Принцип работы бесщеточного шуруповерта: недостатки и преимущества шуруповерта с бесщеточным двигателем

Достоинства и недостатки бесщеточного шуруповерта

Содержание

• 1 Бесщеточный шуруповерт
• 2 Достоинства и недостатки электроинструмента без щеток
• 3 Какой шуруповерт выбрать

С появлением аккумуляторной дрели-шуруповерта выполнять работы по сборке мебели, установке панелей из гипсокартона, а особенно монтажу сайдинга на фасадах зданий, стало намного проще и безопаснее. Аккумуляторный инструмент не имеет мешающего работе электрического шнура питания, который при повреждении изоляции представляет для работающего серьезную опасность.

Бесщеточный шуруповерт

Привычные всем аккумуляторные шуруповерты оснащены коллекторными электродвигателями с переключением тока в обмотках якоря при помощи щеток. Бесщеточные шуруповерты, в отличие от них, комплектуются бесколлекторными электродвигателями. Функции коллекторно-щеточного узла (КШУ) выполняются электронным узлом управления. Разница состоит в том, что он переключает ток в обмотках статора, а не ротора. Якорь же не имеет катушек. Для исключения из конструкции скользящих контактов его магнитное поле создается постоянными магнитами. Момент подачи тока в статорные обмотки определяется при помощи датчиков положения ротора (ДПР), которые работают на основе эффекта Холла.

Импульсы ДПР совместно с сигналом регулятора скорости вращения обрабатываются микропроцессором. Результатом обработки является формирование электрических импульсов, модулированных по ширине. Это так называемый сигнал ШИМ. Результирующая последовательность импульсов подается на усилители тока (инверторы). Их выходы связаны с обмотками статора. Инверторы, в соответствии с выходным сигналами микропроцессорного узла, коммутируют ток в катушках статора. Переменное магнитное поле, вызванное импульсами этого тока, взаимодействуя с постоянным магнитным полем ротора, приводит к вращению якоря.

Достоинства и недостатки электроинструмента без щеток

Плюсами шуруповертов без щеток являются следующие качества:

1. Простота регулировки частоты вращения. Возможность изменения ее в широких пределах.
2. Отсутствие коллекторно-щеточного узла. Это исключило возникновение связанных с ним неисправностей и упростило техобслуживание инструмента.
3. Хорошая переносимость кратковременных перегрузок по крутящему моменту.
4. Экономный расход энергии. КПД бесщеточных двигателей около 90%.
5. Более длительная наработка на отказ, чем у инструмента с КШУ.
6. Отсутствие электрического искрения и, как следствие, безопасность работы во взрывоопасных смесях газов.
7. Небольшие размеры и вес.
8. У моделей с реверсом – одинаковая мощность в обоих направлениях вращения.
9. Отсутствие падения скорости вращения при увеличении нагрузки на патрон.

Из минусов этих инструментов замечен только один. Они несколько дороже своих коллекторных конкурентов.

Какой шуруповерт выбрать

Сравним основные характеристики бесщеточных и коллекторных аккумуляторных дрелей:

• КПД бесщеточных выше почти в 1,5 раза (90 против 60%). Значит, при одинаковой емкости аккумуляторных батарей бесщеточный будет работать без подзарядки значительно дольше.
• Среднее время безотказной работы бесщеточных двигателей больше, чем коллекторных.
• Масса и размеры первых меньше, чем вторых.

Проанализировав достоинства и недостатки аккумуляторных шуруповертов, можно с уверенностью сказать, что модели с бесщеточным двигателем – лучше. Если б стоимость сравниваемых шуруповертов была близка, выбирать следовало бы лучший.

Но преимущества бесщеточных довольно дорого стоят. Вопрос состоит в том, нужны ли они вам за эту разницу в цене.

Есть люди, которые работают исключительно дешевым китайским инструментом. Они объясняют это тем, что вечный инструмент еще не придумали. И любой, даже самый дорогой, когда-нибудь выйдет из строя, тогда нужно будет тратить время и деньги на его ремонт.

Недорогой инструмент до выхода из строя обычно успевает отработать деньги, потраченные на его покупку. Поэтому его не жалко выбросить, недорого купить такой же и опять работать новым. Как говорится, сколько людей – столько и мнений. Выбор за вами!

 

какой лучше выбрать, конструкция и принцип действия

Шуруповерт — полезный инструмент в доме. Полки, дверцы, различные механизмы фиксируются на болтах, шурупах, саморезах. Благодаря созданию аккумуляторного бесщеточного шуруповерта сборка мебели, монтаж листов гипсокартона, переезд, не обходится без надежного инструмента.

Содержание

• Как работает бесщеточный двигатель
• Щеточный или бесщеточный шуруповерт выбрать
• Конструкция и принцип действия
• Плюсы и минусы бесщеточного шуруповерта
• Рейтинг ТОП-10 лучших моделей
• Лучшие бесщеточные шуруповерты
  • Makita DDF083Z
  • Makita DF032DWAX1
  • DeWALT DCF620D2K
  • BOSCH GSR 18 V-EC TE
  • Makita DF032DZ
• Лучшие бесщеточные дрели-шуруповерты
  • Makita DDF481RTE
  • DeWALT DCD701D2
  • Metabo BS 18 L BL
  • Интерскол 573. 1.2.70
  • DeWALT DCD701D2
• Почему бесщеточный инструмент такой дорогой
• Перспективы бесщеточных шуруповертов на рынке электроинструмента

Бесщеточный шуруповерт

Как работает бесщеточный двигатель

Со временем производители электрической техники стали понимать, что щетки и коллектор необходимо ликвидировать из двигателей. Бесщеточные модели оснащены электронным усилителем. Благодаря отсутствию скользящих контактов уменьшено трение, и соответственно, увеличился срок функционирования шуруповертов.

Бесщеточный двигатель более эффективен в эксплуатации и меньше подвержен механическому износу.

Некоторые преимущества подобных двигателей:

• надежность;
• высокий крутящий момент;
• минимизация шума;
• увеличенный срок эксплуатации.

