какой инструмент лучше щеточный или безщеточный

Что лучше щеточный или бесщеточный шуруповерт — принцип работы их достоинства и недостатки

Использовать щеточный или бесщеточный шуруповерт – дилемма для того, кто затевает ремонт дома или в рабочем помещении. В статье рассмотрен принцип работы обоих типов инструментов, разница между ними, сильные и слабые стороны. На основе сравнительной характеристики сделан вывод, какой шуруповерт все-таки надежнее.

Щеточный шуруповерт

Двигатели щеточного типа – проверенная временем технология. На стороне такого инструмента – небольшие размеры, доступная цена, долгий срок службы.

Конструкция и принцип работы

Другое название щеточного двигателя – коллекторный. Он состоит из:

Ротор обмотан медной проволокой. Ток создает вокруг обмотки магнитное поле, за счет которого электричество преобразуется в механическую энергию. Это приводит якорь в движение.

Задача коммутатора (коллектора) – переключать напряжение с одной обмотки на другую и, соответственно, изменять направление вращения якоря. Чтобы ток проходил от коммутатора к катушке с обмоткой, в двигателе установлены 2 графитовые щетки – по одной на каждом из полюсов батареи. Они обеспечивают постоянное изменение направления тока. За счет этого изменяется и магнитное поле, что дает якорю дальнейшее вращение.

Ротор с коллекторами и щетками расположен внутри неподвижного статора. В нем же находится другая катушка с обмоткой или постоянный магнит. Этот элемент создает магнитное поле, обратное роторному по полярности. Их взаимодействие и приводит якорь в движение.

Плюсы и минусы

Сильные стороны шуруповертов и дрелей с щеточным двигателем:

Есть у коллекторных инструментов также общие недостатки:

Бесщеточный шуруповерт

Инструменты без щеток и коллектора появились на рынке уже в этом веке. В сравнении с щеточным шуруповертом у бесщеточного большая эффективность, меньшие размеры, более долгий срок эксплуатации.

Конструкция и принцип работы

В двигателе бесщеточного шуруповерта отсутствует коллектор и щеточный узел. Вся работа возложена на электронную систему управления.

Сам принцип работы двигателя бесщеточного шуруповерта делает маловероятным скорый износ и обеспечивает большую продуктивность. Ключевые отличия этого агрегата от коллекторного:

Плюсы и минусы

Главные преимущества инструментов такого типа:

Из недостатков этого типа шуруповертов выделяют:

Коллекторный против бесщеточного: сводная таблица

Теперь – сравнительная характеристика двух типов инструмента в виде таблицы с ключевыми параметрами.

Заметна разница в размерах корпуса

Какой инструмент все-таки выбрать

Взглянув на приведенную таблицу, можно прийти к однозначному выводу: бесщеточные шуруповерты выигрывают, как говорится, в одни ворота. Почти все характеристики в их пользу, и только по считанным параметрам коллекторный инструмент выглядит предпочтительнее.

Однако это – на бумаге. Бесщеточное оборудование лучше, современнее, но за это превосходство придется хорошо заплатить. Прежде, чем выложить солидную сумму, стоит ответить себе на несколько вопросов:

Ни к чему тратить много денег на бесщеточный шуруповерт, который понадобится всего пару раз, а остальное время будет пылиться в кладовке.

Для домашней работы достаточно щеточного инструмента

Один из главных моментов, с которым стоит выбирать тип инструмента – возможность ремонта. Даже если исключить обязательную замену щеток раз в пару лет, коллекторный агрегат, скорее всего, выйдет из лада уже тогда, когда уплаченные деньги будут сполна отработаны. Не жалко выкинуть отслуживший свое прибор, и купить новый за те же деньги.

Вывод! Если шуруповерт нужен только для периодических локальных работ в доме, хватит и коллекторного инструмента. А вот замена одной детали в бесщеточном шуруповерте повлечет за собой покупку еще нескольких (иначе – никак), что составит от половины до 75% цены нового прибора. Он, вероятно, прослужит дольше, чем щеточный, но если сломается, то смысла его ремонтировать нет.

Три основных критерия при выборе типа шуруповерта – бюджет, цель и планируемая частота использования. А увидеть разницу в работе между коллекторным и щеточным инструментом можно здесь:

Источник

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.

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:

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.

Преимущества бесщеточного инструмента на практике

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

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.

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.

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.

Источник

Щеточный или бесщеточный шуруповерт: что лучше, отличия

Щеточный или бесщеточный шуруповерт лучше и удобнее — неоднозначный вопрос. Чтобы понять, какой инструмент выбрать, нужно изучить отличия обеих разновидностей.

В чем разница между щеточным или бесщеточным шуруповертом

Девайсы для закручивания шурупов с щетками и без них не имеют отличий в принципе действия. Но значительная разница состоит в конструкции.

