какие моторы в шуруповертах
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.
Подробное устройство шуруповерта: схемы и видео
Шуруповерт – это универсальный инструмент, который используется для широкого спектра задач. Позволяет высверливать отверстия разного диаметра, ввинчивать крепежный инструмент, а также устанавливать и демонтировать строительные элементы. Внешне это небольшой прибор весом от 0,5 до 2 кг. Он состоит из корпуса, электродвигателя и редуктора. Может иметь и дополнительные функции, например, регулировку скорости вращения, стопорный механизм и даже фонарик. Чтобы выбрать качественную модель, следует учитывать назначение работы, а также основные технические характеристики.
Корпус
Внешняя часть устройства с контактной ручкой.
У корпуса шуруповерта может быть несколько видов:
При выборе корпуса шуруповерта следует обратить внимание на качество материалов изготовления. Желательно выбирать модели из плотного пластика с металлическими вставками и прорезиненными элементами в контактных частях. Рукоять должна удобно лежать в руке, не вызывать дискомфорта. Рекомендуется, чтобы кнопка питания, реверса, а также регуляторы скорости и мощности были в свободном доступе для пальцев. Не стоит покупать модель с явным люфтом любых движущихся частей.
Важно! На корпусе шуруповерт должна быть кнопка старта и возможность вращения в реверсе. Для продолжительной работы удобен фиксатор, позволяющий избежать постоянного включения-выключения.
Патрон
Почти все современные шуруповерты профессионального и любительского сегмента оснащены трехкулачковым самозажимным патроном с самоцентровкой. Это позволяет быстро менять насадки, надежно крепить их для долгой и интенсивной работы. Внутри патрона имеется шестигранное отверстие для фиксации хвостовика насадки. Обычно крепление происходит между всеми тремя кулачками путем легкого вращения муфты.
Чтобы установить насадку, нужно взяться за нижнюю муфту, начать крутить верхнюю – это позволяет разжаться кулачкам. Для ускорения процесса можно фиксировать насадку, держась за верхнюю муфту и нажимая кнопку старта для зажима, реверса – для разжатия.
Электродвигатель
Малогабаритный мотор коллекторного типа – основная часть инструмента. Шуруповерты, работающие от сети, оснащены двухфазным электродвигателем переменного тока, запуск происходит через пусковой конденсатор. Аккумуляторные модели работают от постоянного источника питания. Основные элементы электрического двигателя:
Для надежной фиксации щетки прижимаются подпружиненной пластиной. Это позволяет сохранять целостность структуры, а также движение вдоль вертикальной оси. Именно щетки изнашиваются чаще всего и нуждаются в регулярной замене.
Важно! Электрическое напряжение подается только на щетки. Направление работы шуруповерта зависит от полярности тока.
Планетарный редуктор
Вне зависимости от оснащенности модели, он всегда находится в отдельном корпусе, выполнен из пластика или металла. Основные элементы редуктора шуруповерта:
Основная деталь – кольцевая шестерня, имеющая цилиндрическую форму. По ее окружности располагаются небольшие зубья, по которым двигаются сателлиты. Как правило, они устанавливаются на прочные штифты водила, в центре первого ряда находится солнечная шестерня.
Подвижный вал вставляется в редуктор с помощью магнитных контактов, в процессе работы совершает вращательные движения. Двухступенчатый редуктор всегда содержит второе водило. Учитывая сложность работы, оно может двигаться быстрее или медленнее крутящего момента вала двигателя инструмента.
Важно! Качественный шуруповерт должен быть оснащен двухсторонним редуктором. Такая конструкция позволяет регулировать мощность и скорость работы без повышения нагрузки на двигатель инструмента.
Муфта регулировки вращения
Подобный механизм позволяет исключить срыв резьбы шурупа, перегрева двигателя от перегрузки. Состоит из стопора, шайбы и пружинки, резьбовой (регулирующей) втулки.
Муфта регулировки объединена в единый механизм с патроном. При максимальном напряжении пружина передает нагрузку на пальцы резьбовой втулки, которая и останавливает гильзу патрона. После этого останавливается вращательное усилие. В зависимости от конструктивных особенностей шуруповерт муфта представлена 5-25 ступенями регулировки.
