0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем отличаются двигатели шуруповертов

Есть много видов шуруповертов. Чтоб понять преимущества каждого нужно изучить их данные, принцип работы. Это позволит понять, какой шуруповерт лучше щеточный или безщеточный, в каких случаях ими нужно пользоваться. Ведь все электрические инструменты различны по техническим параметрам.

В конце прошлого века произошли перемены в сфере полупроводниковой электроники. Это позволило не использовать привычные щетки. Механический способ соединения контактов в бесщеточном был замене усилителем.

Изучая, как устроен бесщеточный двигатель шуруповерта, можно отметить, что он гораздо удобнее при работе, обеспечивает более высокий крутящийся момент. Данный тип двигателя меньше изнашивается, он тише, защищен от попадания внутрь грязи.

При этом скорость вращение усиливается при помощи напряжения, создаваемого внутри, а не центробежной силы. В этом случае двигатель работает в нужном режиме, не давая сбоев.

Даже если ток просочится внутрь или произойдет намагничивание мотора, скорость останется той же.

Для нормальной эксплуатации не требуется коммутатор и обмотка. Да и встроенный магнит необходим не такой большой как в щеточном оборудовании.

В бесщеточном двигателя есть ротор и статор как элементы любого мотора. Но коллектора здесь нет. Поэтому его бесколлекторный вариант будет надежнее.

Интересно! Такие приборы устанавливаются в шуруповертах малой мощности (до 5 кВт). В моделях с большими параметрами они менее эффективны.

Устройство, плюсы и минусы

Электрические шуруповерты отличаются друг от друга принципом питания: бывают сетевые с питанием в 220 вольт и переносные, оснащенные аккумулятором. Кроме того, модели могут быть оснащены ударным механизмом. Других принципиальных новшеств не внедрено за последнее десятилетие за исключением одного – бесщеточный механизм.

Щеточный шуруповерт

Самый распространенный тип – коллекторный мотор установлен на большинстве моделей. Его принцип работы прост: обмотки переключаются механическим путем и в якорной цепи. Контакты – коллектор, а энергия передается благодаря подпружиненным щеткам.

  • старая, надежная технология;
  • низкая стоимость деталей;
  • простота и понятность ремонта.
  • коллектор приводят к потерям электроэнергии, а значит – более низкому КПД;
  • возникновение искр, нагрев мотора;
  • взаимозависимость оборотов и крутящего момента;
  • мощностные потери при реверсной работе;
  • быстрый износ;
  • потери оборотов при нагрузке.

Слабостей у щеточного мотора много, но их можно оправдать дешевыми комплектующими и простотой ремонта – это более доступный вариант.

Бесщеточный шуруповерт

С инверторными моделями ситуация обратная. Они эффективнее и более пригодны для работы. Преимущества:

  • возможность контроля частоты вращения: пользователь получает широкий диапазон настроек – оборот можно подправить, в зависимости от характера работы и обрабатываемой поверхности.
  • двигатель не предусматривает коллекторно-щеточный узел, а значит, инструмент будет реже ломаться (если его правильно эксплуатировать), а техническое обслуживание не вызовет проблем ввиду простоты конструкции;
  • модели эффективнее справляются с увеличенной нагрузкой, вызванной большим крутящим моментом;
  • электроэнергия аккумулятора, если это переносной шуруповерт, расходуется экономнее;
  • более высокий КПД – бесщеточный двигатель выдает 90%;
  • возможность эксплуатации инструмента в опасной среде: рядом с газовыми смесями и горючими веществами (инверторный двигатель работает без искры);
  • в прямом и реверсном режиме поддерживается одинаковая мощность;
  • повышенная нагрузка не приводит к снижению скорости вращения.
  • высокая стоимость;
  • большие размеры корпуса, если сравнивать с щеточными моделями – это мешает работать на вытянутой руке или проникать в узкие места.

При выборе важно уделить внимание типу аккумулятора внутри шуруповерта. Если рассудить правильно, то инструмент долгие годы прослужит хозяину верой и правдой без потери в производительности.

Виды шуроповертов

В зависимости от решаемых задач и параметров все шуруповерты подразделяются на профессиональные и бытовые модели.

