Какие типы аккумуляторов существуют?
Какие разновидности АКБ используются дрелями-шуруповертами?
- Никель-кадмиевые (NiCd). Первый тип устройств, долго держит зарядку, оснащен достаточной емкостью. Есть эффект памяти, который запрещает ставить на зарядку при неполном разряде батареи. Поэтому частая подзарядка недопустима, это ведет к сокращению емкости АКБ. Перед первым использованием сначала полностью зарядите блок, потом начинайте работу с инструментом. Никель-кадмиевые используются шуруповертами бюджетного класса. Они дешевые. Подойдут для нечастого использования.
- Никель-металл-гидридные (NiMH). Пришли на смену никель-кадмиевым. Более экологичны и меньше весят. Хуже сохраняют зарядку в режиме бездействия, за счет чего может быстро снизиться емкость батареи. Желательно подзаряжать перед каждым применением, всегда брать с собой зарядное устройство.
- Литий-ионные (Li-Ion). Характерны достаточной емкостью батареи. Лишены эффекта памяти, рассчитаны на интенсивное и регулярное применение. Быстро заряжаются, циклов насчитывают до 1000. Отличаются сравнительно высокой стоимостью. Быстрее разряжаются, когда работают при низких температурах, давая нестабильный поток энергии. Хранить такие батареи нужно разряженными наполовину, периодически восполняя емкость.
Сколько по времени заряжать аккумулятор автомобиля? Разберем варианты начиная от 55, 60 заканчивая 90, 100 Ач
В зимний период времени особенно актуальны темы связанные с аккумуляторами автомобиля (ведь холодный пуск может его быстро разрядить). Многие меняют старые батареи (просто сдавая их скупщикам), покупают новые (главное правильно выбрать полярность) – однако большинство старается их подзарядить и использовать дальше. Благо современные батареи ходят достаточно долго (порядка 4 – 5 лет), но этот срок может быть намного уменьшен! Если вы неправильно подадите ток и рассчитаете неправильное время заряда, то аккумулятор может быстро выйти из строя. Поэтому сегодня подробная информация — сколько по времени нужно проводить зарядку вашего АКБ …
Сразу хочется оговориться — заряжать аккумулятор автомобиля мы будем дома специальным зарядным устройством, при примерной температуре в 25 градусов Цельсия, это важно, ведь если температура превышает 35 градусов, то процесс лучше не начинать (здесь зависимость температуры электролита и окружающего воздуха)! Все дело в том, что электролит имеет различную плотность при различной температуре (кстати, можете посмотреть — сколько его в различных АКБ). Однако я предлагаю вспомнить принципы заряда и разряда
Пошаговые технологии замены питания для шуруповерта
Подключение к зарядному устройству
| Нужно разобрать корпус аккумуляторного блока. Для этого отвинчиваются шурупы, крепящие крышку к основанию. Вытянуть крышку вертикально вверх. Откроются сами аккумуляторы. | |
| Необходимо просверлить отверстие в нижней части корпуса для ввода внутрь проводов. Желательно использовать резиновую муфту. Она надежно зафиксирует провода во внутреннем пространстве. | |
| Масса верхней части шуруповерта при использовании аккумуляторов уравновешена нижней частью. Послу снятия аккумуляторов ручка становится легче, возникает эффект опрокидывания. Для уравновешивания масс из деревянного бруска выпиливается груз, который устанавливается во внутреннем объеме аккумуляторного приспособления. | |
| Остаётся припаять провода к клеммам. Используется направляющий цилиндр из старого аккумулятора. Он поможет центровать клеммы для подключения к инструменту. | |
| Верхняя и нижняя части соединяются. Вкручиваются шурупы. Изделие приобретает первичный вид. Отличается присутствием провода, который включается в сеть на 220 В. |
Следует помнить. Зарядное устройство рассчитано на небольшой ток зарядки. Если в процессе работы будут возникать перегрузки, то блок питания может быстро выйти из строя.
При работе подобная переделка развивает не более 50% мощности, развиваемой при использовании аккумуляторов.
