Инструменты с бесщеточными двигателями

Jul 01, 2023

Редакторы, одержимые механизмами, выбирают каждый продукт, который мы рассматриваем. Мы можем получать комиссию, если вы покупаете по ссылке. Почему нам доверяют?

Эти более эффективные и долговечные электроинструменты завоевывают рынок DIY. Так как же они работают?

В мире электроинструментов в моде бесщеточные двигатели. Хотя эта технология не совсем нова, в последние годы она получила распространение благодаря некоторым громким разработкам Makita, Milwaukee, DeWalt и других.

🛠Вы любите что-то чинить. Мы любим что-то чинить. Давай сделаем это вместе.

«Бесщеточные двигатели существуют с 1960-х годов и используются в промышленности и производстве для [двигателей, которые приводят в движение] конвейерные ленты», — рассказывает журналу Popular Mechanics Кристиан Кулис, старший вице-президент по управлению продукцией Milwaukee Tools.

Однако Makita была первой компанией, применившей их в электроинструментах. «[Это было] сначала в нашем сборочном подразделении в 2003 году для оборонной и аэрокосмической промышленности, а затем снова в 2009 году, когда мы выпустили бесщеточный трехскоростной ударный винтоверт», - рассказывает Pop Mech Уэйн Харт, менеджер по связям с общественностью Makita.

Производители утверждают, что бесщеточные инструменты обладают повышенной производительностью и долговечностью и что они умнее обычных инструментов. Так какая же технология лежит в основе этих новых двигателей?

Традиционный коллекторный двигатель состоит из четырех основных частей: угольных щеток, кольца магнитов, якоря и коллектора. Магниты и щетки неподвижны, а якорь и коллектор вращаются вместе на валу двигателя внутри магнитов.

Когда двигатель находится под напряжением, заряд проходит от аккумулятора через щетки в коллектор. (Щётки подпружинены для поддержания физического контакта с коллектором.) Затем коммутатор передает заряд якорю, который состоит из медных обмоток (они выглядят как пучки медных проводов). Обмотки намагничиваются зарядом и прижимаются к окружающему их неподвижному кольцу магнитов, заставляя узел якоря вращаться. Вращение не прекращается до тех пор, пока не прекратится заряд аккумулятора.

Бесщеточный двигатель теряет щетки и коллектор. А расположение магнитов и обмоток поменяно местами: магниты находятся на обычном валу двигателя, а медные обмотки якоря закреплены и окружают вал. Вместо щеток и коммутатора подачу энергии к обмоткам координирует небольшая монтажная плата.

Поскольку электроника напрямую взаимодействует с неподвижными обмотками, инструмент настраивается в соответствии с задачей, поэтому компании позиционируют их как «более умные» инструменты. Например, если вы используете бесщеточную дрель для завинчивания шурупов в пенопласт, она с большей готовностью определяет отсутствие сопротивления (по сравнению со щеточным двигателем) и начинает получать от аккумулятора только тот небольшой заряд, который ему необходим. Если затем инструмент начнет вкручивать 3-дюймовые винты в красное дерево, он соответствующим образом отрегулируется и будет потреблять больше тока. Напротив, коллекторный двигатель во время использования всегда будет работать с максимально возможной скоростью.

Кроме того, бесщеточные двигатели в целом могут быть более мощными. Поскольку медные обмотки находятся снаружи двигателя, их можно увеличить. Бесщеточные двигатели также не имеют трения и падения напряжения, которые создают щетки, притягиваясь к вращающемуся коммутатору. Этот физический контакт приводит к постоянной потере энергии во время рабочего процесса.

Чистый выигрыш — это инструмент с большей эффективностью и более долговечными двигателями. Так что само собой разумеется, что к концу года каждый электроинструмент будет иметь бесщеточный двигатель, верно? Никаких шансов, говорит Кулис из Милуоки.

«Хотя преимущества бесщеточной технологии огромны, производители сталкиваются с огромными ценовыми барьерами из-за дополнительной стоимости двигателя и электроники, необходимой для правильного управления двигателем», — говорит она. Другими словами, они дорогие, поэтому бесщеточные двигатели лучше подходят для профессионалов, которые могут выложить большие деньги за инструмент, который они будут использовать каждый день. Производство бесщеточных инструментов примерно на 30 процентов дороже, чем стандартных аккумуляторных инструментов, а батареи для их питания обычно недоступны для большинства домашних мастеров.