15 мая 2025 2025-05-15 1183 Время чтения 17 минут Прочитать позже

Отправим материал на почту

Согласен на обработку персональных данных. политика конфиденциальности

До приобретения ручного инструмента и садовой техники необходимо определить параметры, которым они должны соответствовать: функциональность, управление, ремонтопригодность, обслуживание и прочее. В этой статье мы заострим внимание на том, какой двигатель лучше: щеточный или бесщеточный для цепной пилы, аккумуляторной болгарки или другого оборудования. Мы рассмотрим принцип действия, преимущества и недостатки каждого мотора и для каких условий эксплуатации они больше подходят.

Как работают щёточные и бесщёточные двигатели

В 1832 году был изобретен коммутаторный двигатель, ставший основой для разработки щеточного мотора. У последнего в качестве коммутатора выступает коллектор, с которым контактируют щетки, передающие электрическую энергию катушкам с медной обмоткой. Проходящий по ним ток создает магнитное поле, что заставляет ротор вращаться.

Щетки – это проводники электричества от питающего кабеля к якорю, к которому прикреплен ротор. Передача энергии происходит через так называемый скользящий контакт с коллекторными пластинами. Простыми словами: щетки трутся о вращающийся коллектор.

Если инструмент плохо работает или мотор сильно искрит, значит:

щетки неправильно установлены, они плохого качества или новые еще не притерлись; коллектор сильно загрязнен пылью, графитом или маслом; щетки стерты и плохо контактируют с пластинами (рабочий ресурс ограничен, поэтому износ – это нормальное явление); пластины повреждены или деформированы; пружины на щетках вышли из строя, чему причинами обычно являются вибрация инструмента и низкое качество материала.

Щетки изготавливают из природного и искусственного графита, в чистом виде и в смеси с медью или серебром, углем и прочими добавками. Для садового инструмента обычно подходят графитовые и угольные модели. Первые дороже и служат дольше за счет низкого коэффициента трения. Вторые дешевле, но в процессе более скорого износа создают больше искр, шума и вибраций.

Бесщеточные двигатели появились во второй половине XX века. Здесь нет коллектора и щеток, поэтому иначе их называют бесколлекторными. Здесь преобразование электрической энергии в механическую происходит за счет взаимодействия магнитных полей от электромагнитов на статичном статоре и магнитов на подвижном роторе.

Вращение ротора поддерживается за счет микропроцессора с токопроводящей обмоткой.

Это электронный контроллер, который может выполнять несколько задач:

считывание информации с датчиков двигателя (Холла, энкодеры, обратной ЭДС, резольверы и другие), чтобы обеспечить стабильную работу оборудования; контроль за своевременной передачей электричества на статор с нужной силой (отвечает за плавную работу инструмента); защита мотора от перегрева, перегрузки или перенапряжения.

Микропроцессор может быть встроенным в двигатель и вынесенным наружу. Первый вариант используют в производстве небольших инструментов с низким энергопотреблением (аккумуляторных триммеров, дисковых пил). Вторые актуальны в ситуациях, когда важны точность и высокая производительность на больших оборотах (гайковерт или углошлифовальная машинка).

Чем отличаются бесщеточные двигатели от щеточных

Двигатели устанавливаются как на бензиновый, так и на электрический (сетевой и аккумуляторный) инструмент. Чтобы сузить выбор, нужно разобраться в плюсах и минусах оборудования. Для этого мы далее рассмотрим перфоратор, секатор или триммер щеточный и бесщеточный – в чем разница и в каких условиях какой вариант будет лучше.

Достоинства щеточного двигателя

Сегодня щеточные двигатели ставят, как правило, на инструментах из бюджетного и бытового сегмента. Это обосновано доступностью и относительно низкой стоимостью материалов, используемых в производстве комплектующих моторов. А также стоит отметить простоту сборки устройства, что впоследствии упрощает его ремонт. Например, щетки можно заменить самостоятельно.

Основные достоинства щеточных моделей:

широкий ассортимент оборудования с различными техническими характеристиками; возможность работать практически в любых климатических условиях (есть разные допуски по температуре, уровню влажности и степени запыленности); низкая стоимость ремонта как своими силами, так и с помощью специалистов.

Несмотря на проверенную временем надежность, щеточные моторы на фоне бесколлекторных новинок теряют свои позиции. Главным образом, это обосновано ограниченным ресурсом щеток, относительно низкой предельной скоростью и некоторыми неудобствами в работе.

