Инструменты с бесщеточным двигателем

28.03.2020

Сегодня мы все чаще слышим про инструмент для строительства и ремонта с бесщеточным двигателем. Одним из главных преимуществ таких двигателей – это высокий коэффициент мощности к весу, быстрый ход и электронное управление.

Все больше производителей производят инструмент, в котором используются бесщеточные двигатели. Сама технология данного вида двигателя не нова, и впервые в коммерческом производстве нашла свое применение еще в конце 60-х годов прошлого века. Давайте подробнее рассмотрим, что это за технология.

Двигатели с электрическими щетками

Практически весь электроинструмент, который вы используете дома, почти на 90% состоит из двигателей с угольными щетками. Традиционный электрический двигатель (коллекторный мотор) содержит несколько основных компонентов: ротор (или якорь), коллектор, щетки, статор.

Электрический ток подается к графитовым щеткам, которые физически прикасаются к коллектору на якоре, создается электромагнитное поле и якорь (ротор) начинает двигаться в статоре. Основной принцип заключается в том, что чем больше тока поступает через щетки на якорь, тем сильнее создаётся магнитное поле, и соответственно более быстрое вращение. Обычные коллекторные моторы просты и недороги в изготовлении, но имеют несколько факторов по которым уступают безщеточным двигателям.

Основные недостатки коллекторных (щеточных) двигателей

– Трение, вызванное механическим контактом щеток с коллектором ротора, которое приводит к потере электроэнергии, контактному износу щеток и образованию тепла, а это значительно снижает производительность двигателя, а также снижает его долговечность.

– После нагрева мотор долго остывает, это вызвано расположением электромагнита внутри, на якоре мотора.

– Электрографитовые щетки требуют постоянного контроля и своевременного обслуживания или замены.

– В процессе электромагнитного взаимодействие образуется электрическая дуга на щетках (искрение) и образование электропомех (для более взрослого поколения, всем знакомый искаженный сигнал радиоприемника или телевизора во время работы электробритвы соседа).

Бесщеточные двигатели

Бесщеточные двигатели (бесколлекторные моторы) более эффективны в преобразовании электрической энергии в механическую. У них нет необходимости в электрографитовых щетках, соответственно нет и коллектора якоря, но это не единственные различия.  В коллекторном моторе, постоянный магнит установлен на вращающемся якоре (роторе). Якорь в свою очередь находится между двумя электромагнитами, установленными в статоре. Когда ток подается к электромагниту, создается магнитное поле и якорь начинает движение в статоре. Скорость вращения регулируется через внешний электронный регулятор скорости (по сути электронная плата), а не через щетки, как в щеточном двигателе.

Бесщеточные двигатели все чаще заменяют привычные двигатели из-за их высокой эффективности, высоким показателям крутящего момента, долговечностью и высокой скорости работы. Их применение в прошлом было сильно ограничено из-за высокой стоимости, в основном за счет дороговизны электронной системы управления двигателя, сегодня эта технология доступна практически во всех сферах электротехнического оборудования и инструментов.

Где применяют бесщеточные двигатели?

Обширное применение бесщеточного двигателя обусловлено низким показателем потраченной энергии, необходимой для работы устройств. Так беспроводные инструменты Einhell (дрели, болгарки, перфораторы и др.) с питанием от аккумуляторный батарей используют бесщеточные двигатели для повышения эффективности привода и увеличения срока службы батарей.

В пылесосах нового поколения с точной регулировкой силы всасывания воздуха задействован этот вид двигателя, он обеспечивает высокий крутящий момент, а также низкий уровень шума и имеет малый вес.

Преимущества бесщеточного двигателя

-Отсутствие щеток обеспечивает низкое трение во время работы и приводит к уменьшению выделяемого тепла от мотора, увеличивая время беспрерывной работы.

-Высокая эффективность агрегата помогает увеличивать время работы батарей до 50%.

-При работе мотора не выделяются искры (как в обычном электромоторе с щетками).

-КПД преобразования электрической энергии во вращательную достигает 85-90%, в щеточных двигателях этот показатель 75-80%.

-Высокая  перегрузочная способность, большой срок службы.

Как узнать какой из инструментов Einhell с бесщеточным двигателем?

В наименовании продуктов производства Einhell обычно такие инструменты имеют буквы "BL", что означает Brushless (с англ. бесщеточный).