Бесщеточный шуруповерт: предельная эффективность устройства

Как выбрать бесщеточный шуруповерт

При выборе бесщеточного шуруповерта нужно оценивать технические параметры инструмента. Покупать самую мощную и дорогую модель для домашнего использования нет смысла, но и экономить на важных функциях тоже нельзя.

Тип инструмента

Простые бесщеточные инструменты выполняют только основное назначение — помогают быстро закручивать крепежи. Более дорогие аккумуляторные устройства поддерживают дополнительный режим дрели, и использовать их можно для обычного сверления отверстий.

Сила крутящего момента

От этого показателя зависит скорость работы инструмента. Домашний аккумуляторный шуруповерт может поддерживать силу кручения в пределах 15-20 Нм. Но для выполнения сложных ремонтных и строительных задач нужен агрегат с показателем 30-40 Нм и выше.

Тип патрона

Большинство аккумуляторных агрегатов оснащаются быстрозажимным патроном, некоторые модели поддерживают смену насадок с использованием ключа. Последние являются более сложными в обращении, но при этом гарантируют надежную фиксацию наконечников.

Габариты

При выборе инструмента нужно учитывать, как долго придется держать его в руках. Существуют легкие и довольно увесистые аккумуляторные модели. Агрегаты с массой более 1 кг могут быстро вызывать утомление при работе.

Дополнительные опции

Хорошие аккумуляторные инструменты оснащаются подсветкой, системой защиты двигателя и другими дополнительными функциями. Непосредственно на производительность агрегата такие возможности не влияют, но делают более удобной его эксплуатацию.

Емкость аккумулятора

При выборе бесщеточного агрегата необходимо обратить внимание на количество и емкость его батарей. Если использовать инструмент предстоит часто, нужно убедиться, что он способен долго работать без подзарядки

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:

Ток переключается не в роторе, а в обмотках статора. На якоре не достает катушки, магнитное поле образуется благодаря специальным магнитам внутри корпуса.
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.
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.

Батарея или сетевой шнур

При покупке модели всегда возникает вопрос, какой шуруповерт купить для работы – аккумуляторный или сетевой. Девайсы, работающие от сети, привлекают большим уровнем мощности и крутящего момента, что позволяет осуществлять сверления твердых материалов. Используемый источник питания обеспечивает долгую беспрерывную работу, но только в условиях помещения, что и считается главным минусом сетевых агрегатов.

Аккумуляторные варианты характеризуются комфортом эксплуатации. В качестве источника питания в них установлены батареи, поэтому работу можно проводить на высоте, любой территории, при отсутствии электричества. При этом время беспрерывного применения зависит от уровня заряда.

Бесщеточный шуруповерт

Конструктивно современные безщеточные шуруповерты состоят из шести частей:

1. Корпус эргономичной формы, чаще всего его материал — ударостойкий пластик.

2. Бесщеточный электродвигатель постоянного тока. От коллекторного бесщеточный двигатель отличается, что понятно из его названия, отсутствием коллекторно-щеточного узла. Именно он отвечал за передачу электрического тока на якорь двигателя.

В бесщеточном все устроено иначе. Сам якорь представляет собой высокотехнологичный мощный постоянный магнит. Он отцентрован по отношению к валу двигателя. Вокруг этого вращающегося магнита расположены катушки электромагнитов.

На каждый из них в определенном порядке импульсно подается электрический ток. Это обеспечивает вращение вала. Управление подачей электричества на обмотки осуществляется микроконтроллером, он с высокой точностью определяет положение якоря относительно обмоток магнитов (здесь используются современные датчики на эффекте Холла), меняет в зависимости от задач скорость и усилие.

Подобная конструкция помогает весьма экономно расходовать энергию, потери на трение не превышают 10-15%. Соответственно КПД бесщеточного двигателя колеблется около 85-90%. Для сравнения — КПД коллекторного двигателя не превышает 55-65%.

Кроме этого положительным следствием отсутствия щеток явилась невозможность искрения (вечный спутник коллекторных двигателей). Это повысило пожаробезопасность, взрывобезопасность работы бесщеточными шуруповертами.

Электронная система управления двигателем обеспечивает также стабильное усилие. Оно не падает даже при резком возрастании нагрузки (например, при изменении плотности материала, в который ввинчивается шуруп).

3. Управляющий электронный блок. К нему же относится узел регулировки оборотов, направления вращения вала двигателя.