Внутренняя часть мотора закрыта и полностью защищена от грязи или попадания влаги. Трансформируя электричество в силу, бесщеточные двигатели работают гораздо эффективнее. Скорость работы зависит от напряжения в сети, а не от центробежной силы. При работе с таким оборудованием нет необходимости пользоваться обмоткой и коммутатором. Используемый магнит небольшого размера и веса.

Для справки! Чаще всего бесщеточные двигатели устанавливаются в оборудовании мощностью до 5 кВт. В более мощных инструментах их применение не рационально.

Щеточный или бесщеточный шуруповерт выбрать

Покупка шуруповерта превращается для многих потребителей в непростой и длительный процесс. Моделей огромное множество, нужно изучить их технические характеристики, стоимость, сравнить цену и качество. Конечно самые ценные советы можно получить от профессионалов, которые используют подобное оборудование в работе практически ежедневно.

Разумеется, технически у бесщеточных моделей гораздо больше преимуществ. КПД у них доходит до 90 %, а у остальных видов он гораздо ниже.

Не сетевая, а аккумуляторная зарядка тоже плюс, особенно если рядом нет сети электричества.

Важно! Типу аккумулятора необходимо уделить отдельное внимание, чтобы выбрать максимально производительный и надежный прибор.

По своим характеристикам и эффективности бесщеточные шуруповерты выгоднее, но вот цена довольно велика для большого круга пользователей.

Классические модели тоже надежные и проверенные, легки в ремонте, детали стоят не дорого и их не сложно приобрести. Поэтому многие выбирают именно этот вариант.

Каждый должен решить самостоятельно какой инструмент ему выбрать, исходя из своих финансовых возможностей и приоритетов.

Конструкция и принцип действия

Конструкция бесщеточного шуруповерта

Бесщеточный шуруповерт незаменимый инструмент в арсенале мастера. Важно знать особенности конструкции и основные принципы работы с ним.

• Переключение тока происходит в обмотках статора. Магнитное поле создается при помощи магнитов, находящихся внутри корпуса.
• Время для подключения электричества определяется встроенными датчиками. Электрические импульсы и сигналы скорости находятся во встроенном процессоре.
• Импульсы уходят на усилители, которые соединены с обмоткой на статоре. Вырабатываемый катушками ток накапливается и импульсами передается из внутреннего процессора.

В результате этих действий появляется магнитное поле, которое вращает якорь и оборудование начинает работать.

Плюсы и минусы бесщеточного шуруповерта

Главный плюс бесщеточного шуруповерта — это отсутствие необходимости менять щетки, ведь их нет. Но так ли все хорошо, ведь за этим плюсом скрывается и большой минус.

При довольно частом использовании замена щеток потребуется не раньше, чем через 2-3 года работы. При их замене хозяин одновременно осмотрит остальные детали, почистит инструмент, смажет. При использовании же бесщеточного оборудования сервисное обслуживание начинает проводиться только тогда, когда инструмент начинает серьезно барахлить.

К основным плюсам бесщеточных шуруповертов относятся:

• Высокий уровень КПД, более 90 %, за счет отсутствия трения и образования искр.
• Быстро достигает установленной скорости вращения двигателя.
• Увеличенная мощность и, как следствие, больший крутящий момент.
• Более эффективен, на 25-40 % по сравнению с щеточным инструментом.
• Можно использовать в пожароопасных средах, благодаря отсутствию искр при работе.
• Защита от перегрузки, что не позволит перегреть оборудование при эксплуатации.

Важно! Такие модели способны достигать максимальных показателей вращения сразу после включения.

Также оборудованию присущи некоторые недостатки:

• Стоимость — за счет дорогой платы управления мотором заметно увеличена цена.
• Ремонтопригодность — цена на ремонт оборудования довольно велика, чаще всего он нецелесообразен.

Рейтинг ТОП-10 лучших моделей

Ознакомившись с мнением пользователей бесщеточными шуруповертами, на основе отзывов покупателей можно составить рейтинг лучших моделей.

1	Makita DDF083Z
2	Makita DF032DWAX1
3	DeWALT DCF620D2K
4	BOSCH GSR 18 V-EC TE
5	Makita DF032DZ
6	Зубр DB-20 A5
7	DeWALT DCD701D2
8	Metabo BS 18 L BL
9	Интерскол 573. 1.2.70
10	Makita DDF481RTE

Лучшие бесщеточные шуруповерты

Шуруповерт Макита

Приобрести шуруповерт на Алиэкспресс легко, а вот найти хорошее, качественное оборудование не очень просто. Чтобы выбрать лучший бесщеточный шуруповерт нужно ознакомиться с их основными техническими характеристиками.

Makita DDF083Z

Инструмент безударного типа, эффективен при работе с различными крепежными деталями. Несколько ступеней крутящего элемента, достигает до 40 Нм. Оборудован светодиодной лампочкой, что помогает работать при небольшом освещении. Оснащен двумя режимами скорости.

Достоинства:

• легкость,
• мощность,
• работа в труднодоступных местах,
• оперативная замена насадки.

Недостатки:

• стоимость,
• отсутствие функции реверс.

Важно! Благодаря небольшому весу инструмента появилась возможность выполнять больше работы и более качественно с меньшей утомляемостью.

Makita DF032DWAX1

Качественный инструмент, эффективен при работе с разными по плотности поверхностями. Инструмент легкий, с прорезиненной ручкой. Оснащен двумя скоростными режимами, реверсом. Характеризуется высокой производительностью.

Достоинства:

• высокая мощность,
• облегченный вес,
• оборудован индикатором заряда батареи,
• специальным крючком для поясного крепления.

Недостатки:

• трудное крепление биты,
• подходит только индивидуальная оснастка.

DeWALT DCF620D2K

Универсальный, надежный инструмент, с прорезиненной рукояткой, с весом 1,88 кг. Оснащен двумя скоростными режимами. Кейс входит в комплект.

Достоинства:

• надежный,
• безопасный в эксплуатации,
• удобный.

Недостатки:

• маленький ресурс аккумулятора,
• перебои в работе ограничителя глубины.

BOSCH GSR 18 V-EC TE

Шуруповерт Bosch

Безударный аккумуляторный шуруповерт, который подходит для различного вида крепежа. Оборудован одним режимом скорости и 25 вариантами регулировки крутящего момента. Оснащен лампочкой для подсветки.

