Что лучше щеточный или бесщеточный шуруповерт — принцип работы их достоинства и недостатки

Использовать щеточный или бесщеточный шуруповерт – дилемма для того, кто затевает ремонт дома или в рабочем помещении. В статье рассмотрен принцип работы обоих типов инструментов, разница между ними, сильные и слабые стороны. На основе сравнительной характеристики сделан вывод, какой шуруповерт все-таки надежнее.

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.

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.

Плюсы и минусы

Сильные стороны шуруповертов и дрелей с щеточным двигателем:

1. Технология старая и оттого инструменты дешевле, чем бесщеточные.
2. Простота в ремонте. Если выходят из строя щетки, достаточно заменить только их, а не докупать дополнительные детали или целый новый мотор.
3. Небольшие габариты, удобность в транспортировке.

Есть у коллекторных инструментов также общие недостатки:

1. Сравнительно невысокий КПД – до 60%. Много энергии затрачивается на создание трения между щетками и коллектором.
2. Из-за этого графитовые щетки подвержены скорому износу. Каждые 2-3 года необходимо проводить их замену. К тому же, графит засоряет коллектор, и это может стать причиной выхода шуруповерта из строя.
3. Щеточные инструменты не способны развить мощность выше 3 тысяч об/мин. Для дома этого хватит, но для более сложных задач бесщеточные модели выглядят предпочтительнее.
4. Трение щеток и коммутатора создает искры. Поэтому работать инструментом можно только в местах без риска возникновения пожара, вдалеке от легковоспламеняющихся веществ. Нужно также следить, чтобы из-за трения устройство не перегревалось, и давать ему «отдых» на остывание.

Бесщеточный шуруповерт

Инструменты без щеток и коллектора появились на рынке уже в этом веке. В сравнении с щеточным шуруповертом у бесщеточного большая эффективность, меньшие размеры, более долгий срок эксплуатации.

Конструкция и принцип работы

В двигателе бесщеточного шуруповерта отсутствует коллектор и щеточный узел. Вся работа возложена на электронную систему управления.

Сам принцип работы двигателя бесщеточного шуруповерта делает маловероятным скорый износ и обеспечивает большую продуктивность. Ключевые отличия этого агрегата от коллекторного:

1. Магнит мотора намного меньше и легче.
2. Вращение создается напряжением, а не центробежной силой.
3. На якоре мотора нет катушки, а создание магнитного поля обеспечивают магниты внутри корпуса.
4. Датчики платы управления сами вычисляют, когда нужно начинать подачу тока. Они работают за счет разности потенциалов, подобно эффекту Холла. Система считывает все импульсы и формирует сигналы широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Они передаются на инверторы, задача которых – увеличивать получаемый ток. Вокруг статора возникает магнитное поле и начинает взаимодействовать с полем вокруг ротора. Это приводит якорь мотора в движение.

Плюсы и минусы

Главные преимущества инструментов такого типа:

1. КПД достигает 90%, что в полтора раза выше, чем у коллекторного прибора. Не расходуется лишняя энергия на трение и получение искры.
2. Двигатель быстро развивает требуемую скорость вращения.
3. Система управления защищает бесщеточный двигатель от перегрева, столь нежелательного для шуруповерта. У коллекторных инструментов подобной опции нет.
4. Аккумулятор держит заряд почти вдвое дольше, чем его щеточный «коллега».
5. Отсутствие искр позволяет работать в пожароопасных местах.
6. Этот шуруповерт работает тише, чем коллекторный.
7. Небольшие габариты, более легкий вес.

Из недостатков этого типа шуруповертов выделяют:

1. Высокую цену. Это – «заслуга» системы управления мотором.
2. Трудности с заменой деталей. Если выходит из строя, к примеру, кнопка включения, то с ней придется докупить плату управления и статор двигателя – эти 3 детали продаются одним комплектом. Его стоимость доходит до 75% от цены нового шуруповерта. По истечении срока гарантии ремонтировать инструмент не имеет смысла.

Коллекторный против бесщеточного: сводная таблица

Теперь – сравнительная характеристика двух типов инструмента в виде таблицы с ключевыми параметрами.

Характеристики	Тип шуруповерта
	Щеточный	Бесщеточный
КПД	до 60%	90%
Износ	быстрее	дольше
Длительность работы от аккумулятора	меньше	дольше почти в 2 раза
Стоимость	ниже	выше
Размеры	больше	меньше
Вес	тяжелее	легче
Перегрев	есть	нет
Шумность работы	громко	тихо
Ремонт	легко	крайне проблематично
Область применения	дом	без ограничений
Работа в пожароопасных помещениях	большой риск	безопасно

 

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.

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.

Вывод! Если шуруповерт нужен только для периодических локальных работ в доме, хватит и коллекторного инструмента. А вот замена одной детали в бесщеточном шуруповерте повлечет за собой покупку еще нескольких (иначе – никак), что составит от половины до 75% цены нового прибора. Он, вероятно, прослужит дольше, чем щеточный, но если сломается, то смысла его ремонтировать нет.

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: