W nowoczesnych elektronarzędziach przeważają silniki bezszczotkowe. Na czym polega ich przewaga nad silnikami standardowymi, czyli komutatorowymi? Porównajmy budowę i właściwości obu rodzajów silników.
Silniki bezszczotkowe a silniki standardowe
Silnik jest sercem wszystkich elektronarzędzi, które przydają się domowemu majsterkowiczowi. To właśnie on w głównej mierze odpowiada za pracę konkretnego urządzenia. Poszukując elektronarzędzi, prędzej czy później natkniemy się właśnie na kwestię silnika. Spotkamy się tym samym z dwoma pojęciami: silnik bezszczotkowy oraz silnik standardowy, nazywany także silnikiem komutatorowym bądź szczotkowym. Wiedza na temat obu silników z pewnością ułatwi wybór odpowiedniego urządzenia.
Silnik komutatorowy (szczotkowy) występuje powszechnie w wielu elektronarzędziach dostępnych na rynku. Składa się ze szczotek grafitowych (lub elektrografitowych), wirnika, stojanu, komutatora i uzwojenia. Komutator jest elementem przełączającym, umieszczonym na wirniku elektrycznych maszyn. Na czym polega działanie tego rodzaju silnika? Szczotki wchodzą w kontakt ze wspomnianym komutatorem, dostarczając do niego energię elektryczną. Proces ten prowadzi do wytworzenia pola magnetycznego reagującego z magnesami, co powoduje obrócenie motoru. Za pomocą przekładni uzyskujemy zatem obrót w elektronarzędziu, jakim jest wiertarka czy wkrętarka. Praca tego silnika opiera się na grafitowych szczotkach, które są elementem eksploatacyjnym. Należy więc dbać o ich regularną wymianę.
Odpowiedzią na problem z awaryjnością silnika wynikającą z zużywania się szczotek jest silnik bezszczotkowy , mający odmienną budowę i charakteryzujący się szeregiem zalet.
W przypadku silników bezszczotkowych prądu stałego możemy natknąć się na angielski skrót BLDC, co oznacza brushless, czyli bezszczotkowy. Określenie to dotyczy właśnie tego typu silników, które coraz częściej zastępują bardziej awaryjne silniki szczotkowe.
Jak sama nazwa wskazuje, pracuje on bez udziału szczotek, co automatycznie wpływa na wzrost jego żywotności. Co więcej, praca jest o wiele cichsza, a silnik ten w sam w sobie jest lżejszy, co wpływa na poręczność elektronarzędzi. W konstrukcji nie ma nie tylko szczotek, ale również komutatora. Miejsce tych elementów zajął rotor, zaopatrzony w przytwierdzone na stałe magnesy neodymowe, a także stalowy korpus z uzwojeniem i komplet łożysk.
Działanie silnika bezszczotkowego opiera się na sekwencyjnym zasilaniu cewek, co prowadzi do wytworzenia zmieniającego się nieustannie pola magnetycznego. Oddziałuje ono na rotor (a wcześniej na magnesy), który wprawiany jest w ruch obrotowy. Ponieważ pozbawiony jest szczotek, wyeliminowany jest problem ich zużywania się. Elementem, który może się w trakcie dłuższej pracy zużyć, są wyłącznie łożyska.
Zalety silników bezszczotkowych
Jak wynika z powyższej charakterystyki silnika szczotkowego i bezszczotkowego, ten drugi ma bezkonkurencyjne zalety, które przeważają za jego wyborem.
- Silnik bezszczotkowy zapewnia wyższy komfort użytkowania, wynikający z braku konieczności wymiany zużytych szczotek.
- W niektórych urządzeniach wymiana szczotek bywa problematyczna, co w warunkach domowych może być frustrujące. Dostęp do nich nie jest łatwy, ponieważ wymaga rozkręcenia całego urządzenia.
- Dodatkowo dostępność szczotek może stanowić wyzwanie – zdarza się, że trudno jest znaleźć szczotki do kilkuletnich urządzeń, które zostały wycofane już ze sprzedaży. Bywa też, że w konkretnym modelu urządzenia nie da się wymienić samych szczotek, a trzeba wymienić całą jednostkę napędową.
- Silnik bezszczotkowy charakteryzuje większa trwałość, niezawodność, bezawaryjność i żywotność.