Достоинства:

• маленький вес,
• удобство использования,
• высокая мощность,
• реверс,
• скорость сверления.

Недостатки:

• сложное крепление бита.

Makita DF032DZ

Компактный шуруповерт, небольшой размер оборудования позволяет его использование в ограниченных условиях. Насадки крепятся на патрон. Крутящий момент до 35Нм.

Достоинства:

• надежность,
• удобство использования,
• компактность,
• два режима скорости.

Недостатки:

• маленькая емкость аккумуляторов.

Лучшие бесщеточные дрели-шуруповерты

Некоторые модели объединяют в себе 2 функции — шуруповерт и дрель, что делает инструмент более универсальным.

Зубр DB-20 A5

Бесщеточная дрель-шуруповерт для работы с различными материалами, резьбовыми соединениями. Срок службы увеличен за счет металлического корпуса и усиленного редуктора. Обеспечивает высокий КПД.

Достоинства:

• быстрозарядное устройство,
• дополнительная рукоятка,
• кейс для хранения.

Недостатки:

• вес,
• стоимость.

Шуруповерт бесщеточный Зубр

Makita DDF481RTE

Дрель-шуруповерт с прорезиненной рукояткой, мощным бесщеточным двигателем. Оборудован быстрозажимным патроном, аккумуляторной батарейкой.

Достоинства:

• мощность,
• хорошая батарея,
• универсальность.

Недостатки:

• вес,
• подсветка не высокого качества.

DeWALT DCD701D2

Безударная компактная дрель-шуруповерт Деволт для работы с древесиной и металлом. Оснащена прорезиненной ручкой, подсветкой, скобой для крепления на поясе, реверсом.

Достоинства:

• компактность,
• бесщеточный двигатель,
• поясная клипса.

Недостатки:

• высокий уровень шума.

Metabo BS 18 L BL

Качественный инструмент для самых интенсивных работ. Быстрозажимной патрон позволяет легко сменить насадку. Регулируемый диаметр патрона от 1,5 до 13 мм позволяет использовать оснастку разного размера. Метабо работает от аккумулятора. Кейс для хранения инструмента и насадок к нему в комплекте.

Достоинства:

• компактный размер,
• эргономичность,
• качество,
• мощность.

Недостатки:

• непрочный кейс,
• стоимость.

Важно! Ремонт и замена деталей будет стоить недешево.

Интерскол 573.1.2.70

Ударная дрель-шуруповерт, эффективна при работе с твердыми металлами. Оснащена подсветкой для работы в плохо освещенном помещении. Характеризуется долгим сроком службы благодаря редуктору с металлическими шестернями и бесщеточному двигателю.

Достоинства:

• аккумулятор,
• мощность,
• цельнометаллический патрон,
• реверс,
• подсветка,
• кейс.

Недостатки:

• шум при эксплуатации,
• стоимость.

DeWALT DCD701D2

Безударная дрель-шуруповерт Деволт компактного размера для работы с древесиной и металлом. Оснащена прорезиненной ручкой, подсветкой, скобой для крепления на поясе, реверсом.

Достоинства:

• компактность,
• бесщеточный двигатель,
• поясная клипса.

Недостатки:

• высокий уровень шума.

Аккумуляторный шуруповерт Dewalt

Почему бесщеточный инструмент такой дорогой

Лучшие бесщеточные шуруповерты значительно дороже аналогов с традиционными двигателями. Высокая стоимость связана с использованием в нем довольно дорогостоящих деталей и частей:

• Неодимовые магниты для создания компактных роторов. Изготавливаются из недешевых элементов по довольно сложному технологическому процессу.
• Высокие требования к качеству датчиков. В оборудовании должны быть использованы только лучшие, сверхнадежные и точные датчики.
• Электроника для управления бесщеточным двигателем гораздо дороже. В конструкции не просто плата, а практически минипроцессор.

Все эти факторы и увеличивают стоимость бесщеточных инструментов.

Перспективы бесщеточных шуруповертов на рынке электроинструмента

Рано или поздно на рынке останутся только лучшие бесщеточные аккумуляторные шуруповерты. Они более выгодны производителям за счет меньшего количества составных элементов и высокого качества своих технических характеристик. Для работы в быту можно выбрать любой шуруповерт, а в профессиональном плане лучше рассматривать бесщеточные модели. Они гораздо надежнее и быстрее, производительнее, за счет чего быстро себя окупят.

Любое оборудование не вечно, будь то китайский, американский или отечественный производитель. Если нет необходимости в ежедневном его использовании, то можно приобрести обычный щеточный шуруповерт и пользоваться им время от времени на протяжении нескольких лет.

Но если цель — купить качественный инструмент, который прослужит многие годы, то следует не скупиться и приобрести надежный аппарат. Какой лучше аккумуляторный бесщеточный шуруповерт нужно решать исходя из предпочтений конкретного пользователя.

Бесщеточный двигатель против щеточного: почему вы должны знать разницу

Дрель-двигатель предназначен для преобразования электроэнергии в механическое движение. Рынок заполнен большим разнообразием двигателей, которые могут работать с различными приложениями и различными требованиями к мощности. Два наиболее распространенных типа двигателей включают бесщеточные и щеточные двигатели. Хотя они основаны на одних и тех же физических принципах, их структура, производительность и управление существенно различаются.

 

… Торопитесь?

Посмотреть наш Наша бесщеточная дрель № 1, которая имеет 4,7 из 5 звезд, рейтинг и почти 300 отзывов клиентов.

Бесщеточный двигатель, который становится все более популярным среди домашних и профессиональных пользователей, не является новинкой на рынке. Чтобы понять его происхождение, важно оглянуться назад на изобретения г-на Эрнста Вернера фон Сименса в 1856 году. Несмотря на то, что эти изобретения находятся в зачаточном состоянии, за десятилетия они претерпели ряд усовершенствований, одним из которых был реостат для точного управления скоростью вращения. вала.

Путь бесщеточного двигателя к известности начался в начале 1960-х годов с появления мощного диммера, способного преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). В 1962 г. Т. Г. Уилсон и П. Х. Трики опубликовали статью с описанием бесщеточного двигателя, работающего на постоянном токе. Блоки были оснащены технологией, которая использовала магнетизм и последовательно противостояла электрическому устройству. Главным открытием концепции бесщеточного двигателя стало отсутствие физического переключателя для передачи тока.