Установка блока питания внутрь корпуса от аккумуляторов
При работе блока питания в ограниченном пространстве выделяется довольно значительное количество теплоты. Поэтому необходимо сверлить отверстия для вентиляции.
| Необходимо разобрать корпус блока аккумуляторов. Вынуть все имеющиеся аккумуляторы наружу. Подготовить блоки питания. | |
| К проводам высокого напряжения подпаять концы штепсельного разъема. Здесь будет соединяться 220 В. К проводам низкого напряжения также установить разъем. Он в дальнейшем будет соединен с проводами инструмента. | |
| Остается поджать блок питания к какому-либо краю, чтобы при работе не возникало тряски. Просверлить вентиляционные отверстия. Собрать аккумуляторный блок. | |
| После сборки блока его устанавливают внутрь шуруповерта. Инструмент готов к работе. |
При выполнении производственных задач следует придерживаться режима: 10…15 минут работы, а потом 5…7 минут выключать инструмент. Он должен остывать.
Поэтому опытные мастера переделывают подобным способом два старых аккумуляторных блока. Один остывает, а другой работает. Потом их заменяют. Производительность труда остается довольно высокой.
Изготовление самодельного блока питания, устанавливаемого внутрь корпуса аккумуляторов
Если взяться за самостоятельное изготовление блока питания, то для своего шуруповерта можно изготовить приспособление, рассчитанное на любое напряжение питания. В настоящее время используются инструменты, в которых напряжение изменятся от 9 до 24 В. Поэтому такой способ подойдет для умелых мастеров, которые не боятся заниматься сложным электронным монтажом.
| На первом этапе производится разборка корпуса аккумуляторов. Все пришедшие в негодность устройства изымаются. Они больше не понадобятся. | |
| Приобретаются необходимые детали. Из них собирается нужная электрическая схема. Желательно подобрать элементы так, чтобы они могли размещаться внутри корпуса. | |
| Вся электрическая схема собирается внутри аккумуляторного блока. | |
| Устанавливается верхняя часть. Выводятся провода питания для сети. Остается только установить обновленный блок в шуруповерт. |
Внимание! Мощность сетевых шуруповертов обычно составляет 300…400 Вт. Поэтому нужно изготавливать электрическую схему, рассчитанную на достаточно большие токи
Принцип работы ЗУ
При выходе из строя ЗУ есть смысл сначала попробовать его восстановить. Для проведения ремонта желательно иметь схему прибора заряда и мультиметр. Схемотехника многих приборов заряда построена на микросхеме HCF4060BE. Её схема включения формирует выдержку интервала времени заряда. Она включает в себя цепь кварцевого генератора и 14-разрядный двоичный счётчик, благодаря чему на ней легко реализовывается таймер.
Принцип работы схемы зарядника проще разобрать на реальном примере. Вот как выглядит она в шуруповёрте Интерскол:
Такая схема предназначена для заряда 14,4-вольтовых аккумуляторов. Она имеет светодиодную индикацию, показывающую подключение в сеть, горит светодиод LED2, и процесс заряда, горит LED1. В качестве счётчика используется микросхема U1 HCF4060BE или её аналоги: TC4060, CD4060. Выпрямитель собран на силовых диодах VD1-VD4 типа 1N5408. Транзистор PNP типа Q1 работает в ключевом режиме, к его выводам подключены управляющие контакты реле S3-12A. Работой ключа управляет контроллер U1.
При включении ЗУ переменное напряжение сети 220 вольт через предохранитель поступает на понижающий трансформатор, на выходе которого её значение составляет 18 вольт. Далее, проходя через диодный мост, выпрямляется и попадает на сглаживающий конденсатор C1 ёмкостью 330 мкФ. Величина напряжения на нём равна 24 вольта. Во время подсоединения батареи контактная группа реле находится в разомкнутом положении. Микросхема U1 запитывается через стабилитрон VD6 постоянным сигналом равным 12 вольт.
