Простая дрель на бесщеточном моторе и аккумуляторе

Щеточный шуруповерт

Двигатели щеточного типа – проверенная временем технология. На стороне такого инструмента – небольшие размеры, доступная цена, долгий срок службы.

Конструкция и принцип работы

Другое название щеточного двигателя – коллекторный. Он состоит из:

• ротора (якоря);
• коммутатора (коллектора);
• щеток;
• статора.

Общее устройство двигателя

Ротор обмотан медной проволокой. Ток создает вокруг обмотки магнитное поле, за счет которого электричество преобразуется в механическую энергию. Это приводит якорь в движение.

Задача коммутатора (коллектора) – переключать напряжение с одной обмотки на другую и, соответственно, изменять направление вращения якоря. Чтобы ток проходил от коммутатора к катушке с обмоткой, в двигателе установлены 2 графитовые щетки – по одной на каждом из полюсов батареи. Они обеспечивают постоянное изменение направления тока. За счет этого изменяется и магнитное поле, что дает якорю дальнейшее вращение.

Ротор с коллекторами и щетками расположен внутри неподвижного статора. В нем же находится другая катушка с обмоткой или постоянный магнит. Этот элемент создает магнитное поле, обратное роторному по полярности. Их взаимодействие и приводит якорь в движение.

Как работает бесщеточный двигатель

В 1970-х годах произошел скачок в сфере полупроводниковой электроники, благодаря которому было решено устранить коллектор и щетки в двигателях постоянного тока. В бесщеточном двигателе усилитель заменил собой механические соединения контактов. Электронный датчик понимает угол поворота ротора и способен контролировать полупроводниковые переключатели. Отказ от скользящих контактов привел к снижению трения в механизме, а значит, и увеличению срока службы.

Бесщеточный двигатель в шуруповерте гораздо эффективнее и меньше страдает от износа. Также он гораздо тише и обеспечивает высокий крутящий момент. Внутренние элементы полностью закрываются, благодаря чему грязь и вода не попадают внутрь. Эффективность преобразования энергии в силу позволяет получить высокий КПД.

На скорость вращение влияет не центробежная сила, а напряжение, потому двигатель может работать в заданном режиме без перебоев. Если ток начнет просачиваться или мотор намагнитится – производительность не пострадает, а скорость не отстанет от момента вращения.

При эксплуатации механизма нет нужны в использовании коммутатора и обмотки, а магнит гораздо меньше, как по массе, так и по габаритам, если сравнивать с щеточным конкурентом.

Такое решение применяется в шуруповертах, мощность которых не переходит за 5 кВт. Их неразумно устанавливать в моделях с большими параметрами. Магниты внутри корпуса чувствительны к магнитному полю и сильному нагреву.

Разница щеточного и бесщеточного шуруповерта в принципе работы двигателя:

1. Ток переключается не в роторе, а в обмотках статора. На якоре не достает катушки, магнитное поле образуется благодаря специальным магнитам внутри корпуса.
2. Миг, когда требуется подача электричества, определяется встроенными датчиками. Они работают по принципу эффекта Холла. ДПР импульсы и регуляторные сигналы скорости проходят через встроенный процессор, где и формируются. Это называется ШИМ сигналом.
3. Образованные импульсы в порядке друг за другом направляются на инверторы или, если проще, усилители – они увеличивают полученный ток. Их выходы связаны с обмоткой на статоре. Инверторы необходимы для коммутирования тока, возникающего в катушках, следуя импульсам, которые подаются из узла внутреннего процессора.

В результате описанного процесса формируется магнитное поле, которое связывается с тем, что вокруг ротора. Якорь начинает вращение – инструмент работает.

Планетарный редуктор

Вне зависимости от оснащенности модели, он всегда находится в отдельном корпусе, выполнен из пластика либо металла. Главные элементы редуктора шуруповерта:

• солнечная шестерня;
• кольцевая шестерня;
• сателлиты;
• 1-2 водила.

Основная деталь – кольцевая шестерня, имеющая цилиндрическую форму. По ее окружности размещаются маленькие зубья, по которым двигаются сателлиты. Обычно, они инсталлируются на крепкие штифты водила, в центре первого ряда находится солнечная шестерня.

Подвижный вал вставляется в редуктор при помощи магнитных контактов, в процессе работы совершает вращательные движения. Двухступенчатый редуктор всегда содержит 2-ое водило

Беря во внимание сложность работы, оно может двигаться резвее либо медлительнее вращающего момента вала мотора инструмента

Бесщеточный шуруповерт Макита: японский лидер

Модели LXDT06, LXDT08 DF332DWAX1 являются настоящей гордостью японской компании. Но обо всем по порядку.