Тем не менее, только в 1980-х годах бесколлекторный двигатель по-настоящему хорошо стартовал. Большая доступность постоянных магнитов в сочетании с высоковольтными транзисторами позволила этому типу двигателя генерировать такую ​​​​же мощность, как коллекторные двигатели. Усовершенствования бесщеточного двигателя не прекращались в течение последних трех десятилетий. Это изменило то, как производители сверл производят эффективные буровые инструменты. В свою очередь, клиенты пользуются ключевыми преимуществами, связанными с разнообразием и снижением требований к техническому обслуживанию.

Как работает буровой двигатель?

Основное различие между бесщеточными и щеточными сверлильными двигателями заключается в том, что щеточные варианты сделаны из углерода, а в бесщеточных устройствах для выработки энергии используются магниты. По этой причине бесщеточные двигатели лучше адаптированы, не создают трения, меньше нагреваются и обеспечивают лучшую производительность. Кроме того, бесщеточные агрегаты значительно сокращают техническое обслуживание, которое сводится к обеспыливанию и отпадает необходимость замены изношенных щеток.

В бесщеточном двигателе коммутация обмоток не механическая, а управляется электронным устройством, известным как контроллер. Это преобразует постоянный ток в трехфазный ток переменной частоты и последовательно питает катушки двигателя для создания вращающегося поля. Понятно, что при таком принципе питания катушки закреплены в двигателе, а не вращаются, как в щеточных двигателях.

Все бесколлекторные двигатели имеют относительно схожую конструкцию. Они поставляются с неподвижным статором, на котором закреплены катушки, и подвижным ротором, на который наклеены постоянные магниты. Обмотки могут быть построены по-разному либо в виде звезды, либо треугольника. Большинство бесщеточных двигателей имеют внутренний ротор, который быстро вращается до 100 000 об/мин.

Что такое кисти?

Щетки необходимы для правильной работы инструментов с щеточным двигателем, таких как дрели, отбойные молотки, рубанки, кусторезы и шлифовальные машины. Угольные щетки выбирают по марке и типу инструмента. Они устанавливаются на неподвижную часть двигателя для обеспечения оптимальной передачи мощности на ротор (вращающуюся часть). Они обеспечивают переключение без искры.

Работая парами, эти компоненты являются изнашиваемыми деталями и подвержены трению. Угольные щетки находятся в постоянном контакте с контактными кольцами. Изготовленные из графита, эти компоненты бывают разных типов. Они могут быть оснащены пружиной, коннектором (провод с вилкой) или без щеткодержателя. Щетки бывают разных размеров и форм (в основном квадратные, прямоугольные) и могут иметь канавки для улучшения направления.

Скорость сверла указывается как часть крутящего момента, который зависит от силы магнитного поля. Подпружиненные угольные щетки крепятся к пружине, снабженной пластиной для обеспечения плавного прохождения мощности. В некоторых случаях щетки устанавливаются на щеткодержателе с пружиной, предназначенной для увеличения тяги.

С другой стороны, щетки-разрушители используются для остановки работы двигателя и, в конечном счете, дрели до полного износа графитового материала. Это направлено на поддержание оптимальной производительности.

Производители переносных электроинструментов, включая дрели, обычно продают щетки, совместимые с их машинами. Размеры выражаются в миллиметрах или дюймах, которые представляют собой толщину, глубину и ширину. Однако эти характеристики могут варьироваться от одного производителя к другому.

Недостатки щеточных двигателей

Хотя щеточные двигатели недороги, надежны и имеют высокий крутящий момент или инерцию, они также имеют ряд недостатков. Эти компоненты со временем изнашиваются, образуя пыль. Этот тип двигателя требует регулярного обслуживания для очистки или замены щеток. Они также имеют низкую способность рассеивания тепла из-за ограничений ротора, высокой инерции ротора, низкой максимальной скорости и электромагнитных помех (ЭМП) из-за искрения на щетках.

Принцип работы бесщеточных двигателей такой же, как у двигателей со щетками (управление переключением с использованием внутренней обратной связи по положению вала), но их общая конструкция отличается. Конструкция бесщеточных блоков снижает внутреннее сопротивление и способствует рассеиванию тепла, выделяемого в катушках статора. Таким образом, эффективность выше, так как тепло катушек может рассеиваться более эффективно благодаря гораздо большему стационарному корпусу двигателя.

В отличие от щеточного двигателя, постоянный магнит бесщеточного двигателя установлен на роторе. Статор выполнен из стального проката с канавками и содержит обмотки катушки. С другой стороны, щеточные агрегаты требуют небольшого количества внешних компонентов или вообще не требуют их, поэтому они хорошо работают в ограниченных условиях.

Что такое бесщеточный сверлильный двигатель?

Прочитать полный обзор дрели Dewalt 20v max

Чтобы понять, что означает бесщеточный двигатель, важно рассмотреть базовую конструкцию этих двигателей. Обмотки статора могут быть расположены звездой (или звездой) или треугольником. Прокатка стали может быть выполнена с разделкой или без разделки. Дрель без канавок имеет меньшую индуктивность. Следовательно, он может работать быстрее и вызывать меньше пульсаций на более низких скоростях. Его основным недостатком являются более высокие факторы стоимости, поскольку необходимо увеличить количество обмоток, чтобы компенсировать большее воздушное пространство.

Количество полюсов ротора может варьироваться в зависимости от применения. Больше полюсов увеличивает крутящий момент, но снижает максимальную скорость. Материал, используемый для изготовления постоянных магнитов, также влияет на максимальный крутящий момент, который увеличивается с увеличением плотности потока.

Поскольку переключение должно осуществляться электронным способом, управление бесколлекторным двигателем намного сложнее, чем на простых схемах, связанных с щеточными агрегатами. Используются как аналоговые, так и цифровые методы управления. Базовый блок управления подобен блоку коллекторных двигателей, но обязательным является управление с обратной связью.