Регулировка частоты вращения шпинделя
В некоторых моделях шуруповерта есть дополнительная регулировка предела скорости вращения. Это позволяет избежать перенапряжения в работе инструмента. Может иметь 3-4 режима работы, импульсный преобразователь работает в диапазоне от 0 до 1250 об/мин. Регулировка обычно происходит с помощью специальной пластины на нижней муфте патрона, в некоторых устройствах имеется возможность настройки принудительного торможения шпинделя. Остановка обеспечивается замыканием обмотки электродвигателя на резистор.
Электропитание и его характеристики
Шуруповерты с постоянным источником тока имеют в комплектации 1 и более аккумуляторов. Его мощность может варьироваться от 9 до 36 ватт. Для решения бытовых задач оптимальной мощностью считается диапазон 12-15 Вт. Используются следующие виды аккумуляторных батарей:
Они отличаются напряжением и сроком эксплуатации. Рекомендуется приобретать шуруповерты с Li-Ion АКБ напряжением 3,6 В. Они надежны и долговечны в работе. Помимо этого следует учитывать емкость источника питания, которая напрямую влияет на продолжительность эксплуатации. Она варьируется от 1,2 до 3,5 Ah.
Справка! Желательно приобретать модель, оснащенную 2 и более АКБ, что позволяет избежать перерыва в работе. В технической документации всегда указана продолжительность зарядки, чем она меньше, тем удобнее инструмент.
При выборе шуруповерта учитывайте цель работы. Профессиональные инструменты отличаются повышенной мощностью двигателя, 2-3 фазами работы редуктора. Корпус должен быть удобен для руки, комфортен для продолжительного использования. Рекомендуется наличие регулировки скорости вращения шпинделя, минимальный диапазон – 0-1250 об/мин. Обязательно наличие надежного и емкого источника питания, для удобства желательно приобретать модели с 2 и более аккумуляторами литий-ионного типа.
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.
Какой шуруповерт лучше: 12 В, 18 В или 24 В?
Ассортимент аккумуляторных шуруповертов сейчас настолько большой, что в любой ценовой категории можно найти инструмент с хорошими техническими характеристиками. Но, сравнивая в каталоге параметры разных моделей, поневоле задумаешься о том, какой из шуруповертов лучше, и почему они комплектуются аккумуляторами с разным напряжением. Мы решили разобраться, как устроены батареи аккумуляторного инструмента, и в чем между ними разница.
Конструкция батарей аккумуляторного инструмента
Все аккумуляторные блоки, которые используются для питания ручного электроинструмента, устроены примерно одинаково. Внутри блока находится несколько стандартных элементов — так называемых «банок». Например, в литий-ионных батареях в качестве элементов используются «банки» стандарта 18650 с номинальным напряжением 3.6 В и высокой токоотдачей, а в никель-кадмиевых — элементы напряжением 1.2 В.
 |
| Конструкция современной батареи для аккумуляторного инструмента. |
Изменяя количество элементов и способ их соединения между собой (последовательно или параллельно), можно получить батареи с разными характеристиками. Они будут отличаться по рабочему напряжению (на практике используются блоки напряжением от 10.8 В до 24 В) и емкости (аккумуляторы ручного электроинструмента имеют емкость от 1 Ач до 12 Ач). Некоторые производители (например, DeWALT) даже выпускают преобразуемые аккумуляторные системы, у которых порядок соединения «банок» через клеммы автоматически меняется в зависимости от того, к какому инструменту подключена батарея: 18-вольтовому или 54-вольтовому.
 |
| Способы соединения «банок» в аккумуляторах на примере батарей DeWALT Flexvolt. |
Зависимость между напряжением и мощностью шуруповерта: есть или нет?