Бытовые

Бытовой шуруповерт отличается сравнительно небольшой мощностью и малым моторесурсом. Они отлично подходят для работы по мягким материалам (дереву, гипсокартону, МДФ, ДСП и прочим). Но длительно их эксплуатировать нельзя. Такие модели выбираются для решения различных разовых бытовых задач – сборки мебели, установки замка, жалюзи, полок и других элементов домашнего интерьера.

Профессиональные

Отличительной чертой профессиональных моделей является длительный период работы, в сравнении с бытовыми. Они могут выполнять свои функции в течении 5 – 8 часов в сутки ежедневно без потери рабочих характеристик. Также кроме стандартного выкручивания и закручивания саморезов они оснащены функцией сверления металла, бетона и древесины. Для сверления бетона профессиональные инструменты комплектуются ударным механизмом.

Бесщеточные шуруповерты: чем они лучше обычных

Бесщеточные моторы известны с 1960-х годов, но только в 2004 году они «перекочевали» с промышленных двигателей на ручной электроинструмент (пионером стала компания Makita, наладившая выпуск таких дрелей для аэрокосмической отрасли). Еще пару лет спустя первые шуруповерты Festool с бесщеточными двигателями поступили в свободную продажу. А сейчас уже практически невозможно найти приличного производителя электроинструмента, у которого в каталоге продукции не было бы пары десятков устройств, оснащенных моторами, не имеющими щеток. Чем же они так хороши? В этой статье мы попробуем разобраться, в чем заключаются преимущества и недостатки бесщеточных двигателей, и есть ли смысл за них доплачивать.

Читать еще:  Возможные причины перебоев в двигателе

Конструкция и принцип работы двигателя электроинструмента

Начнем с небольшого экскурса в школьный курс физики и вспомним принцип работы простейшего электромотора традиционной конструкции. Основными деталями классического коллекторного двигателя постоянного тока являются:

  • статор (индуктор) — это неподвижная деталь в виде кольца из постоянных магнитов либо стального цилиндра, на котором находятся обмотки главных и добавочных полюсов (они выполняют функции электромагнитов, которые создают магнитный поток);
  • ротор (якорь) — это вращающаяся деталь в виде «барабана» с сердечником из ферромагнитного материала. В его пазах уложены секции медной обмотки;
  • коллектор — это цилиндр, собранный из множества изолированных друг от друга медных пластинок, количество которых соответствует числу секций на роторе;
  • щетки — это небольшие детали, сделанные из графита. Они подключены к электроцепи и подпружинены, чтобы обеспечить постоянный и плотный скользящий контакт с коллектором.
Устройство коллекторного двигателя.

При включении двигателя ток через щетки поступает на коллектор, а оттуда — на обмотку якоря. При протекании тока через обмотку возникает магнитное поле. Взаимодействуя с постоянным магнитным полем, которое создает статор, ротор вращается за счет того, что одноименные полюса отталкиваются, а разноименные — притягиваются друг к другу. При вращении коллектора, который закреплен на одном валу с якорем, щетки «перескакивают» с одной контактной площадки на другую. При этом меняется направление тока в обмотках ротора, разноименные полюса становятся одноименными, они снова отталкиваются друг от друга — и вращение продолжается. Таким образом, коллектор — это один из самых важных узлов коллекторного (щеточного) двигателя, потому что он выполняет сразу две важные функции: преобразует постоянный ток в переменный и одновременно является датчиком поворота вала.

Двигатели данной конструкции относительно простые и дешевые. Но коллекторно-щеточный узел — это источник потенциальных проблем. Трение между деталями и постоянное замыкание-размыкание пластинчатых контактов приводят к быстрому износу щеток, искрению на контактах и чрезмерному нагреву двигателя.

Разница между бесщеточными двигателями и обычными моторами

Вентильные (бесщеточные, бесколлекторные) двигатели работают по тем же физическим принципам, но устроены иначе. Они являются словно бы «вывернутой наизнанку» версией коллекторных моторов: магниты установлены на роторе, а обмотка — на неподвижном статоре. Таким образом, можно просто припаять провода питания к обмотке и избавиться от щеток вместе со всеми их недостатками.

Устройство бесщеточного двигателя.