В бесколлекторных двигателях используются три основных типа алгоритмов управления: трапециевидная коммутация, синусоидальная коммутация и векторное (или полеориентированное) управление. Каждый алгоритм управления может быть реализован по-разному в зависимости от программного кода и конструкции аппаратного обеспечения. Каждый из них предлагает определенные преимущества и недостатки.

Трапециевидное переключение требует простейшей схемы и управляющего программного обеспечения, что делает его идеальным решением для приложений начального уровня. Он использует шестиступенчатый процесс с обратной связью по положению ротора. Трапециевидное переключение эффективно регулирует скорость и мощность двигателя, но страдает от пульсаций крутящего момента во время переключения, особенно на низких скоростях.

Бессенсорное переключение (оценка положения ротора путем измерения противо-ЭДС двигателя) обеспечивает впечатляющую производительность за счет большей сложности алгоритма. Благодаря удалению датчиков Холла и их интерфейсных цепей это бездатчиковое переключение снижает затраты на компоненты и установку, а также упрощает конструкцию системы. Это помогает ответить на вопрос, что такое бесщеточный двигатель?

Преимущества бесщеточного двигателя

Прочитать полный обзор дрели Makita 18v

Технология бесщеточного двигателя не только повышает мощность ваших аккумуляторных электроинструментов, но и продлевает срок их службы. С этими двигателями у вас практически не будет проблем с техническим обслуживанием.

Преимущества бесщеточной технологии многочисленны. Отсутствие щеток исключает проблемы, связанные с перегревом и поломками. Таким образом, срок службы бесщеточного двигателя зависит только от подшипников. Бесщеточный двигатель компактнее и в два-три раза легче, чем щеточный. Это улучшает портативность в дополнение к снижению вибрации и шума.

Электронная коммутация обеспечивает точное позиционирование. Двигатель развивает скорость до 50 000 об/мин благодаря оптимально сбалансированным роторам. Электронный модуль обеспечивает большую гибкость благодаря более широкому диапазону вариаций и особенно поддержанию крутящего момента с самого начала.

Без трения между ротором и статором КПД значительно повышается. Нагрев и трение уменьшаются, а энергия батареи оптимизируется. Это увеличивает мощность и автономность до 25 процентов по сравнению с обычными батареями. По словам производителей, последние поколения литий-ионных аккумуляторов обеспечивают до 50, а то и 60 процентов повышенной автономности.

Отсутствие трения позволяет двигателю работать без искрения даже при интенсивном использовании. Бесщеточная технология не имеет контактной зоны, что значительно снижает износ и техническое обслуживание. Это дает несколько преимуществ: двигатель более энергоэффективен, предотвращает перегрев, устраняет необходимость замены щеток, а пользователи получают более длительный срок службы батареи — вы обнаружите, что лучшая аккумуляторная дрель работает на бесщеточном двигателе.

Коллекторные и бесщеточные двигатели: зачем платить больше?

В обычном электродвигателе ротор (вращающаяся часть машины) приводится в движение внутри статора (неподвижной части). Оба соединены электрическим соединением: коллектор или коммутатор, который контактирует с маленькими угольными щетками.

В бесщеточной технологии ротор состоит из магнитов, а статор из катушек, которые попеременно заряжаются положительно или отрицательно. Таким образом, полюса притягиваются и отталкиваются, позволяя двигателю вращаться. Преимущество заключается в отсутствии физического контакта между ротором и статором. Энергия переходит от одного к другому через магнетизм между электромагнитами.

Приведенный в действие постоянным током, двигатель работает с переменным током, вырабатываемым электронной картой, которая преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток. Таким образом, катушки питаются попеременно, чтобы создать вращающееся поле и, следовательно, вращение. Электронный модуль, встроенный в двигатель или в корпус, постоянно регулирует ток, чтобы двигатель работал с максимальной эффективностью. Это улучшает общую производительность и, таким образом, обеспечивает реальное соотношение цены и качества.

Что лучше: бесщеточный или коллекторный двигатель?

Таким образом, бесщеточные двигатели лучше, чем щеточные. Пользователи могут воспользоваться преимуществом снижения затрат на техническое обслуживание, повышения эффективности, снижения нагрева и шума. Бесщеточные двигатели представляют собой синхронные устройства с одним или несколькими постоянными магнитами. Электроинструменты с бесщеточным двигателем теперь считаются продукцией высокого класса.

Двигатель постоянного тока состоит из двух электрических частей: статора и ротора. При питании двигателя создается магнитное взаимодействие, которое приводит двигатель в движение. Когда вы меняете направление напряжения, которое питает двигатель, он вращается в противоположном направлении.

Как работает бесколлекторный двигатель шуруповерта

Трудно представить арсенал домашнего мастера без шуруповерта. Этот инструмент способен заменить отвертки, гаечные ключи и дрели. Конструктивно он состоит из двух основных частей. Электрические и механические, посредством которых совершается полезная работа. Многие владельцы не знают всех его возможностей, а уж тем более, как работает шуруповерт. Речь идет о принципе работы, который необходимо подробно рассмотреть, чтобы не только оценить возможности устройства, но и облегчить ремонт.

Как устроена отвертка или устройство конструкции

Рассматриваемый вид инструмента работает по принципу преобразования электрической энергии в механическую, совершая тем самым полезную работу. Исходя из этого, шуруповерты классифицируются на сетевые и аккумуляторные. Беспроводные модели популярны из-за своей портативности, но сетевые модели также имеют преимущество. Это большая мощность по сравнению с аккумуляторными. Сетевые шуруповерты еще называют дрелями, так как они могут не только вкручивать крепеж, но и сверлить дерево и металл.

Внешнее устройство сетевой и аккумуляторной моделей практически идентично, за исключением небольшой разницы. Это отличие заключается в наличии аккумулятора на переносных инструментах, а также наличии провода для подключения к розетке на устройствах сетевого типа. Внутреннее устройство имеет больше отличий, однако принцип работы шуруповертов силового и аккумуляторного типа одинаков. Основными конструктивными элементами рассматриваемых устройств являются:

1. Корпус из ударопрочного пластика
2. Патрон (обычно бесключевой)
3. Кнопка, переключатель или курок для запуска инструмента
4. Переключатель режимов направления движения исполнительного органа. Реверс
5. Регулятор скорости в виде переключателя
6. Регулятор крутящего момента. Более известен как храповик
.

