БесщеточНый двигатель для шуруповерта



Как устроен бесщеточный двигатель

Работа бесщеточного электродвигателя основывается на электрических приводах, создающих магнитное вращающееся поле. В настоящее время существует несколько типов устройств, имеющих различные характеристики. С развитием технологий и использованием новых материалов, отличающихся высокой коэрцитивной силой и достаточным уровнем магнитного насыщения, стало возможным получение сильного магнитного поля и, как следствие, вентильных конструкций нового вида, в которых отсутствует обмотка на роторных элементах или стартере. Обширное распространение переключателей полупроводникового типа с высокой мощностью и приемлемой стоимостью ускорило создание подобных конструкций, облегчило исполнение и избавило от множества сложностей с коммутацией.

Принцип работы

Увеличение надежности, уменьшение цены и более простое изготовление обеспечивается отсутствием механических коммутационных элементов, обмотки ротора и постоянных магнитов. При этом повышение результативности возможно благодаря уменьшению потерь трения в коллекторной системе. Бесщеточный двигатель может функционировать на переменном либо непрерывном токе. Последний вариант отличается заметным сходством с коллекторными двигателями. Его характерной особенностью является формирование магнитного вращающегося поля и применение импульсного тока. В его основе присутствует электронный коммутатор, из-за чего повышается сложность конструкции.

Вычисление положения

Генерирование импульсов происходит в управляющей системе после сигнала, отражающего положение ротора. От стремительности вращения мотора напрямую зависит степень напряжения и подачи. Датчик в стартере определяет положение ротора и подает электрический сигнал. Вместе с магнитными полюсами, проходящими рядом с датчиком, меняется амплитуда сигнала. Также существуют бездатчиковые методики установления положения, к их числу относятся точки прохождения тока и преобразователи. ШИМ на входящих зажимах обеспечивают сохранение переменного уровня напряжения и управление мощностью.

Для ротора с неизменными магнитами подведение тока необязательно, благодаря чему отсутствуют потери в обмотке ротора. Бесщеточный двигатель для шуруповерта отличается низким уровнем инерции, обеспечиваемым отсутствием обмоток и механизированного коллектора. Таким образом появилась возможность использования на высоких скоростях без искрения и электромагнитного шума. Высокие значения тока и упрощение рассеивания тепла достигаются размещением нагревающих цепей на статоре. Стоит также отметить наличие электронного встроенного блока на некоторых моделях.

Магнитные элементы

Расположение магнитов может быть различным в соответствии с размерами двигателя, к примеру, на полюсах или по всему ротору. Создание качественных магнитов с большей мощностью возможно благодаря использованию неодима в сочетании с бором и железом. Несмотря на высокие показатели эксплуатации, бесщеточный двигатель для шуруповерта с постоянными магнитами обладает некоторыми недостатками, в их числе утрата магнитных характеристик при высоких температурах. Но они отличаются большей эффективностью и отсутствием потерь по сравнению с машинами, в конструкции которых имеются обмотки.

Импульсы инвертора определяют скорость вращения механизма. При неизменной питающей частоте работа двигателя осуществляется с постоянной скоростью в разомкнутой системе. Соответственно, скорость вращения меняется в зависимости от уровня питающей частоты.

Характеристики

Вентильный электродвигатель работает в установленных режимах и имеет функционал щеточного аналога, скорость которого зависит от приложенного напряжения. Механизм обладает множеством достоинств:

  • отсутствие изменений при намагничивании и утечке тока;
  • соответствие скорости вращения и самого вращающего момента;
  • скорость не ограничивается центробежной силой, влияющей на коллектор и роторную электрообмотку;
  • нет необходимости в коммутаторе и обмотке возбуждения;
  • используемые магниты отличаются небольшим весом и компактными размерами;
  • высокий момент силы;
  • энергонасыщенность и эффективность.

