Бесщеточный мотор для шуруповерта

06.ноя.2019

Разбираемся, в чем принципиальная разница в двигателях WORX, рассматриваем их плюсы и минусы

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 бесщеточном двигателе установлен коммутатор, который используется для переключения с одной обмотки на другую. Это 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

1. Первым плюсом инструментов со щеточными двигателями стоит отметить более низкую стоимость в отличие бесщеточных. Это связано с технологиями производства и более бюджетными материалами.
2. Вторым плюсом специалисты отмечают упрощенную конструкцию двигателя, что влияет на стоимость ремонта. Проще поменять щетки, чем весь мотор в целом.
3. Также к плюсам можно отнести относительно малый вес и размер инструментов.

Минусы

1. На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает проблема их быстрого износа. Помимо износа самих щеток, в процессе работы они стираются. Стертый графит может засорить коллектор и привести в полную негодность инструмент.
2. Также к минусам можно отнести более низкую мощность щеточных инструментов, в отличие от бесщеточных моделей. Это связано с тем, что щеточные двигатели физически не могут выдавать мощность выше 3 000 об./мин. Но такой мощности вполне достаточно для домашнего обихода.
3. Еще одним минусом щеточных двигателей мы можем отметить наличие искрения во время работ. Обратите внимание, что при запуске инструмента щетки трутся о коллектор и создают видимые искры. Это значит, что работать щеточными инструментами нужно более аккуратно — убирать на расстояние все возможные легковоспламеняющиеся вещества и предметы, а также периодически делать перерывы в работе, во избежание перегрева двигателя.
4. Последним минусом отметим не очень высокий КПД инструментов с коллекторным двигателем — всего 60%. Это значит, что инструменты несколько хуже справляются с прочными материалами (например, с металлом) и выполняют меньший объем работы за то же время, что бесщеточный инструмент.

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:

1. У инструментов с бесщеточным двигателем отсутствуют многие проблемы, которые встречаются у щеточных моделей. Так, первым плюсом специалисты отмечают бо́льшую износостойкость инструментов. Ввиду отсутствия щеток не создается трение внутри двигателя, соответственно нет внутренних загрязнений. Также отсутствие щеток снижает пожароопасность инструмента — при работе нет искрения, а значит можно работать практически в любых условиях.
2. Вторым плюсом стоит отметить упрощенную регулировку крутящего момента — в отличие от щеточных моделей, у бесколлекторных инструментов достаточно просто нажать соответствующую кнопку на инструменте. Причем регулировка может иметь до 15 уровней и переключаться в одно мгновение.
3. Одним из ключевых преимуществ бесщеточных моделей нужно отметить экономию расходуемой энергии. Этот пункт особенно актуален для аккумуляторных инструментов. Благодаря экономии инструменты работают до 50% дольше, чем модели со щеточным двигателем. Также КПД бесколлекторных инструментов намного выше — инструмент выполняет 90% поставленных задач, против 60% у коллекторных моделей. Это значит, что бесщеточными инструментами можно работать практически с любым материалом без потери мощности.
4. Помимо вышеуказанных преимуществ инструментов с бесщеточным двигателем, они еще могут разгоняться до максимальных показателей и имеют быстрый запуск сразу с больших скоростей, чем не могут похвастаться щеточные инструменты.

Минусы:

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

1. К минусам, в первую очередь стоит отнести стоимость инструментов. Техника с бесщеточным мотором в цене дороже, чем упрощенные модели со щеточным двигателем.
2. Вторым недостатком бесколлекторных инструментов может быть сложное и дорогое техническое обслуживание. Бесщеточный двигатель — технологичное устройство, для работы с которым нужны знания в микроэлектронике. К счастью, в сотрудники наших сервисных центров знают и умеют обслуживать бесколлекторные двигатели.

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».

Какой шуруповерт лучше — щеточный или бесщеточный?

Чем отличаются щеточные и бесщеточные двигатели, легко понять по их названиям. Разница — в конструкции, а именно:

• щеточные моторы (коллекторные) оснащены двумя щетками из углерода, которые подводят электричество от аккумулятора к мотору. При работе происходит трение, выделяется тепло, тратится энергия.
• бесщеточные моторы (бесколлекторные) передают электричество напрямую, создавая магнитное поле. Они имеют минимум движущихся частей, работают без трения.

