Silnik szczotkowy a bezszczotkowy – sprawdź, czym się różnią

W ramach zastosowań domowych, w tym podczas majsterkowania, korzystamy z różnego typu sprzętów, ale czy zastanawialiśmy się, jaka jest ich budowa? Nierzadko spotykamy się z określeniami typu silnik szczotkowy oraz elektronarzędzia bezszczotkowe. Nie zawsze wiemy, jaka jest różnica między nimi. W artykule omówimy zasadę ich działania – taka wiedza pozwoli nam szybciej podjąć decyzję o zakupie dostosowanego do naszych potrzeb sprzętu.

Silnik szczotkowy – budowa

Jak nazwa wskazuje, w tego typu konstrukcji występują szczotki, które są wykonane z grafitu i służą do zasilania komutatora. Ten ostatni, umieszczony na wale wirnika, pozwala na zmianę kierunku przepływu prądu. Składa się on z miedzianych blaszek, pomiędzy którymi umieszczono izolator. Są one połączone za pomocą uzwojeń ułożonych wzdłuż obwodu komutatora.

Obok takich elementów, silnik komutatorowy, bo tak też się go określa, posiada również:

• wirnik – jest zbudowany z kilku kątowo ułożonych względem siebie zwojnic i osadzony na osi zewnętrznej,
• stojan – otacza wirnik i stanowi obudowę silnika; składa się z magnesów skierowanych do siebie odmiennymi biegunami,
• uzwojenie, czyli miedziany lub aluminiowy drut nawinięty na wirnik.

W silniku bezszczotkowym, po zasileniu przez szczotki komutatora oraz pośrednio, również uzwojenia znajdującego się na wirniku, wytwarza się pole magnetyczne. Dzięki magnesom dochodzi do obrotu osi napędzającej przekładnię z wrzecionem znajdującym się w wiertarce czy szlifierce.

Czym charakteryzują się silniczki bezszczotkowe?

Silnik BLDC działa w oparciu o połączone w ramach układu gwiaździstego 3 cewki, które stanowią uzwojenie. W niektórych konstrukcjach spotykana jest większa ilość takich elementów i między nimi mogą występować różnorodne złącza. Dzięki stalowemu rdzeniowi skupiany jest strumień magnetyczny przepływający przez cewki i dochodzi do wytworzenia pola magnetycznego. W wyniku naprzemiennego zasilania cewek występuje ruch wirowy wirnika.

Silnik bezszczotkowy, w odróżnieniu od szczotkowego, jest pozbawiony szczotek oraz komutatora. Zamiast nich zastosowano rotor z magnesami neodymowymi oraz stalowy korpus z uzwojeniem i łożyskami. Taka konstrukcja ma wiele zalet, o czym poniżej.

Silnik szczotkowy a bezszczotkowy – zalety i wady

Jeśli zastanawiamy się, co wybrać, a więc silnik szczotkowy czy bezszczotkowy, musimy pamiętać o podstawowej różnicy konstrukcyjnej między nimi. Chodzi o obecność bądź brak elektrografitowych szczotek. Są one elementami eksploatacyjnymi, które stopniowo się wycierają, co wpływa na gorsze parametry pracy. Dlatego niezbędne jest ich regularne wymienianie, przy czym nie jest to łatwe, gdyż nierzadko wymaga:

• rozkręcenia całej obudowy, co dla mniej wprawionych użytkowników będzie sporą trudnością,
• wymiany całego silnika w niektórych modelach,
• zdobycia części zamiennych, co ze względu na wycofanie urządzenia z oferty producenta, może być niemożliwe.

Szczotki są ponadto narażone na usterki, a jeśli nierównomiernie się zużywają, może to doprowadzić do skrócenia żywotności wirnika bądź komutatora. Skutkuje to wysokimi kosztami.

Taki problem nie występuje, jeśli użytkujemy szlifierki, piły czy wkrętarki bezszczotkowej. Ich zakup jest korzystny, gdyż wpływa na:

• niską awaryjność z uwagi na niewielką ilość części w silniku,
• dużą wydajność i sprawność, nawet przy dużym obciążeniu, co jest osiągane dzięki szerokiemu zakresowi prędkości i zdolności do długotrwałego obciążenia – lepszy moment obrotowy sprawia, że wiercenie czy szlifowanie wymaga mniej wysiłku,
• rzadką konserwację – nie ma potrzeby wymiany szczotek,
• wysoki poziom bezpieczeństwa, w tym podczas stosowania urządzeń w trudnym środowisku – nie występuje potencjalny efekt iskrzenia, a w wyniku lepszego odprowadzania ciepła z motoru, wykorzystywane są obudowy wyjątkowo odporne na warunki zewnętrzne, w tym wilgoć.

Duży atut to niewielka waga takich urządzeń jak wiertarko-wkrętarka czy szlifierka kątowa bezszczotkowa. Jest tak na skutek ograniczenia części w silniku oraz zmniejszenia zapotrzebowania na prąd, dzięki czemu elektronarzędzia mogą być zasilane akumulatorami o małej pojemności bez obaw o utratę efektywności. Inną zaletą jest niski poziom hałasu.

Sprzęty wyposażone w silnik bezszczotkowy kosztują więcej niż ich komutatorowe odpowiedniki. Musimy jednak pamiętać o znacznym ograniczeniu wydatków eksploatacyjnych w tego typu konstrukcji oraz jej wysokiej sprawności i mocy.

Czytaj więcej o różnicach między silnikiem szczotkowym a bezszczotkowym.

Jak rozpoznać urządzenia wyposażone w silniki bezszczotkowe?

W odróżnieniu od elektronarzędzi szczotkowych takie sprzęty są przeważnie mniejsze i posiadają bardziej szczelną obudowę. Warto ponadto zwrócić uwagę na napisy na obudowie – na przykład elektronarzędzia akumulatorowe bezszczotkowe RYOBI posiadają oznaczenie „brushless”, dzięki któremu łatwo zorientujemy się, o jaką technologię chodzi.

Artykuł sponsorowany