какая дрель лучше щеточная или бесщеточная
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.
Сравнение щеточного и бесщеточного шуруповерта —преимущества и недостатки
Когда нужно закрутить шурупы, причем большое их количество, сэкономить время поможет специальный инструмент. Шуруповерт — это электроинструмент, помогающий собрать мебель, установить полку, сделать многое другое. Есть разные его виды, свойства которых нужно учитывать при выборе.
Как работает бесщеточный двигатель
Есть много видов шуруповертов. Чтоб понять преимущества каждого нужно изучить их данные, принцип работы. Это позволит понять, какой шуруповерт лучше щеточный или безщеточный, в каких случаях ими нужно пользоваться. Ведь все электрические инструменты различны по техническим параметрам.
В конце прошлого века произошли перемены в сфере полупроводниковой электроники. Это позволило не использовать привычные щетки. Механический способ соединения контактов в бесщеточном был замене усилителем.
Изучая, как устроен бесщеточный двигатель шуруповерта, можно отметить, что он гораздо удобнее при работе, обеспечивает более высокий крутящийся момент. Данный тип двигателя меньше изнашивается, он тише, защищен от попадания внутрь грязи.
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.
Конструкция и принцип действия
Безколлекторный инструмент занял в наборе необходимых инструментов свое место. Покупая оборудование в дом, хозяин должен ознакомиться с принципами его работы.
Можно рассмотреть особенности того, как работает безщеточный двигатель в шуруповерте:
В результате возникает магнитное поле, которое заставляет вращаться якорь и инструмент начинает работать.
Преимущества бесщеточных двигателей в теории
С устройством бесщеточного двигателя уже разобрались и теперь стоит рассмотреть положительные и отрицательные стороны подобных инструментов.
Есть несколько преимуществ таких двигателей:
Важно! Помимо этого бесщеточные двигатели могут выдавать максимальные показатели вращения почти сразу.
Преимущества бесщеточного инструмента на практике
Теоретические преимущества полностью реализуются на практике. Это нужно учитывать, выбирая шуруповерт щеточный или бесщеточный, двигатель какой лучше можно узнать после работы с ним.
Специалисты отмечают, что такой инструмент:
Почему бесщеточный инструмент такой дорогой
Главным недостатком такого инструмента является его высокая цена. Она обусловлена присутствием дорогой силовой платы и электронного управления. Благодаря этому электродвигатель становится надежнее.
Но высокая стоимость такого инструмента иногда становится решающим фактором при покупке инструмента. Какой шуруповерт лучше щеточный или бесщеточный каждый пользователь решает для себя. И многие склоняются в пользу более дешевого изделия.
Важно! Замена деталей бесщеточных инструментом всегда обходится дорого.
Стоит ли покупать инструмент с бесщеточным двигателем
Если инструмент нужен на несколько раз или просто для домашнего пользования, то лучше выбрать более дешевый вариант. Но профессионалам необходим надежный и мощный шуруповерт, который окупится очень быстро. Это можно понять, увидев, как работает бесщеточный шуруповерт, и сколько процессов с ним можно сделать без перерывов.
Можно подождать, когда технология станет более доступной. Ведь она внедрена не так давно и новые движки, которыми они оснащены слишком дороги в отличие от обычных. При анализе цены разница составит 30-50 %. Такие переплаты слишком значительные, чтобы покупать инструмент просто для наличия дома.
Работа бесщеточного шуруповерта
Какой шуруповерт лучше: щеточный или бесщеточный
Для многих приобретение инструментов сложный и длительный процесс. Необходимо изучать технологические характеристики, сравнивать модели и их стоимость. Поэтому выбирая из нескольких вариантов: шуруповерт безщеточный или обычный, какой лучше может сказать только профессионал или человек, который пользовался ими на практике.
Понятно, что технически преимуществ у бесщеточных моторов гораздо больше. У него самый высокий КПД, доходящий до 90 %. Данный показатель у остальных видов изделий намного ниже.
Возможность обходится без зарядки ценна, только когда рядом нет сети электричества.
Важно! Небольшой вес снижает утомляемость во время работы, и дает возможность выполнить ее более быстро и качественно.
Таким образом, инверторный шуруповерт выгоднее из-за своих характеристик и эффективности. Но цена слишком высока для широкого круга покупателей.
У классических вариантов технология надежная и проверенная. Их легко ремонтировать, кроме того, стоимость деталей не велика. Для многих это оптимальный вариант. Главное при выборе — проверить качество прибора.
