- today
- label Elektronarzędzia
Rynek elektronarzędzi oferuje ogromny wybór modeli, wśród których każdy znajdzie coś na swoją kieszeń, potrzeby i możliwości. Jak jednak odróżnić elektronarzędzia z wyższej półki od tych bardziej "standardowych"? Jednym z głównych parametrów jest zastosowanie silnika bezszczotkowego, który można spotkać w sprzęcie o wyższej cenie, ale którego żywotność często sprawia, że inwestycja zwraca się z nawiązką. Przeczytaj, czym wyróżnia się silnik elektryczny bezszczotkowy i dlaczego warto na niego postawić.
Czego dowiesz się z tego artykułu:
Silniki bezszczotkowe BLDC są powszechnie stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Przeczytaj nasz artykuł, aby poznać:
- Budowę silnika szczotkowego,
- Wady i zalety silnika bezszczotkowego,
- Zastosowanie motorów BLDC w elektronarzędziach.
- Właściwy wybór urządzeń dla amatora i profesjonalisty.
W małym ciele silny duch, czyli dlaczego większe narzędzie jest...słabsze?
Często można spotkać się z mylnym pojęciem, które łączy lepsze elektronarzędzia z wielkością na zasadzie, że im lepsze tym większe i cięższe. Dlatego dla niektórych może być zaskoczeniem, że zastosowanie silnika bezszczotkowego sprawia, że urządzenia w nie wyposażone są często bardzo kompaktowych rozmiarów. W przypadku silników szczotkowych pojawia się więcej elementów, więc ich konstrukcja jest po prostu większa i cięższa.
Mimo niewielkich gabarytów, silniki bezszczotkowe zapewniają jednak wysoki moment obrotowy, który z powodzeniem pokonuje duże opory np. podczas wkręcania długich wkrętów w drewno. Brak szczotek w silniku, a co za tym idzie mniejsze tarcie, zauważalnie zwiększa osiągi, gwarantując wyższą moc.
Jak działają klasyczne szczotki?
Zanim omówimy zasadę działania silnika bezszczotkowego, przyjrzyjmy się jego starszemu bratu, czyli elektrycznemu silnikowi szczotkowemu, określanego też mianem silnika komutatorowego. W najprostszym ujęciu tradycyjny silnik szczotkowy składa się z następujących elementów:
- stator (tzw. stojan) — nieruchoma część silnika zawierająca blaszany rdzeń i uzwojenie odpowiedzialne za produkcję pola elektromagnetycznego,
- rotor — ruchoma część silnika, na którą składają się rdzeń, uzwojenie i komutator,
- szczotki elektrografitowe, których zadaniem jest przekazywanie prądu do wirnika i jednocześnie rozpraszanie wysokiej temperatury mogącej obniżyć żywotność urządzenia,
- komutator — mechaniczny przełącznik obrotowy, który zamienia prąd stały na przemienny,
- wał - przenosi energię z silnika na inne urządzenie lub narzędzie, zamieniając energię elektryczną w kinetyczną,
- obudowa silnika zawiera magnesy skierowane do siebie przeciwnymi biegunami tak, aby wygenerować ruch rotora poprzez pole elektromagnetyczne.
Jak widzisz, kluczową częścią konstrukcją są węglowe szczotki, które obracają się z pomocą wirnika, powodując tarcie. Ładunki elektryczne przechodzą od grafitowych szczotek do komutatora, który wprawia w ruch zwoje w wirniku. I już w tym miejscu daje o sobie znać największy mankament silników szczotkowych, czyli straty energii powstałe w wyniku wspomnianego tarcia. Utracona energia zmniejsza efektywność pracy, a zużywające się szczotki wymagają regularnej wymiany. Silniki szczotkowe mogą być zasilane prądem stałym lub przemiennym.
Tego problemu nie ma w przypadku silnika bezszczotkowego. Brak tarcia sprawia, że do zasilania silnika bezszczotkowego potrzeba mniej prądu o niższym natężeniu, zapewniając dłuższą pracę na akumulatorach. Jednocześnie, temperatura pracy jest dużo niższa niż w standardowych konstrukcjach, a silnik ma dużo większą żywotność i jest mniej awaryjny.
Budowa silnika elektrycznego bezszczotkowego. Jak działa silnik bezszczotkowy?
Zajrzyjmy pod maskę typowego silnika bezszczotkowego (tzw. silnik BLDC, Brushless Direct Current). W środku znajdziemy uzwojony stojan, będący nieruchomą częścią silnika. Część ruchoma, czyli wirnik, posiada magnesy stałe (najczęściej neodymowe). Za wytwarzanie pola magnetycznego odpowiadają cewki, a całością zarządza elektroniczny komutator, który generuje sygnał sterujący. Połączenie tych elementów umożliwia powstawanie pola magnetycznego wprawiającego silnik w ruch.