В зависимости от того, каким двигателем оснащен шуруповерт, он будет иметь некоторые особенности.

Щеточный шуруповерт: ниже ресурс, дешевле инструмент и ремонт

Двигатели с угольными щетками в аккумуляторных дрелях-шуруповертах — это старая технология, проверенная временем.

Двигатели универсальны: в шуруповерт устанавливается двигатель в сборе (есть несколько типоразмеров), что делает инструмент очень удобным в плане ремонта.

Более простая конструкция = проще в обслуживании. В связи с этим шуруповерты со щеточными двигателями доступнее по цене.

Многие шуруповерты Worx оснащены щеточными моторами, и это отличные инструменты для домашних мастеров (например, модели WX101.1, WX176.2, WX178).

В то же время технология имеет несколько слабых сторон:

• щетки со временем изнашиваются, поэтому такие двигатели имеют меньший ресурс, чем бесщеточные;
• при длительной напряженной работе мотор нагревается, поэтому иногда требуется делать перерывы;
• от трения щеток могут возникать искры — это значит, что не стоит работать таким шуруповертом вблизи от легковоспламеняющихся веществ.
• на трение расходуется энергия, поэтому моторы обладают более низким КПД по сравнению с бесщеточными.

Бесщеточный шуруповерт: выше ресурс, дороже инструмент и ремонт

Бесщеточный двигатель — более современный. Его использование в конструкции шуруповерта прибавляет до + 25% к мощности и до + 10% к сроку службы двигателя (а значит и самого инструмента).

Если шуруповерт аккумуляторный, технология также обеспечивает до + 50% к длительности работы на одном заряде, поскольку бесщеточный мотор более экономно расходует энергию.

Все эти показатели достигаются благодаря отсутствию щеточного узла, наверно самого быстроизнашиваемого в инструменте, отсутствию потерь на трение, нагрев и т.д.

Отсутствие щеточного узла позволяет уменьшить габариты двигателя (и инструмента) по длине на 2-3 см, а значит дрель-шуруповерт с таким двигателем может больше подходить для работы в труднодоступных местах.

Кроме того, бесщеточный двигатель работает без искр, поэтому инструмент можно использовать практически в любых условиях. Более сложная конструкция двигателя и все перечисленные преимущества объясняют более высокую стоимость такого шуруповерта.

Среди дрелей-шуруповертов Worx бесщеточными двигателями, которые эффективнее щеточных справляются с повышенной нагрузкой, оснащены модели WX102, WX175, а также ударные модели WX352 и WX354.

Следует также отметить недостатки бесщеточных двигателей:

• такие двигатели «боятся» металлической окалины, пыли, стружки, любых мелких предметов (ротор бесщеточного двигателя представляет собой постоянный магнит), которые могут попасть внутрь инструмента и испортить двигатель. Производители борются с этим, устанавливая на вентиляционные отверстия мелкую сетку.
• конструкция имеет минимум движущихся частей и отсюда меньшая вероятность поломок, однако если ремонт потребуется, то починить бесщеточный шуруповерт обойдется дороже.

Какой же все-таки лучше?

Если использовать шуруповерт требуется время от времени, то щеточный станет идеальным вариантом. А для частого использования и более напряженной работы следует присмотреться к бесщеточным моделям.

Какой шуруповерт лучше щеточный или бесщеточный: сравнение и выбор для дома

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.

Работа шуруповертом

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.

Деталь щетка

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:

• Ток здесь переключается в обмотках статора. На якоре нет катушки, и магнитное поле создается с помощью установленных внутри корпуса магнитов.
• Время, когда нужно подключить электричество регулируется при помощи встроенных датчиков. Используется эффект Холла. Короткие электрические импульсы и сигналы скорости, регулирующие работу, переходят во встроенный процессор. Это действие принято называть ШИМ сигналом.
• Поочередно образуемые импульсы направляются на усилители, которые усиливают ток. Инверторы (усилители), соединены с обмоткой на статоре. Данные элементы накапливают ток, вырабатываемый катушками, и при помощи импульсов передают его из внутреннего процессора.

В результате возникает магнитное поле, которое заставляет вращаться якорь и инструмент начинает работать.

