Сравнение щеточного и бесщеточного шуруповерта —преимущества и недостатки

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.

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.

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

Щеточный шуруповерт

Двигатели щеточного типа – проверенная временем технология. На стороне такого инструмента – небольшие размеры, доступная цена, долгий срок службы.

Конструкция и принцип работы

Другое название щеточного двигателя – коллекторный. Он состоит из:

ротора (якоря);
коммутатора (коллектора);
щеток;
статора.

Общее устройство двигателя
Ротор обмотан медной проволокой. Ток создает вокруг обмотки магнитное поле, за счет которого электричество преобразуется в механическую энергию. Это приводит якорь в движение.

Задача коммутатора (коллектора) – переключать напряжение с одной обмотки на другую и, соответственно, изменять направление вращения якоря. Чтобы ток проходил от коммутатора к катушке с обмоткой, в двигателе установлены 2 графитовые щетки – по одной на каждом из полюсов батареи. Они обеспечивают постоянное изменение направления тока. За счет этого изменяется и магнитное поле, что дает якорю дальнейшее вращение.

Ротор с коллекторами и щетками расположен внутри неподвижного статора. В нем же находится другая катушка с обмоткой или постоянный магнит. Этот элемент создает магнитное поле, обратное роторному по полярности. Их взаимодействие и приводит якорь в движение.

Плюсы и минусы

Сильные стороны шуруповертов и дрелей с щеточным двигателем:

Технология старая и оттого инструменты дешевле, чем бесщеточные.
Простота в ремонте. Если выходят из строя щетки, достаточно заменить только их, а не докупать дополнительные детали или целый новый мотор.
Небольшие габариты, удобность в транспортировке.

Есть у коллекторных инструментов также общие недостатки:

Сравнительно невысокий КПД – до 60%. Много энергии затрачивается на создание трения между щетками и коллектором.
Из-за этого графитовые щетки подвержены скорому износу. Каждые 2-3 года необходимо проводить их замену. К тому же, графит засоряет коллектор, и это может стать причиной выхода шуруповерта из строя.
Щеточные инструменты не способны развить мощность выше 3 тысяч об/мин. Для дома этого хватит, но для более сложных задач бесщеточные модели выглядят предпочтительнее.
Трение щеток и коммутатора создает искры. Поэтому работать инструментом можно только в местах без риска возникновения пожара, вдалеке от легковоспламеняющихся веществ. Нужно также следить, чтобы из-за трения устройство не перегревалось, и давать ему «отдых» на остывание.

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.

Достоинства и недостатки электроинструмента без щеток

Плюсами шуруповертов без щеток являются следующие качества:

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

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

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.

Коллекторный против бесщеточного: сводная таблица

Теперь – сравнительная характеристика двух типов инструмента в виде таблицы с ключевыми параметрами.

Характеристики	Тип шуруповерта
Характеристики	Щеточный	Бесщеточный
КПД	до 60%	90%
Износ	быстрее	дольше
Длительность работы от аккумулятора	меньше	дольше почти в 2 раза
Стоимость	ниже	выше
Размеры	больше	меньше
Вес	тяжелее	легче
Перегрев	есть	нет
Шумность работы	громко	тихо
Ремонт	легко	крайне проблематично
Область применения	дом	без ограничений
Работа в пожароопасных помещениях	большой риск	безопасно

Заметна разница в размерах корпуса

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.

Габариты

Узел коллектора в сборе Дом инструмента
Козырем бесщеточных моторов является отсутствие коллекторного узла, отнимающего место. Этот узел составляет до 30–50% длины ротора, а значит, двигатель без щеток может быть настолько же компактнее при сравнимой мощности. Это особо актуально для профессионального инструмента, задача которого – не просто вкрутить три шурупа под полочку или собрать новый шкаф, а закручивать сотни саморезов в день.

Уменьшение мотора сказывается на общих габаритах шуруповерта. Например, бюджетная модель BLACK+DECKER BCD001BA10S на 150 грамм легче «собрата» BLACK+DECKER CD121, имеющего более мощный движок, и немного компактнее. А когда работать нужно несколько часов подряд, то каждая сотня грамм имеет значение.

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 инструмент все-таки выбрать

Взглянув на приведенную таблицу, можно прийти к однозначному выводу: бесщеточные шуруповерты выигрывают, как говорится, в одни ворота. Почти все характеристики в их пользу, и только по считанным параметрам коллекторный инструмент выглядит предпочтительнее.

Однако это – на бумаге. Бесщеточное оборудование лучше, современнее, но за это превосходство придется хорошо заплатить. Прежде, чем выложить солидную сумму, стоит ответить себе на несколько вопросов:

позволяет ли бюджет приобрести бесщеточный агрегат?
для каких целей нужен инструмент?
как часто он будет использоваться?

Ни к чему тратить много денег на бесщеточный шуруповерт, который понадобится всего пару раз, а остальное время будет пылиться в кладовке.

Для домашней работы достаточно щеточного инструмента

Один из главных моментов, с которым стоит выбирать тип инструмента – возможность ремонта. Даже если исключить обязательную замену щеток раз в пару лет, коллекторный агрегат, скорее всего, выйдет из лада уже тогда, когда уплаченные деньги будут сполна отработаны. Не жалко выкинуть отслуживший свое прибор, и купить новый за те же деньги.