Использование

Бесщеточный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами встречается в основном в устройствах с мощностью в пределах 5 кВт. В более мощной аппаратуре их применение нерационально. Также стоит отметить, что магниты в двигателях данного типа отличаются особой чувствительностью к высоким температурам и сильным полям. Индукционные и щеточные варианты лишены таких недостатков. Двигатели активно используются в электрических мотоциклах, автомобильных приводах благодаря отсутствию трения в коллекторе. Среди особенностей нужно выделить равномерность вращающего момента и тока, что обеспечивает снижение акустического шума.

Бесщеточный двигатель для шуруповерта

Шуpуповерт aккумулятoрный Mаkitа DDF482RМЕ. HОBЫЙ. Отдадим в рacсрочку без пepвoгo взнoса. Оплaта через мecяц эксплуатaции. Tpебование — гражданство PФ. Kрeдитная истoрия знaчeния нe имеeт.

Я мoгу пpeдоcтaвить комплeкт инстpумeнтa cуммой до 100 000 p.paccрoчкoй на 24 меcяца.Платеж — 5000 p. Инструмент на гарантии. Кредитная история значения не имеет. Нusqvаrnа, Stihl, Маkitа, Воsh, DеWаlt

Технические характеристики Шуруповерта аккумуляторного Маkitа DDF482RМЕ

Тип двигателя шуруповерта: бесщеточный

Реверс шуруповерта: есть

Частота вращения шпинделя шуруповерта, об/мин: 0-600/0-1900

Диаметр патрона шуруповерта, мм: 13

Линейка инструмента шуруповерта: ХРТ

Макс. диаметр сверления шуруповерта (дерево), мм: 38

Макс. крутящий момент шуруповерта (мягкий), Нм: 36

Макс. крутящий момент шуруповерта (жесткий), Нм: 62

Емкость аккумулятора шуруповерта, Ач: 4.0

Вес шуруповерта, кг: 1.5

Шуруповерт аккумуляторный Маkitа DDF482RМЕ в наличии, рассрочка до 3х лет, доставка по России, оформить рассрочку можно по телефону, это займет не более 7ми минут. Предварительно приготовьте паспорт и СНИЛС.

Самовывоз: 32 км. МКАД (внешняя сторона) ТРЦ Шёлковый путь пав. 52.10 . метро Аннино. (пересечение Варшавского шоссе и МКАД, ориентир строй рынок Каширский Двор 3)

Звони прямо сейчас.

Шуpуповерт aккумулятoрный Mаkitа DDF482RМЕ. HОBЫЙ. Отдадим в рacсрочку без пepвoгo взнoса. Оплaта через мecяц эксплуатaции. Tpебование — гражданство PФ. Kрeдитная истoрия знaчeния нe имеeт.

Я мoгу пpeдоcтaвить комплeкт инстpумeнтa cуммой до 100 000 p.paccрoчкoй на 24 меcяца.Платеж — 5000 p. Инструмент на гарантии. Кредитная история значения не имеет. Нusqvаrnа, Stihl, Маkitа, Воsh, DеWаlt

Технические характеристики Шуруповерта аккумуляторного Маkitа DDF482RМЕ

Тип двигателя шуруповерта: бесщеточный

Реверс шуруповерта: есть

Частота вращения шпинделя шуруповерта, об/мин: 0-600/0-1900

Диаметр патрона шуруповерта, мм: 13

Линейка инструмента шуруповерта: ХРТ

Макс. диаметр сверления шуруповерта (дерево), мм: 38

Макс. крутящий момент шуруповерта (мягкий), Нм: 36

Макс. крутящий момент шуруповерта (жесткий), Нм: 62

Емкость аккумулятора шуруповерта, Ач: 4.0

Вес шуруповерта, кг: 1.5

Шуруповерт аккумуляторный Маkitа DDF482RМЕ в наличии, рассрочка до 3х лет, доставка по России, оформить рассрочку можно по телефону, это займет не более 7ми минут. Предварительно приготовьте паспорт и СНИЛС.

Самовывоз: 32 км. МКАД (внешняя сторона) ТРЦ Шёлковый путь пав. 52.10 . метро Аннино. (пересечение Варшавского шоссе и МКАД, ориентир строй рынок Каширский Двор 3)

Ударный бесщеточный шуруповерт Makita LXDT08

  • Бесщеточный двигатель BL
  • Патрон под шестигранный хвостовик
  • Скорость холостого хода 0-2500 об/мин
  • Скорость ударного механизма 0-3200 ударов в минуту
  • Максимальный крутящий момент 160 Нм
  • Аккумулятор 18-вольтный ионно-литиевый
  • Длина 150 мм
  • Вес с аккумулятором 1,54 кг.

