Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

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

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.

Принцип работы

Увеличение надежности, уменьшение цены и более простое изготовление обеспечивается отсутствием механических коммутационных элементов, обмотки ротора и постоянных магнитов. При этом повышение результативности возможно благодаря уменьшению потерь трения в коллекторной системе. Бесщеточный двигатель может функционировать на переменном либо непрерывном токе. Последний вариант отличается заметным сходством с коллекторными двигателями. Его характерной особенностью является формирование магнитного вращающегося поля и применение импульсного тока. В его основе присутствует электронный коммутатор, из-за чего повышается сложность конструкции.

DOERSUPP

модель бесщеточного шуруповерта с алиэкспресс

Еще одна отличная модель бесщеточного шуруповерта с алиэкспресс. Идеально подходит для сверления до 10 мм в металле, камне и кирпичной кладке. Из-за отсутствия трения щетки и коллектора бесщеточная дрель выделяет меньшее количество тепла.

  • Максимальный крутящий момент: 350 Н·м
  • Минимальное напряжение: 18 В
  • Скорость холостого хода: 4000 об./мин.

Плюсы и минусы

  • Объединяет в себе несколько важных функций
  • Легкий и компактный
  • Эргономичное и удобное управление
  • Стоимость

Евгений: «Лёд бурит хорошо. АКБ подходят от макиты. Винт который держит патрон сыромятина, сразу меняйте на каленый. Винт срезало на четвертой лунке(ледобур с правым вращением). После установки каленого винта всё в порядке»

Создание и тестирование бесколлекторного мотора

В этой статье мы хотели бы рассказать о том, как мы с нуля создали электрический мотор: от появления идеи и первого прототипа до полноценного мотора, прошедшего все испытания. Если данная статья покажется вам интересной, мы отдельно, более подробно, расскажем о наиболее заинтересовавших вас этапах нашей работы.

image
На картинке слева направо: ротор, статор, частичная сборка мотора, мотор в сборе

Вступление

Электрические моторы появились более 150 лет назад, однако за это время их конструкция не претерпела особых изменений: вращающийся ротор, медные обмотки статора, подшипники. С годами происходило лишь снижение веса электромоторов, увеличение КПД, а также точности управления скоростью.

Сегодня, благодаря развитию современной электроники и появлению мощных магнитов на основе редкоземельных металлов, удаётся создавать как никогда мощные и в то же время компактные и легкие “Бесколлекторные” электромоторы. При этом, благодаря простоте своей конструкции они являются наиболее надежными среди когда-либо созданных электродвигателей. Про создание такого мотора и пойдет речь в данной статье.

Читайте так же:
Куда звонить если отключили свет челябинск

Описание мотора

В “Бесколлекторных моторах” отсутствует знакомый всем по разборке электроинструмента элемент “Щетки”, роль которых заключается в передаче тока на обмотку вращающегося ротора. В бесколлекторных двигателях ток подается на обмотки не-двигающегося статора, который, создавая магнитное поле поочередно на отдельных своих полюсах, раскручивает ротор, на котором закреплены магниты.

Первый такой мотор был напечатан нами 3D принтере как эксперимент. Вместо специальных пластин из электротехнической стали, для корпуса ротора и сердечника статора, на который наматывалась медная катушка, мы использовали обычный пластик. На роторе были закреплены неодимовые магниты прямоугольного сечения. Естественно такой мотор был не способен выдать максимальную мощность. Однако этого хватило, что бы мотор раскрутился до 20к rpm, после чего пластик не выдержал и ротор мотора разорвало, а магниты раскидало вокруг. Данный эксперимент сподвиг нас на создание полноценного мотора.

Узнав мнение любителей радиоуправляемых моделей, в качестве задачи, мы выбрали мотор для гоночных машинок типоразмера “540”, как наиболее востребованного. Данный мотор имеет габариты 54мм в длину и 36мм в диаметре.