Если у коллекторного двигателя переключение направления тока производится механически (при «перескакивании» щетки с одной контактной пластины на следующую), то в вентильном моторе этим занимается электроника. Получая сигналы от датчика (оптического, магнитного или основанного на эффекте Холла), который «считывает» угол поворота ротора, электроника своевременно переключает полюса, изменяя направление тока. То есть, комплекс из датчика и управляющей платы выполняет функции коллектора, но без механических и электрических потерь за счет отсутствия физического контакта между подвижной и неподвижной частями электромотора.

Преимущества бесщеточных двигателей в теории

Зная, как устроены оба вида электромоторов, и в чем заключается разница между коллекторными и бесщеточными двигателями, можно сделать выводы об их преимуществах и недостатках.

  • меньше по размеру — отсутствие коллектора позволяет сократить длину двигателя (при примерно одинаковом диаметре) и уменьшить его вес;
  • более надежные — механический износ отсутствует практически полностью, а абразивная пыль, попадающая внутрь корпуса, не так вредна из-за отсутствия коллекторно-щеточного узла;
  • меньше греются — при работе выделяется значительно меньше тепла благодаря существенному уменьшению потерь на трение;
  • более энергоэффективные — электрические потери на коммутацию снижены в разы за счет замены коллектора и щеток на электронные ключи. Коэффициент полезного действия у бесщеточного двигателя достигает 80% – 90% (по сравнению с 65% – 75% у коллекторного мотора);
  • лучше переносят короткие перегрузки — при работе под большой нагрузкой остается некоторый «запас прочности», позволяющий на короткое время повысить напряжение в цепи и увеличить тепловыделение от обмоток без вреда для мотора.

Преимущества бесщеточного инструмента на практике

Описанные выше теоретические преимущества на практике дают потрясающий результат. Шуруповерты с бесщеточными двигателями:

  • меньше и легче — разница в размерах и весе двигателей позволяет производителям выпускать легкие и компактные устройства, которые значительно удобнее в работе;
  • более мощный и оборотистый — замена механических узлов на электронные системы управления позволяет более эффективно расходовать энергию и гибче управлять характеристиками мотора;
  • дольше работает на одной зарядке — аккумуляторные шуруповерты с бесщеточными двигателями работают от батареи на 30% – 50% дольше, чем устройства с традиционными электромоторами;
  • не перегревается — незначительное тепловыделение от вентильного двигателя позволяет делать меньше пауз во время работы для охлаждения инструмента;
  • работает тише и плавнее — трение в коллекторно-щеточном узле неизбежно вызывает шум и повышенную вибрацию, а бесщеточные моторы лишены этого изъяна;
  • не искрит — шуруповерты с вентильными двигателями можно использовать при работе рядом с топливными емкостями или кислородными баллонами;
  • требует меньше обслуживания — о проблемах, связанных с подбором, покупкой и заменой графитовых щеток, можно полностью забыть;
  • реже выходит из строя — отсутствие пары трения «щетка-коллектор», способность переносить высокие нагрузки и стойкость к воздействию пыли значительно повышают надежность электроинструмента и существенно увеличивают срок его службы.
Читать еще:  Щелчки стартера при запуске двигателя калина

Наглядно о разнице между бесщеточными двигателями и обычными:

Почему бесщеточный инструмент такой дорогой

Так почему же бесщеточный шуруповерт стоит значительно дороже, чем аналогичные устройства с двигателями традиционной конструкции? Тому есть несколько веских причин. Высокая цена обусловлена наличием нескольких дорогостоящих деталей и элементов.

  • Мощные неодимовые магниты, необходимые для создания компактных роторов бесщеточных двигателей, весьма дороги. Они изготавливаются по сложному технологическому процессу путем спекания недешевых редкоземельных элементов.
  • Требования к качеству датчиков очень высокие. Они должны быть сверхнадежными и максимально точными, чтобы включать и выключать подачу тока синхронно с движением магнитов, которые находятся на роторе, вращающемся с огромной скоростью.
  • Электроника, способная управлять бесщеточным двигателем, на порядок дороже, чем аналогичные модули коллекторных моторов. Грубо говоря, работой бесщеточного шуруповерта управляет не примитивная плата, а почти что микропроцессор, который постоянно отслеживает множество параметров и на лету их изменяет, в зависимости от того, какая задача является наиболее приоритетной в данный момент (максимальные мощность и момент на валу, оптимальное потребление энергии АКБ или защита от перегрузки).

