Время от времени в мире инструментов происходит внезапный и значительный прогресс, и несколько лет назад был один из таких случаев. Это называется технологией бесщеточного двигателя, и она обещает мгновенно повысить производительность аккумуляторных инструментов по всем направлениям. Все производители инструментов сейчас выводят на рынок бесщеточные инструменты, и хотя многие аккумуляторные инструменты на полках магазинов еще не являются бесщеточными, новую технологию стоит поискать. Чтобы понять почему, нужно понять, чтобесщеточныйэто все в контексте электродвигателей. Ниже вы можете увидеть два типа двигателей, немного приоткрытых для наглядности во время тестирования моего инструмента.

Слева у дрели Makita традиционные щетки, а у Milwaukee справа — бесщеточные. Вся механическая сложность матовой конструкции обходит стороной механическая простота внутренней схемы.

Традиционно двигатели электроинструментов включают в себя небольшие подпружиненные карбоновые блоки, спрятанные внутри. Эти блоки называются щетками (хотя они совсем не похожи на «щетку» и не имеют щетины) и они прижимаются к вращающейся части двигателя, подавая к ней электричество при его вращении, одновременно помогая создавать вращающееся электрическое поле. Именно вращающееся поле внутри двигателя заставляет его вращаться, и щетки были неотъемлемой частью этого процесса уже более века. Но какими бы полезными они ни были, кисти имеют два основных ограничения. Они изнашиваются и вызывают трение.

Поскольку щетки предназначены для трения о вращающиеся внутренние части двигателя, они со временем изнашиваются. Так оно и есть, и если щетки не заменить вовремя, любой двигатель инструмента выйдет из строя при дальнейшем использовании. Еще одна проблема с щетками — это расход энергии, которую они тратят. Трение означает трение и искрение, а это означает меньшую работу, выполняемую при каждом заряде аккумулятора, при прочих равных условиях.

Бесщеточные инструментыобходят как проблему износа, так и проблему трения, и они делают это с помощью гораздо более простой конструкции, чем старые щеточные двигатели. Два типа дрелей, показанные рядом выше, показывают разницу, даже если вы ничего не знаете о двигателях, вы наверняка заметите разницу.

Что может быть проще этого? Внутренняя часть аккумуляторной дрели с бесщеточным двигателем показывает, насколько прост этот подход. Более длительный срок службы и меньшее внутреннее трение являются причинами, по которым бесщеточные двигатели для электроинструментов останутся на рынке.

Вместо механической системы щеток, пружин и других деталей, которые заставляют вращаться электродвигатели постоянного тока, в бесщеточных инструментах используется электронная схема, позволяющая выполнять то же самое с гораздо меньшим количеством движущихся частей. В результате производители предъявляют довольно высокие требования к увеличению срока службы инструмента и увеличению объема работы за одну зарядку. Предполагается, что бесщеточные двигатели для инструментов прослужат как минимум на 1000% дольше, чем щеточные двигатели, прежде чем они изнашиваются, и они должны выполнять на 50% больше работы от данного аккумуляторного блока, прежде чем потребуется зарядка. Но претензии выдвигать легко, и поэтому я решил сам проверить реальность.

Если открыть эту бесщеточную дрель DEWALT, можно увидеть более простой двигатель бесщеточных электроинструментов. Схема с идущими от нее проводами заменяет механические щетки и пружины.

Чтобы протестироватьбесщеточный инструментДля скорости и выносливости я установил бесщеточную дрель Milwaukee FUEL 2604 на 18 В с таким же сверлом 9/16 дюйма, которое я вставил в две новые, сопоставимые дрели-щетки: DeWALT DCD989 на 20 В и Makita BHP454 на 18 В. Все три инструмента имели полностью заряженные аккумуляторы емкостью 3,0 ампер-часа в начале каждого испытательного запуска. Я измерил, сколько отверстий глубиной 10 дюймов я мог просверлить в концах твердых кленовых бревен за один заряд, и сколько времени потребовалось, чтобы просверлить эти отверстия. Я повторил этот тест несколько раз, усредняя показатели производительности и скорости для точности. Итог: бесщеточная дрель Milwaukee FUEL работала на 40 % дольше, чем лучшие конкурирующие щеточные дрели с батареей того же размера, и на 22 % быстрее, чем следующая лучшая модель. Чтобы более подробно рассмотреть внутренние технические различия между щеточными и бесщеточными сверлами и точно увидеть, как все три сверла сравниваются друг с другом.

Повышение производительности, обеспечиваемое бесщеточными инструментами, достигается за счет уменьшения количества энергии, теряемой в виде тепла, и преобразования этой энергии в работу. Помимо измеримых различий в скорости и выносливости, вы также можете почувствовать разницу в своей руке, используя упражнения под нагрузкой. В то время как во время бурения из вентиляционных отверстий щеточных сверл вырывалось много тепла, Milwaukee работал заметно холоднее – как и следовало ожидать.