LXDT06 открывает рейтинг устройств страны восходящего солнца. Агрегат с 18-вольтным мотором характеризуется наличием переключателя скоростных режимов, а также трех ступеней мощности и системы под названием Quick Shift, которая позволяет максимально быстро осуществлять корректировку скорости вращения.

Модели бесщеточных шуруповертов LXDT06, LXDT08 DF332DWAX1 являются гордостью японской компании Макита

Это интересно! При активировании данного режима устанавливаются по умолчанию максимальные обороты и предельная возможная мощность. По окончании процесса завинчивания шурупа система снижает скорость вращения, что позволяет контролировать довинчивание крепежа.

Таким образом, можно начинать работу с повышенной скорости, поскольку пользоваться другим режимом просто нет смысла. Благодаря снижению скорости в конце существенно уменьшается вероятность повреждения головки шурупа, биты либо детали, которая подлежит обработке.

По характеристикам модель LXDT06 превосходит все существующие бесщеточные ударные шуруповерты. Ее преимуществом перед лучшими моделями конкурирующих компаний считается меньшая длина. Кроме того, устройство наделено встроенным фонарем, который отлично освещает зону работы. Он располагается таким образом, что тень, которую отбрасывает инструмент, совершенно незначительна. Это существенно повышает комфорт и удобство во время выполнения работ.

Говоря о LXDT06, стоит отметить, что прибору свойственна эргономичность и компактность, за счет чего он отлично располагается в руке. Несмотря на то что его аккумулятор не на много больше, чем у аналогов других компаний, он может похвастаться более высокой мощностью, а значит, более продолжительным временем автономного функционирования.

Безщеточный шуруповерт DF332DWAX1 – это компактный и довольно мощный инструмент

Если у кого-то возникают сомнения относительно того, что лучше – щеточный или бесщеточный шуруповерт, модель LXDT06 непременно их развеет. Ударный агрегат характеризуется высокой мощностью и одновременно компактностью. Здесь нет особенных новшеств, но они вовсе не нужны. Характеристики этого устройства порадуют даже профессионалов, не говоря уже о любителях, которым с избытком хватит мощности, которой располагает данный прибор.

Компактный и одновременно довольно мощный – так можно охарактеризовать модель DF332DWAX1. Безщеточный шуруповерт, представленный японской компанией, является отличным решением для выполнения сверления деревянных поверхностей и металла. Не слишком высокое напряжение с лихвой компенсировано высочайшей эффективностью представленной модели.

Двигатель агрегата произведен в соответствии с бесщеточной технологией, которая является гарантией мощности, удобства в обслуживании и компактности. Представленное устройство комплектуется двумя аккумуляторами, которые защищены от перегрузки и оснащены вмонтированным индикатором, отображающим разряд.

На основании вышеописанных характеристик можно смело утверждать, что японская компания не намерена сдавать позиции на рынке инструментов с бесщеточными моторами. Именно она начала их внедрение, после чего первой предложила пользователям системы регулировки скоростей, а на данный момент демонстрирует механизм автоматического снижения скорости.

Модель LXDT06 считается лучшей среди бесщеточных ударных шуруповертов

Высокомощный, качественный и легкий в применении – все это о бесщеточном шуруповерте Makita. Такой инструмент превратит выполнение рутинных строительных задач в более простой и эффективный процесс.

Точно определившись, что лучше – ударный или безударный шуруповерт, можно приступать к процессу покупки

При этом следует обратить особое внимание на дополнительные функции, предлагаемые производителем. Лучше делать выбор в пользу инструмента, который предполагает возможность регулирования не только скорости вращения, но и его направления

Помимо оптимального соотношения цены-качества шуруповертов, важное значение имеют такие их опции, как подсветка, индикатор, который оповещает относительно уровня заряда, а также ряд других полезных функций, благодаря которым эксплуатация становится максимально комфортной. А уж в случае присутствия второго аккумулятора, кейса для удобной транспортировки, зарядки и комплекта оснастки такой агрегат непременно достоин внимания пользователей

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.

Это интересно! Мощность шуруповерта, оснащенного подобным мотором, зачастую не превышает отметку 5 кВт. Его попросту нерационально использовать в оборудовании, имеющем более высокую мощность. Кроме того, магниты в их конструкции отличаются чувствительностью к магнитному полю и к высоким температурным показателям.