Используемая кнопка SK1 работает без фиксации. При её отпускании всё питание поступает через цепочку VD7, VD6 и ограничительное сопротивление R6. И также питание подаётся на светодиод LED1 через резистор R1. Светодиод загорается, сигнализируя, что начат процесс заряда. Время работы микросхемы U1 настроено на один час работы, после чего питание снимается с транзистора Q1 и, соответственно, с реле. Его контактная группа разрывается и ток заряда пропадает. Светодиод LED1 гаснет.
Этот прибор заряда оборудован схемой защиты от перегрева. Реализуется такая защита с помощью датчика температуры — термопара SA1. Если во время процесса температура достигнет значения более 45 градусов Цельсия, то термопара сработает, микросхема получит сигнал и цепь заряда разорвётся. После окончания процесса напряжение на клеммах батареи достигает 16,8 вольт.
Такой способ зарядки не считается интеллектуальным, ЗУ не может определить, в каком состоянии находится батарея. Из-за чего продолжительность работы шуруповёрта от аккумулятора будет уменьшаться в связи с развитием у него эффекта памяти. То есть ёмкость аккумулятора каждый раз после заряда снижается.
Инструменты
Среди электроинструментов, как бытовых, так и профессиональных, шуруповерт – один из самых востребованных. С его помощью можно не только выкручивать и вкручивать саморезы, но и сверлить отверстия. Инструментами, питающимися от сети, пользоваться можно не всегда и не везде, да и шнур все время мешает работе. От этих недостатков избавлены аккумуляторные шуруповерты. С ними можно свободно перемещаться и не зависеть от наличия в помещении розетки.
Важным элементом каждого аккумуляторного инструмента является батарея, позволяющая работать с ним автономно. Это очень удобно, но рано или поздно перед каждым владельцами такого электроинструмента встает вопрос о том, как зарядитьаккумуляторшуруповерта.
Особенности зарядки аккумуляторов
Как правильно заряжать аккумулятор шуруповерта, чтобы он прослужил, как можно дольше?
Перед первым использованием батареи требуетсязарядить, поскольку они разряжаются во время хранения. Чтобы емкость аккумулятора шуруповерта стала максимально возможной для никель-кадмиевого элемента, рекомендуется его трехкратная зарядка и последующая разрядка. Таким образом, так как у новой батареи емкость неполная, ее нужно довести до рабочей полной емкости. После этого аккумуляторы нужно будет заряжать, как только их мощность станет минимальной. Литий-ионные батареи более просты в использовании. Они не имеют эффекта памяти, поэтому можно не доводить их до полной разрядки и заряжать тогда, когда это удобно.
При зарядке нужно учитывать оптимальный температурный режим процесса. Лучше, чтобы температура окружающей среды была выше десяти градусов и не превышала сорока. Во время зарядки аккумуляторы иногда нагреваются, однако так быть не должно, так как перегрев отрицательно влияет на их работу, и нужно их охлаждать. В зарядном устройстве батареи оставлять нежелательно. Да и хранить их лучше, отсоединив от шуруповера, отдельно от самого инструмента. Если аккумуляторы не используются длительное время, их следует подзаряжать один раз в месяц.
Аккумуляторные батареи лучше покупать в специализированных точках продажи. Правильная эксплуатация поможет увеличить их срок службы. Элементы при работе нежелательно разряжать полностью, до остановки двигателя. На то, что они нуждаются в зарядке, укажут их заметно пониженные рабочие характеристики.
Что делать, если не заряжается аккумулятор шуруповерта?
Если не заряжается аккумулятор шуруповерта, возможно, причину стоит искать в его изношенности либо в неисправной работе зарядного устройства. Однако нередко проблема заключается в нарушении контакта между клеммами батареи шуруповерта и зарядного устройства, так как со временем они разгибаются. В этом случае можно разобрать зарядное и подогнуть его клеммы.