Однако все это можно оспорить:

Обычно ресурс составляет 70-120 часов. Но на практике болгарка в гараже может 10 лет работать с родными щетками, аккумуляторная цепная пила при интенсивной эксплуатации – 1-1,5 года. То есть все зависит от типа и качества щеток. Скоростное ограничение составляет 3000 об/мин. Но есть модели триммеров с электромотором на 1,5 кВт (8000 об/мин) и цепных пил мощностью 2,2 кВт (5800 об/мин). Значит, пределы могут быть актуальны для отдельной группы оборудования или техники, но не в целом. Из-за трения щеток о коллектор создаются искры, шум и вибрация, и происходит нагрев деталей двигателя. Первые минусы часто можно свести к минимуму путем замены угольных щеток на графитовые. А второе решается технологическими перерывами, которые для любой техники и оператора только в плюс.

Если нужно выбрать инструменты для домашней мастерской, то разницы по части типа мотора нет. Чаще возникает вопрос о том, что такое щеточный двигатель на газонокосилке или триммере. КПД здесь может составлять всего 60%, и производительность не очень высокая. Но для небольших объемов и при неинтенсивной эксплуатации техники и этих характеристик вполне достаточно.

Преимущества бесщеточных двигателей

Бесколлекторные моторы обычно устанавливаются на аккумуляторных и сетевых триммерах, цепных пилах, секаторах и строительных инструментах (перфораторах, дрелях, болгарках и так далее). Практически весь профессиональный сегмент также работает на бесщеточных двигателях.

Это обосновано рядом преимуществ изделий по сравнению с щеточными аналогами:

лучше энергоэффективность; выше ограничение в скорости; оборудование компактнее, и с ним комфортнее работать; безопаснее эксплуатация; больший срок службы.

Первый пункт легко обосновать отсутствием трения между щетками и коллектором. То есть на создание крутящего момента затрачивается больше энергии. А в совокупности с низкой интенсивностью нагрева деталей двигателя это положительно сказывается на КПД: до 90% против максимума в 60-75%.

Более широкий диапазон скоростей (до сотен тысяч об/мин) объясняется все тем же отсутствием трения. Если у щеточных моторов обороты и крутящий момент, кроме прочего, зависят от материала щеток, то у бесколлекторных от напряжения и силы магнитного поля.

На заметку!

У асинхронных моделей по сравнению с синхронными ротор вращается медленнее из-за более высокой частоты прохождения тока.

Третий пункт – компактность и комфорт. Габариты мотора меньше, так как убран коллектор. А значит, и размеры корпуса можно сделать меньшими и облегченными. Комфорт заключается в меньшем шуме и вибрации, а также в эргономике, которой уделяется больше внимания за счет компактности корпуса.

Безопасность главным образом сводится к отсутствию искр от трения графита/угля о медные пластины коллектора. Из-за них могут загореться легковоспламеняющиеся материалы, если они окажутся слишком близко. Другая сторона – отсутствие графитовой пыли, из-за которой могут засоряться внутренние детали мотора и происходить замыкание/разрыв электрической цепи. То есть перегрев мотора, снижение его мощности и уменьшение рабочего ресурса обмоток происходят реже.

Срок службы инструментов за счет установки электронного контроллера увеличен примерно на 30-50%. Устранены источники засоров и нагревания, упрощен способ набора оборотов, убраны сменные детали – все это позволяет дольше пользоваться оборудованием. Техника и ее ремонт стоят дороже, но при интенсивной эксплуатации все затраты с лихвой окупаются.

Видео описание

На видео – характеристики аккумуляторных цепных пил
с разными двигателями:

Итоги сравнения щеточного и бесщеточного двигателей

Зная о плюсах и минусах, несложно разобраться в том, какой двигатель лучше: щеточный или безщеточный для цепной пилы (аккумуляторной или сетевой). У первого есть сменные щетки и коллектор, которые снижают КПД и мощность. То есть для интенсивной эксплуатации нужна техника с электронным контроллером. Она меньше шумит и вибрирует, медленнее нагревается, имеет меньшие размеры и облегченный эргономичный корпус.

Для домашней мастерской вполне подойдут инструменты с щеточными моторами. Из-за относительно нечастого использования они не будут быстро перегреваться, а щетки и коллектор долго прослужат без замены. Главное – не забывать про техническое обслуживание.

Выбирая между моторами, также следует учесть ремонтопригодность. Щеточные двигатели проще наладить, и ремонт с заменой деталей обходится относительно недорого. Бесколлекторные модели имеют более сложное устройство и потому сложнее поддаются ремонту. Устранять их поломки приходится в сервисных центрах, что стоит дороже.

Прочитать позже

Отправим материал на почту

Согласен на обработку персональных данных. политика конфиденциальности
Источник