Совокупность перечисленных факторов и является той причиной, почему бесщеточный инструмент такой дорогой.

Но у столь сложной и высокотехнологичной конструкции есть и «побочный эффект». Бесщеточный инструмент дорогой не только в производстве, но и в ремонте. В случае повреждения или выхода из строя основные детали бесколлекторного двигателя (якорь и электронные платы) меняются только целыми узлами в сборе. Поэтому ремонт бесщеточного инструмента нередко «влетает в копеечку».

Стоит ли покупать инструмент с бесщеточным двигателем?

В заключение можно сделать вывод, что бесщеточный двигатель — это не маркетинговая уловка, а реальное преимущество. Но приобретение инструмента с таким мотором целесообразно не всегда.

Если вы планируете купить аккумуляторный инструмент профессионального класса, то стоит присмотреться к бесщеточным устройствам. Несмотря на разницу в цене, покупка будет оправданной, поскольку шуруповерты, болгарки, дрели, реноваторы и другая техника, оснащенная современными бесколлекторными моторами, служат дольше и не так быстро «убивают» дорогостоящие аккумуляторы .

А вот при выборе инструмента хобби-класса переплачивать за «новомодный» двигатель пока что нет смысла. При эпизодическом использовании и работе в неспешном темпе дома или на даче разница в характеристиках между бесщеточными шуруповертами и обычными будет далеко не столь заметна.

Вывод

Если вам необходим дрель-шуруповерт для ремонта в квартире и нечастых подработок, возьмите недорогую сетевую модель до 3000 — 4000 рублей. Для сборки мебели потребуется сетевое устройство с регулировкой крутящего момента, чтоб можно было настроить под разную плотность древесины.

Если вам необходим прибор для частой работы, тогда однозначно стоит взять аккумуляторный прибор с литиевой батареей (смотрите на предложения, где в комплекте идут сразу 2 — 3 аккумулятора). Для тяжелых работ берите с ударным режимом и предохранительной муфтой. По опыту скажем, что лучше немного потратиться, но сразу взять хорошую модель, которая прослужит долго, чем постоянно ремонтировать дешевый «ноунейм».

Специально для тех, кому предстоит капитальный ремонт:

Что лучше: дрель шуруповерт или дрель, и в чем их различия

Вопрос о дрели или дрели-шуруповерте сложнее, но не критичен. Обычная дрель (ОД) в качестве места монтажа рабочего инструмента включает универсальный патрон. Дрель-шуруповерт (ДШ) может иметь как сменный патрон-головку, так и универсальный, под сверла и биты.

Разница между дрелью и шуруповертом во внешнему виду почти отсутствует: выход провода питания, пластиковый или металлический корпус в форме массивного пистолета, обрезиненные ручка и накладки, кнопки управления.В комплектации могут быть ограничитель глубины и фонарик. Весят примерно одинаково.

Непосредственно разница – в форме патрона:

  • ОД имеет классическое его строение – 3 и более цанг, зажимающих концевик сверла с диаметром в широком диапазоне или хвостовую часть;
  • ДШ будет укомплектована либо быстрозажимным патроном (универсальным – под биты и сверла) или шестигранным (только под биты).
Читать еще:  Все для тюнинга двигателя hyundai solaris

Как выбрать шуруповерт

Шуруповерт – универсальный электроинструмент, используется для закручивания крепежа и сверления не очень твердых материалов: древесины, пластмассы, гипсокартона, тонкого листового металла и др. Нестандартное применение шуруповерта – бурение лунок во льду на зимней рыбалке и перемешивание не очень густых строительных смесей.

Шуруповерт считается многоцелевым инструментом, так как находит применение в разных видах работ: ремонт, отделка, шлифовка поверхностей, сборка мебели и различных конструкций, работа с гипсокартоном, деревом и др. Прибор может использоваться как внутри помещения (в квартире, на даче, в гараже), так и снаружи.

Конструкция любого шуруповерта одинакова: электромотор с редуктором, передающим вращение на шпиндель и оснастку, патрон определенного типа и электронная система управления. Также есть муфта, регулирующая крутящий момент, и аккумуляторная батарея (у аккумуляторных моделей), которая снабжает питанием инструмент. К выбору инструмента, оптимального для ваших нужд, следует подойти основательно. Какой шуруповерт купить для дома или профессионального использования, подскажет наша статья.

