателя перед бурением.

Недостатки коллекторных двигателей

Что такое бесщеточный двигатель? Что означает бесщеточная дрель?

Прочитайте наш полный обзор бесщеточной дрели Makita 18v

Бесщеточный двигатель имеет другую конструкцию по сравнению с традиционной аккумуляторной дрелью, и он не имеет коммутатора, угольные щетки для более эффективной работы.Некоторые люди не знают, что такое бесколлекторный двигатель? Ответ прост: двигатель без щеток. Конструкция бесколлекторного двигателя несколько отличается тем, что провода расположены треугольником, а намотка обмоток бывает двух видов. Один вид стального проката – с канавками, а другой – без канавок, второй вариант имеет меньший уровень индуктивности. Бесщеточный двигатель, основанный на передовой технологии, имеет только один недостаток; это немного дороже по сравнению с традиционным щеточным шуруповертом.В бесщеточном двигателе использовались различные алгоритмы обработки управления, такие как векторная коммутация, синусоидальная коммутация и трапециевидная коммутация для лучшей системы управления. Поскольку переключение должно производиться электронным способом, управление бесщеточное.

Как работает бесщеточный двигатель?

Бесколлекторный двигатель с постоянными магнитами на якоре ротора содержит электромагнитную систему, которая помогает вращать магниты на статоре.

Преимущества бесщеточного двигателя

Коллекторные и бесколлекторные двигатели: зачем платить больше?

Бесщеточные дрели немного дороже, чем традиционные дрели, и они стоят дополнительной платы, поскольку они обеспечивают быстрый крутящий момент и достаточную мощность для выполнения различных задач.Отсутствует трение, нарушающее эффективность работы, а также перегрев бесщеточных двигателей. Передовая бесщеточная технология обеспечивает отсутствие физического контакта между статором и ротором; нет потери энергии во время работы.

Что лучше: бесщеточный или щеточный двигатель?

Прочитать полный обзор Dewalt 20v Brushless Max Drill

Бесщеточный двигатель выбирают конструкторы и промышленники благодаря максимальной производительности и идеальному соотношению крутящего момента к весу.

Кроме того, бесщеточные двигатели требуют меньше обслуживания; с другой стороны, щеточный двигатель требует замены щеток после определенного рабочего времени.

Часто задаваемые вопросы

Наш окончательный вариантОба бесщеточных двигателя имеют примерно одинаковую функциональность, но бесщеточный двигатель лучше по сравнению с щеточным двигателем. Бесщеточный двигатель требует меньшего обслуживания и повышенной эффективности.

ЩЕТОЧНЫЕ И БЕСЩЕТОЧНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Технологии в электроинструментах продолжают развиваться, чтобы сделать продукты более эффективными, долговечными и простыми в использовании. Включение бесщеточных двигателей в инструменты последнего поколения принесло дополнительные преимущества для мастеров.Здесь мы объясняем, как работают бесщеточные двигатели, и объясняем их преимущества по сравнению с обычными щеточными двигателями.

Как работают щеточные и бесщеточные двигатели

Традиционный коллекторный двигатель состоит из четырех основных компонентов: угольных блоков (щеток), кольца магнитов (статора), якоря (ротора) и поворотного электрического переключателя (коммутатора). В этом типе двигателя магниты и щетки неподвижны, а якорь и коллектор вращаются вместе на валу двигателя внутри кольца магнитов.Щетки проводят электрический ток между статором и ротором и вращают двигатель, создавая положительные и отрицательные магнитные поля. Это, в свою очередь, приводит в действие любой инструмент, к которому подключен двигатель.

Бесщеточные двигатели, напротив, не имеют угольных щеток или коммутатора, а вместо этого используют бортовую электрическую цепь и электромагниты. Расположение магнитов и катушек также поменялось местами: магниты (статор) находятся на валу двигателя, а медные катушки якоря (ротора) закреплены и окружают вал.