Jak działa silnik elektryczny bezszczotkowy? W tym przypadku moment obrotowy jest generowany poprzez wzajemne oddziaływanie na siebie pól magnetycznych generowanych przez wirnik i stojan. Wbudowane magnesy neodymowe służą jako wirnik zewnętrzny, a ich pozycja jest śledzona przez czujnik Halla, który wysyła sygnały do sterownika odpowiedzialnego za aktywację cewek napędowych.
Gdzie stosuje się bezszczotkowe silniki prądu stałego?
Obecnie silniki bezszczotkowe stały się na tyle popularne, że mają zarówno zastosowanie przemysłowe, jak i domowe. Znajdziesz je m.in. w:
- dronach,
- elektronarzędziach,
- urządzeniach AGD,
- instalacji HVAC (np. klimatyzatory),
- modelach zdalnie sterowanych,
- urządzeniach przemysłowych sterowanych serwami.
Zastosowanie silników bezszczotkowych w samochodach
Technologia bezszczotkowa, oprócz wszystkich zalet opisanych powyżej sprawia, że urządzenia w nią wyposażone są też dużo bezpieczniejsze. Dlatego tak często można spotkać silniki bezszczotkowe w narzędziach wykonywanych do prac wiążących się z ryzykiem zaprószenia ognia lub wybuchu. To sprawia, że silniki bezszczotkowe z powodzeniem zapewniają moc nawet schowane w szczelnych obudowach, ponieważ ryzyko przegrzania jest tutaj minimalne.
W związku z powyższym, silniki bezszczotkowe znajdziemy już nie tylko w całej gamie elektronarzędzi ze średniej i górnej półki. Świetnie spełniają swoją rolę również w dyskach twardych oraz wentylatorach komputerowych, a nawet w samochodach hybrydowych. Szczególnie w ostatnim przykładzie zastosowanie silnika bezszczotkowego przynosi mnóstwo wymiernych korzyści. Samochody hybrydowe mogą dzięki temu pokonywać dłuższe trasy i lepiej zarządzać wytwarzaną i zużywaną energią.
Poznaj zalety silników bezszczotkowych
Bezszczotkowy rodzaj silnika elektrycznego wyróżnia się w wielu aspektach. Działa sprawniej, z większą mocą i ciszej, niż silniki szczotkowe. Poznaj jego najważniejsze zalety.
Więcej mocy i żywotności
Jak wspominaliśmy w poprzednim akapicie, silniki bezszczotkowe są mniej awaryjne, przez co mogą służyć dużo dłużej. Zaufanie do ich większej wytrzymałości widać również po tym, że, z reguły, elektronarzędzia z silnikami bezszczotkowymi są dłużej serwisowane bezpłatnie w ramach gwarancji. Dla osób, które regularnie potrzebują niezawodnego sprzętu, to zdecydowanie najlepszy wybór nawet mimo wyższej ceny. Niespodziewany przestój wynikający z awarii może często zniweczyć wszelkie oszczędności przy wyborze silnika szczotkowego zamiast jego nowszej alternatywy.
Nie można nie wspomnieć o tym, że brak szczotek oznacza także odczuwalne zwiększenie wydajności silnika. Redukcja tarcia oznacza wzrost osiągów nawet o 30%. Widocznie większa jest też prędkość obrotowa, mogąca sięgać nawet 25,000 obrotów na minutę. Lepszy stosunek mocy do masy urządzenia skutkuje tym, że zadanie wykonasz szybciej mniejszym nakładem wysiłku.
Ciszej proszę!
Moc, dłuższa żywotność, mniejsza awaryjność, lepsze osiągi — o tym już było. Ale jest jeszcze jedna zaleta, którą doceniają majsterkowicze, prowadzący prace w swoim domu. To poziom generowanego hałasu, znacznie niższy (nawet o 20%) przy silnikach bezszczotkowych. To ponownie zasługa braku tarcia.
Brak zaburzeń radioelektrycznych
Każde urządzenie elektryczne generuje pole elektromagnetyczne. W przypadku dużych elektronarzędzi zasilanych tradycyjnym silnikiem elektrycznym ze szczotkami dochodzi do powstawania dużych zaburzeń radioelektrycznych. Co to oznacza? Jeśli lubisz podczas majsterkowania albo w trakcie budowy słuchać ulubionego radia, albo musisz często odbierać telefony, może to być znacznie utrudnione. Silniki bezszczotkowe nie posiadają mechanicznego komutatora, czyli głównego winowajcy zakłóceń i pozwalają na swobodne słuchanie muzyki i rozmowę przez telefon. Dlatego silniki BLDC to wyższy komfort użytkowania.
