Elektronarzędzia i silniki bezszczotkowe.

Elektronarzędzia i silniki bezszczotkowe - czy warto za nie dopłacać?

Każdy, kto remontuje, buduje i majsterkuje prędzej czy później natrafi na problem, którego rozwiązanie będzie wymagało użycia elektronarzędzi. Warto dlatego wiedzieć jak działają takie urządzenia, jak są zasilane i czy możemy coś zrobić, aby służyły nam dłużej. Od jakiegoś czasu na rynku są dostępne elektronarzędzia wyposażone w silniki bezszczotkowe. Są nieco droższe, powstaje zatem pytanie, z czego to wynika i czy ta technologia rzeczywiście ma przewagę nad prostszymi urządzeniami. Co decyduje o przewadze jednych nad drugimi? W końcu popularna mądrość głosi, że im coś jest prostsze, tym trwalsze i bardziej niezawodne. Tymczasem trudno zgodzić się z takim poglądem w tym przypadku.

Silniki szczotkowe

Wielu z nas od czasu do czasu boryka się z niedziałającym rozrusznikiem w samochodzie. W warsztacie najczęściej słyszymy o zużytych szczotkach i potrzebie ich regeneracji.Rozrusznik w aucie, podobnie jak elektronarzędzia, jest wyposażony w silnik prądu stałego. Podstawową trudnością tej technologii, rozwiązywaną na różne sposoby, jest stałe położenie biegunów pola magnetycznego na obracającym się wirniku po zasileniu silnika prądem. 

wiertarka-akumulatorowa silnik szczotkowy

Rozrusznik w aucie, podobnie jak elektronarzędzia, jest wyposażony w silnik prądu stałego. Podstawową trudnością tej technologii, rozwiązywaną na różne sposoby, jest stałe położenie biegunów pola magnetycznego na obracającym się wirniku po zasileniu silnika prądem. Aby silnik nie był napędzany raz w jednym, raz w drugim kierunku konieczne jest użycie komutatora Szczotki ślizgając się po płytkach komutatora pozwalają na zmianę kierunku przepływu prądu stałego, a co za tym idzie odwrócenie biegunów wraz z obrotem wirnika co pozwala na uzyskania jednego kierunku pracy silnika. Oprócz tego, że szczotki są elementem zużywającym się, a więc podstawowym komponentem ulegającym awarii w elektronarzędziach wyposażonych w silniki szczotkowe, to praca szczotek generuje dodatkowy opór. Skutkuje on w zmniejszeniu mocy urządzenia oraz powstawaniu ciepła, które musi zostać odprowadzone z urządzenia. Wynika z tego, że silniki szczotkowe są:

  •  bardziej narażone na awarie,
  • cięższe,
  • o większych gabarytach,
  • energochłonne,
  • nieporęczne,
  • w przypadku nieprawidłowego docisku szczotek do komutatora, narażone na niebezpieczne iskrzenie.

Poniżej przykłady urządzeń z silnikiem szczotkowym

Budowa silników bezszczotkowych

Konstruktorzy wyeliminowali potrzebę użycia komutatora wraz z awaryjnymi i niewydajnymi szczotkami dzięki wyposażeniu urządzeń w elektroniczny komutator. Układ ten, w oparciu o dane zbierane przez czujniki Halla, pozwala na łatwe sterowanie przepływem prądu w cewkach. W ten sposób uzyskuje się precyzyjne pole magnetyczne, które wprawia w ruch wirnik. Natomiast uzwojony stojan wyposażony jest w magnesy stałe. To rozwiązanie konstrukcyjne wymaga zastosowania stosunkowo drogich magnesów neodymowych.

Eliminacja wad silników szczotkowych

Zastosowanie silników bezszczotkowych w elektronarzędziach dla użytkownika oznacza:

  • lżejsze urządzenie,
  • większą moc,
  •  mniejszą podatność na przegrzanie,
  • większą poręczność urządzenia.

Oczywiście, silniki bezszczotkowe jak każde rozwiązanie posiada wady. Ich produkcja wymaga bardziej zaawansowanej technologii oraz dokładniejszej kontroli procesu wytwarzania oraz zastosowania skomplikowanych układów elektronicznych. Ponadto, jak zostało wspomniane powyżej, ta technologia wymaga nieco droższych magnesów neodymowych. W rezultacie przekłada się to na cenę silników bezszczotkowych, która jest po prostu wyższa. A czy jest dobra wiadomość? Tak, gdyż to ich jedyna wada.

Mniejsza masa i gabaryty ma szczególne znaczenie przy zastosowaniach profesjonalnych, gdy monter używa nieprzerwanie urządzenia przez kilka godzin. Wysoki stosunek momentu obrotowego do masy urządzenia sprawia, że takie urządzenie jest znacznie bardziej wydajne. Mniejsze zmęczenie operatora, większa precyzja pracy, rzadsze awarie. To zalety, których nie da się przecenić.

Poniżej przykłady urządzeń z silnikiem bezszczotkowym:

Podsumowanie

Odpowiadając na pytanie zawarte w tytule artykułu, to jeżeli rzeczywiście mamy zamiar często korzystać z zakupionej wiertarki, wkrętarki czy innego urządzenia, to zdecydowanie warto dopłacić za model wyposażony w silnik bezszczotkowy.