Из курса электротехники известно, что мощность электродвигателя прямо пропорциональна напряжению, которое подается на обмотки. Из этого можно сделать вывод, что чем больше вольт в аккумуляторе — тем мощнее шуруповерт. Правда ли это? Между голой теорией и практикой лежит целая пропасть. На деле на мощность аккумуляторного инструмента также влияют:
Учитывая сказанное выше, несложно сделать вывод, что напряжение аккумуляторного блока — это далеко не единственный фактор, влияющий на отдаваемую мощность электроинструмента. Поэтому нередко случается, что «брендовый» 12-вольтовый шуруповерт на практике оказывается значительно более мощным и полезным в работе, чем дешевый 18-вольтовый «китаец».
 |
| Шуруповерт Makita DF330DWE и его китайский клон идентичны по напряжению и конструкции, но существенно отличаются по цене и характеристикам. |
Классы шуруповертов по напряжению аккумулятора
После небольшого экскурса в конструкцию батарей и основы электротехники самое время рассмотреть поподробнее аккумуляторные шуруповерты. Они комплектуются батареями с напряжением:
Отдельно стоит сказать о разнице в методах измерения напряжения. Японские и европейские производители, руководствуясь правилами EPTA (European Power Tools Association), указывают номинальное напряжение, а американские — напряжение полного заряда. Поэтому один и тот же инструмент в Европе получает маркировку «10.8 В», а за океаном — «12 В». То же касается шуруповертов с батареями на 18 В и 20 В — это инструмент одного класса, просто напряжение измерено разными способами.
Влияние напряжения батареи на другие характеристики шуруповерта
Все параметры аккумуляторного инструмента «увязаны» между собой. Чем больше напряжение и емкость батареи — тем больше ее вес и размеры. К примеру, батарея 10.8-вольтового шуруповерта может состоять всего из трех литий-ионных «банок» по 3.6 В каждая, а для 18-вольтового аккумулятора их нужно как минимум пять (на практике «банок» внутри батареи обычно больше ради увеличения ее емкости). К тому же, повышенное напряжение требует более мощного электродвигателя и более массивного редуктора, а это также приводит к увеличению веса и размеров инструмента. Поэтому для работы в ограниченном пространстве или над головой стоит купить шуруповерт с батареей на 10.8 В, потому что он будет более компактным и легким. А 18-вольтовые модели лучше брать тем, у кого на рабочем месте достаточно пространства для использования более крупного инструмента.
 |
| Разница в размерах между 18-вольтовыми батареями Bosch емкостью 4 Ач, 8 Ач и 12 Ач. |
Есть и другие нюансы, которые следует учитывать при выборе шуруповерта. Например, большое значение имеет конструкция двигателя. Современные инструменты с бесщеточными двигателями даже при напряжении 10.8 В имеют больше мощности и крутящего момента, чем многие 18-вольтовые модели с обычными коллекторными моторами, благодаря уменьшенному энергопотреблению и меньшим потерям на трение и нагрев.
Совместимость батарей с другими видами инструмента
Стоимость батареи (особенно, если речь об аккумуляторных блоках большой емкости) нередко достигает половины цены самого инструмента. Поэтому стоит сразу же задуматься о том, как выбрать шуруповерт таким образом, чтобы впоследствии экономить на аккумуляторах.
К счастью, производители электроинструмента уже позаботились об этом. Многие из них вокруг одного типа аккумулятора строят целую «экосистему» из разных видов инструмента. То есть, одна и та же батарея может подходить к шуруповерту, дрели, шлифовальной машине, электролобзику, реноватору и другим устройствам. Некоторые фирмы выпускают даже мощные перфораторы, бетонорезы, газонокосилки и электровелосипеды, работающие на одном, двух или трех стандартных аккумуляторах от шуруповерта. У Milwaukee, например, «экосистема» 18-вольтового инструмента состоит из более чем 200 моделей.
 |
| Более 200 моделей инструмента и садовой техники Milwaukee могут работать от одной и той же батареи 18 В. |
Выводы
Невозможно однозначно ответить на вопрос о том, какой шуруповерт лучше: на 12 В, 18 В или 24 В. Каждый из них — это некий компромисс между мощностью, временем работы на одной зарядке, размерами и весом. Хотя 18-вольтовые модели самые популярные, не всегда есть смысл переплачивать за них. Лучше выбирать инструмент исходя из того, какие работы вы будете выполнять с его помощью. Шуруповерт — ваш основной помощник, и вы работаете день напролет? В таком случае, стоит купить качественную 18-вольтовую модель с емким аккумулятором и запасной батареей. Используете шуруповерт в качестве вспомогательного инструмента для отдельных операций, не требующих особой мощности? Тогда недорогое 12-вольтовое устройство от какого-нибудь бюджетного бренда будет в самый раз.