Инструмент безщеточный

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:

• У них нет проблем, которые имеются у щеточных моделей. Они более устойчивы к износу, так как щетки не дают внутреннего трения. Уровень возгорания тоже ниже. Отсутствие искрения позволяет работать в самых сложных условиях.
• Более простая система регулировки крутящего момента. Количество уровней (15), позволяет сразу выбрать нужный режим и просто нажать на кнопку. У них выше уровень КПД.
• Экономичность в плане использования электроэнергии. Это особенно актуально. Если двигатель аккумуляторный. Инструментом можно работать на любом материале.

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:

• Гораздо легче и меньше по размеру. Компактность дает возможность работать в сложных местах и носить даже в обычной сумке.
• Мощнее и эффективнее в расходе электричества. Современный принцип работы мотора, основанный на применении электроники, повышает пользовательские характеристики.
• Аккумуляторные модели бесщеточного типа работают на одной зарядке достаточно долго. По сравнению с классическими моторами это на 30 % больше.
• Благодаря незначительному выделению тепла не требуется дополнительного охлаждения и перерывов при работе.
• При работе не издает слишком сильных звуков, не дает резких рывков.
• Нет искр. Это позволяет работать в сложных условиях рядом с топливными баками, газовыми приборами.
• Прост в обслуживании. Не требуется покупать и подбирать щетки.
• Реже ломается, так как отсутствие щетки позволяет работать даже при высоких нагрузках, не боясь засорить двигатель.

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.

Разница между щеточным и беcщеточным двигателями

22 июля 2020

Сегодня при выборе электроинструмента в характеристиках часто указывают тип двигателя, который бывает щеточным или бесщеточным. Мы и сами, когда пишем статьи про электроинструменты или составляем рейтинги, отмечаем этот момент.

Но еще не все знают, в чем разница между этими двумя типами двигателя и почему модели с бесщеточным стоят дороже. Чаще всего этим интересуются, когда выбирают шуруповерты или гайковерты, но такие двигатели ставят и в другие электроинструменты.

В этой статье мы подробно разберемся, в чем разница между щеточным и бесщеточным двигателем, стоит ли переплачивать за последний и какие у них плюсы и минусы.

Устройство щеточного двигателя

Щеточный двигатель также называют коллекторным.

Коллекторный электродвигатель сам по себе бывает разных типов, но мы вдаваться в такие подробности не будем, в любом случае, принцип работы и устройство у них отличаются не слишком сильно.

А основные различия в способе возбуждения (создания магнитного потока), что в нашем случае особого значения не имеет (применимо к электроинструментам). Устройство достаточно простое:

• Якорь (ротор), который собственно вращается, преобразовывая электрическую энергию в механическую.
• Обмотка – медные провода, которыми обмотан якорь. По проводам проходит электричество, что создает магнитное поле, которое и заставляет ротор вращаться.
• Коммутатор позволяет изменять направления вращения (он осуществляет переключение между обмотками). Также его называют коллектор, отсюда и пошло название этого типа электрических двигателей.

Для передачи напряжения на обмотку используют щетки, отсюда и второе название двигателя. Щетки соприкасаются с коммутатором, обычно их две или четыре.

Их производят из разных материалов, у каждого есть свои плюсы и минусы: графитовые, электрографитовые, угольно-графитовые (их называют просто «угольные»), медно-графитовые. Все они являются расходным материалом, то есть, изнашиваются. Возникает вопрос: почему не сделать щетки, которые не изнашиваются? Ответ простой.

Если в электродвигателе щетки будут из материала, которые менее подвержен износу, то они будут стирать коллектор (коммутатор), что все равно приведет к поломке.

Но в том, что эти щетки изнашиваются, ничего страшного нет. Их можно легко заменить и сделать это самостоятельно. Более того, во многих моделях электроинструментов конструкция такова, что позволяет очень быстро заменить щетки. Главное лишь купить подходящие, с чем обычно не возникает никаких трудностей, а цена комплекта из двух штук редко превышает 200 рублей.

Все элементы установлены в статор, который является неподвижным, а в нем может быть как вторая катушка, так и магнит. Как видно, устройство и принцип работы щеточного двигателя предельно просты. А теперь перейдем к достоинствам и недостаткам.