Для понимания устройства ниже фото с описанием каждого элемента. Работа устройства основана на следующих деталях, находящихся внутри корпуса:

• Коллекторный или бесщеточный электродвигатель
• Зубчатый механизм в виде планетарной передачи
• Предохранительная муфта с регулятором усилия. Устраняет заедание и перегрев мотора, тем самым предотвращая его выход из строя

В зависимости от модели прибора они также могут быть дополнительно оснащены подсветкой, индикацией заряда батареи или светодиодным дисплеем. Конструкция корпуса может иметь пазы для размещения сменных насадок, что облегчает эксплуатацию устройства.

Принцип работы шуруповерта от А до Я разбираемся как работает инструмент

Популярны аккумуляторные модели, поэтому на их примере разберем принцип работы шуруповертов. Зная устройство и конструкцию шуруповерта, не составит труда выяснить, как работает это устройство. Однако нередко даже опытные мастера спотыкаются, отвечая на вопросы. Зачем нужна трещотка, как работает кнопка и почему на шуруповертах используются планетарные редукторы, а не обычные. Рассмотрим подробный принцип работы шуруповерта, и узнаем все ответы.

1. Устройство начинает работать при нажатии на кнопку, которую также называют переключателем. Однако переключатели (не имеющие возможности управления скоростью) обычно используются на УШМ, а кнопки со встроенным регулятором скорости – на шуруповертах. Принцип работы регулятора прост. Чем сильнее усилие нажатия на спусковой крючок, тем выше скорость вращения патрона
.
2. Для того, чтобы патрон вращался при нажатии на кнопку пуска, необходимо подать постоянный ток на электродвигатель. Для этого используется аккумулятор, который выступает в качестве источника. Он состоит из набора последовательно соединенных банок, что в совокупности позволяет получить напряжение от 9 В.до 24В
3. Аккумулятор на шуруповертах съемный, что позволяет не только его подзаряжать, но и менять при разрядке. От аккумулятора ток поступает на кнопку включения. Если аккумулятор разрядился или поврежден, шуруповерт может работать от автомобильного аккумулятора.
4. Кнопка сложной конструкции неразборного типа. Кнопка замыкает контакты, а также меняет полярность напряжения, подаваемого на контакты электродвигателя
5. К кнопке подключаются два провода от аккумулятора, которые замыкаются и идут на контакты коллекторного двигателя постоянного тока. В конструкции кнопки имеется элемент, отвечающий за регулировку поворота патрона в зависимости от силы нажатия на спусковой крючок. Так называемый плавный пуск
6. На коллекторный двигатель подается постоянный ток, который поступает на обмотку ротора. Роль статора в двигателе выполняют постоянные магниты, благодаря которым вращается ротор. К валу ротора крепится шестерня, крутящий момент от которой передается на редуктор
7. Планетарная передача на отвертке состоит из набора шестерен с внутренними и внешними звеньями. Посредством шестерни крутящий момент передается от двигателя на резцедержатель
8. Редуктор соединен с валом, на котором установлен патрон. В губках цангового устройства закреплена рабочая насадка. Сверла, биты и др.
9. Помимо этих элементов, в конструкции шуруповерта имеется храповик или регулятор усилия зажима с предохранительной муфтой
10. Предохранительная муфта исключает возможность заклинивания вала, например, при сверлении или завинчивании шурупа. Отсутствие предохранительной муфты способствует тому, что обмотка ротора может сгореть из-за увеличения нагрузки
11. Регулятор силы крутящего момента служит для обеспечения эффективного воздействия на обрабатываемую поверхность. Исключает вращение патрона относительно вала, исключая увеличение нагрузки. Наличие регулятора позволяет вкручивать крепеж с определенным моментом

Все эти устройства являются составными частями отвертки. Рассмотрим подробно каждый элемент инструмента, а также его конструктивные особенности, что поможет разобраться в вопросе, как работает шуруповерт. Ниже показан подробный принцип работы дрели/шуруповерта.

Как работает аккумулятор на автономных шуруповертах

Аккумулятор является источником питания электродвигателя. В конструкции аккумулятора используются цилиндрические банки с никель-кадмиевой или литий-ионной начинкой (есть и металлогидридные). Каждая банка выдает напряжение от 1,5 до 4 вольт, что зависит от типа начинки. Каждая банка соединена между собой последовательно, поэтому в результате напряжения каждой банки суммируются. Это напряжение передается через контакты на прибор.

В зависимости от количества банок внутри аккумулятора шуруповерта, аккумуляторы могут выдавать напряжение от 9 до 24В. Наиболее популярны модели на 12В-14В. 9-вольтовые шуруповерты относятся к маломощным, а устройства с напряжением питания от 18В до 24В относятся к высокомощным. Помимо напряжения, у аккумуляторов есть еще один важный параметр. Это емкость. Емкость — это количество заряда, которое батарея может отдать за заданный промежуток времени. Чем больше емкость, тем дольше шуруповерт способен работать без подзарядки. Для зарядки аккумулятора используются специальные зарядные устройства, принцип работы которых необходимо учитывать.

Принцип работы зарядного устройства и его схема

Зарядное устройство для шуруповерта представляет собой блок с микросхемой, сетевым проводом и выходными контактами. Принцип работы зарядного шуруповерта следующий:

• Напряжение питания подается на блок
• В блоке происходит преобразование переменного напряжения в постоянное. Достигается за счет использования выпрямительного моста
• Помимо преобразования напряжения, оно также снижается до соответствующего уровня 9. 24в. Реализуется трансформатором или инвертором
• Возможность перезарядки аккумулятора с помощью зарядного устройства зависит от величины выходного тока
• От значения тока зависит не только возможность подзарядки аккумулятора, но и продолжительность зарядки.

Схема работы зарядки представлена ​​на фото ниже.

Имея представление о том, как работает зарядное устройство на шуруповерт, починить его не составит труда.

Кнопка отвертки, принцип действия и конструкция

Напряжение аккумулятора подается на двигатель через кнопку. Кнопка используется не только как устройство для замыкания контактов.