Обычные устройства оснащены простым коллекторным двигателем. Принцип действия таких агрегатов состоит в том, что обмотки у них переключаются механическим путем, а энергия передается за счет подпружиненных щеток. К преимуществам устройств можно отнести:

Вместе с тем у щеточного аппарата есть свои недостатки. Наличие коллектора приводит к потерям электроэнергии в процессе использования прибора, поэтому КПД у него более низкий. Мотор нагревается при длительной эксплуатации и искрит, быстро изнашивается.

В щеточных устройствах количество оборотов зависит от крутящего момента и при нагрузке неизбежно падает

Отличия бесщеточного шуруповерта от щеточного состоят в более высоком КПД и надежности двигателя. Принцип работы девайса следующий — ток переключается в обмотках статора, а не в роторе. Элементы конструкции приходят в движение за счет магнитного поля, образованного электрическими импульсами. Щеток у двигателя нет, поэтому он медленнее изнашивается. Такой мотор не перегревается при работе и эффективнее справляется с повышенными нагрузками.

К выгодным отличиям агрегата, не оснащенного щетками, относят большой крутящий момент и возможность контроля частоты вращения со стороны пользователя. Прибор поддерживает одинаковую мощность и в прямом, и в реверсном режимах.

Внимание! Аппарат с магнитным мотором можно использовать рядом с горючими веществами и газовыми смесями, поскольку он не дает огнеопасных искр.

К слабым сторонам моделей относят в первую очередь их повышенную стоимость. Кроме того, такие аппараты более крупные, поэтому часто не подходят для работы в труднодоступных местах.

Какой шуруповерт лучше купить — щеточный или бесщеточный

Обычный шуруповерт или бесщеточный лучше — зависит от интенсивности применения прибора. Если использовать девайс предстоит время от времени для закручивания нескольких простых крепежей, не так важно, каким мотором оснащен инструмент. Он в любом случае справится со своими задачами и облегчит домашние работы.

Если применять устройство предстоит часто, лучше выбрать модель с магнитным мотором с ее выгодными отличиями. Такие девайсы обладают КПД около 90% против 60% у обычных агрегатов. Они дольше работают в автономном режиме при питании от батареи, реже ломаются и демонстрируют повышенную мощность.

При покупке шуруповерта без щеток нужно учитывать, что его ремонт в случае поломки обойдется дороже

Какой шуруповерт выбрать для ледобура: щеточный или бесщеточный

Шуруповерт с щетками или бесщеточный лучше установить на ледобур — зависит главным образом от финансовых возможностей. Теоретически использовать для зимней рыбалки можно инструменты обоих типов.

Агрегаты с магнитным двигателем считаются более удобными, поскольку к их отличиям относится высокий крутящий момент и малая масса. Их легко возить с собой, они не оказывают особого влияния на размеры и вес багажа. Но если дорогого устройства под рукой нет, можно воспользоваться обычной моделью. С ледобуром она будет взаимодействовать так же хорошо при условии достаточной мощности.

Заключение

Щеточный или бесщеточный шуруповерт купить для постоянного использования — зависит от личного бюджета и от того, насколько часто нужен инструмент. Модели с усовершенствованным двигателем более долговечны, демонстрируют высокую мощность и стабильную работу. Но и стоят они за счет таких отличий обычно дороже.

Источник

Что такое бесщеточные шуруповерты? Их плюсы и минусы

Содержание

Содержание

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:

Плюсы и минусы бесщеточного шуруповерта

Производители пишут, что основная изюминка бесщеточного шуруповерта — не нужно менять щетки, которых нет. Это на самом деле так, но так ли сложно поменять щетки?

За этим «жирным» плюсом притаился довольно коварный минус. Дело в том, что более-менее нагруженный шуруповерт потребует замены щеток на второй, а то и третий год работы. Проводя их замену, бережливый владелец наверняка заглянет и в другие узлы инструмента. Обратит внимание на состояние подшипников, очистит внутренности от пыли, заложит порцию свежей смазки — в общем, проведет полное техобслуживание инструмента. В случае с бесколлекторным инструментом, о необходимости сервисного обслуживания можно просто забыть и вспомнить о нем, когда шуруповерт начнет конкретно барахлить.

Вот по-настоящему значимые преимущества бесщеточного инструмента:

Но бесщеточным инструментам присущи и некоторые недостатки:

Перспективы бесщеточных шуруповертов на рынке электроинструмента

Переход на бесщеточные инструменты неизбежен, поскольку они выгодны в первую очередь самим производителям ввиду унификации производственных процессов, уменьшению количества составных частей и улучшения технических характеристик выпускаемых моделей. Конечному пользователю такой переход абсолютно ничем не грозит. Шуруповерты как закручивали винты и саморезы, так и будут, исходя из своих технических возможностей.

Для профессиональной деятельности однозначно стоит смотреть в сторону бесщеточных моделей. Они экономичней, шустрее и надежней. Каждый рубль, вложенный в их покупку, окупится сторицей.

А вот домашнему мастеру стоит взвесить все «за» и «против», реально оценить возможную загруженность инструмента и свою готовность отдать больше денег за современные технологии.