Ротор нового мотора мы сделали из единого неодимового магнита в форме цилиндра. Магнит эпоксидкой приклеили на вал выточенный из инструментальной стали на опытном производстве.

image

Статор мы вырезали лазером из набора пластин трансформаторной стали толщиной 0.5мм. Каждая пластина затем была тщательно покрыта лаком и затем из примерно 50 пластин склеивался готовый статор. Лаком пластины покрывались чтобы избежать замыкания между ними и исключить потери энергии на токах Фуко, которые могли бы возникнуть в статоре.

image

Корпус мотора был выполнен из двух алюминиевых частей в форме контейнера. Статор плотно входит в алюминиевый корпус и хорошо прилегает к стенкам. Такая конструкция обеспечивает хорошее охлаждение мотора.

image

Измерение характеристик

Для достижения максимальных характеристик своих разработок, необходимо проводить адекватную оценку и точное измерение характеристик. Для этого нами был спроектирован и собран специальный диностенд.

image

Основным элементом стенда является тяжёлый груз в виде шайбы. Во время измерений, мотор раскручивает данный груз и по угловой скорости и ускорению рассчитываются выходная мощность и момент мотора.

Для измерения скорости вращения груза используется пара магнитов на валу и магнитный цифровой датчик A3144 на основе эффекта холла. Конечно, можно было бы измерять обороты по импульсам непосредственно с обмоток мотора, поскольку данный мотор является синхронным. Однако вариант с датчиком является более надёжным и он будет работать даже на очень малых оборотах, на которых импульсы будут нечитаемы.

Кроме оборотов наш стенд способен измерять ещё несколько важных параметров:

  • ток питания (до 30А) с помощью датчика тока на основе эффекта холла ACS712;
  • напряжение питания. Измеряется непосредственно через АЦП микроконтроллера, через делитель напряжения;
  • температуру внутри/снаружи мотора. Температура измеряется посредством полупроводникового термосопротивления;
Читайте так же:
Консольный кран своими руками чертежи

image

В результате наш стенд способен измерять в произвольный момент времени следующие характеристики мотора:

  • потребляемый ток;
  • потребляемое напряжение;
  • потребляемая мощность;
  • выходная мощность;
  • обороты вала;
  • момент на валу;
  • КПД;
  • мощность уходящая в тепло;
  • температура внутри мотора.

Результаты тестирования

Для проверки работоспособности стенда мы сначала испытали его на обычном коллекторном моторе R540-6022. Параметров для этого мотора известно достаточно мало, однако этого хватило, чтобы оценить результаты измерения, которые получились достаточно близкими к заводским.

Затем уже был испытан наш мотор. Естественно он смог показать лучшее КПД(65% против 45%) и при этом больший момент(1200 против 250 г на см), чем обычный мотор. Измерение температуры тоже дало достаточно хорошие результаты, во время тестирования мотор не нагревался выше 80 градусов.

Но на данный момент измерения пока не окончательны. Нам не удалось измерить мотор в полном диапазоне оборотов из-за ограничения мощности источника питания. Также предстоит сравнить наш мотор с аналогичными моторами конкурентов и испытать его “в бою”, поставив на гоночную радиоуправляемую машину и выступить на соревнованиях.

Навигация по записям

Регулятор усилия шуруповерта Регулятор усилия представляет собой муфту, ограничивающую усилие при вращении патрона. Муфта для регулирования крутящего момента обеспечивает прекращение вращения при окончании вкручивания шурупа, так как оно сопровождается увеличением сопротивления вращению.

Она выполнена в виде вращающегося пластикового барабана. Если не работает регулятор оборотов, значит перегорел транзистор, который необходимо заменить.

Для этой цели можно плавненько поднять крышку, отметив четкое размещение запчастей на бумаге. При замене нужно следить за тем, чтобы емкость и тип питающего элемента совпадали.

Питание постоянным током осуществляется от аккумулятора, представляющего собой набор элементов, размещенных в одном корпусе. По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 1N поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. Редуктор приводится в действие от солнечной шестерни ротора. Использование специализированной микросхемы Производители шуруповёртов стараются снизить цены на свою продукцию, часто это достигается путём упрощения схемы ЗУ.

А это означает, для вас позаботьтесь что, чтоб очищать устройство после каждого использования — только так конечно понизить риск сбоев при работе по причине с загрязненностью инструмента. Если АКБ исправен, то следующим пунктом является проверка кнопки питания.


Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 JDD 2A в аккумуляторном блоке. Детали редуктора могут быть изготовлены как из пластмассы, так и из металла.

Читайте так же:
Как поменять леску на бензокосе

К месту сказать, кнопка регулятора оборотов и кнопка реверсного управления размещены в различных местах, если и инспектировать их придется раздельно. Чем выше этот показатель — тем дольше работает шуруповёрт.