Первое впечатление об ударном шуруповерте Makita LXDT08 сложилось очень приятное, немалую роль в этом сыграла крайне удачная цветовая схема, стандартная для инструментов данного производителя. Бирюзовый с черным выглядят очень солидно. Но отбросим эстетику и взглянем на основные функции шуруповерта. По форме и размерам данная модель схожа с большинством 18-вольтных шуруповертов, которыми мне доводилось пользоваться ранее. Хотя если быть дотошным, длина новинки все же немножко меньше, чем у аналогов, и это хорошо. Инструмент отлично лежит в руке. Аккумулятор LXT оказался больше, чем я рассчитывал, зато он существенно выигрывает у компотных элементов в емкости, а соответственно и времени автономной работы.

И действительно, живучесть аккумулятора просто потрясла. Казалось, что Makita LXDT08 сможет работать без подзарядки вечно, даже при довольно серьезных нагрузках.

Согласно спецификациям максимальный крутящий момент данного шуруповерта составляет 160 Нм, скорость вращения 2500 об/мин.

Для тестирования, мы взяли Makita LXDT08 на стройплощадку вместе с ударными шуруповертами Porter Cable PCL180ID и Bosch IDS181-02. Мы начали ввинчивать шурупы в брус одновременно тремя ударными шуруповертами, при этом модель от Makita справилась с заданием существенно быстрее конкурентов. Работа ударного механизма новинки показалась более мягкой. Это оказалось неожиданным, но очень приятным сюрпризом. В результате шурупы вворачиваются быстрее, при этом нагрузка на уши и руки ниже.

Затем мы решили испытать новый шуруповерт при установке кухни. Понравилось, что при ввинчивании шурупа любой длины, не наблюдалось снижения скорости. Опять же не ожидал, что удастся выполнить всю работу без подзарядок. А когда все же пришло время зарядить аккумулятор, процедура заняла всего 30 минут. При навешивании фасадов, оказалось немного проблематичным сдерживать мощь инструмента, чтобы ничего не повредить. Поэтому для деликатных задач мы все же советуем использовать не такие мощные шуруповерты, например 12-вольтную модель LXDT01 от Makita.

В шуруповерте LXDT08 имеется встроенный фонарь, который довольно хорошо освещает рабочую зону. Фонарь расположен над курком, поэтому тень, отбрасываемая рабочей частью инструмента минимальна. Удобно, что клипсу для крепления на поясе можно установить на любую сторону, уверен, что левши оценят.

Единственной проблемой, которая возникла при работе, была застрявшая в патроне недорогая бита. Вынуть ее оказалось непросто. С другими битами таких проблем не было, поэтому спишем все на неточность геометрии хвостовика.

Производительность бесщеточного ударного шуруповерта Makita LXDT08 нас вполне удовлетворила. Здесь нет никаких особых прибамбасов, но они и не нужны. В целом инструмент можно смело назвать компактным и очень мощным. Уверен, что он удовлетворит запросам практически любого профессионала, не говоря уже о любителях, которым мощности окажется с избытком.

2 лучших бесщеточных шуруповерта

В чем принципиальная разница электрических шуруповертов? Имя производителя на корпусе в расчет не берем. Все знают, что бывают сетевые (питание 220 вольт) и автономные (питание от бортового аккумулятора) инструменты.

Кроме того, редуктор вращения вала может быть оснащен ударным механизмом. За последние десятилетия никаких революционных технологий не придумали, кроме одной. Про неё и поговорим.

Что такое бесщеточный двигатель?

На подавляющем большинстве шуруповертов установлены коллекторные электромоторы. Принцип действия следующий: переключение обмоток происходит механическим путем и в якорной цепи. Контакты – это коллектор, а электроток передается с помощью подпружиненных щеток.