Бортовая электронная схема посылает электрические токи для преобразования катушек статора в электромагниты. Катушки заряжаются, чтобы создать северный и южный магнитные полюса, которые притягивают и отталкивают постоянные магниты ротора, непрерывно вращая вал.

Преимущества бесщеточных двигателей

Несмотря на эффективность, трение, создаваемое в щеточном двигателе контактом между угольными блоками и катушкой, означает, что он имеет несколько недостатков по сравнению с бесщеточной версией.Например, углерод со временем изнашивается и в конечном итоге теряет контакт с катушкой и перестает работать. Это приводит к необходимости замены щеток, как правило, несколько раз в течение всего срока службы инструмента, что представляет собой текущие затраты на техническое обслуживание и неудобство для пользователя.

Кроме того, за счет устранения этого источника трения бесщеточные двигатели достигают гораздо более высокого уровня эффективности, поскольку энергия не тратится впустую в виде тепла. Бесщеточные двигатели могут создавать больший крутящий момент на единицу веса, что означает, что для достижения того же результата требуется меньше энергии, что увеличивает время работы на 30–50 % при каждой зарядке аккумулятора.

Уменьшение трения внутри двигателя означает, что даже при использовании инструмента в течение длительного периода времени он выделяет значительно меньше тепла. Это повышает производительность, поскольку пользователи могут продолжать работу, не беспокоясь о перегреве инструмента. Это продлевает срок службы инструмента за счет снижения износа, вызванного повторяющимися температурными циклами.

Наконец, бесщеточные двигатели также позволяют инструментам быть легче и компактнее по сравнению с инструментами, включающими щеточные двигатели. Для тех, кто использует инструменты, это может иметь существенное значение, поскольку машины будут более удобными в использовании, а мышечная усталость может быть снижена.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о бесщеточной технологии!

💡 Бесщеточное сверло против щеточного сверла

За последние несколько десятилетий в мире инструментов произошло две большие революции. Один из них связан с появлением литий-ионных аккумуляторов, а другой связан с двигателями.

Небольшие двигатели веками приводили в действие ручные инструменты, но недавно на потребительскую сцену вышел двигатель нового типа. Это будут бесщеточные двигатели, что подводит нас к спору о бесщеточных и щеточных буровых двигателях.

Какой из них лучше и имеет ли это значение?

Мы собираемся ответить на оба этих вопроса, чтобы убедиться, что вы сможете выбрать наилучшее сверло для поставленной задачи.

Как работает буровой двигатель?

Прежде чем вы сможете понять весь спор о бесщеточных и щеточных сверлах, вы должны понять, как на самом деле работает двигатель.

Оба типа двигателей используют магниты и их естественные свойства для создания магнитной силы, которая, в свою очередь, создает вращательное движение, приводящее сверло в движение через кусок дерева.Магниты, которые заставляют вашу дрель вращаться и фиксируются в стационарном положении снаружи двигателя.

Хотя это еще не все, мы сосредоточимся на щетках и коллекторных кольцах, чтобы не усложнять задачу.

Что такое кисти?

Щетки используются в некоторых типах электродвигателей и генераторов и выполняют свою работу на протяжении десятилетий. Они работают вместе с чем-то, называемым коммутатором, который действует как директор электрического шоу.

Коллекторные кольца крепятся к якорю и передают ток от щеток к дрели. Это простая версия того, как это работает, и что вы найдете внутри дрели, в которой используется щеточный двигатель. Для замыкания цепи катушки или кольца должны соприкасаться с этими щетками.

Недостатки щеточных двигателей

Несмотря на то, что этот тип двигателя приводит в движение инструменты дольше, чем большинство из нас живет, он не лишен недостатков, и вы, возможно, сталкивались с некоторыми из них сами.

Поскольку эти щетки должны находиться в постоянном контакте с ротором, со временем это приведет к их износу. В этом случае это приводит к плохому контакту между двумя частями, что приводит к снижению производительности.

Вы также можете испытывать ЭМП или электромагнитные помехи из-за искрения щеток и плохого отвода тепла в зависимости от размера инструмента, его конструкции и размера двигателя.