Конечно, более дорогой бесщеточный вариант лучше. Но здесь каждый покупатель должен решать исходя из собственных финансовых, пользовательских приоритетов.
Бесщеточные шуруповерты: чем они лучше обычных?
Таких моделей все больше на рынке, но они дороже традиционных. Стоит ли переплачивать?
Бесщеточный бытовой электроинструмент появился на прилавках не так давно. Далеко не все понимают особенности таких моделей и выбирают по традиционным критериям: максимальный крутящий момент, наличие режима сверления и так далее. Кстати, у нас есть целый гид по выбору шуруповертов — будет полезно почитать на досуге. Так что особенного в конструкциях без щеток?
Для начала о традиционных коллекторных двигателях. Щетки в них используются для того, чтобы передать ток на обмотку якоря. Соответственно, они являются самым что ни на есть расходным элементом — со временем стираются и требуют замены. В некоторых электроинструментах предусмотрена быстрая замена щеток пользователем, но часто устройство приходится нести в сервис.
У бесщеточных двигателей другой принцип работы. Ротор с магнитом располагается между трех пар обмоток статора. Ток подается последовательно на эти обмотки, за счет этого ротор начинает вращаться. То есть вращение происходит без прямого контакта деталей, так что изнашиваться здесь особо и нечему. Картинка ниже отлично иллюстрирует эту конструкцию
Преимущества бесщеточных шуруповертов
На самом деле их гораздо больше, чем кажется.
КПД заметно выше. Если у моделей с щетками он составляет около 60-70%, у бесщеточных приближается к 90.
Больше время работы от аккумулятора. Собственно, следствие высокого КПД и отсутствия трения в узле: на одной зарядке устройство сможет работать дольше, чем коллекторный аналог.
Лучше защита от перегрузок. Перегрева обмотки здесь не произойдет, поэтому кратковременные перегрузки не выведут устройство из строя.
Есть ли у таких моделей недостатки? По большому счету, их два. Во-первых, как мы уже отметили, бесщеточные шуруповерты стоят дороже. Во-вторых, ремонтопригодность у них не самая хорошая. Да, ломаться тут особо нечему, но статор и управляющий блок выполнены одной деталью, стоимость замены которой может превышать половину стоимости нового шуруповерта. Так что целесообразность ремонта под большим вопросом.
Стоимость бесщеточных моделей начинается от 4000 руб., но это без аккумулятора и зарядного устройства.
Полностью укомплектованные варианты примерно в два раза дороже. Даже модель не самого известного бренда будет стоит от 10 000 руб.
Нужно что-то подешевле? Поищите в нашем рейтинге популярных аккумуляторных моделей. Или возьмите сетевой шуруповерт — они самые доступные.
Какой шуруповерт лучше: щеточный или бесщеточный?
На сегодня по типу двигателя шуруповёрты подразделяются на щёточные и бесщёточные. Каждый вид имеет свои плюсы и минусы. В данной статье подробно раскрывается вопрос о том, какой шуруповерт лучше всего выбрать для тех или иных видов работ.
Рейтинг лучших щеточных и бесщеточных шуруповертов
Устройство, плюсы и минусы
До недавнего времени шуруповёрты классифицировались лишь по механизму ( ударные и безударные ) и по типу питания ( сетевые и аккумуляторные ). Однако за последнее десятилетие было замечено появление инструментов, оснащенных бесщёточными двигателями. Разобрав подробно эти два вида, вы сможете решить для себя, какой шуруповёрт лучше: щёточный или бесщёточный.
Щёточные шуруповёрты
Первый тип работает за счёт коллекторного мотора. Электрическая энергия посредством ротора превращается в механическую. Ротор обмотан медными проводами, по которым проходит электричество, что приводит к образованию магнитного поля, заставляющего якорь вращаться.
Также в коллекторе расположены щётки, отвечающие за передачу напряжения. Они соприкасаются с коллектором, изменяющим направление вращения.
Плюсы щёточных инструментов:
Бесщёточные шуруповёрты
У бесщёточных инструментов больше плюсов, по сравнению с их традиционными аналогами:
Единственным минусом бесщёточного шуруповёрта является его дорогая стоимость.
Как работает бесщёточный двигатель
Конструкция и принцип действия
Бесщёточный мотор состоит из магнитов, электромагнитного статора с обмотками и электроники, отвечающей за работу этих обмоток.