  • Проверенная технология.
  • Дешевизна комплектующих.
  • Простота ремонта.
  • Большие потери тока на коллекторе, как следствие – низкий КПД.
  • Искрение, нагрев коллекторного узла.
  • Зависимость крутящего момента от оборотов.
  • Потеря мощности в режиме реверса.
  • Высокая степень износа.
  • Потеря оборотов при нагрузке.

При разработке бесколлекторного мотора стояла задача отказаться от механической коммутации электрического тока. В первую очередь, переключение обмоток перенесли с вращающегося якоря на неподвижный статор. Для этого на якоре обмотки заменили постоянными магнитами. Это немного не соответствует концепции электромотора, но никак не отражается на общей работоспособности.

После изменения конструкции, отпала необходимость в постоянной перекоммутации тока на коллекторе. Обмотки на статоре можно переключать с помощью электрической схемы.

В нужный момент, после определения углового положения ротора относительно статора, схема управления дает команду на включение необходимой группы обмоток. Для точного позиционирования якоря, на нем установлен датчик Холла (как на коленвале автомобильного мотора).

  • Можно добиться идеально точного позиционирования якоря.
  • Отсутствие механических потерь.
  • КПД бесщеточного шуруповерта приближается к 90%.
  • Ничего не искрит и не изнашивается механически.
  • Отсутствие искрения дает возможность работать электроинструментом в условиях пожароопасной пыли и высокой влажности.
  • Бесщеточный мотор более компактный и легкий, что важно для ручного инструмента.
  • При работе реверса не теряется мощность.
  • Перегрузки на предельной мощности не снижают ресурс двигателя.
  • Контроль за скоростью вращения: при изменении нагрузки обороты стабильные.
  • Прецизионная электронная регулировка оборотов.
  • Более сложная конструкция.
  • Высокая стоимость шуруповерта.

Если сравнивать преимущества и недостатки двух видов электродвигателей, в противовес высокой стоимости бесщеточного шуруповерта можно привести следующие аргументы:

  • Экономия при эксплуатации: меньшее потребление электроэнергии за счет высокого КПД.
  • Не потерь крутящего момента при регулировке оборотов.
  • Инструмент легкий и компактный.
  • Ресурс бесщеточных шуруповертов в разы выше.

Популярные бесщеточные шуруповерты

Дрель-шуруповерт Bosch GSR 18 V-EC – дорого, качественно, надежно

Компактный бесщеточный мотор позволил добиться у аккумуляторного шуруповерта характеристик, не хуже сетевого инструмента.

Именно за счет бесколлекторных технологий, эта модель позволяет работать на тяжелых поверхностях без опаски разрядить аккумулятор в течение смены. Корпус двигателя по размеру не превышает аккумулятор.

  • Комплект из 2 аккумуляторов емкостью по 5,0 А*ч, вкупе с бесщеточным двигателем.
  • Мощный крутящий момент (31 Нм) с возможностью мягкого изменения уровня.
  • Механическое переключение двух ступеней редуктора.
  • Компактные размеры позволяют работать в ограниченном пространстве.
  • Установка сверл с хвостовиком 13 мм.
  • Богатая комплектация: кейс, вкладыш в кейс для инструмента, магнитный держатель для бит.
  • Высокая стоимость (есть подозрение, что за бренд) – 23000 рублей.
  • Большой вес: 1,7 кг. Тяжеловато даже для аккумуляторного инструмента.

Дрель-шуруповерт Dewalt 18.0 В XR – средние характеристики по умеренной стоимости

Для того, чтобы уложиться в рамки приемлемой цены, производитель сэкономил на всем, кроме кейса для переноски. Характеристики достаточные, не более того. При попытке использовать дрель-шуруповерт «по максимуму», сразу чувствуется предел.

При этом инструмент бодро сверлит, крутит, шлифует. При выполнении домашних работ, недостатка в характеристиках не ощущается. Приемлемая альтернатива традиционному коллекторному шуруповерту.