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.

Топ-5 лучших бесщеточных шуруповертов на 12 Вольт

Аккумуляторные шуруповерты с батареями на 12 В отличаются малой массой и компактными размерами. Мощность агрегатов обычно невысокая, но для домашних сборочных работ они подходят хорошо.

DeWalt DCF801D2

Бесщеточный агрегат с 2850 оборотами за минуту поддерживает ударный режим. Обладает высоким крутящим моментом 163 Нм, предусмотрено три скорости и ползунок реверса. В комплект входят два аккумулятора со временем зарядки 60 минут.

Купить шуруповерт DeWalt с аккумуляторами 12 В можно от 13000 рублей Плюсы

• высокая сила кручения;
• три режима ограничения скорости;
• есть реверс.

Минусы

• присутствует люфт патрона;
• дорого стоит.

Мне нравится1Не нравится3

Makita TD111DZ

Бесщеточный аккумуляторный агрегат с подсветкой, защитой двигателя и ударным режимом выдает до 3000 оборотов. Работает в двух скоростях, есть реверсное вращение. Отличается большой силой кручения и высокой эффективностью.

Цена Makita TD111DZ стартует от 7300 рублей Плюсы

• хорошая мощность и скорость;
• долговечный;
• подходит для эксплуатации под открытым небом.

Минусы

• поставляется без АКБ;
• работает только с битами.

Мне нравится1Не нравится3

DeWalt DCF601D2

Аккумуляторный агрегат с 1100 оборотами работает довольно медленно — сила закручивания не превышает 8 Нм. К преимуществам модели относят регулировку интенсивности вворачивания в 15 положениях и режим сверления, также предусмотрена опция реверса.

Купить DeWalt DCF601D2 можно от 12000 рублей Плюсы

• надежность и долговечность;
• две батареи и кейс в комплекте;
• быстрая зарядка.

Минусы

• невысокий момент кручения;
• агрегат довольно тяжелый.

Мне нравится1Не нравится3

Bosch GSR 12V-30

Аккумуляторный агрегат с надежным бесщеточным двигателем предназначен для домашних работ. Справляется с закручиванием саморезов в металл и дерево, поддерживает реверс, оснащен защитой от перегрузок. В минуту выдает до 1600 оборотов.

Купить Bosch GSR 12V можно от 7500 рублей Плюсы

• реверсный режим;
• удобный хват рукояти;
• качественная сборка.

Минусы

• присутствует биение патрона;
• плохая балансировка корпуса.

Мне нравится1Не нравится3

DeWalt DCD777D2T

Универсальный инструмент с быстрозажимным патроном для дерева, гипсокартона и металла поддерживает регулировку оборотов и реверсное движение. Предусмотрены подсветка и кнопка блокировки пуска. В комплекте поставки есть кейс.

Цена бесщеточного шуруповерта DCD777D2T начинается от 13000 рублей Плюсы

• эргономичный корпус;
• работает с насадками диаметром до 13 мм;
• есть подсветка.

Минусы

• агрегат довольно массивный;
• цена завышена.

Мне нравится1Не нравится3

Муфта регулировки вращения

Она обеспечивает прекращение движения при окончании работы, к примеру, в момент полного ввинчивания.

Схожий механизм позволяет исключить срыв резьбы самореза, перегрева мотора от перегрузки. Состоит из стопора, шайбы и пружинки, резьбовой (регулирующей) втулки.

Муфта регулировки объединена в единый механизм с патроном. При наивысшем напряжении пружина передает нагрузку на пальцы резьбовой втулки, которая и останавливает гильзу патрона. После чего останавливается вращательное усилие. Зависимо от конструктивных особенностей шуруповерт муфта представлена 5-25 ступенями регулировки.

Аккумуляторная дрель-шуруповерт Milwaukee M18 FDD-502X 135 Н·м

​Фото:https://market.yandex.ru

Бесщеточная дрель Milwaukee M18 FDD-502X. Благодаря кольцу с регулировкой силы затяжки в 24 ступени, ее можно использовать как шуруповерт. Трехлепестковый патрон способен зажимать сверла диаметром 1.5-13 мм. Весит инструмент 2.5 кг. У него есть две скорости с диапазоном 0-550 и 0-2000 об/мин. В комплекте уже имеется две батареи 5.0 А/ч с напряжением 18 V. Время полной зарядки составляет всего 1 ч. Контролировать степень разряженности можно по трем диодам сбоку. Быстрозажимной патрон упрощает смену оснастки. Отзывы показывают, что шуруповерт с Т-образным корпусом удобно лежит в руке и не выскальзывает даже в жаркую погоду. Наличие электронной защиты Redlink Plus предотвращает перегорание обмотки шуруповерта в случае перегрузок. Эта бесщеточная модель выделяется силой завинчивания 135 Нм, являющейся одной из самых больших в категории. Такая дрель справится со сверловкой стали и дерева без значительных усилий. Наличие второй рукоятки облегчает нажим и повышает производительность.

