Бесщеточные шуруповерты: особенности, преимущества и недостатки

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.

Технические характеристики

Бесщеточный шуруповерт работает на основе бесколлекторных электрических двигателей. Щетки отсутствуют, их функции выполняет электронный узел управления. Ток может переключаться на обмотке статора или ротора. Катушек на якоре нет.

В бесщеточном двигателе механические коммутации контактов заменены на электронный усилитель. Датчик устанавливает угол поворота ротора и следит за полупроводниковыми переключателями. Стандартная мощность шуруповерта не превышает 5 кВт. Бесщеточный мотор нерационально использовать в оборудовании с большими техническими показателями.

Технология подразумевает полное удаление обмотки и коммутатора. Расположенные внутри магниты компактны и мало весят. Их необходимо защищать от магнитных полей, к которым они очень чувствительны. Также, магниты не переносят резкие температурные перепады.

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:

Недостатки современного оборудования

• Стоимость. Все современные беспроводные аналоги стандартных устройств стоят гораздо дороже. Также, из-за усовершенствованного механизма, цена бесщеточного шуруповерта увеличена. Однако высокая стоимость окупает эффективность работы, высокий КПД и удобство.
• Размеры. Не смотря на небольшие габариты, есть модели, для использования которых необходимо приложить достаточно усилий. Тяжело работать на вытянутой руке, хотя такое требуется часто.
• Сложная конструкция. Бесщеточный двигатель — это современная технология, которая пока что используется не всеми строителями. Многие пользователи не знают всех особенностей механизма, из-за чего может быть неправильная эксплуатация. Исправить поломку самостоятельно будет сложно. Коллекторные модели более знакомы строителям, многие привыкли работать только с ними.
• Износ деталей. Не смотря на увеличенный срок службы, бесщеточный шуруповерт все равно подвержен поломкам. Самыми хрупкими деталями являются подшипники и редуктор. Как правило, их поломка становится причиной выхода из строя всего оборудования. Необходимо регулярно проводить обслуживание, чтобы избежать дополнительного ремонта.
• Аккумулятор. Даже при большой емкости, аккумулятор рано или поздно разрядится. Рабочий должен постоянно контролировать уровень заряда, чтобы устройство было готово к длительному строительному процессу. Периодически придется заряжать устройство, если оно используется регулярно.

Преимущества бесщеточного шуруповерта

• КПД. Устройство с бесщеточным двигателем работает эффективнее стандартного оборудования. КПД современной модели достигает 90%, щеточный шуруповерт редко приближается к 60%. При одинаковой аккумуляторной емкости, бесщеточный шуруповерт проработает на заряде дольше, чем щеточный прибор. Это полезно, когда источник питания располагается далеко или временно отсутствует.
• Регулировка частоты вращения. В процессе можно легко и быстро настроить частоту вращения, в зависимости от выполняемой работы. У бесщеточного оборудования есть широкий диапазон вращения, что позволяет установить необходимые показатели. Главный критерии — вид работы.
• Отсутствие поломок. Все подвижные детали и механизмы подвержены износу. Так как в устройстве отсутствует коллекторно-щеточный узел, оборудование не подвержено регулярным поломкам, которые характерны для других моделей. Благодаря упрощенному внутреннему механизму, техническое обслуживание не вызывает трудностей. Проводить профилактику можно самостоятельно.
• Крутящий момент. При увеличении крутящего момента, общая нагрузка на оборудование становится больше. Бесщеточный шуруповерт более износостойкий и прочный. Он лучше справляется с увеличенными нагрузками.
• Расход энергии. Строительный прибор работает на аккумуляторах. Работа оптимизирована, расход энергии экономичен. 1 заряда хватит на большой объем работы без перерывов.
• Использование в опасных средах. Можно проводить работу в опасных средах, где большие скопления газовых смесей. При эксплуатации стандартных моделей, есть риск возникновения искры и возгорания. В усовершенствованном оборудовании искрение отсутствует, благодаря чему его можно использовать в сложных для работы условиях (наличие взрывоопасных газов и пыли, повышенная влажность).
• Габариты. Современная модель имеет небольшие размеры, при высоких технических показателях. Вес устройства небольшой, что упрощает использование. Особенно это полезно при длительной сложной работе.
• Мощность. Бесщеточный мотор поддерживает одну и ту же мощность на протяжении всего рабочего процесса. Скорость не снижается даже при увеличении нагрузки.
• Шум. Из-за отсутствия внутри подвижных механизмов, в процессе эксплуатации шуруповерт работает гораздо тише. Сильные шумы отвлекают от работы, мешают сосредоточиться и влияют на нервное состояние человека. Снижение шумового уровня увеличивает эффективность.
• Срок службы. Благодаря отсутствию подвижных элементов, бесщеточный шуруповерт дольше служит. Поломки происходят редко.
• Отсутствие провода. Бесщеточный шуруповерт работает на аккумуляторах, поэтому постоянное подключение к электропитанию не требуется. Провода отсутствуют, что облегчает использование. Работу можно проводить на небольших участках и вдалеке от источника питания.