Вы можете заменить щетки в дрели или даже отдать ее на обслуживание, и у вас всегда есть хорошая гарантия, на которую можно положиться при покупке от известного бренда.Однако это не означает, что бесщеточный лучше, и вот почему.

Бесщеточный двигатель

Как следует из названия, бесщеточные двигатели — это двигатели без щеток. Это также означает, что у них нет коммутатора, хотя они по-прежнему работают аналогичным образом и используют магниты для создания силы.

В щеточных двигателях якорь крепится к валу двигателя и работает как коммутатор, чтобы дать вашей дрели мощность, необходимую для ввинчивания шурупов в сломанный стул или просверливания отверстия в куске дерева.

Внутреннее устройство бесщеточного двигателя немного отличается. Якорь остается неподвижным снаружи двигателя, щеток не видно. Вместо того, чтобы магниты оставались прикрепленными к двигателю, теперь они прикреплены к ротору и вращаются.

Новый высокотехнологичный компонент заменяет как щетки, так и коллектор в бесщеточных двигателях и называется электронным переключателем управления. Несмотря на то, что он крошечный, он мощный и меняет фазу тока, чтобы вы могли получить необходимую мощность, когда вам это нужно.

Преимущества бесщеточного двигателя

Иногда, делая шаг вперед в техническом плане, вы можете сделать шаг назад, когда речь идет о дизайне или других областях. Хотя у бесщеточных двигателей есть несколько недостатков, мы сначала обсудим их преимущества.

Без щеток двигатель этого типа меньше изнашивается. Это означает, что вам не придется беспокоиться о частых поездках в сервисный центр, и, скорее всего, срок его действия превысит гарантийный срок. Было бы упущением, если бы мы также не упомянули, насколько тихие двигатели по сравнению с щеточными — вы заметите разницу.

Вы также получите больше мощности, а благодаря общей эффективности двигателя продлите срок службы батареи, если вы работаете с аккумуляторной дрелью. Это огромное преимущество, но далеко не единственное.

Бесщеточные двигатели также умнее, чем щеточные двигатели. Любой щеточный двигатель обеспечивает максимальную мощность в любое время, в то время как контроллер в бесщеточных двигателях может фактически сказать дрели «успокоиться», если вы проходите через дерево, или добавить немного больше мощности для стали или алюминия.

Что лучше: бесщеточный или щеточный двигатель?

Учитывая нашу похвалу бесщеточным двигателям, вы можете предположить, что они являются лучшим вариантом и готовы нажать на спусковой крючок для новой аккумуляторной дрели. Ну, не так быстро, как есть один важный фактор, который следует учитывать.

Единственным реальным недостатком этого типа двигателя является цена.

Электроинструменты или любые потребительские товары с бесщеточным двигателем будут стоить дороже из-за используемых технологий. В некоторых случаях они могут быть на 40% больше, чем у той же модели с щеточным двигателем, что может вызвать шок у некоторых потребителей в зависимости от модели.

Размер сверла также влияет на цену. 18-вольтовая бесщеточная дрель, очевидно, будет дешевле, чем 36-вольтовая дрель, поэтому есть место для маневра, если у вас ограниченный бюджет.

Заключение

Итак, кто победит в споре о бесщеточных и щеточных дрелях?

Очевидно, что бесщеточные дрели — идеальный выбор, если вам нужен «лучший» инструмент, который прослужит дольше своего щеточного аналога. Они тише, эффективнее и могут производить больше энергии при меньшем форм-факторе.Если бюджет не имеет значения, ответ прост.

С другой стороны, щеточные сверла — отличный вариант, если вы управляете магазином, которому требуется несколько инструментов, или любителю, который не беспокоится о высокотехнологичных функциях и использует сверла только изредка.

Предыдущая

Лучшая точилка для сверл

Следующая

Полный обзор аккумуляторной дрели Hitachi DS18DBFL2S

.