Аккумуляторная дрель-шуруповерт Milwaukee M18 FDD-502X 135 Н·м

Достоинства:

• есть индикатор емкости АКБ
• ручка с антискользящим покрытием
• две скорости работы
• патрон рассчитан на сверла диаметром 13 мм

Принцип работы шуруповерта от А до Я разбираемся как работает инструмент

Пользующимися популярностью являются модели аккумуляторного типа, потому на их примере и разберем механизм работы шуруповертов. Зная устройство и конструкцию шуруповерта, не составит огромного труда узнать, как работает этот устройство. Но нередко даже бывалые мастера спотыкаются при ответах на вопросы — зачем нужна трещотка, как работает кнопка и почему на шуруповертах употребляются конкретно планетарные редукторы, а не обыденные. Разглядим подробный механизм работы шуруповерта, и выясним все ответы.

• Начинает работать устройство при нажатии на кнопку, которую еще именуют выключателем. Но выключатели (не имеют функции регулирования скорости) обычно употребляют на болгарках, а на шуруповертах используются кнопки со интегрированным регулятором оборотов. Механизм работы регулятора обычный — чем посильнее сила нажатия на курок, тем выше скорость вращения патрона
• Чтоб патрон начал крутиться при нажатии на пусковую кнопку, нужно обеспечить подачу неизменного тока на электромотор. Для этого применяется аккумулятор, который выступает в качестве источника. Он состоит из набора банок, которые соединены поочередно, что в совокупы позволяет получать напряжение от 9 до 24В
• Аккумулятор на шуруповертах является съемным, что позволяет не только лишь заряжать его, да и поменять при разрядке. От аккума ток подается на кнопку включения. Если батарея разрядилась либо испортилась, то шуруповерт может работать от авто аккума
• Кнопка имеет сложную конструкцию неразборного типа. В кнопке замыкаются контакты, также изменяется полярность напряжения, поступающего на контакты электромотора
• На кнопку подведено два провода от аккума, которые замыкаются, и отходят на контакты коллекторного мотора неизменного тока. В конструкции кнопки имеется элемент, который отвечает за регулировку вращения патрона зависимо от силы нажатия на курок — так именуемый плавный запуск
• На коллекторный движок поступает неизменный ток, который подается на обмотку ротора. Роль статора в движке делают неизменные магниты, средством которых и происходит вращение ротора. К валу ротора крепится шестерня, момент вращения от которой передается на редуктор
• Редуктор планетарного типа на шуруповерте состоит из набора шестерней с внутренним и внешним расположением звеньев. Средством шестерней происходит передача вращающего момента от мотора на патрон инструмента
• Редуктор соединен с валом, на который крепится патрон. В губах цангового устройства фиксируется рабочая насадка — сверло, бита и остальные
• Не считая этих частей, в конструкции шуруповерта имеется трещотка либо регулятор силы прижима с предохранительной муфтой
• Предохранительная муфта исключает возможность заклинивания вала, к примеру, при сверлении либо завинчивании самореза. Отсутствие предохранительной муфты содействует тому, что может сгореть обмотка ротора вследствие роста нагрузки
• Регулятор силы момента служит для обеспечения действенного воздействия на обрабатываемые поверхности. Он исключает проворачивание патрона относительно вала, исключая повышение нагрузки. Наличие регулятора позволяет завинчивать крепления с определенным моментом

Все эти устройства являются составными элементами шуруповерта. Разглядим тщательно каждый элемент инструмента, также его конструктивные особенности, что дозволит разобраться в вопросе о том, как работает шуруповерт. Ниже на показан подробный механизм работы шуруповерта-дрели.

Какой инструмент все-таки выбрать

Взглянув на приведенную таблицу, можно прийти к однозначному выводу: бесщеточные шуруповерты выигрывают, как говорится, в одни ворота. Почти все характеристики в их пользу, и только по считанным параметрам коллекторный инструмент выглядит предпочтительнее.

