Бесщеточный двигатель принцип работы

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.

Лучшие бесщеточные шуруповерты

Сперва рассмотрим шуруповерты с патронами только для бит. Это электроинструмент, который используют для установки крепежа (саморезы, винты, шурупы). При наличии реверса оборудование подойдет для демонтажа строительных конструкций и разборки различной техники. Ввиду особой шестигранной формы гнезда патрона, закрепить сверло в таком устройстве не получится.

Номинация	место	наименование товара	цена
Лучшие бесщеточные шуруповерты	1	DeWALT DCF620D2K 30 Н·м	15 545 ₽
2	Makita DF032DWAX1 35 Н·м	11 908 ₽
3	Hitachi WM18DBL 33 Н·м	14 460 ₽
4	BOSCH GSR 18 V-EC TE 0 25 Н·м	11 759 ₽
5	Makita DDF083Z 40 Н·м	5 900 ₽
Лучшие бесщеточные дрели-шуруповерты	1	Milwaukee M18 FDD-502X 135 Н·м	43 300 ₽
2	Metabo BS 18 LTX BL I 5.2Ah x2 Case 120 Н·м	23 451 ₽
3	Makita DHP481RTE 115 Н·м	24 916 ₽
4	DeWALT DCD996P2 820 Вт 95 Н·м	24 536 ₽
5	AEG BSB 18CBL LI-402C 75 Н·м	25 519 ₽
6	BOSCH GSR 18 VE-EC 5.0Ah x2 L-BOXX 75 Н·м	31 990 ₽
7	DeWALT DCD791D2 70 Н·м	15 326 ₽
8	Makita DF332DWAE 35 Н·м	10 836 ₽
9	ЗУБР ДАИ-18-2-Ли КНМ4 60 Н·м	8 635 ₽

DeWALT DCF620D2K 30 Н·м

Рейтинг: 4.9

На первом месте бесщеточный шуруповерт DCF620D2K, работающий на аккумуляторах с напряжением 18 В. Он способен развивать обороты до 4400 в минуту, а сила затягивания составляет 30 Нм. В комплекте поставляется две батареи, емкостью 2.0 А/ч и кейс, а также две биты. Весит шуруповерт 1.9 кг. У него скорость вращения регулируется силой надавливания на курок. Быстро установить постоянное значение невозможно. На торце патрона предусмотрено три световых диода, облегчающие видимость в плохо освещенных местах. Мастерам в отзывах нравится, что АКБ заряжается в течение часа, поэтому пока один разрядится, второй уже будет полностью готов.

Мы рекомендуем этот шуруповерт для установки листов гипсокартона в больших объемах. Бесщеточная модель отлично выдерживает нагрузки в течение 6-8 часов беспрерывной эксплуатации. Еще в комплекте поставляется насадка для ленточной подачи крепежа, что значительно экономит время и повышает производительность. Регулировка выноса разрешает устанавливать нужную глубину закручивания.

Как выбрать качественные шуруповерты

Представленное оборудование характеризуется непревзойденной эффективностью, однако пользователей зачастую останавливает его стоимость. Поскольку абсолютно любые, даже наиболее дорогие, устройства не застрахованы от поломок, большинство пользователей отдают предпочтение бюджетным китайским вариантам

Однако, если хочется приобрести агрегат, который будет служить на протяжении длительного времени, следует принять во внимание базовые критерии выбора, на которые необходимо опираться

В конструкции бесщеточных инструментов патроны могут быть быстрозажимными либо шестигранными, у которых значение диаметра хвостовика составляет ¼ дюйма. В первом случае менять оснастку легче и быстрее, однако и другой тип патрона имеет множество преимуществ.

Не менее важным критерием является количество оборотов. Если не планируется применять инструмент на постоянной основе, а предстоит, к примеру, лишь собрать мебель, достаточно будет агрегата, у которого данный показатель равен примерно 500 об/мин. Такое изделие нельзя использовать в роли дрели, а если данная функция все же необходима, лучше отдать предпочтение инструменту, у которого количество оборотов составляет не меньше чем 1300 об/мин.

В бесщеточных шуруповертах патроны могут быть шестигранными или быстрозажимными

Важную роль играет также подбор аккумуляторной батареи. На сегодняшний день на рынке представлены агрегаты с различными типами аккумуляторов:

1. Никель-металлогидридные варианты характеризуются замечательной стойкостью к механическому воздействию, однако довольно быстро разряжаются.
2. Никель-кадмиевые устройства достаточно оперативно питаются энергией и могут применяться при низкой температуре воздуха, но их недостатком также является быстрая разрядка.
3. Литий-ионные характеризуются компактностью, небольшим весом, не склонны быстро разряжаться, однако им противопоказана низкая температура.

Пользователям следует также обратить внимание на крутящий момент, поскольку именно от него зависит предельная сила вращения и скорость. Данный показатель, находящийся в пределах 16-25 Н*м, относится к среднему

У профессиональных устройств он зачастую составляет от 40 до 60 Н*м, а у наиболее дорогих изделий – до 150 Н*м.