4. Высокопрочный универсальный редуктор. Его внешней частью является кольцевой регулятор прилагаемого усилия и режима работы.

Дешевые модели шуруповертов часто имеют редуктор, состоящий из пластиковых шестерен. Их быстрый износ практически всегда является причиной выхода из строя этих инструментов. В профессиональных моделях все детали изготовлены из стали.

5. Быстрозажимной патрон для бит или других насадок. Обычно поддерживаемые диаметры — от 1 до 10 мм.

Существуют следующие виды патронов: самозажимной, быстрозажимной и со стандартным шестигранным хвостовиком. Каждый из них имеет свои преимущества для определенного круга задач.

6. Аккумулятор. Он может как крепиться к низу рукоятки, так и быть интегрированным в нее.

Существует три вида батарей: 1. никель-кадмиевые (NiCd)
2. никель-металло-гидридные (NiMH)
3. литий-ионные (Li-Ion)Все они имеют как плюсы, так и минусы. Все зависит от задач и других факторов, влияющих на выбор конкретного инструмента.

В новом шуроповерте нужно провести, согласно рекомендациям производителя, первую зарядку аккумуляторных батарей, до начала эксплуатации.

Трехфазные бесколлекторные электродвигатели

Очень много бесколлекторных электродвигателей для авиамоделей выполняется под питание постоянным током.

Но существуют и трехфазные экземпляры, в которых устанавливаются преобразователи.

Они позволяют из постоянного напряжения сделать трехфазные импульсы.

Работа происходит следующим образом:

На катушку «А» поступают импульсы с положительным значением. На катушку «В» — с отрицательным значением. В результате этого якорь начнет двигаться. Датчики фиксируют смещение и подаётся сигнал на контроллер для осуществления следующей коммутации.
Происходит отключение катушки «А», при этом импульс положительного значения поступает на обмотку «С». Коммутация обмотки «В» не претерпевает изменений.
На катушку «С» попадается положительный импульс, а отрицательный поступает на «А».
Затем вступает в работу пара «А» и «В». На них и подаются положительные отрицательные значения импульсов соответственно.
Затем положительный импульс опять поступает на катушку «В», а отрицательный на «С».
На последнем этапе происходит включение катушки «А», на которую поступает положительный импульс, и отрицательный идет к С.

И после этого происходит повтор всего цикла.

Как выбрать сетевой шуруповерт

При выборе сетевого шуруповерта для дома нужно смотреть на несколько параметров. От них будет зависеть фактическая эффективность инструмента при эксплуатации.

Мощность

Чем выше показатель мощности шуруповерта, тем он производительнее. Устройства на 300-400 Вт подходят для работы со средними по длине саморезами, деревянными заготовками и тонкими металлическими листами. Агрегат на 600 Вт и более пригоден для решения профессиональных строительных задач.

Момент силы

При выборе шуруповерта важно обращать внимание на момент силы, или кручения. От этого параметра зависит, какой длины саморезы сможет вворачивать инструмент и насколько быстро. Агрегат с показателем 30 Нм пригоден для работы с крепежами до 70 мм

Сила кручения от 40 Нм позволяет вворачивать саморезы на 100 мм

Агрегат с показателем 30 Нм пригоден для работы с крепежами до 70 мм. Сила кручения от 40 Нм позволяет вворачивать саморезы на 100 мм.

Тип патрона

Чаще всего агрегаты оснащаются ключевым или быстрозажимным патроном. Первый отличается очень надежной фиксацией биты или сверла, но в соответствии с названием требует ключа для смены и затягивания насадки. Быстрозажимной патрон дает возможность менять наконечники за пару секунд, но надежность у него ниже.

Шуруповерт может быть оснащен битовым патроном — такой фиксатор надежен, но совместим только с битами

Регулировка скорости

Для работы с разными материалами или для сверления лучше покупать шуруповерт с регулировкой скорости оборотов. Такой инструмент можно оптимально настраивать для завинчивания крепежей в дерево, металл или пластик.

Наличие реверса

Самые хорошие сетевые шуруповерты поддерживают реверс, позволяющий не только закручивать, но и выворачивать саморезы и болты. Если такой функции не предусмотрено, то для извлечения крепежей придется использовать отвертку.