Кроме того, через некоторое время использования и контакты аккумулятора, и контакты зарядного устройства могут окисляться и загрязняться. Даже незначительные изменения такого рода могут помешать нормальной зарядке батарей. Это обычно выражается в значительном уменьшении и времени заряда, и продолжительности работы самого аккумуляторного электроинструмента. Чтобы такого не было, нужно периодически протирать контакты батареи, зарядного устройства для аккумуляторашуруповертаи инструмента.
READ Биты Для Шуруповерта Какие Лучше
К сожалению, характеристики аккумуляторных элементов со временем ухудшаются. Так, при неправильной эксплуатации никель-кадмиевых батарей, чаще всего используемых в бытовых моделях шуруповертов, они быстро теряют емкость. Знатоки иногда советуют «разгонять» такие аккумуляторы. Аккумуляторный блок разбирается, и определяются проблемные элементы. После этого требуется их зарядка. Каким током заряжать аккумулятор шуруповерта в этом случае? Специалисты рекомендуют сначалазарядитьтакие элементы большим током, чем это положено, потом разрядить их и еще раз зарядить, но малым током. Если в Ni-Cd аккумуляторах еще не испарился электролит, такая «терапия», возможно, поможет вернуть их к жизни.
Кроме того, можно восстановить один аккумуляторный блок из двух, частично утративших емкость, выбрав из них и спаяв вместе целые «банки». После этого для выравнивания заряда требуется полностью зарядить и разрядить несколько раз восстановленный блок.
Также причина в том, что батарея не заряжается, может быть в температурном датчике.
Типы аккумуляторов
Существуют 2 типа аккумуляторов: кислотные, которые используют в качестве электролита серную кислоту и щелочные (электролитом является щелочной раствор). Щелочные чувствительно реагируют на низкие температуры, поэтому редко применяются в автомобилях.
- Сурьмянистые – в пластинах содержится много сурьмы (5%). Устаревшая технология, сейчас такие АКБ уже не производятся. Имеют высокий ресурс и выдерживают большое количество зарядов-разрядов;
- Малосурьмянистые – аналог предыдущего только с пониженным м сурьмы и более качественными техническими характеристиками;
- Кальциевые – содержат вместо сурьмы кальций, иногда с небольшой примесью серебра. Обладают более стабильными характеристиками, но весьма чувствительны к глубокому разряду;
- AGM или Гелевые батареи – новая технология, электролит находится в связанном состоянии в виде геля. Имеют высокую. то на аналогичную гелевую батарею цена начинается от 10 тысяч.) Обладают высокими качественными характеристиками, но требуют специального зарядного оборудования, так как заряжаются меньшими значениями тока.
- Никелевые – содержат в составе никель связанный с кадмием (Ni─Cd) или металл-гидроксидом (Ni-Mh) обладают хорошими качественными характеристиками, но не применяются в автомобилях ввиду больших габаритов (удельный ток щелочных АКБ меньше чем кислотных соответственно нужно больше ячеек). Используются в электропогрузчиках, иногда устанавливаются на грузовые автомобили.
- Литиевые (Литий-ионные) – дешевы в производстве, но чувствительны к низким температурам. Основной сегмент потребления – электроника. Стартерные АКБ для авто с ДВС по такой технологии не производятся. Часто используются в электромобилях.
Пробные тесты
Прежде, чем приниматься за сооружение рабочей конструкции, следует протестировать все на «коленках», убедиться в стабильности работы шуруповерта под нагрузкой и отсутствии сильных перегревов в блоке питания.
Берем компьютерный блок питания и проверяем его: включаем в сеть, в выходном пучке проводов находим зеленый (говорят он может быть другого цвета, но мне всегда попадались зеленые) и замыкаем его перемычкой на любой из черных (все черные провода на выходе — общий вывод, в нашем случае он минус). Блок должен включиться, между черными и желтыми проводами появится напряжение 12 вольт. Проверить это можно мультиметром или подключив к названным выводам любой компьютерный кулер.
Если все в порядке и блок выдает около 12 вольт на желтом(+) и черном(-) выводах, продолжаем. Если же напряжение на выходе отсутствует — ищем другой блок или ремонтируем этот, эта отдельная тема будет описана отдельно.