- Brak szczotek sprawia, że silnik ma kompaktową konstrukcję i jest lżejszy, co przekłada się na mniejsze rozmiary elektronarzędzia, a to stanowi niemałą zaletę, szczególnie dla początkujących majsterkowiczów.
- Silnik bezszczotkowy charakteryzuje większa wydajność, co możliwe jest dzięki szerokiemu zakresowi prędkości obrotowych. Nawet w przypadku większego obciążenia parametry pracy łatwiej zachować w silniku bezszczotkowym niż tradycyjnym.
- Praca silnika jest efektywna przy wszystkich zakresach prędkości oraz przy obciążeniu znamionowym.
- Silnik bezszczotkowy zużywa mniej energii i pracuje o wiele ciszej.
- W silniku bezszczotkowym ciepło jest skuteczniej odprowadzane. Taka zaleta powoduje, że silniki te mają bardziej szczelne obudowy, co zwiększa indeks ochrony.
- Silniki te są sterowalne za pomocą mechanizmów sprzężenia zwrotnego, co powoduje precyzyjne dostarczanie żądanego momentu obrotowego i prędkości obrotowej. Precyzyjna sterowalność zmniejsza zużycie energii i wytwarzanie ciepła. W przypadku silników zasilanych baterią wydłuża to także jej żywotność.
Opisane powyżej zalety przemawiają za tym, że silniki bezszczotkowe używane są w elektronarzędziach coraz częściej. Sprawność takiego silnika sięga nawet 90%, podczas gdy w silniku komutatorowym mamy do czynienia ze sprawnością na poziomie ok. 75–80%.
Wysoka wydajność, sterowalność i żywotność sprawiają, że silniki bezszczotkowe stosowane są już od dawna w urządzeniach, które pracują w trybie ciągłym. Jednak coraz śmielej wchodzą w świat elektronarzędzi, wypierając standardowe silniki. Silniki BLDC znajdziemy zatem w wiertarkach, wkrętarkach i młotowiertarkach – elektronarzędziach niezbędnych dla każdego majsterkowicza.
Elektronarzędzia akumulatorowe z silnikiem bezszczotkowym w ofercie RYOBI
W ofercie RYOBI silniki bezszczotkowe znajdziemy w szerokiej gamie narzędzi. Technologia Brushless opiera się w nich na elektronice sterowanej bardzo kompaktowym, ale żywotnym i wydajnym silnikiem. Silnik bezszczotkowy w elektronarzędziach ułatwia wykonywanie czynności remontowych czy budowlanych z jeszcze większą mocą i precyzją.
Narzędzia w ofercie RYOBI, które wyposażone są w silnik bezszczotkowy, to między innymi:
- wiertarki udarowe,
- szlifierki kątowe,
- pilarki łańcuchowe,
- pilarki tarczowe,
- wkrętarki udarowe.
Wkrętarka bezszczotkowa
Wkrętarka to podstawowe elektronarzędzie, które powinno znaleźć się w wyposażeniu każdego majsterkowicza. Dzięki wkrętarce możemy w łatwy i szybki sposób dokonywać szeregu czynności związanych przede wszystkich z wkręcaniem i wykręcaniem różnego rodzaju wkrętów i śrub.
Dzięki silnikowi bezszczotkowemu surządzenie pracuje o wiele dłużej i wydajniej, jest mniej awaryjne, a jednocześnie lekkie i poręczne. Moc wkrętarki udarowej z tego typu silnikiem jest bardzo wysoka – za pomocą takiego urządzenia bez problemu wykonamy wiele czynności remontowych czy budowlanych.
Szlifierka kątowa bezszczotkowa
Szlifierka kątowa to bardzo uniwersalne elektronarzędzie, przy pomocy którego możemy między innymi szlifować różnego rodzaju powierzchnie czy przecinać elementy wykonane z blachy, ceramiki lub betonu. Innym zadaniem szlifierki może być usuwanie powłok lakierniczych, farb czy rdzy. Jest to zatem narzędzie przydatne w profesjonalnych pracach remontowych, ale również sprzęt, który każdy majsterkowicz mieć powinien w swoim przydomowym warsztacie.
Podobnie jak w przypadku wkrętarek, szlifierka kątowa z silnikiem bezszczotkowym pracuje o wiele bardziej wydajnie.