Лучшие бесщеточные дрели-шуруповерты

DeWALT DCD791P2

Дрель-шуруповерт подходит для домашнего и профессионального использования. Отличается отличными характеристиками, в том числе универсальностью.

Ее можно использовать для создания отверстий в металле, пластике, гипсокартоне и древесине, а также для монтажа и демонтажа крепежей.

Устройство работает в двух скоростных режимах.

В инструменте есть подсветка.

Модель работает от емкого литиево-ионного аккумулятора, для зарядки которого требуется 60 минут. Для быстрого извлечения застрявшей насадки предусмотрен реверс.

Характеристики:

• крутящий момент — 70 Н·м;
• обороты — 2000 об/мин;
• емкость аккумулятора — 5 Ач;
• размер — 175×203 мм;
• вес — 1.7 кг.

Достоинства:

• мощность;
• подсветка;
• мощные батареи;
• быстрое сверление по любому материалу.

Недостатки:

• нельзя убавить подсветку;
• высокая цена.

DeWALT DCD701D2

Дрель-шуруповерт безударного типа компактного размера. Предназначена для выполнения работ с крепежами и сверления отверстий в стали и древесине.

Инструмент позволяет выполнить работу эффективно и максимально быстро. Выходная мощность равна 200 Вт, диаметр патрона — 10 мм.

Модель укомплектована эргономичной прорезиненной ручкой, обеспечивающей крепкий хват.

С помощью подсветки можно проводить работы при низкой освещенности. В комплекте идет скоба для подвешивания шуруповерта на поясе.

Если насадка застряла в патроне, ее можно легко вытащить благодаря реверсу.

Характеристики:

• крутящий момент — 57.5 Н·м;
• обороты — 1500 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• напряжение аккумулятора — 12 В;
• размер — 124x217x66 мм;
• вес — 0.87 кг.

Достоинства:

• компактность;
• эргономичность;
• бесщеточный двигатель;
• клипса на пояс;
• мощность.

Недостатки:

• сильно шумит;
• подсвечивает 20 секунд после выключения.

Metabo BS 18 L BL

Инструмент с отличными характеристиками, подходящий для интенсивных и частых работ. Изготовлен из качественных материалов.

Оснащен быстрозажимным патроном, что обеспечивает легкую смену оснастки.

Диаметр патрона регулируется от 1,5 до 13 мм, за счет чего можно использовать разную оснастку.

Модель используется для работы с крепежными изделиями и подготовки отверстий. Вес шуруповерта составляет всего 1,6 кг. Инструмент работает от литий-ионной АКБ с емкостью 2 Ач и напряжением 18 В.

В комплекте идет удобный кейс для хранением шуруповерта и насадок.

Характеристики:

• крутящий момент — 60 Н·м;
• обороты — 1850 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• напряжение аккумулятора — 18 В;
• размер — 161x231x83 мм;
• вес — 1.2 кг.

Достоинства:

• эргономичность;
• компактность;
• качественная сборка;
• мощность.

Недостатки:

• хлипкий ящик;
• высокая цена.

DeWALT DCD791D2

Шуруповерт работает без подключения к сети. В комплект входит две литий-ионные АКБ с емкостью 2 Ач и напряжением 18 В. Крутящий момент 70 Н*м обеспечивает быстрое сверление отверстий.

За счет быстрозажимного патрона на смену оснастки уходит минимум времени.

Аккумулятор долго держит заряд, а на подзарядку уходит всего 1 час. Модель используется для создания отверстий до 40 мм в древесине и до 13 мм в металле.

Предусмотрено 15 позиций крутящего момента.

Характеристики:

• крутящий момент — 70 Н·м;
• обороты — 2000 об/мин;
• емкость аккумулятора — 2 Ач;
• размер — 175×203 мм;
• вес — 1.5 кг.

Достоинства:

• металлический патрон;
• мощность;
• быстрая мена насадки;
• качественная сборка;
• долгая работа батареи.

Недостатки:

• губки патрона до конца не смыкаются;
• по металлу берет всего 13 мм.

Makita DDF481RTE

Дрель-шуруповерт от известного производителя, который учел все нюансы. Рукоятка покрыта прорезиненным материалом, за счет чего инструмент не выскальзывает из руки.

За счет мощного бесщеточного двигателя достигается скорость оборотов до 2100 в минуту.

Крутящий момент составляет до 115 Нм. Модель подходит для профессионального использования, поскольку позволяет сделать отверстие до 76 мм по дереву и до 13 мм — по металлу.

В быстрозажимном патроне удобно закреплять биту. Питание происходит за счет емкой литий-ионной АКБ с напряжением 18 В.

