Рассмотрим примерно две одинаковых модели одного производителя:

Аккумуляторный шуруповерт Sturm! CD3512SC

Основные характеристики

Стоимость на 08.01.2024 — 4190 руб.
Максимальный диаметр шурупа 10 мм 3/8”
Количество аккумуляторов в комплекте 2
Количество ступеней регулировки крутящего момента 21 ступень крутящего момента + ступень сверления
Регулировка оборотов двигателя Да
Тип двигателя щеточный
Вес (кг) 0,75
Время зарядки (ч) 1
Емкость аккумуляторов (Ач) 2
Индикатор заряда аккумулятора Да
Количество скоростей 2
Максимальный крутящий момент (Нм) 28
Подсветка рабочей зоны Да
Число оборотов на 1 скорости (об/мин) 0-320
Число оборотов на 2 скорости (об/мин) 0-1050
Тип аккумуляторной батареи Li-lon (литий-ионная)
Напряжение аккумулятора (В) 12

Аккумуляторный шуруповерт Sturm! CD3512BL

Основные характеристики

Стоимость на 08.01.2024 — 6990 руб.
Мягкий крутящий момент (Нм) 15
Максимальный диаметр шурупа 6,0*60
Количество аккумуляторов в комплекте 2
Количество ступеней регулировки крутящего момента 20+1
Регулировка оборотов двигателя Да
Тип двигателя Бесщеточный

Вес (кг) 0,68
Реверс Да
Блокировка шпинделя Да
Время зарядки (ч) 1
Диаметр патрона (мм) 10
Диаметр сверления (металл/дерево/бетон) (мм) 10/20/0
Емкость аккумуляторов (Ач) 2
Количество скоростей 2
Максимальный крутящий момент (Нм) 32
Подсветка рабочей зоны Да
Тормоз двигателя Да
Число оборотов на 1 скорости (об/мин) 0-400
Число оборотов на 2 скорости (об/мин) 0-1600
Напряжение аккумулятора (В) 12

Сравниваем основные характеристики:

Несомненно CD3512SC выигрывает в стоимости, но проигрывает CD3512BL в весе, максимальном крутящем моменте, в числе оборотов, в мягком крутящем моменте.

Разберемся почему так происходит.

Принцип работы щеточного и бесщеточного мотора

ЩЕТОЧНЫЙ

Щеточные моторы (коллекторные) оснащены двумя щетками.

Щетки используются для того, чтобы передавать напряжение на обмотки.

 Они соприкасаются с пластинами коллектора. Их, обычно, две или четыре.

 Различие щеток заключается в материалах, из которых их изготавливают:

медно-графитовые, угольно-графитовые, графитовые, металлические.

Коллектор (коммутатор) ротора состоит из медных пластин, к которым присоединяются выводы с обмоток. По коллектору скользят  щетки, через которые подается ток. При контакте щетки с определенной пластиной электричество проходит через соединенную с ней катушку. В следствие этого обмотках ротора возникает электромагнитное поле. В результате отталкивания и притяжения электромагнитов ротора к постоянным магнитам статора создается крутящий момент.

БЕСЩЕТОЧНЫЙ

Бесщеточные моторы (бесколлекторные) передают электричество напрямую, создавая магнитное поле.  Они имеют минимум движущихся частей, работают без трения. У бесщеточного двигателя тоже есть ротор и статор, но у него отсутствует коллектор и щетки. Бесщеточные моторы бывают 2 видов:

  1.Наружный ротор с постоянными магнитами.                 

  2.Внутренний статор с электромагнитными катушками.

Бесщеточные моторы (бесколлекторные) передают электричество напрямую, создавая магнитное поле. Они имеют минимум движущихся частей, работают без трения.

В принцип действия бесщеточного двигателя заложены физические свойства электромагнитной индукции. Энергия электричества трансформируется в механическую из-за изменений полярности магнитного поля. Так, зачастую на статоре располагается трехфазная обмотка. На роторе установлен постоянный магнит с двумя или несколькими парами полюсов. Трехфазная система напряжений, приложенная к обмотке статора, создает вращающееся магнитное поле, которое при взаимодействии с постоянным магнитом на роторе приводит его в движение.  Ротор постепенно поворачивается, вместе с ним вектор его магнитного поля поворачивается по направлению к магнитному полю статора. Это направление отслеживает управляющая электроника (датчик положения ротора) и изменяет напряжение обмотки статора таким образом, чтобы его магнитное поле поворачивалось, опережая магнитное поле ротора.

Преимущества щеточного и бесщеточного мотора

ЩЁТОЧНЫЙ

1.Простая конструкция понятна даже непрофессионалам.

 2.Обслуживание проще, а ремонт дешевле, чем у бесщеточных двигателей.

 3.Коллекторные двигатели стоят значительно дешевле 

БЕСЩЁТОЧНЫЙ

 1.Коэффициент полезного действия бесколлекторных моторов достигает 90%, а у коллекторных не превышает 75%. Это значит мощность и производительность больше при одинаковом потреблении энергии.

 2.Двигатель не греется из-за трения. В результате этого увеличивается время беспрерывной работы. Отсутствие искр повышает безопасность использования.

 3.Бесщеточный двигатель быстрее разгоняется и поддерживает более высокие обороты.

 4.Лучшая энергоэффективность позволяет бережнее расходовать заряд батареи у аккумуляторных инструментов.

 5.Надежность бесколлекторных двигателей выше, так как щеточно-коллекторный узел является уязвимым местом и подвержен поломкам. 

Недостатки щеточного и бесщеточного мотора

ЩЁТОЧНЫЙ

1.Коэффициент полезного действия, а значит, и производительность ниже по сравнению с бесщеточными двигателями;

 2.Меньшее количество оборотов холостого хода;

 3.Трение щеток приводит к нагреву двигателя, из-за чего сокращается время беспрерывной работы;

 4.Щетки изнашиваются и требуют периодической замены.

5.Щетки при изнашивании щетки разрушаються и частицы графита и т.п. попадают в ротор (якорь), в колектор, в старор, в обмотку, что может привести к повреждению всего инструмента.

6. При запуске инструмента щетки трутся о коллектор и создают видимые искры. Данный инструмент нельзя использовать в местах, где запрещено использования открытого огня. 

7. При работе ротора возникает вибрация и шум, которые гораздо выше, чем у бесщеточного инструмента.

БЕСЩЁТОЧНЫЙ

1.Стоимость оборудования с этим типом моторов существенно выше, чем у  щеточных. Речь идет о сравнении устройств одного класса со схожими характеристиками.

 2. В моторах бесколлекторного типа уязвимым местом является электроника, что значительно увеличивает стоимость ремонта.

3. Такие двигатели «боятся» металлической окалины, пыли, стружки, любых мелких предметов, которые могут попасть внутрь инструмента и испортить двигатель. Производители борются с этим, устанавливая на вентиляционные отверстия мелкую сетку..

 В результате всего вышеизложенного определяем, что выбор между инструментов с щеточным или бесщеточным двигателем напрямую зависит от задач по его применению. Если инструмент предназначается для периодического бытового использования, то главными факторами будут невысокая цена и простое обслуживание щеточных моторов. В случае, когда работы поставлены на поток и требуется высокая надежность, лучше выбирать устройства с бесколлекторным двигателем. Если сравнивнить инструменты с разными видами двигателей, то можно смело сказать, что техника с бесщеточным двигателем надежнее и мощнее.