В последние годы обычные шуруповёрты и другая аккумуляторная техника всё чаще выпускается не с коллекторными двигателями, а с бесщёточными. Их отличает узнаваемый внешний вид - более короткий корпус и характерная "бочка" - утолщение в месте размещения мотора. Чем они отличаются от классических шуруповёртов, какие у бесщёточных моделей плюсы и минусы - я расскажу вам коротко и по делу - читайте дальше!
Какие вообще бывают электромоторы и как они работают - краткая теория
Все электродвигатели, за исключением экзотических, делятся на две группы - коллекторные (щёточные) и бесщёточные.
Коллекторные (щёточные) двигатели
Коллекторные двигатели постоянного и переменного тока устроены похожим образом - в неподвижной обмотке (статоре), при подаче напряжения, возникает магнитное поле, которое воздействует на подвижную "сердцевину" - ротор. Иногда статор заменяется постоянными магнитами, но только в самых простых моделях моторов небольшой мощности и низкого напряжения.
Ротор также содержит обмотки, разделённые на несколько секций, напряжение на которые подаётся посредством коллекторно-щёточного узла, отсюда и название мотора. При подаче напряжения на статор и ротор между ними возникает вращающаяся сила, приводящая вал двигателя, совмещённый с ротором во вращение.
Коллекторные двигатели имеют небольшие размеры, у них легко регулировать частоту вращения посредством изменения тока через обмотки статора и ротора, но есть и минусы - главный из которых это сравнительно малый срок службы, вызванный быстрым износом щёток и коллектора, особенно при больших нагрузках.
Бесщёточные двигатели
Бесщёточные двигатели делятся на асинхронные и вентильные.
Асинхронные двигатели являются одними из лучших по надёжности, простоте и дешевизне и фактически не изменялись по конструкции уже больше 100 лет. Такие двигатели имеют статор, подключаемый к трёхфазному напряжению, автоматически создающему крутящееся магнитное поле. Ротор никуда не подключается - его обмотки замкнуты сами на себя и получают магнитное поле от статора, но с небольшой задержкой. Именно эта задержка и приводит ротор во вращение, который как бы пытается "догнать" поле статора, но никогда не успевает.
Асинхронные двигатели применяются очень широко, но в основном там, где от двигателя требуется высокая надёжность при относительно постоянных оборотах вращения - вентиляторы, станки, конвейерные линии. Их можно подключать к однофазной сети посредством дополнительного конденсатора, но при этом они значительно теряют в мощности, кроме этого конденсаторы периодически нужно заменять.
Теперь перейдём к теме нашей статьи - вентильным бесщёточным электромоторам. Они устроены максимально просто - трёхфазный статор с тремя обмотками и ротор с постоянными неодимовыми магнитами. Появление таких двигателей обусловило два технологических прорыва:
- изобретение компактных и мощных постоянных неодимовых магнитов;
- резкое снижение стоимости мощных полупроводниковых ключей и датчиков Холла, а также микропроцессоров управления.
Электронная плата с мощными ключами и процессором преобразует постоянный ток от аккумулятора в переменный трёхфазный, с заданными параметрами, благодаря которым можно плавно менять скорость вращения (при неизменном крутящем моменте). Преимущества таких моторов очевидны, поэтому до недавнего времени их доминирование в области электроинструмента ограничивалось только высокой стоимостью. Но в последние годы цена бесщёточных двигателей приблизилась к стоимости коллекторных, и чем дальше, тем больше их будет в продаже.
Шуруповёрты с бесщёточными двигателями - плюсы и минусы
Теперь, зная теорию, мы можем сформулировать плюсы шуруповёртов с бесщёточными моторами:
- высокий крутящий момент, не зависящий от оборотов;
- плавный пуск, исключающий рывки, вредные для работника и вызывающие быстрый износ насадок;
- отличная надёжность, ограниченная только качеством полупроводниковых элементов и подшипников мотора;
- большая компактность.
Есть и минусы, главный из которых более высокая стоимость (примерно в два раза) по сравнению с коллекторными шуруповёртами, а также небольшая задержка между нажатием кнопки и началом вращения, к которой нужно привыкнуть. В общем можно сказать, что в будущем, в аккумуляторном инструменте бесщёточные моторы вытеснят коллекторные.
Спасибо, что дочитали - надёжного вам инструмента и удачного ремонта!