Какой шуруповерт выбрать

Сравним основные характеристики бесщеточных и коллекторных аккумуляторных дрелей:

КПД бесщеточных выше почти в 1,5 раза (90 против 60%). Значит, при одинаковой емкости аккумуляторных батарей бесщеточный будет работать без подзарядки значительно дольше.
Среднее время безотказной работы бесщеточных двигателей больше, чем коллекторных.
Масса и размеры первых меньше, чем вторых.

Проанализировав достоинства и недостатки аккумуляторных шуруповертов, можно с уверенностью сказать, что модели с бесщеточным двигателем – лучше. Если б стоимость сравниваемых шуруповертов была близка, выбирать следовало бы лучший.

Но преимущества бесщеточных довольно дорого стоят. Вопрос состоит в том, нужны ли они вам за эту разницу в цене.

Есть люди, которые работают исключительно дешевым китайским инструментом. Они объясняют это тем, что вечный инструмент еще не придумали. И любой, даже самый дорогой, когда-нибудь выйдет из строя, тогда нужно будет тратить время и деньги на его ремонт.

Недорогой инструмент до выхода из строя обычно успевает отработать деньги, потраченные на его покупку. Поэтому его не жалко выбросить, недорого купить такой же и опять работать новым. Как говорится, сколько людей – столько и мнений. Выбор за вами!

Топ-5 лучших моделей ударных сетевых шуруповертов 2021 года

Ударные шуруповерты считаются самыми эффективными, поскольку обеспечивают быстрое вкручивание крепежей в твердые поверхности. Особой популярностью пользуются несколько моделей.

Makita HP0300

Один из лучших бюджетных сетевых шуруповертов поддерживает до 4200 вращений с ударом в минуту и позволяет быстро вкручивать в поверхность длинные саморезы. Поставляется с качественной битой в комплекте. При использовании коронки просверливает отверстия в дереве диаметром до 2,8 см.

Приобрести шуруповерт Makita HP0300 можно от 4100 рублей Плюсы

мощный;
есть регулировка оборотов;
комплектуется прочной стартовой битой.

Минусы

нет кейса в наборе;
отсутствует подсветка;
греется при работе.

Мне нравится2Не нравится

Kress SBLR 2480

Дрель-шуруповерт выполняет свыше 52000 ударов за минуту, поддерживает реверс и обладает ограничителем глубины сверления. Поставляется вместе с кейсом. Диаметр патрона увеличенный — он равен 13 мм.

Цена ударного шуруповерта Kress стартует от 5300 рублей Плюсы

поддерживает две скорости;
высокая ударная мощность;
есть реверсивный ход.

Минусы

короткий кабель сетевого питания;
агрегат тяжелый.

Мне нравится2Не нравится

Makita 8450

Универсальный агрегат с ударной функцией оснащен обратным ходом, защитой от случайного старта и ограничителем глубины. Поставляется в кейсе, в набор входит дополнительная рукоять.

Купить Makita 8450 можно от 4100 рублей Плюсы

совершает до 44000 ударов за минуту;
вес меньше 2 кг;
есть блокировка случайного пуска.

Минусы

ключевой тип патрона;
короткий кабель;
скорость только одна.

Мне нравится2Не нравится

Tesla TS320H

Дрель-шуруповерт с ударным режимом и частотой оборотов 1500 в минуту поддерживает две скорости и 16 позиций крутящего момента. Быстрозажимной патрон рассчитан на стандартный диаметр сверла 10 мм. В модели есть реверс, который можно запустить ползунком.

Цена сетевого шуруповерта-дрели Tesla стартует от 3100 рублей Плюсы

широкая регулировка силы кручения;
подходит для выворачивания крепежей;
быстрая смена оснастки.

Минусы

невысокая мощность 320 Вт;
нет подсветки.

Мне нравится2Не нравится

Elmos ESR913C

Агрегат с ударным режимом предназначен для работы со сверлами до 13 мм диаметром. При средней мощности 910 Вт поддерживает неплохую интенсивность оборотов, есть флажковый реверс.

Цена сетевого шуруповерта-дрели Elmos стартует от 8100 рублей Плюсы

производительный;
делает до 22100 ударов за минуту;
есть кейс и дополнительная рукоять в комплекте.

Минусы

масса больше 2 кг;
фиксация оснастки не самая надежная.