Благодаря наличию ударной функции можно применять устройство в роли дрели, не нанося при этом вреда шуруповерту. Преимущество данной опции заключается в том, что она обеспечивает возможность без труда создавать отверстия даже в плотных материалах.

У профессиональных моделей шуруповертов крутящий момент составляет от 40 до 60 Н*м

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.

Преимущества:

• Проверенная технология.
• Дешевизна комплектующих.
• Простота ремонта.

Недостатки:

• 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).

Преимущества:

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.

Недостатки:

• Более сложная конструкция.
• Высокая стоимость шуруповерта.

Итог:

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.

Бесщеточные двигатели: несколько слов о современной технологии

Прежде всего, говоря о том, что такое шуруповерт, следует заметить, что данный прибор является надежным помощником в различных ситуациях. Благодаря его универсальности существенно экономится время и сокращаются усилия на выполнение таких работ, как:

В бесщеточном моторе электронный усилитель отлично заменяет механические контакты

• разборка и сборка мебельных конструкций;
• вкручивание крепежных элементов;
• монтажные работы;
• сверление;
• организация резьбы.

Кроме того, инструмент может применяться в качестве строительного миксера для смешивания краски, различных замазок либо клея. Абсолютно любой мелкий ремонт, который предполагает применение шурупов либо гаек, можно выполнить в считаные секунды с помощью представленного прибора.

Вместе с развитием полупроводниковых электрических устройств пришло понимание того, что коллекторы и щетки должны быть искоренены в двигателе для шуруповерта. В таком моторе электронный усилитель выступает отличной заменой механических коммутаций контактов. Посредством электронного датчика происходит определение угла поворота ротора и осуществляется контроль за полупроводниковыми переключателями. Благодаря устранению скользящих контактов существенно снизилось трение и одновременно повысился срок службы агрегатов.

Бесщеточные моторы обеспечивают предельную эффективность функционирования устройств и минимальную подверженность износу механического характера. В сравнении с коллекторными вариантами двигатели представленного типа наделены следующими преимуществами:

Бесщеточные моторы предельно эффективны и имеют минимальный износ механического характера

• более высоким крутящим моментом;
• повышенной степенью надежности;
• уменьшенным уровнем издаваемого шума;
• длительным сроком эксплуатации.

Очень важной характеристикой является то, что внутренности бесщеточного мотора для шуруповерта можно целиком закрыть, защищая таким образом от попадания пыли и влаги. Благодаря этому не только значительно повышается безопасность в процессе эксплуатации устройства, но и возрастает срок его службы

При применении представленного типа мотора пропадает необходимость использования коммутатора и обмотки. Магнит в такой конструкции отличается компактностью и небольшим весом.

Бесщеточные двигатели для шуруповерта можно полностью закрыть, таким образом защитив их от попадания пыли и влаги.

В данном случае уровень скорости зависит от напряжения, а не от центробежной силы. При этом функционирование мотора происходит в выбранном режиме. Даже в случае утечки тока либо при намагничивании подобный агрегат не понижает производительность, а скорость вращения соответствует крутящему моменту. Превращая электричество в механическую силу, шуруповерты с бесщеточным двигателем характеризуются отличной эффективностью.

Что это за инструмент?

Устройство двигателей

Распространённые модели аккумуляторных шуруповёртов имеют в конструкции коллекторные электрические двигатели.

Ток в них переключается через обмотку якоря благодаря угольным щёткам.

А бесщёточные шуруповёрты работают при помощи бесколлекторных электродвигателей, в которых нет щёток.

Те функции, которые выполняли щётки в обычных шуруповёртах, в этих моделях переложены на электронный узел управления. Он способен переключать ток на обмотке статора, а не ротора. На якоре отсутствуют катушки. Чтобы исключить возможность скольжения контактов, магнитное поле в нём генерируется при помощи постоянных магнитов. В статорных обмотках нужный момент для подачи тока создаётся с использованием датчиков положения ротора. Они, в свою очередь, работают по принципу эффекта Холла.

Импульсы датчиков положения ротора принимаются микропроцессором вместе с сигналом, регулирующим скорость кручения. После окончания обработки происходит создание электрических импульсов с точными установками ширины (сигнал ШИМ). То сочетание импульсов, которое получилось в итоге, передаётся к инверторам (усилителям тока). Их выходы соединены с обмоткой статора. В соответствии с полученной информацией инверторы создают ток в катушках статора. Образовавшиеся импульсы создают переменное магнитное поле. При его взаимодействии с постоянным полем ротора начинается кручение якоря.

Принцип работы и отличие от щеточного:

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.

Как выбрать

Если потребитель готов заплатить достойную цену за бесщеточный шуроповерт, тогда ему следует более глубоко изучить, какие параметры важны при выборе качественного инструмента.

