Щеточный двигатель или бесщеточный что лучше

Коллекторный и бесколлекторный двигатели. Недостатки и преимущества каждого.

В ассортименте продукции Greenworks есть инструменты с коллекторным (щёточным) и бесколлекторным (бесщёточным) двигателями. Но везде делается акцент только на бесколлекторном электродвигателе. Почему только на нём, и для чего тогда устройства с щёточным? Расскажем в данной статье преимущества и недостатки каждого электродвигателя и ответим на эти два вопроса.

Коллекторный двигатель

Начнём с того, что двигатель — это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии в механический и наоборот. Эффективность данного процесса зависит от внутренней конструкции двигателя, которая в свою очередь зависит от источника тока (постоянного или переменного).

Устройство коллекторного двигателя

Якорь. Стержнем всей конструкции является якорь, он же металлический вал. Вал является движущимся элементом, от которого зависит крутящий момент. На нём также располагается ротор.

Ротор. Связан с ведущим валом. Его внешняя конструкция напоминает барабан, который вращается внутри статора. Задача ротора получать или отдавать напряжение рабочему телу.

Подшипники. Они расположены на противоположных концах якоря для его сбалансированного вращения.

Щётки. Выполнены обычно из графита. Их задача предавать напряжение через коллектор в обмотки.

Коллектор (коммутатор). Он выполнен в виде соединенных между собой медных контактов. Во время процесса вращения он принимает на себя энергию с щёток и направляет её в обмотки.

Обмотки. Расположены на роторе и статоре разных полярностей. Их функция в генерировании собственного магнитного поля под воздействием разных полярностей, за счёт чего якорь приходит в действие.

Сердечник статора. Выполнен из металлических пластин. Может иметь катушку возбуждения с полярным напряжением обмотки ротора. Или — постоянные магниты. Данная конструкция зависит от источника напряжения. Является статичным элементом всего механизма.

  • Стоимость меньше, чем у бесколлекторных двигателей (БД).
  • Конструкция относительно проще конструкции БД.
  • В виду этого, техническое обслуживание проще.

На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает:

  • Быстрый износ щёток.
  • Снижение мощности инструмента.
  • Появление искр.
  • Задымление инструмента.
  • Выход из строя инструмента раньше его «жизненного цикла».

Вывод: Если рассматривать бытовую сферу применения, то коллекторный двигатель является традиционным и бюджетным вариантом эксплуатации (и самым часто используемым). Инструменты на данном типе двигателя преданно и верно справятся с любой повседневной задачей в пределах своих возможностей. Т.к. такие инструменты по стоимости значительно дешевле инструментов на бесколлекторном двигателе, их рассматривает категория потребителей, которая придерживается мнения: «ничто не вечно». Зачем переплачивать, если любой агрегат в может выйти из строя? Мы же считаем, что при надлежащих условиях эксплуатации любой инструмент может прослужить верой и правдой довольно долгий срок. Но выбор за Вами.

Читайте также:  Hyundai lavita какой двигатель

Бесколлекторный двигатель

Если в коллекторном двигателе всё приходит в действие за счёт механики, то в бесщёточном — чистая электроника. Также позиции некоторых элементов в конструкции меняются местами. В коллекторном двигателе обмотки находились на роторе, а постоянные магниты — на статоре. У бесколлекторного — постоянные магниты переносятся на ротор, а катушки с обмоткой располагаются на статоре. Также ротор и статор могут менять свои позиции: есть модели двигателей с внешним ротором. Здесь отсутствуют щётки и коллектор, вместо них добавлен микропроцессор (контроллер) и кулер для охлаждения системы. Микропроцессор контролирует положение ротора, скорость вращения, равномерное распределение напряжения по катушкам обмотки.

Основные типы бесщёточного двигателя :

  • Асинхронный — это двигатель, который преобразовывает электроэнергию переменного тока в механическую. Название происходит от разной скорости вращения магнитного поля и ротора. Частота вращения ротора меньше, чем у магнитного поля, создаваемого обмотками статора (Например, двигатель DigiPro, который используется в продукции Greenworks).
  • Синхронный — это двигатель переменного тока, у которого частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля.
  • Из-за отсутствия щёток меньше трения.
  • Меньше подвержены износу.
  • Отсутствие искр и возможного возгорания.
  • Упрощенная регулировка крутящего момента в больших пределах.
  • Экономия расходуемой энергии.
  • У инструментов с реверсом одинаковая мощность в обоих направлениях вращения.
  • Быстрый запуск с больших скоростей.
  • Могут разгоняться до предельных показателей.
  • Некоторые модели при сильной нагрузке оснащены системой защиты двигателя.
  • Значительно дороже в цене, чем коллекторные двигатели.
  • Техническое обслуживание более узкоспециализированное.