Источник

В чем разница между щеточными и бесщеточными двигателями?

Все чаще на просторах интернет-магазинов можно найти инструменты с двумя типами двигателей. Инструменты и садовая техника WORX также не отстают от современных трендов при производстве техники, так что на нашем сайте вы тоже можете найти специальную характеристику двигателя — щеточный или бесщеточный. Так что же это за характеристика, на что она влияет и в чем принципиальные отличия инструментов с тем или иным двигателем? Давайте разбираться.

Устройство и принцип действия щеточного двигателя

Щеточный двигатель по-другому еще называется коллекторным. Состоит двигатель из нескольких важных частей.

Ротор — по-другому, якорь. Как раз он вращается внутри и преобразует электрическую энергию в механическую. Якорь обмотан медной проволокой (обмоткой) с разных сторон ротора. За счет прохождения тока через проволоку создается магнитное поле, которое в свою очередь и создает вращение элемента.

На обмотке в бесщеточном двигателе установлен коммутатор, который используется для переключения с одной обмотки на другую, что позволяет менять направление вращения ротора. Этот коммутатор и есть коллектор, от которого взял свое название двигатель.

Чтобы напряжение передалось на обмотки, а ток прошел через коллектор в двигатель устанавливаются специальные щетки. Щетки обычно состоят из графита; они всегда контактируют с коммутатором и обеспечивают подачу энергии к катушкам с обмоткой. Есть две щетки, и каждая из них подключается к противоположному полюсу батареи. Это гарантирует, что при вращении ротора ток, протекающий к катушкам, постоянно меняет направление. Это приводит к необходимому изменению магнитного поля, которое позволяет ротору продолжать вращаться.

Все вышеописанные элементы установлены в статор. Статор — неподвижных элемент двигателя, в котором могут быть либо еще одна катушка с проволокой, либо постоянный магнит. За счет того или другого элемента и создается магнитное поле обратной полярности ротору, из-за чего тот вращается.

Коллекторные двигатели могут работать от переменного напряжения, так как при смене полярности ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление, в результате чего вращательный момент не меняет своего направления.

Плюсы и минусы щеточного двигателя

Так мы с вами вкратце разобрались с устройством щеточного двигателя. Теперь в чем же его плюсы и минусы?

Плюсы

Минусы

Устройство и принцип действия бесщеточного двигателя

Теперь давайте разберем принцип работы бесщеточного двигателя. Как понятно из названия, его принципиальное отличие в отсутствии щеток. Но как же он тогда работает? Как нужная энергия поступает в двигатель?

В устройстве бесщеточного двигателя также присутствует ротор и статор — основные элементы любого мотора. Но при этом отсутствует коллектор, соответственно и двигатель по-другому называется бесколлекторным. Если у щеточного двигателя работа происходит за счет электро-механической смены полярности, то в бесщеточном двигателе все работает благодаря электромагнитной индукции. Также отличается местоположение обмотки — здесь она располагается на статоре, в отличие от предыдущего вида двигателя.

Вместо щеток и коллектора в бесщеточном двигателе установлены датчики Холла и контроллер, который контролирует подачу напряжения на катушки для создания индуктивности, а также положение ротора и скорость его вращения.

Когда плата подает на обмотку ток, создается тоже противоположное магнитное поле, и магниты на роторе начинают вращаться.

Еще одной особенностью бесщеточных двигателей нужно назвать их типы. Двигатели бывают двух типов — синхронный и асинхронный. В синхронном двигателе частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля — то есть один оборот ротор совершает после одного полного прохождения тока через катушку. А в асинхронном двигателе обратная ситуация — частота вращений ротора меньше, чем частота вращения магнитного поля. То есть ток проходит через катушку быстрее.

Плюсы и минусы бесщеточного двигателя

Если с устройством бесщеточного двигателя мы разобрались, то теперь давайте рассмотрим положительные и отрицательные стороны инструментов с бесщеточными моторами.

Плюсы:

Минусы:

Но не бывает все настолько радужно. Даже у инструментов с бесщеточными двигателями есть и свои недостатки. Так сказать, ложка дегтя в бочке меда.

Итоги сравнения щеточного и бесщеточного двигателей

Если сравнивать инструменты с разными видами двигателей, то можно смело сказать, что техника с бесщеточным двигателем надежнее и мощнее. Но нужно учитывать тот факт, что ориентирована такая техника больше на профессиональные работы. В быту же и инструменты со щеточным двигателем отлично справятся со своими задачами. Потому перед покупкой инструмента заранее определите цели, для которых вы будете использовать инструменты.

В ассортименте компании WORX есть инструменты и со щеточными и с бесщеточными двигателями. Чтобы определить какой именно тип двигателя установлен в инструменте, обратите внимание на иллюстрацию в карточке товара — в бесщеточных моделях есть специальная пометка «BRUSHLESS MOTOR».

Источник