Достоинства:

• Использование щеточного двигателя позволяет снизить как размер, так и вес электроинструмента.
• Простоту конструкции тоже можно отнести к плюсам. Да, щетки изнашиваются, но другие поломки встречаются редко.
• Цена таких двигателей гораздо ниже и это не только потому, что их используют в дешевых моделях. Бесщеточные двигатели встречаются также и в дорогих моделях, но в любом случае они будут дешевле щеточных аналогов.

Недостатки:

• Коэффициент полезного действия ниже, обычно около в пределах шестидесяти процентов. То есть, при одинаковом потреблении энергии, инструменты с бесщеточным двигателем обладают меньшей производительностью.
• При повышении оборотов трение на щетки увеличивается, а некоторые даже начинают искрить. Кстати, это подразумевает проверку отсутствия рядом легковоспламеняющихся материалов. Ну а работа на максимальных оборотах способствует быстрому износу инструментов.
• Пыль от стертых графитовых щеток может стать причиной засорения коллектора, что также приведет инструмент в негодность и его придется чистить, хотя это случается не очень часто.
• В мощных инструментах щеточные двигатели не используют, так как они не могут выдавать очень высокие обороты, это достаточно серьезное ограничение.

Устройство бесщеточного двигателя

Бесщеточный двигатель (также называется бесколлекторным) также имеет статор и ротор, однако не имеет коллектора и щеток. Вместо них используется датчик Холла, а также контролер.

Принцип действия такого двигателя основан на электромагнитной индукции: электрическая энергия преобразовывается в механическую благодаря изменению полярности.

Это упрощенное объяснение, при желании вы можете самостоятельно узнать устройство бесщеточного двигателя более подробно на специализированных сайтах. Но в целом, его устройство также достаточно простое.

Стоит отметить, что бесщеточные двигатели делятся на синхронные и асинхронные, впрочем, производители электроинструментов указывают это редко, найти информацию можно только в документации.

Разница проста: в синхронном бесщеточном двигателе частота вращения магнитного поля такая же, как и частота вращения ротора. Один оборот делается за одно прохождение тока через катушку.

В асинхронном ток проходит значительно быстрее, поэтому ротор вращается медленнее. А теперь поговорим про их плюсы и минусы.

Преимущества:

• В контексте сравнения с щеточными можно сразу сказать, что у бесщеточных электродвигателей нет множества проблем, которые присущи другому типу. В частности нет искрения и трения, нет загрязнения из-за разрушения щеток.
• Могут работать на куда более высоких оборотах, кроме того, разгоняются значительно быстрее. Это актуально в том случае, если предстоят большие объемы работы: экономит время.
• Коэффициент полезного действия значительно выше и может достигать 90%. А это экономит и энергию.
• Существует возможность регулировать обороты и крутящий момент, при чем в достаточно широком диапазоне. Впрочем, хотя такая возможность и существует, но производители добавляют ее далеко не во все электроинструменты.
• К плюсам можно отнести надежную конструкцию.
• Разрядные токи несколько меньше, что продлевает работу аккумулятора. Это не слишком значительно, но все равно это можно записать в плюсы.

Недостатки:

• Инструменты с бесщеточным двигателем будут тяжелее и имеют большие габариты. Впрочем, бывают исключения, особенно если сравнивать модели из разных ценовых категорий.
• Стоимость таких инструментов гораздо выше, если сравнивать модели с одинаковыми характеристиками и от одного производителя.
• Хотя конструкция и надежна, но поломки могут быть и тут. Бесщеточные двигатели починить гораздо сложнее, хотя это и зависит от того, что именно вышло из строя.

Таким образом получается, что для рядового потребителя основным фактором будет цена. Если есть готовность заплатить за более высокую надежность, то выбор стоит делать в пользу бесщеточных двигателей.

Кроме того, такой выбор придется сделать и в том случае, если для работы требуются высокие обороты. Ну а для бытовых целей можно купить инструмент с щеточным двигателем.

Замена щеток не является сложной задачей, про их стоимость мы уже писали, а использование в быту не подразумевает частой работы, поэтому щетки придется менять достаточно редко.