На кнопку возложены следующие задачи:

1. Замыкание контактов проводов «плюс» и «минус», за счет которых подается питание на двигатель
2. Реверс. Изменение полярности контактов проводов, идущих на двигатель. Это позволяет вращать вал двигателя в разных направлениях.
3. Регулировка скорости в зависимости от силы нажатия на кнопку пуска

Задача кнопки — обеспечить плавную подачу напряжения на двигатель инструмента при нажатии курка.

Двигатель на шуруповерте и принцип его работы

Принцип работы коллекторного и бесколлекторного (бесколлекторного) двигателей разный. Наиболее популярны на шуруповертах двигатели коллекторного типа. Их преимущество – дешевизна, а недостаток наличия расходного материала – щетки. Со временем в процессе эксплуатации устройства щетки изнашиваются, поэтому в один прекрасный момент можно обнаружить, что двигатель перестает работать. Часто такая поломка воспринимается владельцем инструмента как сгорание обмотки ротора, но достаточно заменить щетки или почистить (обычно медные), чтобы устройство возобновило свою работу. На электроинструментах используются графитовые или угольные щетки.

В коллекторном двигателе ток подается на обмотку ротора через щеточный узел. При протекании тока индуцируется электродвижущая сила, благодаря чему ротор из обмотки превращается в магнит. Вокруг ротора расположен статор в виде двух магнитных пластин. Противодействие двух магнитов (ротора и статора) способствует возникновению силы отталкивания, что в итоге приводит к тому, что ротор начинает вращаться. Сила вращения используется в полезных целях для приведения в движение резцедержателя с рабочими насадками. Так работают все коллекторные двигатели, как сетевого, так и аккумуляторного типа. Отличие между ними только в том, что на сетевых устройствах двигатель состоит из статора и ротора с обмотками.

Принцип работы бесколлекторного двигателя отличается тем, что вал соединен со статором. Статор состоит из магнитов и приводится в движение. При этом ротор стоит на месте, и ток подается на него напрямую без щеток. ЭДС индуцируется в обмотке ротора и теперь через силу реакции вызывает вращение подвижного элемента. Статор. Бесколлекторный двигатель более надежен и эффективен, так как в нем отсутствуют расходники (щетки), а значит, он способен работать достаточно долго, пока не сгорит обмотка. У них есть недостаток. Это высокая стоимость. Ниже представлена ​​схема работы бесколлекторного двигателя на шуруповерте.

Дороговизна бесколлекторных шуруповертов заключается в сложности их устройства. Для обеспечения вращения статора от магнитов к обмотке ротора следует подключать не два, а три провода. Это необходимо для обеспечения фазосдвигающего эффекта, которым индуцируется ЭДС. Для достижения этого эффекта используются специальные устройства, подающие напряжение со сдвигом по фазе.

Принцип действия отверточной передачи

Механизм планетарной передачи предназначен для уменьшения скорости вращения и увеличения силы момента. Редуктор состоит из набора шестерен. У них разное количество зубьев, за счет чего происходит снижение скорости вращения до соответствующих значений.

В конструкции шуруповертов предусмотрены переключатели, предназначенные для работы инструмента на разных скоростях:

• Первый медленный, используется для завинчивания шурупов, шурупов, а также резьбовых соединений
• Второй быстрый, при включении инструмента в режиме «2» патрон вращается со скоростью в 2 раза быстрее, чем на 1 скорости. В этом режиме устройство используется для сверления металла и дерева. Бетон можно сверлить шуруповертом, только если у него есть ударный режим. Как правило, это мощные ударные дрели сетевого типа и дрели

Редуктор состоит из ведущего и ведомого звеньев. Шестерни. Ведущие шестерни называются «солнцами», а приводятся в движение водилами. Регулировка скорости происходит за счет механического переключения шестерен с большим количеством зубьев на мелкие. В результате инструмент способен работать в двух режимах. Сверление и завинчивание.

Принцип работы храпового механизма на шуруповерте

Помимо зубчатого механизма, в конструкции инструмента используется также такое устройство, как регулятор крутящего момента с предохранительной муфтой. Эти два устройства взаимосвязаны, но имеют схожую конструкцию. Для начала выясните, зачем нужна погремушка и механизм регулировки крутящего момента, которого нет на дрелях и шуруповертах.

Отвертка предназначена для выполнения завинчивания саморезов и других крепежных изделий. При вкручивании шурупов в древесину требуется различное усилие, которое зависит от длины крепежа, а также породы дерева (твердости).

Это требует усилий разной степени силы. В конструкции есть механизм, который называется погремушка. Принцип работы этого механизма аналогичен динамометрическому ключу. При достижении соответствующего усилия, которое устанавливается вручную, рукоятка поворачивается относительно головки ключа. Рассмотрим, что это за механизм на отвертке:

• Одна большая пружина или набор пружин, за счет которых регулируется прижимное усилие
• Ниппели или кулачки, используемые для соединения с зубчатым механизмом. В качестве арматуры также используются шарики от подшипников. На примере фото ниже выступы размещены на плите
• Канавки или канавки, через которые фитинг соединяется с действующей на него пружиной

Для удобства восприятия на внешней стороне устройства имеются обозначения в виде цифр от 1 до 24 и более. Чем больше цифр на корпусе регулятора усилия, тем выше диапазон настройки. Чем сильнее пружина действует на фитинг, тем больше прижимная сила. Переключение регулятора в режим высокого значения позволяет вкручивать длинные саморезы в твердую древесину.

Регулятор усилия прижима одновременно выполняет защитную функцию, благодаря чему исключается вероятность заклинивания статора. Если насадка фиксированная, которая фиксируется в держателе инструмента, то штуцеры проскальзывают через пазы в регуляторе. Ротор преодолевает усилие, но не заклинивает. Отсутствие такого механизма привело бы к перегоранию обмоток ротора, из-за увеличения тока.

Для предохранения двигателя инструмента от его сгорания в конструкции также использована предохранительная муфта фрикционного типа. Ниже он представлен на фото, и работает при заклинивании форсунки. Например, установлено максимальное усилие на регуляторе, в таком случае, если дрель застрянет, велика вероятность того, что устройство вырвется из рук. Чтобы избежать этого, используется защитная втулка, исключающая вырывание инструмента из рук, а также предотвращающая пригорание обмотки на роторе.