Импульсы вместе с регуляторными сигналами скорости формируются в процессоре, откуда передаются на усилители. Последние отвечают за коммутирование тока, в результате формируется магнитное поле, заставляющее ротор вращаться. Напряжение передаётся на каждую из 3 обмоток поочерёдно.
Топ лучших бесщёточных и щёточных моделей
Вам нужно купить подходящий шуруповёрт для монтажа или строительства и Вы не знаете, какой выбрать? Рейтинг шуруповёртов, составленный по отзывам покупателей, поможет Вам найти ответ на этот вопрос и выбрать оптимальный вариант среди представленных.
Аккумуляторная дрель-шуруповерт Makita DDF481RF Li-Ion 3.0 А·ч 18 В х1 кейс
надёжный 2-режимный редуктор с металлическими шестерёнками;
предусмотрена дополнительная рукоятка;
21 позиция крутящего момента;
ёмкая батарея (3 А*ч), также поддерживаются аккумуляторы ёмкостью до 4 А*ч;
Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт BOSCH GSB 18V-60 C 5.0Ач х2 L-BOXX
функция тормоза двигателя;
функция KickBack Control для отключения при заклинивании;
муфта Precision Clutch для точной обработки;
система защиты от перегрузок;
ёмкий аккумулятор (5 А*ч);
запасная батарея в комплекте;
Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт STANLEY SBH20D2K
функция точечной подсветки;
23 позиции крутящего момента;
система защиты от перегрузок, перегрева и глубокого разряда;
запасной аккумулятор в комплекте;
Аккумуляторная дрель-шуруповерт ВИХРЬ ДА-24Л-2К/Б
прорезиненная рукоятка для надёжного хвата;
система вентиляции для защиты от перегрева;
запасная батарея, несколько бит и удлинитель для них в комплекте;
Аккумуляторная дрель-шуруповерт Metabo BS 18 L BL Q 0 MetaLoc, без аккумулятора
Шуруповёрт с бесщёточным двигателем для универсального использования. Система Metabo Quick делает смену насадки и держателя быстрой. Также предусмотрена LED-подсветка для оптимального освещения. Крутящий момент — 60 Н*м. Диаметр сверления: 32 мм в дереве и 13 мм в металле. Поддерживаются литий-ионные аккумуляторы напряжением в 18 вольт. Скорость вращения — до 1850 оборотов в минуту.
специальное отделение для насадок;
поясной крючок для ношения на ремне;
повышенная мощность и экономия энергии благодаря технологии Ultra-M;
Аккумуляторная дрель-шуруповерт ЗУБР DL-20 A5 Li-Ion 1.5 А·ч 20 В х2 кейс
запасной аккумулятор и бита в комплекте;
18 позиций момента силы;
система вентиляции для охлаждения батареи;
предусмотрена функция реверса;
Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт Makita DHP451RFE
функция тормоза двигателя;
металлический зажим для ношения на поясе;
ёмкая батарея (3 А*ч);
запасной аккумулятор в комплекте.
Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт DeWALT DCD785C2
система защиты от перегрузок;
функция тормоза двигателя;
предусмотрена дополнительная рукоятка;
магнитный держатель для бит;
металлическая клипса для ношения на ремне;
быстрая зарядка батареи;
дополнительный аккумулятор в комплекте;
Аккумуляторная ударная дрель-шуруповерт РЕСАНТА ДА-24-2ЛК-У
удлинённая форма, облегчающая завинчивание шурупов и сверление на труднодоступных участках;
присутствует индикатор заряда батареи;
система вентиляции для защиты от перегрева;
запасной аккумулятор, набор бит и удлинитель для них в комплекте;
Аккумуляторная дрель-шуруповерт PATRIOT BR 183UES Li-Ion 2 А·ч 18 В х1 кейс
запасной аккумулятор и 2-сторонняя бита в комплекте;
батарея защищена системой BSC;
предусмотрен магнитный держатель бит;
Заключение
Покупатели выбирают шуруповёрт с тем или иным видом двигателя, исходя из целей и частоты его использования. Таким образом они находят ответ на вопрос, выбирать щеточный или бесщеточный шуруповерт для своих задач. Если шуруповёрт вам нужен не каждый день, выберите инструмент с щёточным двигателем. Однако, если интересует надёжное и долговечное устройство для частого применения, рекомендуется приобрести инверторный шуруповёрт.
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.