Вывод: Несомненно бесколлекторные двигатели ориентированы на профессиональные работы с приличной нагрузкой. Несмотря на высокие показатели усовершенствованного типа двигателя, его единственный недостаток бьёт по кошельку. И перед тем, как приобретать инструмент на том или ином двигателе, прежде всего надо поставить перед собой вопрос: для каких целей он нужен. Уже исходя из ответа делать свой выбор.

Сколько людей — столько и мнений. Компания Greenworks старается делать качественную продукцию на разных типах двигателя, чтобы каждый мог подобрать себе инструмент по предпочтениям, функционалу и необходимой мощности под конкретные задачи, которые у каждого клиента свои. Какой лучше? Выбор за Вами!

Источник

Щёточный или бесщёточный инструмент? Моя точка зрения

В нескольких комментариях под моими статьями люди спрашивали, какой инструмент покупать: щёточный или бесщёточный?

У меня недавно появились два винтовёрта, щёточный и бесщёточный. Оба RYOBI ONE+. Один аккумулятор этой линейки подходит ко всем инструментам этой линейки.

Мне непонятно, почему они по-разному называются. Бесщёточный называется импульсный винтовёрт. Щёточный — импульсный гайковёрт. Размер патрона 1/4 дюйма у обоих.

Бесщеточный по размерам меньше, но тяжелее и мощнее. 270 Нм против 220 Нм.

По многим параметрам бесщеточный лучше

Энергопотребление. В бесщеточном двигателе нет коллектора со щётками, соответственно нет потерь на трение, нагрев и искрообразование. За счёт этого в среднем бесщёточный мотор экономичнее примерно на 30%. Например, щёточным шуруповёртом вы закрутите 200 саморезов, а бесщёточным 270 саморезов.

Ресурс двигателя. В бесщёточном моторе просто нечему ломаться, кроме подшипников. В щёточном двигателе со временем изнашиваются щётки и коллектор.

Читайте также:  Что за двигатель в новой элантре

У двигателя без щёток меньшие разрядные токи. Это немного бережёт аккумулятор.

Я взял сосновую доску 200*50 мм и попробовал закручивать в неё шурупы-глухари, размером 8*180 мм.

Бесщёточный однозначно закручивает эти глухари быстрее. Это прям чувствуется.

Если вы из будущего, посмотрите на главной странице моего канала. Там должно быть видео, где я показываю, как закручиваются глухари в доску.

В общем, у бесщёточных одни плюсы. Один только минус есть. Цена. Бесщеточный инструмент часто стоит в два раза дороже.

На примере этих винтовёртов: за щёточный по акции я заплатил 4 500 рублей, за бесщёточный выложил 6 800 рублей.

В щёточном винтовёрте мне понравилось переключение скоростей. На задней крышке. Можно держа винтовёрт в руке спокойно пальцем переключать скорости.

На бесщёточном переключение скоростей находится там, где крепится аккумулятор, и одной рукой переключить скорость нереально.

Для себя я сделал такой вывод: если работаешь инструментом постоянно, то нужно взять бесщёточный. Если время от времени то бери щёточный.

У меня есть шуруповёрт Макита, которым я пару сотен тысяч саморезов закрутил, а щётки на нём ещё не стёрлись.

Поэтому для такого темпа, в котором я работаю, покупать бесщёточный инструмент нет смысла.

Источник

Битва технологий. Бесщеточный шуруповерт против обычного. Makita VS DeWALT

А вы задумывались, стоит ли сегодня покупать шуруповерт с бесщеточным двигателем, или стоит подождать, пока эта технология станет еще более доступной? Ведь даже сейчас, когда прошло достаточно времени с момента внедрения бесщеточных ( brushless ) движков, шуруповерты, оснащенные ими стоят заметно дороже аналогичных, с обычными двигателями. Порой эта разница достигает 30%-50%, и так сразу и не поймешь, действительно ли бесщеточные шуруповерты на столько лучше обычных, что стоят этой переплаты.

Давайте разберемся.
Конструктивно, в нашем случае стандартный, коллекторный («щеточный») двигатель имеет ротор с обмотками и статор с постоянными магнитами.
А бесщеточный, он же бесколлекторный двигатель, наоборот, состоит из ротора с постоянными магнитами и статора с обмотками.