Характеристики:

• крутящий момент — 115 Н·м;
• обороты — 2100 об/мин;
• емкость аккумулятора — 5 Ач;
• напряжение аккумулятора — 18 В;
• размер — 205×266 мм;
• вес — 2.6 кг.

Достоинства:

• мощный двигатель;
• емкая батарея;
• простое техобслуживание;
• высокий момент;
• универсальность.

Недостатки:

• большой вес;
• некачественная подсветка.

Сравнение коллекторного и бесщеточного инструмента

Как уже было отмечено, КПД у бесщеточных моторов выше и составляет 90%. В сравнении с ними коллекторные имеют только 60%. Это говорит о том, что при одинаковой емкости аккумулятора, бесщеточный шуруповерт проработает дольше на одном заряде, что очень важно, если источник для зарядки находится далеко.

Габариты и вес также лучше у того инструмента, внутри которого стоит бесщеточный мотор.

В связи с этим можно говорить о том, что описываемое оборудование гораздо эффективнее, однако пользователя часто останавливает его стоимость. Поскольку любой, даже самый дорогой инструмент выходит рано или поздно из строя, большинство предпочитают работать дешевой китайской продукцией. Но если хочется взять агрегат, который прослужит долго, тогда стоит знать основные критерии выбора, на которые должен опираться современный пользователь.

Электрический сетевой шуруповерт: какой лучше, профессиональный или бытовой

Сетевой электрический шуруповерт внешне похож на дрель с проводом. Отличие состоит лишь в наличии у первого крутящего момента. Работает проводной шуруповерт от сети, что может создать некоторые трудности в работе.

Тем не менее, сетевые шуруповерты имеют свои преимущества:

• На время и срок эксплуатации сетевых шуруповертов не влияет заряд батареи;
• Для питания инструмента подходит обычная розетка или удлинитель, в то время, как некоторые аккумуляторные шуруповерты требуют специальных зарядных устройств;
• Использовать сетевой шуруповерт можно даже при резко отрицательных температурах;
• В большинстве случает сетевые модели стоят дешевле аккумуляторных.

Сетевые шуруповерты делятся на бытовые и профессиональные. Профессиональные инструменты, в отличие от бытовых, имеют большую мощность и, соответственно, производительность, обладают устойчивым к механическим повреждениям корпусом. Но и стоят дороже бытовых. Поэтому, если вам нужен электрошуруповерт для того, чтобы провести ремонт в доме или квартире, лучше взять бытовую модель. Если инструмент необходим для проведения строительных работ на различных объектах и в различных условиях – выбираем профессиональную модель.

Тип и размер патрона

Патрон — эта та часть шуруповерта, в которой крепиться сверло, бита или другое приспособление. Существует несколько разновидности патронов: быстрозажимной, патрон с ключом, патрон под биту и SDS патрон. Быстрозажимной патрон позволяет легко менять насадки без использования специального ключа. Таким патроном оснащено подавляющее большинство шуруповертов на потребительском рынке. Патроном с ключом оснащены более мощные инструменты. Такая система надежно удерживает сверло в патроне. Патроном под биту оснащают аккумуляторные отвертки. Патроном SDS оборудованы полупрофессиональные и профессиональные сетевые строительные дрели и перфораторы с ударным механизмом. Такая система исключает проскальзывание сверла и предназначена для сверления плотного бетона и других твердых строительных материалов.

Патрон электрической дрели также характеризуется максимальным и минимальным диаметром сверла, которое можно закрепить в патроне. Чаще всего, аккумуляторные шуруповерты оснащены быстрозажимным патроном 1,5-13 миллиметров. Для большинства бытовых задач достаточно 10-ти миллиметрового патрона.

Безщеточные шуруповерты — обязательный инструмент не только любителя, но и профессионала

За последние годы очень большую популярность приобрел как в кругу профессионалов, так и мастеров-любителей такой инструмент как шуруповерт. Используя его можно быстро и качественно выполнить множество различных операций, например:

• Закручивание шурупов.
• Закручивание и откручивание гаек, болтов.
• Сверление отверстий различных диаметров, во всевозможных материалах.
• Перемешивание растворов, строительных смесей.
• Шлифовать, полировать поверхности различной площади.
• Разрезать материалы циркулярной насадкой.
• Обрабатывать кромку, делать углубления с помощью фрез.

Первоначально все шуруповерты имели питание от сети, но очень быстро появились модели и с компактными аккумуляторными батареями. Помимо ее улучшения конструкторы стали работать и над «сердцем» шуруповерта — над его двигателем. Изначально он был коллекторного типа, но сейчас его теснят иструменты с так называемыми бесщеточными двигателями.

Благодаря значительному числу своих преимуществ, безщеточные шуруповерты понемногу завоевывают рынок как профессионального, так и любительского инструмента. Большая часть современных моделей безщеточных шуруповертов оснащена двигателями на 12 или 18 вольт , реже встречаются модели на 32 В .

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...