Мне нравится2Не нравится

Сравнение коллекторного и бесщеточного инструмента

Как уже было отмечено, КПД у бесщеточных моторов выше и составляет 90%. В сравнении с ними коллекторные имеют только 60%

Это говорит о том, что при одинаковой емкости аккумулятора, бесщеточный шуруповерт проработает дольше на одном заряде, что очень важно, если источник для зарядки находится далеко

В связи с этим можно говорить о том, что описываемое оборудование гораздо эффективнее, однако пользователя часто останавливает его стоимость. Поскольку любой, даже самый дорогой инструмент выходит рано или поздно из строя, большинство предпочитают работать дешевой китайской продукцией. Но если хочется взять агрегат, который прослужит долго, тогда стоит знать основные критерии выбора, на которые должен опираться современный пользователь.

Недостатки современного оборудования

Стоимость. Все современные беспроводные аналоги стандартных устройств стоят гораздо дороже. Также, из-за усовершенствованного механизма, цена бесщеточного шуруповерта увеличена. Однако высокая стоимость окупает эффективность работы, высокий КПД и удобство.
Размеры. Не смотря на небольшие габариты, есть модели, для использования которых необходимо приложить достаточно усилий. Тяжело работать на вытянутой руке, хотя такое требуется часто.
Сложная конструкция. Бесщеточный двигатель — это современная технология, которая пока что используется не всеми строителями. Многие пользователи не знают всех особенностей механизма, из-за чего может быть неправильная эксплуатация. Исправить поломку самостоятельно будет сложно. Коллекторные модели более знакомы строителям, многие привыкли работать только с ними.
Износ деталей. Не смотря на увеличенный срок службы, бесщеточный шуруповерт все равно подвержен поломкам. Самыми хрупкими деталями являются подшипники и редуктор. Как правило, их поломка становится причиной выхода из строя всего оборудования. Необходимо регулярно проводить обслуживание, чтобы избежать дополнительного ремонта.
Аккумулятор. Даже при большой емкости, аккумулятор рано или поздно разрядится. Рабочий должен постоянно контролировать уровень заряда, чтобы устройство было готово к длительному строительному процессу. Периодически придется заряжать устройство, если оно используется регулярно.

Достоинства и недостатки электроинструмента без щеток

Безщеточные шуруповерты обладают как преимуществами, так и недостатками. Из первых можно выделить следующие:

Большая надежность и значительный ресурс прочности. Это хорошо видно при сравнении с аналогичным инструментом, имеющим коллекторный двигатель. Чаще всего в нем ломаются именно щётки, а в бесщеточном шуроповерте их нет.
Минимальный уровень шума при работе инструмента. Это достигнуто тем, что производившие значительную долю шумов щетки отсутствуют в конструкции.
Высокий уровень пожаробезопасности. Таким шуруповертом можно спокойно, не опасаясь внезапного возгорания или взрыва работать в сильно запыленных помещениях, или в тех где в воздухе присутствуют горючие примеси (например природный газ, испарения углеводородов, спиртов и тому подобное). При работе бесколлекторного двигателя полностью исключено появление искр, как в двигателях старых конструкций.
Высокий крутящий момент при относительной компактности двигателя. Это позволяет выполнять более тяжелые работы с помощью весьма мобильного и легко управляемого инструмента

И что важно — без риска появления эффекта обратного хода — именно он частая причина травм связок запястья и порчи расходных материалов (из-за срыва резьбы, заклинивания или деформации крепежных элементов).
Большее время автономной работы в случае применения аккумуляторных моделей. Это достигнуто весьма рациональной компоновкой двигателя и его высоким КПД — около 85-90%. Соответственно запас энергии в аккумуляторе расходуется практически полностью на совершение работы, а не на преодоление трения, как в случае коллекторных двигателей.

Соответственно запас энергии в аккумуляторе расходуется практически полностью на совершение работы, а не на преодоление трения, как в случае коллекторных двигателей.

Недостатков у бесщеточных шуруповертов можно назвать только три:

Большая стоимость инструмента. Это наиболее серьезный недостаток, так как рынок инструмента перенасыщен гораздо более дешевым инструментом. Он способен многократно окупить себя еще задолго до выхода из строя. А его ремонт просто не нужен — достаточно купить новый инструмент за такую же небольшую цену.
При высокой надежности двигателя появляется проблема выхода из строя других узлов — прежде всего электронной части и реже — редуктора.

Редуктор нуждается в регулярной смазке. Для этого нужно ознакомиться с рекомендациями производителя и неукоснительно следовать им. В общем случае, нужно:- разобрать редуктор, — удалить остатки старой смазки, — осмотреть на предмет вероятных повреждений (сколов, истираний) шестеренок, — нанести новую смазку в необходимом количестве (это обычно смазка на основе тефлона или силикона).

