Всё, что вам нужно знать о двигателях с внешним ротором: особенности, отличия от моделей с внутренним ротором, преимущества и недостатки, использование в аккумуляторных электроинструментах.
Технология позволяет разрабатывать более мощные аккумуляторные электроинструменты и оборудование. Одна из современных разновидностей двигателей, которыми оснащаются новые инструменты — бесщёточный двигатель с внешним ротором. Также подобные модели называются двигателями с внешним рабочим ходом. Они могут применяться во всех аккумуляторных инструментах — от циркулярных и цепных пил до триммеров и газонокосилок. Что же представляет собой бесщёточный двигатель с внешним ходом и в чём его отличие от моделей с внутренним?
Основные отличия устройства бесщёточных двигателей с внешним ротором
Базовое отличие между двумя типами моделей (с внутренним ротором и с внешним) — их устройство. Для работы как щёточных, так и бесщёточных двигателей требуются магниты. Основная задача статора — создать заряд, который обеспечивает вращение устройства, притягивая/отталкивая магниты. Ротор — вращающаяся часть, на которой расположены эти магниты.
Устройство моделей с внутренним ротором подразумевает внешнее расположение статора. В моделях с внешним — ротор и статор меняются местами.
Габариты обеих разновидностей
Предположим, перед вами лежат модели обоих типов, причём мощность и установочный размер этих моделей равны. Как отличаются размеры этих устройств?
При сравнении можно легко убедиться, что общая площадь магнитов равна в обеих конструкциях. Если магниты размещаются на внутреннем роторе, который имеет меньший диаметр, для достижения нужной площади требуется увеличение длины.
В моделях с внешним ротором происходит противоположный эффект. Размещение магнитов на элементе с бóльшим диаметром позволяет уменьшить длину магнитов и всего устройства. Также при уменьшении длины происходит естественное уменьшение веса.
Эффективность обоих конструкций
Модели с внутренним ротором склонны к колебанию. Ротор слегка перемещается вперёд-назад внутри статора, что приводит к потере эффективности. Тем не менее, существуют методы решения этой проблемы. Так, Makita использует рёбра-ограничители для стабилизации ротора, что позволяет повысить КПД до 99%. Но это делают не все бренды.
Бесщёточные двигатели с внешним ротором не сталкиваются с проблемой колебания, что делает их по определению более практичными благодаря их устройству.
Подводим итог: плюсы обеих конструкций
Итак, при выборе модели с внешним ротором существует две опции. Первая — сокращение длины и массы двигателя, что позволяет сохранить мощность, повысив практичность.
Вторая опция — сохранить вес на прежнем уровне и достичь более высокой мощности. Разумеется, есть и третий вариант — баланс между этими двумя опциями: немного сократить вес и менее значительно повысить мощность. Этот подход можно увидеть в аккумуляторных триммерах, которые многое выигрывают от сокращения массы бесщёточных двигателей, расположенных в передней части инструмента.
При сравнении можно заметить, что обе конструкции выигрывают по различным параметрам:
Бесщёточный двигатель с внешним ротором
- Диаметр: больше
- Длина: меньше
- Крутящий момент: больше*
- Эффективность (в том числе скорость и расход энергии): меньше
- Тепловыделение: меньше
- Использование: крупные электроинструменты (газонокосилки)
Бесщёточный двигатель с внутренним ротором:
- Диаметр: меньше
- Длина: больше
- Крутящий момент: меньше*
- Эффективность (в том числе скорость и расход энергии): больше
- Тепловыделение: больше
- Использование: небольшие электроинструменты (дрели)
*Это общее утверждение, верное при равнозначности всех остальных параметров.
Использование в электроинструментах
При разработке многих электроинструментов с бесщёточным двигателем используются модели с внутренним ротором, что позволяет сократить обхват двигателя. Так, в инструментах Makita применяется не менее четырёх разновидностей двигателей с внутренним ротором: 80 мм, 54 мм, 44 мм, 38 мм.
В триммерах 18V X2 от Makita, а также в цепных пилах этого бренда используется пятый тип — бесщёточные двигатели 80 мм с внешним ротором. Бóльший размер самих электроинструментов означает достаточный размер корпуса, чтобы вместить двигатель увеличенного диаметра. В целом габариты такого двигателя уменьшаются благодаря уменьшению длины. Это позволяет Makita использовать подобные устройства в электроинструментах с прямым приводом, которые способны извлечь пользу от максимально эффективного способа передачи энергии.
В ожидании новых моделей, оснащённых бесщёточным двигателем с внешним ротором
Производители стремятся к разработке новых аккумуляторных моделей инструментов, которые традиционно считаются сетевыми — а пользователи могут ожидать, что на рынке появится больше бесщёточных двигателей с внешним ротором. Литий-ионные аккумуляторы всё ещё способны расширить свои возможности. Внешний ротор даёт возможность генерировать больше энергии — что, в свою очередь, поможет достичь новых пределов мощности аккумуляторной технологии.