В первом случае они способны взорваться, а во втором уже не смогут восстановить свою ёмкость. При обнаружении таких элементов их следует демонтировать и заменить на новые.
Ремонт аккумулятора шуруповерта

Аккумулятор

Для АКБ от «Хитачи» действует стандартная классификации по напряжению (10,8/12/14.4/18 В).

Аккумуляторная батарея "Хитачи"

В зависимости от нормативной мощности шуруповерта, емкость батареи варьируется от 1,4 до 5 Ач.

Аккумуляторы, произведенные компанией «Хитачи», обладают очень высокими показателями приема заряда и низким уровнем саморазряда.

Это позволяет обеспечить пользователю бесперебойную работу, независимо от продолжительности, при своевременной зарядке запасной батареи.

Тест бесщёточной сетевой УШМ DeWALT DWE4357

В начале июня 2018 года состоялась традиционная дилерская конференция компании StanleyBlack&Decker. На ней было представлено много интересных новинок, в том числе DeWALT DWE4357-QS – сетевая УШМ с бесщёточным двигателем под круги диаметром 125 мм.

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Технические характеристики:

Питание220В 50Гц
Технология двигателяBrushless
Мощность двигателя1700 Вт
Диаметр диска125 мм
Резьба шпинделяM14 (22 мм)
Число оборотов без нагрузки10500 об/мин
Регулировка оборотовесть
Плавный пускесть
Электронный тормозесть
Вес2,3 кг

Конструкция и внешний вид

Ключевая особенность новинки, конечно же, бесщёточный двигатель. Мы давно привыкли к ним на аккумуляторном инструменте, но здесь мы имеем первый известный нам случай, когда двигатель такого типа используется на сетевом инструменте. Такие попытки предпринимались ранее некоторыми компаниями, но до серийного производства дело не дошло.

Корпус очень тонкий, при охвате пальцы почти смыкаются. Только в задней части есть выступ, в нём – воздухозаборники, закрытые мелкоячеистой металлической сеткой. Регулятор оборотов расположен в задней части корпуса сверху, колёсико регулировки крупное, удобно крутить даже в перчатках. Рядом с ним на корпусе – табличка, в которой указано, какие обороты машинка развивает в каждом положении регулятора.

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Регулятор частоты вращения. Рядом – таблица с информацией, какая именно скорость соответствует каждому положению регулировочного колеса

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Воздухозаборные щели закрыты мелкоячеистой металлической сеткой

Рядом с регулятором – зелёный светодиодный индикатор. Он показывает подключение к сети и готовность инструмента к работе (горит зелёным). Красный загорается при аварийных ситуациях, например, при заклинивании круга в пропиле, когда нужно выключить инструмент и потом снова включить его. Логично было бы ожидать, что красный индикатор будет загораться и при перегрузке, но нам на практике такого наблюдать не довелось. Правда, мы ни разу не перегрузили двигатель до включения защиты от перегрева – до остановки шпинделя было, и не раз, но если снизить нагрузку, то он снова начинал вращаться. Логика работы защиты здесь, похоже, такая же, как и на аккумуляторных УШМ.

Читайте так же:
Временное сопротивление разрыву что это

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Белый прямоугольник – светодиодный индикатор подключения к электросети и перегрузки

Ещё одна интересная особенность – наличие системы Perform Protect. Это защита на случай отскока или падения инструмента – при любом резком движении двигатель сразу же отключается и диск останавливается почти моментально. Выбег (вращение двигателя по инерции) здесь очень короткий, что характерно именно для бесщёточных моторов.

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Защитный кожух фиксируется подпружиненным рычагом, инструмент для настройки его положения не нужен

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Фланцевая гайка – быстрозажимная, но склонна к самозатягиванию, периодически приходилось пользоваться ключом, чтобы открутить её

Методика тестирования

Потребляемая мощность новинки – 1700 Вт. Мы решили не просто провести тест, а сравнить её с моделью Bosch GWS 19-125, с потребляемой мощностью 1,9 кВт. Пока что она остаётся самой мощной болгаркой в классе 125 мм, новая УШМ от DeWALT «не дотягивает» на 200 Вт, но при этом у бошевской машины двигатель коллекторный, а здесь – бесщёточный. Вот и сравним. Причём сравнивать будем на шлифовке, когда нагрузка максимальная. Резать-то обе машины будут прекрасно, это было очевидно и без тестирования. Отрезной диск не даёт настолько большой нагрузки, чтобы они могли в полной мере показать свою мощь и производительность.