Однако это – на бумаге. Бесщеточное оборудование лучше, современнее, но за это превосходство придется хорошо заплатить. Прежде, чем выложить солидную сумму, стоит ответить себе на несколько вопросов:

• позволяет ли бюджет приобрести бесщеточный агрегат?
• для каких целей нужен инструмент?
• как часто он будет использоваться?

Ни к чему тратить много денег на бесщеточный шуруповерт, который понадобится всего пару раз, а остальное время будет пылиться в кладовке.

Для домашней работы достаточно щеточного инструмента

Один из главных моментов, с которым стоит выбирать тип инструмента – возможность ремонта. Даже если исключить обязательную замену щеток раз в пару лет, коллекторный агрегат, скорее всего, выйдет из лада уже тогда, когда уплаченные деньги будут сполна отработаны. Не жалко выкинуть отслуживший свое прибор, и купить новый за те же деньги.

Три основных критерия при выборе типа шуруповерта – бюджет, цель и планируемая частота использования. А увидеть разницу в работе между коллекторным и щеточным инструментом можно здесь:

Обзор лучших моделей

Ниже будут приведены несколько моделей шуруповертов, которые завоевали признание пользователей. Выбраны не только дорогие изделия, но и представители бюджетного сегмента.

Makita FS2300

Это отличный сетевой шуруповерт, который выделяется среди аналогов эргономичным корпусом. Он является представителем профессиональной линейки, которая используется для фиксации гипсокартона или другого листового материала. Мощность двигателя составляет 570 Вт, при этом шуруповерт без особых трудностей развивает обороты до 2,5 тыс. в минуту. Это позволяет закручивать саморезы с высокой скоростью. Есть функция реверса, что редкость для таких моделей шуруповертов. Рукоятка покрыта эластомером, который предоставляет дополнительное удобство при удержании. Есть функция светодиодной подсветки. Металлический корпус редуктора оберегает компоненты от повреждения. Патрон предназначен для установки бит, поэтому их замена занимает минимум времени. Для удобства оператора на верхней грани есть пластиковый крючок, за который инструмент легко подвесить за пояс или карман.

Makita TD0101F

Также является представителем профессиональной линейки шуруповертов. При этом его корпус компактнее, чем у предыдущего варианта. Мощность сетевого прибора составляет всего 230 Вт, но при этом он оснащен ударным режимом, что упрощает выкручивание болтов и гаек. Внешний доступ к щеткам у сетевого инструмента облегчает техническое обслуживание. Замена насадок также выполняется в несколько касаний, для этого не требуется дополнительного инструмента. В качестве подсветки используется кольцо вокруг патрона, поэтому работать таким сетевым шуруповертом при плохом освещении одно удовольствие. Подкупает небольшой вес устройства и усиленный редуктор.

DWT BM-280T

Этот сетевой шуруповерт является представителем класса полупрофессионального инструмента. Агрегат может похвастаться неплохой мощностью в 280 Вт, при этом его редуктор рассчитан на две скорости с максимальным значением оборотов в 1440 в минуту. Сетевой агрегат подходит не только для закручивания и откручивания крепежей, но и для сверления отверстий. В конструкции применяется быстрозажимной патрон, что облегчает установку сверл и насадок. Сетевой шуруповерт оборудован реверсом, что является отличным подспорьем при проведении демонтажных работ.

Энергомаш ДУ-2145П

Энергомаш ДУ-2145П – отличное бюджетное решение с заявкой на полупрофессионализм. Корпус выполнен в форме буквы «Т», что упрощает его удержание и делает его сбалансированным. Прочный корпус прекрасно переносит падения и удары. Оснастка крепится в быстрозажимной патрон, который поддерживает хвостовики с диаметром до 10 мм. Механический редуктор сетевого шуруповерта имеет две скорости с максимальными оборотами в 1500 в минуту. Их можно плавно варьировать нажатием на клавишу пуска. Максимальный крутящий момент сетевого шуруповерта достигает 35 Нм.

Vitals Us 1030MG

Vitals Us 1030MG – отличная недорогая модель, которая подойдет для домашнего использования. Сетевой шуруповерт имеет металлическую вставку для редуктора, что повышает надежность его компонентов. Рукоятка имеет эргономичную форму и резиновые накладки, которые упрощают удержание при длительном функционировании. Крутящий момент сетевого шуруповерта заедается муфтой, которая находится в передней части. Фиксатор рабочего режима сетевого шуруповерта облегчает задачи по сверлению отверстий, когда это необходимо.