Обзор популярных производителей шуруповертов

В вопросе, какой шуруповерт выбрать для работы дома или на объекте, немаловажную роль играет производитель и торговая марка оборудования. Как правило, пользователи хотят купить инструмент известного и уже проверенного бренда и не переплатить за качество. На выбор лучших брендов повлияли отзывы реальных пользователей.

Bosch – немецкая торговая марка, под которой выпускается оборудование высокого качества и надежности, проверенное несколькими поколениями. Все модели оснащены выносливыми двигателями с высоким крутящим моментом. Классы инструмента делятся по цветам: в зеленом корпусе бытовые инструменты, в синем – профессиональные. В ассортименте и сетевые, и аккумуляторные модели.

Makita – японский бренд профессионального оборудования для строительных и ремонтных работ. Один из фаворитов, наряду с Bosch, у мастеров-строителей и простых пользователей. Продукцию отличает хорошая мощность, увеличенный рабочий ресурс и многолетняя надежность.

Dewalt – бренд из Америки, считается одним из лучших в линейке шуруповертов. Оборудование отличается многофункциональностью, качественным и мощным двигателем и безопасным использованием за счет сниженной вибрации. В линейке и сетевые, и аккумуляторные шуруповерты. Активно используются в профессиональной строительной сфере.

«Интерскол» – отечественная марка электрооборудования, выпускает бюджетные линейки шуруповертов и другой инструмент для строительства и ремонта. Недорогие модели многофункциональны и достаточно производительны, хорошо справляются с нагрузками. Оборудование «Интерскол» используется преимущественно в бытовом ремонте или как запасной инструмент к профессиональному. В каталоге есть сетевые и аккумуляторные варианты с 1 или 2 аккумуляторами.

STANLEY – старинная марка строительного оборудования, есть профессиональная и любительская линейка. В производстве используются новые технологии и каждый раз производится усовершенствование технических свойств инструмента. Качество высокого класса и удобство использования давно оценено пользователями по всему миру.

PATRIOT – еще один американский производитель электроинструмента и различного спецоборудования в сегменте доступных продуктов. Даже профессиональные модели имеют достаточно низкую стоимость, по сравнению с другими известными брендами. В инструментах используются достаточно крепкие и надежные двигатели, выдерживающие значительные нагрузки.

Metabo – известный немецкий бренд спецоборудования в фирменном темно-зеленом корпусе. Широкая линейка аккумуляторных и сетевых шуруповертов. В аккумуляторном инструменте использует самые мощные технологии LiHD (от 4 до 8 А*ч), которые обеспечивают работу на высокой мощности в течение очень долгого времени.

Бытовые и профессиональные шуруповерты

Перед тем, как выбрать дрель шуруповерт той или иной модели, нужно определить объем работ. Если вам нужен инструмент для постоянной работы в течение нескольких часов, лучше обратить внимание на профессиональный вариант, а для мелких домашних работ (повесить полку, собрать новую мебель) можно приобрести недорогой бытовой вариант.

Бытовые шуруповерты

Используются для заворачивания саморезов, болтов и шурупов. Имеет скромные технические показатели: невысокий крутящий момент, относительно малую емкость аккумулятора, при этом доступны по цене. Нашли применение в домашнем мелком ремонте или в качестве запасного инструмента в дополнение к основному.

Профессиональные шуруповерты

Более производительные и мощные. Закручивают крепеж и могут сверлить отверстия в древесине, пластике, тонком и мягком металле. Обычно имеют 2-х или 3-х скоростной редуктор для выбора оптимальных условий работы, крутящий момент таких моделей достигает значений 130 Н∙м. Как правило, есть система быстрой замены оснастки (бит). Также профессиональные модели могут содержать двигатель бесщеточного типа, который обладает более высоким КПД и небольшими габаритами. Более дорогой, по сравнению с бытовым, но окупает себя за счет постоянной эксплуатации.

Сетевой и аккумуляторный шуруповерт

Все шуруповерты работают от электричества, разница заключается лишь в его источнике: сетевые модели получают питание от электросети через кабель и розетку. Аккумуляторные имеют съемную аккумуляторную батарею, которая заряжается от источника постоянного тока (тоже через розетку).

Сетевой

Аккумуляторный

Время работы не ограничено зарядом аккумулятора

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector