Ручной электроинструмент - переносной электрический инструмент, электродвигатель которого является его неотделимой составной частью.
Так, электроинструменты фирмы BOSCH выпускаются в расчете на две группы потребителей: синий инструмент - для профессионалов и зеленый - для домашних мастеров (Skil - черный и серый соответственно).
Синие и зеленые электроинструменты технически и эргономически спроектированы в соответствии с потребностями своих пользователей.
Так, при проектировании бытовых инструментов исходят из того, что они менее нагружены, подвергаются меньшей нагрузке и с ними более бережно обращаются. Чтобы предложить инструменты по доступной для любителей цене, идут на некоторое упрощение конструкции в плане подбора комплектующих, материалов, снижения мощности.
Профессиональный инструмент рассчитан на продолжительную ежедневную эксплуатацию и соответственно имеет больший ресурс.
Электродвигатель является «сердцем» каждого электроинструмента. В подавляющем большинстве электроинструментов находит применение коллекторный двигатель с последовательным включением обмоток, или, как его часто принято называть, универсальный электродвигатель.
Ток в нем проходит последовательно через обмотку возбуждения 1, щетку, якорь, щетку, обмотку возбуждения 2.
Универсальный электродвигатель имеет следующие важные для практического применения качества:
- почти свободно выбираемая частота вращения: для современных двигателей частота вращения на холостом ходу составляет 25000-35000 об/мин и не зависит от частоты питающего тока пропорциональна величине питающего напряжения и может свободно меняться при применении электроники,
- с увеличением нагрузки растет крутящий момент и падают обороты двигателя;
- высокие кратковременные резервы мощности;
- коэффициент полезного действия достигает в современных моделях 70%;
- высокая удельная мощность.
Электродвигатели инструментов BOSCH имеют конструктивные отличия от изделий других фирм:
- коллектор с увеличенным числом ламелей (40-50), что увеличивает срок службы двигателя
- сварной коллектор для увеличения ресурса;
- небольшой шум благодаря применению специальной конструкции вентилятора «Ультра Соник».
Электродвигатель характеризуется своей номинальной электрической мощностью, которая измеряется в ваттах и примерно равна для универсального электродвигателя произведению потребляемого тока на напряжение. При работе на номинальной мощности в длительном режиме температура самой горячей части двигателя не должна превышать 105° С
Рассмотрим практическую рабочую ситуацию: сверление ударной дрелью. При увеличении нажатия на нее растет нагрузка на сверло, через электродвигатель идет больший ток, он выделяет больше тепла и, одновременно падают его обороты. Так как колесо вентилятора сидит на оси якоря, то при снижении оборотов падает производительность вентилятора и меньшее количество тепла отбирается от обмоток двигателя в единицу времени. Температура двигателя повышается. Если нагрузка на сверло превысит допустимую и обороты упадут слишком сильно, двигатель перегружается и в худшем случае просто сгорит
Самый критический случай - это зажим сверла и полная остановка двигателя. В этом случае двигатель инструмента сгорает в течение нескольких секунд.
Полезный совет - не допускать продолжительной работы инструмента на заметно пониженных оборотах по сравнению с оборотами без нагрузки и тем более зажима инструмента После работы на пониженных оборотах не следует сразу выключать инструмент во избежание локальных перегревов, а дать ему поработать на максимальных оборотах холостого хода пару минут.
Следует различать потребляемую инструментом из сети номинальную электрическую мощность и выходную полезную мощность, прикладываемую при этом к рабочему инструменту (сверлу, пилке и т. п ), которая всегда меньше номинальной. Это объясняется тем, что электродвигатель имеет коэффициент полезного действия (КПД) около 70%, а также механическими потерями в двигателе и механической передаче Например, если дрель имеет номинальную потребляемую мощность 650 Вт, а выходную полезную 340 Вт общий КПД ее составляет: 340/650x100 = 52%
Рекомендации международной комиссии по электротехнической продукции (СЕЕ) предусматривают три класса защитной изоляции электроинструмента.
- Класс I. У электроинструмента, имеющего класс защиты I, одна или несколько частей имеют эксплуатационную электроизоляцию. В некоторых случаях необходимо использование заземления.
- Класс II. Инструменты с классом защиты II имеют двойную электроизоляцию и не требуют при работе защитного заземления. Если наружная поверхность корпуса инструмента выполнена полностью из электроизоляционного материала, то говорят о полной изоляции. Полная изоляция защищает работающего и от наружного напряжения, например при случайном попадании сверла в токонесущие провода.
- Класс III. Электроинструменты с классом защиты III включаются через разделительный трансформатор и имеют рабочее напряжение, не превышающее 50 В.
К сведению: все инструменты BOSCH, как для профессионального так и для бытового применения имеют двойную электроизоляцию класса II и не требуют защитного заземления. Исключение составляют пылесосы и некоторые садовые инструменты, имеющие класс защиты I.
Электроника в электроинструментах применяется с целью управления частотой вращения и крутящим моментом электродвигателя и расширения тем самым области применения электроинструмента и улучшения его потребительских свойств.
Инструменты BOSCH, имеющие в индексе своего торгового обозначения букву Е, например GSB 2-20RE, CSB 550RE, оснащены управляющей электроникой. Управление числом оборотов производится путем регулирования глубины нажатия кнопки включения или установкой регулирующего колеса. Примеры рабочего использования:
- точное надсверливание;
- изменение скорости резания в зависимости от материала;
- регулирование силы удара перфоратора;
- изменение скорости шлифования для работы в соответствии с обрабатываемым материалом С, СЕ.
Инструменты BOSCH, имеющие в индексе своего торгового обозначения букву С, например GSH 10С, GWS 14-125 СЕ, имеют схему постоянной электроники. Схема постоянной электроники контролирует и поддерживает неизменными параметры работы электроинструмента при изменяющейся нагрузке на него. Регулируемый параметр жестко задается при производстве инструмента (С) или может быть установлен пользователем (СЕ).
Примеры рабочего применения:
- поддержание заданной частоты вращения инструмента и тем самым постоянной скорости резания при сверлении, строгании, шлифовании, фрезеровании;
- увеличение мощности при возрастании нагрузки (отбойники);
- ограничение пускового тока мощных инструментов на уровне 16 А, не вызывающем срабатывания бытовых предохранителей;
- мягкий, без рывков пуск инструмента;
- защита от перегрузки и перегрева.
Электроинструменты BOSCH, имеющие в индексе торгового обозначения букву Т или Р, оснащены схемой контроля мощности, отключающей инструмент при достижении потребляемым током заданного порогового значения. Тем самым контролируется и ограничивается крутящий момент инструмента. Это позволяет достичь равномерного момента затягивания винтов при серийном завинчивании шуруповертом или дрелью.