Коллекторный и бесколлекторный двигатели

Так же, для работы бесщеточного двигателя требуется достаточно сложная плата управления двигателем. Которая, по итогу, даст нам некоторое улучшение потребительских свойств нашего шуруповерта ( улучшенная защита , например, энергоэффективность так же, как наиважнейший фактор )
В конструкции бесщеточного движка отсуствует сложный, требующий обслуживания тяжелый и искрящий узел – коллектор. Двигатель получается легче и, как минимум, короче . Ощутимо уменьшаются потери на коммутацию, поскольку контакты коллектора и графитовые щетки можно сказать, заменяется платой управления двигателя. В итоге — имеем электродвигатель с лучшими показателями КПД и показателем мощности на килограмм веса , с более широким диапазоном изменения оборотов. Так же, бесщеточный двигатель и греется меньше , чем коллекторный Переносит большую нагрузку по моменту.

В теории, получаем то, что бесщеточные двигатели в инструменте — это действительно полезно и оправдано. Но что мы увидим на практике?

На счет лучшей защиты двигателя есть видео, которое показывает, что случается с обычным шуруповертом при перегрузке ( основная причина поломки шуруповертов ):

Читайте также:  Плохо работает двигатель на подсосе ваз 2106

и что с бещеточным:

Ну а в новом видео, мы рассмотрим на практике, на сколько бесщеточный шуруповерт лучше обычного, и лучше ли вообще. Мы сравним, сколько шурупов на одном аккумуляторе может закрутить Makita DF332 ( как пример бесщеточника ) и сколько DeWALT DCD710 — хороший, проверенный шуруповерт с классическим коллекторным двигателем:

Источник

Чем отличается бесщеточный двигатель от щеточного

Бесщеточный двигатель vs щеточного двигателя

Уже несколько лет мы наблюдаем, как бесщеточный двигатель доминирует в индустрии передовых электродвигателей. Действительно ли имеет значение использовать бесщеточный мотор? Да, конечно. Между ними есть существенная разница.

Давайте посмотрим на основы двигателя постоянного тока. Двигатель постоянного тока — все о магнитах и ​​электромагнетизме.

Противоположно заряженные магниты притягивают друг друга. Основная идея двигателя постоянного тока заключается в том, чтобы удерживать противоположный заряд вращающегося компонента, притянутого к неподвижным магнитам (статору) перед ним, чтобы он генерировал постоянное притяжение. Это движение тяги вперед вызвано физическим поведением электромагнетизма.

Принцип работы мотора

Он основан на том принципе, что, когда токопроводящий проводник помещается в магнитное поле, он испытывает механическую силу, направление которой задается правилом левой руки Флеминга, а его величина определяется
силой, F = BI l ньютон
Где B — магнитное поле / м2.
I — ток в амперах, а
l — длина катушки в метрах.
Сила, ток и магнитное поле находятся в разных направлениях.

Различия в конструкции щеточного и безщеточного двигателя

Щетки внутри электродвигателей используются для подачи тока на обмотки двигателя через контакты коммутатора. Бесщеточный мотор не имеет токоведущих коммутаторов. Поле внутри бесщеточного двигателя переключается через усилитель, запускаемый коммутирующим устройством, таким как оптический датчик.

В щеточном двигателе постоянного тока используется конфигурация витых проволочных катушек, якоря, действующего как двухполюсный электромагнит. Направленность тока меняется дважды за цикл с помощью коммутатора, механического поворотного переключателя. Это облегчает протекание тока через якорь; таким образом, полюса электромагнита тянут и давят на постоянные магниты вдоль внешней стороны двигателя. Затем коммутатор меняет полярность электромагнита якоря, когда его полюса пересекают полюса постоянных магнитов.

В отличие от бесщеточного двигателя, в качестве внешнего ротора используется постоянный магнит. Кроме того, он использует три фазы катушек и специальный датчик, который отслеживает положение ротора. Когда датчик отслеживает положение ротора, он отправляет опорные сигналы на контроллер. Контроллер, в свою очередь, активирует катушки структурированным образом — одна фаза за другой.

Бесщеточный мотор преимущества и недостатки

Бесщеточный мотор гарантирует более длительный срок службы, поскольку на самом деле нет щетки, чтобы его изнашивать. Они могут работать более 1000 часов. Безщеточные моторы более энергоэффективны, чем щеточные.

Однако они изначально стоят дороже, чем щеточные моторы. Вам также необходимо коммутировать устройства, такие как кодировщики и контроллеры.

Щеточный двигатель сильно шумит, тогда как их бесщеточные аналоги менее шумные. Бесщеточный двигатель также предлагает более высокое отношение крутящего момента к весу. Что еще? Нет необходимости иметь дело с ионизирующими искрами от коммутатора и электромагнитными помехами.

Источник

Adblock
detector