Отрезаем штекер от выхода блока и берем по 3-4 желтых и черных проводов, идущих из блока и соединяем их параллельно. Отрезая штекер, не забудьте о зеленом пусковом проводнике, он должен быть замкнут на черный. Мы получили источник 12 В с приличной нагрузочной способностью по току в 10-20 А, токи зависят от модели и мощности блока.
Теперь нужно подцепить наши 12 В к клеммам шуруповерта без батареи, полярность подключения смотрим по батарее. Ну и проверяем шуруповерт — на холостом ходу, потом притормаживая рукой. На этом этапе я столкнулся с проблемой: при полном нажатии кнопки шуруповерт работает, при медленном, плавном нажатии кнопки шуруповерта блок питания уходит в защиту. Для сброса защиты необходимо отключать блок от сети и включать заново. Совсем не пойдет, нужно как-то исправлять такую нестабильность.
Технические характеристики
При покупке аккумуляторной батареи нужно обращать внимание на силу тока, маркировку (она разнится в зависимости от страны) и другие характеристики. Наиболее важные из них следующие:
Наиболее важные из них следующие:
- Емкость. По ней можно судить о длительности работы: сколько ампер-часов в аккумуляторе или о том, какое количество электроэнергии отдается. Для измерения емкости используются ампер-часы. На эту характеристику влияют многие факторы — в частности, температура и сила тока.
- Сила пускового тока. Это значение, которое выдается при старте мотора.
- Напряжение заряженной батареи. Оно поможет выявить технические неполадки, если они есть, или убедиться в их отсутствии. Если неполадок нет, то напряжение, как правило, составляет не более 12,5 вольт.
Влияние разных типов зарядных устройств на время зарядки
Для шуруповертов разработаны 2 основных вида зарядки:
При использовании импульсного зарядника шуруповерт восстанавливает энергоёмкость в течение часа, и нет необходимости держать аппарат подключенным дольше. Если же у вас обычное зарядное устройство, то ориентировочно вам понадобится от 3 до 7 часов на весь процесс подзарядки.
Многие задаются вопросом: а какой из них лучше? Ответ зависит от модели шуруповерта. Импульсные зарядники предназначены для профессиональных инструментов и аппаратов с большой мощностью. Кроме того, не помешает заглянуть в инструкцию для проверки совместимости вашей электросети с номинальной мощностью шуруповерта. Если напряжение в сети выше требуемого, не забудьте приобрести адаптер или мелкокалиберный трансформатор для компенсации несоответствия. В противном случае прибор может перегореть, произойдет короткое замыкание, а при наличии внутреннего предохранителя, просто не зарядится.
Если у вас остаются сомнения относительно того, как заряжать аккумулятор шуруповерта правильным образом, лучше всего будет поискать информацию на странице сайта производителя, где всегда найдется все необходимые данные, включая техническую характеристику, руководство по эксплуатации и советы для устранения неполадок.
Что делать, если аккумулятор не заряжается или не держит заряд
В данном случае, вариантов немного: либо причина неисправности кроется в зарядном устройстве, либо «барахлит» сам шуруповерт. Также и аккумуляторный блок со временем может исчерпать свой ресурс и нуждаться в замене. Для того чтобы выяснить причину, необходимо внимательно осмотреть как сам инструмент, так и его аккумулятор вместе с ЗУ.
Часто причина слабой зарядки аккумулятора заключается в том, что контакт между шуруповертом и его зарядником ослабевает вследствие разгибания клемм. Чтобы устранить эту неполадку, достаточно будет просто разобрать зарядник и аккуратно загнуть его клеммы обратно.
Не стоит забывать и о такой частой неполадке, как окисление металлических частей самого аккумулятора и зарядника. Постоянное попадание строительной пыли и грязи тоже способствуют слабому поступлению тока заряда от ЗУ к батарее: инструменты заряжаются хуже
Важно не забывать ухаживать за всеми составляющими инструмента для того, чтобы предотвратить ухудшение его работы, протирая металлические контакты и очищая их от загрязнений
В случае, если села сама батарея, можно попытаться «раскачать» ее, как это обычно делается в случае с никель-кадмиевыми элементами. Если это не помогает, придется либо менять аккумуляторный блок полностью, либо осуществить частичную замену его элементов.