Вообще, не стоит думать, что щетки изнашиваются очень быстро. Такой стереотип есть, но он ошибочный.

Конечно, все зависит от материала, из которого их сделали, но например в отзывах на шуруповерты нередко можно найти информацию, что замена потребовалась после закрутки нескольких сотен тысяч шуруповертов.

То есть, если вы покупаете инструмент для постройки дома, то щеток для этого хватит совершенно точно.

Как работает бесщеточный электродвигатель. Почему его габариты меньше, а стоимость выше щеточных аналогов?

В электроинструмент давно устанавливают бесщеточные электродвигатели. Такие электродвигатели обладают рядом преимуществ перед коллекторными (перечислю ниже). Но есть один большой недостаток – высокая цена. С чем это все связано? Предлагаю разобраться.

Если вскрыть аккумуляторные шуруповерты с двух типов электродвигателей, то сразу увидим, что бесколлекторный при тех же характеристиках (или даже лучших) – имеет меньшие габариты:

© worx.tools-russia.ru

Это понятно, т.к. в нем нет щеток – контактов, передающие напряжение на обмотку. Хотя это все тот же электродвигатель на постоянных магнитах, но магниты находятся на роторе (вращаются), а обмотки катушек неподвижны:

© flymod.net© avmodels.ruae01.alicdn.com

Существуют несколько разновидностей бесщеточных электродвигателей: с внутренней обмоткой и врешним ротором на постоянных магнитах (фотографии 1 и 2) и с внешней обмоткой и с внутренним ротором с магнитами (фотография 3). Так же они делятся на синхронные и асинхронные (с синхронизацией магнитных полей ротор-статор и с опережением магнитного поля на статоре).

В электродвигателе происходит переключение магнитного поля (питания катушек). По принципу притяжения разных полюсов магнита.

В определенный момент нужная катушка должна притягиваться к противоположному полюсу постоянного магнита. В коллекторном переключение сделано конструктивно за счет скользящих контактов.

А если в безщеточном нет скользящих контактов – как понять на какую катушку подать напряжение? И как происходит это переключение?

Для контроля положения ротора на катушках установлены датчики Холла:

© 3.bp.blogspot.com

Принцип работы датчика Холла:

© oooevna.ru© kojieco.ru

Они дают сигнал на блок управления (контроллер) и тот подает напряжение на нужную обмотку статора. Выглядит при вращении это вот так:

© gw-tools.ru

Ротор догоняет магнитное поле статора. Пример платы управления электродвигателем:

© polish.brushless-dcmotor.com© polish.brushless-dcmotor.com

Как устроен и работает бесщеточный электродвигатель доступным языком рассказывается в этом ролике:

Видно, что они выше в половину, а то и в два раза щеточных аналогов.

Понятно, что электронная часть сложна в изготовлении и имеет дополнительную цену в общей стоимости электродвигателя для какого-либо инструмента. Но и плюсов у такого электродвигателя – значительный список:

1. Т.к. коллекторный электродвигатель свыше 3000 об/мин снижает свою мощность и КПД, контакт в щетках нарушается, и появляется искрение. Бесщеточные двигатели лишены этих недостатков и имеют стабильное КПД до 90% на всех оборотах. Они механически более долговечные (ресурс зависит только от подшипников). Могут иметь более высокие обороты.

2. Бесщеточным двигателем легче производить регулировку (электронно) крутящего момента. Обычно на безщеточных шуруповертах установлен переключатель, отвечающий за это. За счет повышенного КПД, безщеточные электродвигатели экономят заряд АКБ инструмента, некоторые до 50% экономнее по сравнению с коллекторными.

Но если выйдет из строя электронная часть управления электродвигателем, то ремонт может быть сопоставим по стоимости с новым инструментом. У электроники всегда есть риск поломки. Короткие замыкания при попадании влаги или воздействие электростатики на датчики Холла и микросхемы – от этого никто не застрахован.

Не смотря на эти риски, за этими двигателями будущее. Т.к. их характеристики выше коллекторных. Возможно, когда-то промышленность начнет выпускать блоки управления в одном корпусе микросхемы с надежной защитой от замыканий и статического электричества.

***

Подписывайтесь на канал, добавляйте его в закладки браузера (Ctrl+D). Впереди много интересной информации.