Затруднительность, а чаще просто невозможность самостоятельного ремонта. Это происходит из-за сложной микроэлектронной части инструмента. При ее повреждении самостоятельный оперативный ремонт практически невозможен. А это не многим мастерам придется по вкусу — зависеть от дорогих комплектующих и сервисных центров.

ТОП-10 лучших дрелей-шуруповертов

Ниже будет представлен рейтинг лучших инструментов, составленный по отзывам пользователей.

Metabo PowerMaxx BS 2014, 12 В, 2.0А·ч х2, кейс

Малогабаритная дрель-шуруповерт. Благодаря укороченной конструкции, возможно использование в ограниченном пространстве. 2 мощных аккумулятора, шпиндель с шестигранником. Можно пользоваться битами без патрона. Есть лампа точечной подсветки, блокировка кнопки включения. Крючок для ношения на ремне, кейс.

BOSCH GSR 120-LI, 12 В, 2.0А·ч х2, кейс

Легкий вес, малошумный, долго держит заряд. Удобный в обращении, качественный материал. Электронная защита от перегрузок, реверс, 2 аккумулятора GBA 12V 2.0Ah. Зарядное устройство GAL 1210 CV Professional, кейс.

DeWALT DCD791D2

Мощный и качественный шуруповерт с функцией дрели. Бесщеточный двигатель, подсветка, металлический патрон. Аккумуляторная система DeWALT 20V MAX, импульсное зарядное устройство. Лампа точечной подсветки, блокировка кнопки включения. Два аккумулятора, зарядное устройство, кейс.

MILITARY CD12

Низкая цена, компактный, мощный инструмент. В 2019-2020 годах входил в топ лучших дрелей-шуруповертов для дома. Качественная сборка, отличный домашний вариант. Никель-кадмиевый аккумулятор, лампа точечной подсветки, блокировка кнопки включения.

Интерскол ДШ-10/320Э2, 320 Вт

Сетевая модель дрели-шуруповерта. Оптимальный для бытовых условий, быстрозажимной патрон. Крутящий момент позволяет работать с деревом, пластиком и металлом. Реверс, электронная регулировка частоты вращения.

Bort BAB-10.8-P

Дрель-шуруповерт аккумуляторного типа. Долго держит заряд, мощная, компактная. Есть регулировка оборотов, реверс. Подсветка рабочей зоны, быстрозажимной патрон, тормоз двигателя. Блокировка кнопки включения, один аккумулятор, зарядное устройство.

Makita DF0300, коробка, 320 Вт

Надежное переключение скоростей и реверса. Удобная и эргономичная рукоятка, есть режим сверления. Неплохой крутящий момент. В некоторых моделях идет удлинитель в комплекте. Реверс, электронная регулировка частоты вращения, блокировка кнопки включения.

ЗУБР ЗСШ-300-2, 300 Вт

Компактная дрель-шуруповерт с мощным электродвигателем. Быстрозажимной патрон, кабель длиной 5 метров. Небольшие габариты, малый вес, режим сверления, реверс, блокировка кнопки включения.

КАЛИБР ДЭ-550ШМ, 550 Вт

Дрель-шуроповерт, работающий от сети. Простой дизайн, удобное управление, быстрозажимной патрон. Реверс, регулировка частоты вращения, блокировка кнопки включения.

Makita DDF453RFE

Довольно мощный, отлично подойдет для профессионального использования. Аккумуляторная система Makita 18V LXT, реверс, электронная регулировка частоты вращения. Совместимость с аккумуляторами ёмкостью 4 и 5 А*ч.

Надежность

Электромотор – устройство относительно простое, при оптимальном режиме нагрузок его ресурс огромен. Именно управляющий элемент (коллектор или инвертор) является самым слабым его звеном, подверженным износу. Щеточный узел прост и дешев, поэтому преждевременно вывести его из строя сложно, в то время как транзисторы можно повредить при эксплуатации в агрессивной среде. Но, с другой стороны, «залипание» ротора при чрезмерной нагрузке (когда провернуть его не хватает мощности, а трещотка не срабатывает или заблокирована) способно привести к перегоранию обмотки. В такой ситуации качественный электронный блок способен прекратить подачу тока. Поэтому сказать, что лучше в плане надежности, однозначно нельзя.