В конструкции такого оборудования патрон может быть быстрозажимным или шестигранным, у которого диаметр хвостовика составляет чаще всего ¼ дюйма. В первом случае менять оснастку проще и быстрее, но и другой вид патрона ни чем не хуже, поэтому лучше опираться на диаметр. Поскольку величина отвечает за универсальность инструмента, желательно, чтобы она была больше.

Число оборотов тоже не менее важно. Если не планируется работать инструментом постоянно, а необходимо, например, собрать мебель, то достаточно будет шуруповерта с показателем в 500 об/мин
Такой агрегат нельзя применять в качестве дрели, а если эта функция необходима, тогда лучше обратить внимание на товар с показателем 1300 об/мин и выше.
Выбор аккумуляторной батареи играет особенно важную роль

Сегодня на рынке можно встретить шуруповерты с никель-металл-гидридными аккумуляторами, они обладают прекрасной устойчивостью к механическому воздействию, но быстро саморазряжаются, и требуется много времени на зарядку
Никель-кадмиевые быстро напитываются энергией, могут использоваться при пониженной температуре воздуха и имеют низкую стоимость, но они тоже быстро разряжаются и могут проработать максимум 5 лет. Литий-ионные или литий-полимерные небольшие по весу и габаритам, не саморазряжаются, но не могут эксплуатироваться на холоде и обладают небольшим сроком эксплуатации.

Пользователю стоит так же обратить внимание на крутящий момент, от него зависит максимальная сила вращения и скорость, с которой шуруп входит в поверхность. Если на инструменте написано 16-25 Н*м, тогда этот показатель считается средним

У профессионального оборудования он чаще всего находится в промежутке от 40 до 60 Н*м, а у самых дорогих моделей и вовсе 150 Н*м.
Ударная функция позволяет использовать агрегат в качестве дрели, без вреда для шуруповерта. Ее преимущество в том, что инструмент может легко создавать отверстия в плотных материалах, таких как кирпич или бетон.

Безусловно, при покупке необходимо обращать внимание и на дополнительный функционал, который предлагает производитель. Лучше приобретать инструмент, у которого имеется возможность регулировки не только скорости вращения шуруповерта, но и передаваемого усилия, направления вращения

Подсветка и индикатор, оповещающий о количестве заряда — приятные и полезные функции, с которыми работа становится комфортнее. Если есть второй аккумулятор, кейс для транспортировки, зарядка и даже комплект оснастки — такой шуруповерт непременно достоин внимания покупателя.

О том, какой бесщеточный шуруповерт выбрать, смотрите в следующем видео.

Преимущества и недостатки

У современных моделей бесщёточных шуруповёртов есть большое количество плюсов и минусов. Среди достоинств можно выделить:

1. Легко регулировать частоту вращения и изменять её в широких границах.
2. Из конструкции исключён коллекторно-щёточный узел. Это помогло упростить техническое обслуживание и ремонт шуруповёрта, а также снизить возможность возникновения неисправностей.
3. Теперь короткие перегрузки крутящего момента переносятся шуруповёртом гораздо легче.
4. Низкое энергопотребление. Благодаря экономичному распределению энергии КПД инструмента повысился до 90%.
5. Увеличился срок службы шуруповёрта.
6. Меньший уровень нагрева, по сравнению со щеточным шуруповёртом.
7. Улучшилась система безопасности. Из-за изменений в конструкции возможность образования искр исключена. Это позволяет без опасений работать в помещениях с наличием взрывоопасных газов.
8. Длительная работа от аккумулятора (до 2-3 дней).
9. Уменьшились размеры инструмента, он стал легче.
10. Для шуруповёртов с функцией реверса появилась возможность использования одинаковой мощности для обратного и прямого кручения.
11. Во время повышения нагрузок на патрон скорость кручения не изменяется (в моделях с КШУ она значительно падала).
12. Более плавная и тихая работа.

Исходя из этого каждый мастер сам для себя решает, остановить выбор на щеточном или бесщеточном инструменте.

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.

Что такое бесщеточный шуруповерт

Бесщеточный шуруповерт (или бесколлекторный) – это инструмент, электродвигатель которого не имеет коллекторного узла со щетками. Этот узел состоит из щеток, трущихся об ротор, через которые на него подается ток. Они переключают обмотки, создающие магнитное поле и приводящие ротор мотора в движение. В бесщеточном двигателе этот узел заменен электронным блоком, который осуществляет переключение с помощью транзисторов и других компонентов.

Узел коллектора на роторе DiyHobby

Избавление от механического коллекторного узла позволило устранить некоторые недостатки электромоторов, тем самым повысив эффективность их работы. Поэтому в абсолютном выражении бесщеточный шуруповерт практически во всем лучше щеточного. Но в конкретных условиях применения имеются нюансы, которые оставляют право на жизнь инструментам с коллекторным двигателем. В чем именно они заключаются – сейчас разберемся.

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.