При заклинивании сопла в картридже ротор двигателя останавливается. Чтобы предотвратить такое заклинивание, в конструкции для этого также используется предохранительная муфта. Работает только в одном режиме, когда привод вращается в нужном направлении. При вращении патрона влево муфта не работает, как видно на фото выше. Обычно на мощных шуруповертах от 14В используются дополнительные предохранительные муфты. Ниже на фото вариант регулятора усилия винтового зажима, принцип работы которого аналогичен описанию.

Принцип действия патрона

Патроны на шуруповерты бывают двух типов. Без ключа и без ключа. Бесключевые ключи более популярны, и они бывают одно- и двухсцепные. Ключевые более надежны, так как исключают возможность проворачивания сопла. Ключевые исполнительные органы обычно применяются на сверлах, исключающих токарные сверла с цилиндрическими хвостовиками. В отвертках обычно используют быстрозажимные инструменты, так как они надежно фиксируют биты в виде бит, имеющих шестигранную конструкцию хвостовика.

Ключевой и быстрозажимной патроны на шуруповерты имеют схожую конструкцию и принцип действия, в основе которого лежит движение зажимных кулачков. Конструкция имеет три губки, которые фиксируют хвостовики рабочих насадок. Сверла, биты, полировальные насадки и многое другое.

Чтобы картридж служил долго, необходимо периодически вводить внутрь смазки, а также очищать рабочие органы от засорения. Если челюсти выходят из строя, их нельзя заменить. При выборе картриджа необходимо учитывать, что они различаются по такому параметру, как диаметр хвостовиков сопла, которые можно в нем зафиксировать. Необходимо учитывать диаметр отверстия для крепления на отвертку.

Патрон крепится к шуруповерту двумя резьбовыми зажимами. Первый хомут находится внутри и представлен в виде четырехгранного (реже одностороннего) винта, имеющего левую резьбу. Чтобы его открутить, нужно повернуть в правую сторону. После откручивания винта необходимо открутить сам элемент, который закреплен на валу.

Принцип работы шуруповерта прост и понятен, но разобраться с ним должен каждый, кто планирует его ремонтировать, переделывать, модернизировать и т.д. Зная принцип работы отвертки и гаечного ключа, можно устранить любую поломку этих приспособлений, и вернуть инструмент в рабочее состояние.

Как работать с отверткой инструкция

Перед работой с отверткой необходимо изучить инструкцию и ее назначение. Устройства отличаются по мощности, что говорит об их возможностях. В инструкции указаны эксплуатационные возможности агрегата. Шуруповерты из сети более мощные, поэтому их можно использовать для выполнения различных задач, и даже для сверления бетона.

Если вы купили отвертку, то вам нужно сначала научиться ею пользоваться. Это позволит не только качественно выполнить работу шуруповертом, но и исключить вероятность его быстрого выхода из строя. Итак, рассмотрим особенности использования отвертки, что позволит научиться правильно работать.

1. Для сверления кирпича и бетона. Бетон или кирпич нельзя просверлить обычной отверткой. Для этого в конструкцию инструмента должна быть встроена возможность сверления с ударом, а если ее нет, то устройство просто бесполезно. Закрепить сверло с выигрышем в патроне несложно, но при воздействии на бетон или кирпич оно просто будет ерзать, так как нет ударного варианта. Для таких целей используются ударные дрели или перфораторы.
2. Для сверления дерева. Чтобы просверлить отверстие в дереве шуруповертом, необходимо использовать специальные сверла с копьем на конце. Максимальный диаметр сверления отверткой по дереву составляет 20 мм. Все зависит от мощности устройства. При сверлении сверло нужно держать строго под углом 90 градусов по отношению к поверхности, подлежащей сверлению.
3. Для сверления металла. Для этого также используются специальные сверла. Качество сверления зависит от заточки кромки. Просверлите металл шуруповертом до 10 мм. При выполнении работ необходимо учитывать, как пользоваться отверткой. Сначала нужно с помощью керна сделать углубление, по которому будет ориентироваться сверло. Чтобы избежать перегрева режущей кромки сверла, во время работы смазывайте насадку специальным составом или водой. Следует иметь в виду, что воду необходимо подавать в процессе бурения, а не после. Если опустить горячее сверло в воду, то оно потеряет свои прочностные свойства, и быстро затупится. Сверло тоже нужно держать строго под углом 90 градусов по отношению к обрабатываемой поверхности во избежание заклинивания сопла или его поломки
4. Затяжка винтов. Для этого к патрону крепится бита или переходник для бит. Крепеж следует закручивать и откручивать на первой скорости, что предотвратит поломку не только инструмента, но и биты. Совершенно необходимо правильно подобрать биты в зависимости от типа конструкции шляпки застежки. Края бит должны плотно входить в пазы застежки, иначе в процессе они будут соскальзывать и стирать края застежки

Если перфоратор и дрель — чисто мужские инструменты, то отверткой может работать даже женщина, например, когда нужно закрутить шуруп или шуруп на полке. Перед использованием инструмента проверьте заряд аккумулятора. Затем необходимо закрепить рабочую насадку в патроне, и приступить к работе. Подробное описание того, как правильно работать с шуруповертом, описано в материале.

Особенности правильного хранения с целью увеличения срока службы

Зная, как работают шуруповерты силового и аккумуляторного типа, осталось разобраться в вопросе, как за ними ухаживать, чтобы продлить срок службы. Все так же просто, как принцип работы отвертки. При хранении учитывают следующие рекомендации:

1. Предотвращение попадания воды в инструмент
2. Не пропускайте и не роняйте устройство, так как помимо повреждения корпуса могут выйти из строя внутренние устройства
3. Регулярно смазывайте картридж, чтобы увеличить срок его службы
4. Если внутрь попали различные загрязнения, то перед последующим использованием устройства его следует разобрать и очистить.
5. Не храните инструмент с полностью разряженными батареями
6. Хранить и эксплуатировать прибор при температуре не ниже 5 и не выше 30 градусов
7. При сверлении охлаждать насадку

Только при соблюдении всех вышеперечисленных рекомендаций можно обеспечить непрерывную работу инструмента без поломок.