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Новую болгарку DeWALT мы решили испытать на производительность шлифования сварных швов, и как эта мощность влияет на стоимость обработки металла. В тесте ограничились только двумя видами абразивных кругов: TOTFlex и 3M Cubitron II. Причём «Кубитрон» мы взяли толщиной 6 мм, в предыдущем тесте мы такие круги не использовали. Там были 4-миллиметровые, универсальные – ими можно и резать, и шлифовать. Однако, сравнивая столь мощные машины, хотелось подобрать им задачу посложнее. Логично ожидать, что нагрузка при работе шлифовальными кругами толщиной 6 мм выше, чем от кругов 4 мм.

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Результаты испытаний

На первых же минутах шлифования проявляется главная особенность новинки – её эффективность в гораздо меньшей степени зависит от приложенной нагрузки, чем у инструмента с коллекторным двигателем. У коллекторного мотора обороты равномерно падают при увеличении нагрузки. Конечно, «задушить» бошевскую болгарку мощностью 1,9 кВт непросто, но можно. А значит, можно заставить её работать в не оптимальном режиме, при большой нагрузке и на малых оборотах – именно в таком случае двигатель перегревается и ломается.

С бесщёточным двигателем картина другая. Давишь на инструмент, давишь – обороты не меняются. Но в какой-то момент достаточно совсем небольшого усиления нажима, чтобы шпиндель останавливается. Вот так вот, «без объявления войны» – сразу останавливается с полного хода. Это особенность именно бесщёточного двигателя, и этим он выгодно отличается от коллекторного. Если шпиндель вращается, значит, инструмент работает в нормальном режиме. Если останавливается – значит, всё-таки перегрузили, и надо снизить нажим. Работать с перегрузкой, убивая инструмент, здесь не получается.

Читайте так же:
Клей из пистолета что можно клеить

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Диаграмма – вес снятого при шлифовке металла

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Диаграмма – производительность шлифовки

Таким образом, DeWALT DWE4357-QS выглядит как отличный вариант для работы на производстве. Во-первых, она достаточно мощная для шлифовальных работ – наш тест показывает, что по производительности она уверенно соперничает с более мощной Bosch GWS 19-125 (см. диаграммы). Результаты нашего теста показывают даже более выгодную для DeWALT картину – производительность у неё выше примерно на 15%. Но поскольку тест мы проводили вручную, то это превышение может быть обусловлено тем, что на «бошевскую» машинку давили с меньшей силой, опасаясь сжечь её. Во-вторых, у DeWALT гораздо легче отследить момент перегрузки, а значит, значительно меньше вероятность поломки.

Анализ конструкции

После теста мы решили разобрать инструмент, публикуем отзывы. Выяснились любопытные вещи. Во-первых, разбирается она очень просто. Четыре винта Torx держат крышку и ещё четыре – редуктор. Откручиваешь всего 8 винтов и можешь вынуть ротор. Процедура несложная, из инструментов нужна только одна отвёртка.

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Сняли крышку, открутив 4 винта Torx. Все контакты надёжно изолированы, вероятность короткого замыкания из-за проникшей внутрь металлической пыли близка к нулю

Конструкция «блочная», явно предусматривает замену сломавшихся узлов крупными блоками – это характерно для бесщёточных инструментов. Ломаться здесь по сути нечему – все контакты и электроника надёжно изолированы, риск короткого замыкания нулевой. Металлическая пыль проникает внутрь и оседает на двигателе, там всё-таки мощные магниты.

Угловая шлифмашина DeWALT DWE4357

Пыль проникает внутрь, но серьёзной угрозы для двигателя не представляет. Но при интенсивной эксплуатации в условиях производства периодическая продувка сжатым воздухом инструменту явно пойдёт на пользу

Та пыль, что на фото, набралась за час непрерывной шлифовки… логично предположить, что за неделю работы в условиях предприятия её будет гораздо больше. Предполагаем, что регулярная продувка сжатым воздухом этому инструменту будет очень полезна. И тут стоит напомнить, что разбирается новая УШМ очень легко и удобно – это явное преимущество. Весьма вероятно, что достаточно будет снимать только крышку – всего 4 винта Torx.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector