Щеточный или бесщеточный шуруповерт: Что лучше купить, преимущества и недостатки, отличия

У покупателей инструмента часто возникает вопрос: какой шуруповерт лучше щеточный или бесщеточный? Последние недавно появились в продаже, они работают, в основном, от постоянного напряжения, например, от аккумуляторных батарей. Бесщёточный тип асинхронного электродвигателя, работающий только от переменного тока, был разработан давно и в портативных инструментах не применялся из-за большого размера и веса ротора. Якорь же, требующий питание, которое реализуется через щётки, имеет меньший вес и габариты, может работать как от постоянного, так и переменного тока. Однако с развитием электроники был создан двигатель с электронной коммутацией обмоток статора – бесщёточный. Далее будет рассматриваться именно этот тип двигателя по сравнению с давно уже используемым щёточным.

Чем отличается щеточный шуруповерт от бесщеточного

У недавно разработанных и заполонивших рынок бесщёточных шуруповёртов, по сравнению с классическими щёточными, много отличий. Первые являются наиболее экономичными и создают меньше помех, также принцип работы у них кардинально изменён. Однако все эти новшества включены в цену, некоторое производство таких инструментов запатентовано. Ранее мы писали, как работает бесщеточный шуруповерт, рекомендуем посмотреть.

Что такое бесщеточный шуруповерт

У бесщёточных шуруповёртов ротор с постоянными магнитами вращается внутри статора, обмотки которого переключаются электронно. Есть варианты конструкций бесщёточных двигателей, у которых вращается ось, соединённая с корпусом, во внутренней части которого находятся постоянные магниты. В пространстве между осью и магнитами расположены и неподвижно закреплены электромагниты с катушками, управляемые электронным блоком.

Информация о положении ротора или корпуса с магнитами относительно электромагнитов статора считывается с датчиков Холла в синхронных типах бесщёточных двигателей. Электронный блок управляет переключением катушек, которое осуществляют микромощные транзисторы, согласно заданному элементами управления положению числа оборотов и направлению вращения. У асинхронных двигателей подобного типа положение вращающегося ротора или корпуса с постоянными магнитами определяется виртуально с помощью специальных алгоритмов.

Принцип работы щеточного шуруповерта

У всех шуруповёртов со щёточным двигателем вращается якорь с осью, с которой соединён привод на редуктор и затем патрон с битами и т.п. Якорь содержит обмотки электромагнитов, выводы которых подключены к контактным пластинам, расположенных на валу, выполненном из изолированных материалов. Они являются токоснимателями напряжения, которое подаётся со щёток. Обмотки сфазированы таким образом, что при подаче напряжения на контактные пластины, расположенные противоположно одна одной – ток потечёт через одну катушку в одном направлении, а через находящуюся напротив – в обратом.

Статор состоит, обычно, из постоянных магнитов в двигателях постоянного тока или электромагнитов, при питании переменным напряжением. Постоянные магниты создают постоянные полюса. К ним катушки якоря, возбуждаемые током, подаваемым со щёток, пытаются приблизиться. Их притяжение создаёт поворот якоря, что в свою очередь коммутацию катушек. В итоге получается вращение якоря, причём очень быстрое, так что требуется редуктор. Если поменять полярность, подаваемую на щётки, то поменяется направление вращения. Это справедливо для двигателей с постоянным магнитом статора.

Для моторов, имеющих питание от переменного напряжения, магнитные полюса создаются с помощью электромагнитов, размещённых на статоре. При последовательном соединении обмоток электромагнита со щётками, которые подают напряжение на катушки якоря, их вращение не зависит от полярности питающего напряжения. Поэтому такие двигатели одинаково могут работать как от постоянного, так и переменного напряжения.

Чтобы поменять направление вращения, необходимо изменить полярность подключения обмоток электромагнитов статора, либо контакты щёток поменять местами. Любая из таких коммутаций потребует как минимум 2 спаренных переключателя, причём со строгим условием синхронного переключения. Неисправность в его работе может привести к замыканиям в цепях схемы и резкому увеличению тока через обмотки статора или ротора с выходом их из строя.

Преимущества и недостатки разных двигателей

Естественно, разработка двигателя с электронной коммутацией обмоток и отказ от использования щёток привела к улучшению многих характеристик в целом. Однако практика пользования инструментом нового типа выявила некоторые недостатки и у этих устройств.

Бесщеточный шуруповерт плюсы и минусы

Бесщёточные двигатели, установленные в шуруповёртах, придают им такие качественные характеристики:

• Высокий КПД;
• Отсутствие искрообразований, низкий уровень помех;
• Высокий крутящий момент;
• Удобная и плавная регулировка количества оборотов и направления вращения;
• Меньше обмоток, которые могут повредиться витковым замыканием;
• Меньше соотношение веса, габаритов к мощности;
• Не требуют обслуживания, замены щёток и др.

Также шуруповёрты с бесщёточным двигателем имеют свои недостатки:

• Относительно высокая стоимость;
• Электроника уязвима от статического электричества и повышенной влажности;
• Ремонт и обслуживание, также комплектация является дорогими, в некоторых регионах нет мастерских, которые могут отремонтировать инструмент с интегральным блоком управления.
• Сильные неодимовые магниты могут притягивать внутрь двигателя мелкую металлическую пыль, которая приводит к заклиниванию, а при образовании коррозии на опилках – к склеиванию и выходу из строя электродвигателя.

В чем преимущества щеточного мотора

Дешевизна устройства со щёточным двигателем – это основное преимущество таких устройств. Да, они проще поддаются ремонту, однако это не всегда так. Если перемоткой статорной обмотки шуруповёртов, питающихся от переменного тока ещё занимаются некоторые мастера, то якорь перематывать вручную согласится не каждый. Дешевле купить новый инструмент или, в крайнем случае, заменить сгоревший якорь новым идентичным. Такая практика ещё имеется.

Почему бесщеточный инструмент такой дорогой

Трудно найти информацию по этому вопросу, скорее всего производители покупают патент на их производство. Об этом можно судить по электронике, входящей в состав бесщёточных двигателей и изготовленной в неразборных вариантах. У некоторых китайских устройствах, названия микросхем и транзисторов затёрто, семы их скрывают.

Какой лучше: бесщеточный и щеточный шуруповерт

Если предполагается редкостное использование инструмента, то приобретать дорогой бесщёточный шуруповёрт вряд ли имеет смысл. Разве что если у покупателя деньги на его покупку не составляют нагрузку на бюджет. Но, если говорить о профессиональном уровне – то, несомненно, – бесщёточный шуруповёрт позволит сэкономить силы и время, также продлит срок службы аккумуляторов, которые не из дешевых.

Приобретая шуруповёрт, необходимо взвесить все «за» и «против», чтобы наилучшим образом определить для себя, какой шуруповерт лучше щеточный или безщеточный. Следует учесть, что новые технологии и разработки инструментов направлены на наиболее практичное их использование.