Вывод! Если шуруповерт нужен только для периодических локальных работ в доме, хватит и коллекторного инструмента. А вот замена одной детали в бесщеточном шуруповерте повлечет за собой покупку еще нескольких (иначе – никак), что составит от половины до 75% цены нового прибора. Он, вероятно, прослужит дольше, чем щеточный, но если сломается, то смысла его ремонтировать нет.

Три основных критерия при выборе типа шуруповерта – бюджет, цель и планируемая частота использования. А увидеть разницу в работе между коллекторным и щеточным инструментом можно здесь:

Планетарный редуктор

Вне зависимости от оснащенности модели, он всегда находится в отдельном корпусе, выполнен из пластика либо металла. Главные элементы редуктора шуруповерта:

солнечная шестерня;
кольцевая шестерня;
сателлиты;
1-2 водила.

Основная деталь – кольцевая шестерня, имеющая цилиндрическую форму. По ее окружности размещаются маленькие зубья, по которым двигаются сателлиты. Обычно, они инсталлируются на крепкие штифты водила, в центре первого ряда находится солнечная шестерня.

Подвижный вал вставляется в редуктор при помощи магнитных контактов, в процессе работы совершает вращательные движения. Двухступенчатый редуктор всегда содержит 2-ое водило. Беря во внимание сложность работы, оно может двигаться резвее либо медлительнее вращающего момента вала мотора инструмента.

Принцип функционирования патрона

Патроны на шуруповертах бывают 2-ух типов — быстрозажимные и главные. Быстрозажимные более популярны, и они бывают одно и двухмуфтовыми. Главные более надежные, потому что в их исключается возможность проворачивания насадки. Главные исполнительные органы используются обычно на дрелях, которые исключают проворачивание сверл с цилиндрическими хвостовиками. На шуруповертах употребляются обычно быстрозажимные, потому что они довольно накрепко фиксируют насадки в виде бит, имеющих шестигранную конструкцию хвостовиков.

READ Как зарядить литиевый аккумулятор шуруповерта

Главные и быстрозажимные патроны на шуруповертах имеют родственную конструкцию и механизм работы, который основывается на перемещении зажимных губок. В конструкции имеется три губы, которыми и фиксируются хвостовики рабочих насадок — сверла, биты, полировальные насадки и прочее.

Чтоб патрон служил длительно, нужно временами заносить вовнутрь смазочные вещества, также очищать рабочие органы от засорений. При выходе из строя губок, они не подлежат подмене. При выборе патрона нужно учесть, что они отличаются по такому параметру, как поперечник хвостовиков насадок, которые можно закрепить в нем. Учесть нужно и поперечник отверстия для крепления на шуруповерте.

Патрон крепится к шуруповерту 2-мя резьбовыми зажимами. 1-ый зажим находится снутри, и представлен в виде четырехгранного (пореже одногранного) винта, который имеет левую резьбу. Чтоб его вывернуть, нужно крутить в правую сторону. После вывинчивания винта, нужно открутить сам элемент, который закреплен на валу.

Механизм работы шуруповерта

обычной и незамудреный, но с ним следует разобраться всем, кто планирует произвести его ремонт, переделку, модернизацию и т.п. Зная механизм работы шуруповертови гайковертов, можно убрать любые поломки этих устройств, и возвратить инструмент в рабочее состояние.

Как устроен шуруповерт или конструкция прибора

Рассматриваемый вид инструмента работает по принципу перевоплощения электронной энергии в механическую, тем совершая полезную работу. Исходя из этого, шуруповерты классифицируются на сетевые и аккумуляторные. Популярностью пользуются аккумуляторные модели за счет их портативности, но сетевые также имеют преимущество — это высочайшая мощность по сопоставлению с аккумуляторными. Сетевые шуруповерты еще именуют дрелями, потому что ими можно не только лишь завинчивать крепежные изделия, да и сверлить дерево и металл.

Наружное устройство сетевых и аккумуляторных моделей фактически схожее, кроме малозначительного отличия. Это отличие заключается в присутствии батареи на портативных инструментах, также наличие провода для подключения в розетку на устройствах сетевого типа. Внутреннее устройство имеет больше различий, но, механизм работы шуруповертов сетевого и аккумуляторного типа однообразный. Главными конструктивными элементами рассматриваемых устройств являются:

Корпус из ударопрочного пластика
Патрон (обычно быстрозажимного типа)
Кнопка, выключатель либо курок для пуска инструмента
Переключатель режимов направления движения исполнительного органа — реверс
Регулятор скорости в виде переключателя
Регулятор силы момента — более известен, как трещотка

Чтоб осознавать устройство, ниже представлено фото с описанием каждого элемента. Работа устройства основывается на последующих деталях, которые находятся снутри корпуса:

Электромотор коллекторного либо бесколлекторного типа
Шестеренчатый механизм в виде планетарного редуктора
Предохранительная муфта с регулятором усилия — исключает заклинивание и перегрев мотора, предотвращая тем выход его из строя

Зависимо от модели инструмента, они также дополнительно могут оснащаться подсветкой, индикацией заряда батареи либо LED-дисплеем. В конструкции корпуса могут быть пазы для размещения сменных бит, что упрощает эксплуатацию устройства.

Источник: komvidpro.ru