Brak iskrzenia
Przepływ prądu w silnikach szczotkowych może powodować iskrzenie. To z kolei nie tylko niebezpiecznie podnosi temperaturę otoczenia, ale przede wszystkim zwiększa ryzyko powstania zapłonu. Jeżeli pracujesz w otoczeniu, gdzie występują materiały łatwopalne, może być to bardzo niebezpieczne. Zaawansowana konstrukcja silników bezszczotkowych eliminuje całkowicie problem iskier, a zatem korzystanie z takich narzędzi jest po prostu bezpieczniejsze.
Niższy poziom drgań
Niebagatelną zaletą silników BLDC jest ich bardziej stabilna praca. W efekcie ruch obrotowy jest wykonywany gładko, co skutkuje słabszymi wibracjami. Być może po godzinie pracy z narzędziem nie zauważysz tej różnicy, ale po całym dniu już z pewnością tak. Poza tym mniej wibracji przekłada się na lepszą kontrolę nad urządzeniem.
Dłuższy czas pracy
Często ignorowaną korzyścią płynącąz wykorzystania silników bezszczotkowych jest dłuższy czas pracy na jednym ładowaniu. Wkrętarki, młotowiertarki, czy wiertarki akumulatorowe nie będą wymagały częstego podłączania do ładowania, a to ogromna zaleta.
Silnik bezszczotkowy wady
W kwestii funkcjonalności trudno cokolwiek zarzucić silnikom bezszczotkowym — wykonują swoją pracę wzorowo i mogą to robić przez długi czas. Wadą silników bezszczotkowych jest przede wszystkim wysoka cena. Wynika ona, przede wszystkim, z większych kosztów wytwarzania silnika m.in. składają się na to wysokiej jakości magnesy i precyzyjna elektronika. Poza tym to konstrukcje, które trudno oceniać negatywnie, szczególnie gdy porówna się je z urządzeniami wyposażonymi w silniki szczotkowe.
Warto oczywiście pamiętać, że konserwacja i naprawa silników BLDC jest trudniejsza, niż w przypadku silników szczotkowych, ponieważ są one bardziej skomplikowane. Dopóki jednak urządzenie znajduje się na gwarancji, będzie się tym martwił serwis, a nie ty.
Jaki silnik do szlifierki akumulatorowej. Wybieramy elektronarzędzia bezszczotkowe
Jeżeli zależy ci na wysokiej prędkości i momencie obrotowym, w pojedynku silnik bezszczotkowy vs szczotkowy zdecydowanie wygrywa ten pierwszy. Nic dziwnego więc w tym, że fachowcy wybierają właśnie elektronarzędzia BLDC. Sprawdź ofertę sklepu internetowego Narzedziownia.shop i wybieraj spośród setek wysokiej klasy narzędzi takich, jak:
Praktycznie każde narzędzie z silnikiem BLDC będzie wyróżniało się wyższym momentem obrotowym, niż jego szczotkowy odpowiednik. Ich wydajność przełoży się zaś na efektywniejszą pracę. Przyszłość silników bezszczotkowych jest świetlana, więc można się spodziewać, że z biegiem lat poszczególne elektronarzędzia będą coraz mocniejsze przy zachowaniu ich niewielkich gabarytów.
Silnik szczotkowy czy bezszczotkowy. Podsumowanie
Zakup elektronarzędzia wyposażonego w silnik bezszczotkowy należy traktować jako inwestycję długofalową. Choć na początku koszt jest spory, to po dłuższym użytkowaniu może się okazać, że finalnie cena była bardziej opłacalna niż przy urządzeniu z silnikiem szczotkowym. Dlatego rekomendujemy wybór bardziej nowoczesny i bezpieczny, który także zwiększa komfort pracy, czyli zakup urządzeń z silnikiem bezszczotkowym.
W sklepie Narzedziownia.shop znajdziesz zarówno narzędzia z silnikiem szczotkowym, jak i bezszczotkowym. Ta pierwsza grupa narzędzie przeznaczona jest głównie do zastosowania amatorskiego. Motory BLDC docenią przede wszystkim profesjonaliści, którzy potrzebują sprawdzonego sprzętu o wysokiej sprawności, precyzyjnego sterowania i urządzeń do pracy w trudnych warunkach.