  • Умеренная цена (как для бесщеточного мотора), за такие деньги часто предлагаются коллекторные модели – 11800 рублей.
  • Высокий крутящий момент, несмотря на ограничения по мощности.
  • Продуманная эргономика: можно свободно оперировать в труднодоступных углах.
  • Шуруповерт очень легкий: всего 1,15 кг с аккумулятором.
  • Две механические ступени редуктора.
  • Слабоваты аккумуляторы: 2 шт. по 1,5 А*ч.
  • Неудачно расположена лампа подсветки.
  • Некачественное крепление аккумулятора на рукояти.

Выводы

Как видим, высокая стоимость бесщеточных шуруповертов с легкостью перевешивается достоинствами, технологии. Чем выше требования к инструменту – тем больше доводов в пользу бесколлекторного инструмента. Может быть, для домашнего применения цена высоковата, но для профессионала выбор очевиден.

Бесщеточные шуруповерты: особенности, преимущества и недостатки

Аккумуляторные шуруповерты стали востребованными благодаря своей мобильности и возможностям. Отсутствие зависимости от источника питания позволяет решать гораздо больше строительных задач.

Что такое бесщеточный мотор

Развитие полупроводниковой электроники в 1970-х привело к пониманию, что коллектор и щетки должны быть устранены в двигателях постоянного тока. В бесщеточном двигателе электронный усилитель заменяет механические коммутации контактов. Электронный датчик определяет угол поворота ротора и отвечает за контроль полупроводниковых переключателей. Устранение скользящих контактов позволило уменьшить трение и увеличило срок службы шуруповертов.

Такой мотор обеспечивает более высокую эффективность работы и меньшую подверженность механическому износу. Бесщеточные двигатели имеют несколько преимуществ над коллекторными:

  • более высокий крутящий момент;
  • повышенная надежность;
  • снижение шума;
  • длительный срок службы.

Внутренности мотора можно полностью закрыть и защитить от грязи или влаги. Преобразовывая электричество в механическую силу, безщеточные моторы более эффективны.

Скорость зависит от напряжения, но не зависит от центробежной силы, а работа мотора осуществляется в установленном режиме. Даже при утечке тока или намагничивании такой агрегат не снижает производительность, а скорость вращения совпадает с вращающимся моментом.

При использовании такого двигателя отпадает необходимость в использовании обмотки и коммутатора, а магнит в конструкции характеризуется небольшой массой и размером.

Используются бесщеточные двигатели в устройствах, мощность которых находится в пределе до 5 кВт. Их нерационально применять в оборудовании большей мощности. Более того, магниты в конструкции обладают чувствительностью к магнитному полю и высокой температуре.

Бесщеточный шуруповерт: принцип возникновения энергии

Бесщеточный шуруповерт имеет двигатель описанного типа, его отличие состоит в том, что ток переключается не в роторе, а обмотках статора. На якоре отсутствуют катушки, а магнитное поле создается посредством установленных в конструкции инструмента магнитов.

Момент, когда необходима подача энергии, определяется специальными датчиками. Их работа основана на эффекте Холла. ДПР импульсы и сигнал регулятора скорости проходят обработку в микропроцессоре, в результате чего они и формируются. На профессиональном языке их еще называют ШИМ сигналом.

Созданные импульсы последовательно подаются на инверторы или, проще говоря, усилители, которые увеличивают силу тока, а их выходы имеют связь с обмоткой, расположенной на статоре. Эти усилители тока призваны коммутировать ток, возникающий в катушках, согласно сигналам, которые исходят из микропроцессорного узла. В результате такого взаимодействия образуется магнитное поле, которое вступает в связь с тем, что имеется вокруг ротора, в результате чего начинает свое вращение якорь.

Достоинства и недостатки

Из достоинств можно выделить:

  • Возможность регулировать частоту вращения. При этом у пользователя появляется широкий диапазон настройки данного показателя, в зависимости от выполняемой работы и рабочей поверхности.
  • В конструкции такого агрегата отсутствует коллекторно-щеточный узел, соответственно инструмент ломается реже при правильном использовании, а техническое обслуживание не вызывает проблем.
  • Шуруповерт лучше справляется с большой нагрузкой, связанной с увеличением крутящего момента.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о