Обычно любой шуруповерт укомплектован двумя идентичными батареями. Если одна из них выходит из строя, при желании можно собрать один работающий аккумулятор из двух, в случае, если емкость стала меньше в обоих. После того как из двух блоков будет собран один работающий, нужно не забыть уравнять показатели емкости элементов, «прокачав» батарею несколькими циклами «заряда-разряда» в течение 3-4 часов.
Можно также попытаться «взбодрить» батарейки по отдельности. Для этого наиболее слабые из них следует подвергнуть зарядке большими токами, после чего собрать аккумулятор обратно и заряжать уже в обычном режиме. Такой метод иногда работает в случае с никель-кадмиевыми аккумуляторами. «Точечная» подзарядка большими токами должна длиться не больше 3-5 секунд, при этом желательно не допускать сильного перегрева элемента во избежание его разрушения.
Общая схема и ток потребления шуруповертов 12, 14 и 18В
Структурная схема шуруповерта.
Шуруповерты различных производителей построены на разной элементной базе, но структурная электрическая схема у всех примерно одинакова. Электроинструмент состоит из:
- съемного аккумулятора;
- платы управления;
- куркового выключателя, совмещенного с регулятором оборотов;
- переключателя диапазонов регулирования частоты (может отсутствовать);
- электрического двигателя (коллекторного или бесщеточного).
При изготовлении своими руками источника питания для шуруповерта надо обращать внимание на два параметра:
- напряжение;
- номинальный выходной ток.
С напряжением все просто – новый источник питания должен иметь выходное напряжение, равное номинальному напряжению питания электроинструмента. Понижение ведет к потере крутящего момента, повышение – к снижению ресурса. Работа платы управления при пониженном напряжении не гарантируется, при повышенном – вероятен выход ее из строя.
Необходимый рабочий ток определить сложнее. Производители электроинструмента крайне редко указывают потребляемый ток. Немногим чаще указывают мощность в ваттах. Но на шильдиках шуруповертов можно найти следующие данные:
- рабочее напряжение (в вольтах);
- частота вращения (в оборотах в минуту);
- вращаюший момент (в ньютонах на метр).
Эти данные выглядят достаточными для расчета рабочего тока.
Шильдик с электрическим характеристиками шуруповерта DEKO DKCD20FU.
На самом деле не все так радужно. Если задаться данными с реального шуруповерта и попытаться рассчитать номинальный ток, то получится абсурдный результат.
Сначала рассчитывается выходная мощность по формуле:
P=T*RPM/9550, где:
- P – мощность, кВт;
- T – вращающий момент, Н/м;
- RPM – частота вращения, об/мин;
- 9550 – коэффициент, объединяющий перевод из одних единиц в другие.
Для указанных данных получается:
P=42*1350/9550=5,9 кВт.
Эту развиваемую мощность надо разделить на КПД (примерно равный 0,8), в итоге потребляемая мощность равна около 7 кВт. При напряжении 20 вольт аккумуляторы должны отдавать ток 350 А!!! При емкости 2 А*ч батарея разрядится за 20 секунд (если даже теоретически АКБ обеспечит такой ток). Это и есть обещанный абсурд. Причиной этого могут быть лукавые декларации по оборотам или крутящему моменту. Возможно, наибольший крутящий момент выдается только при определенной частоте вращения, но даже если ее знать, то практического смысла будет мало. Ведь шуруповерт работает на разных частотах.
Поэтому ориентироваться нужно на следующие цифры, полученные экспериментальным путем:
- холостой ход – 1..2 ампера;
- средняя нагрузка – 4..6 А;
- максимальная нагрузка – 8..11 А;
- броски тока при полном торможении – до 30 А.
Уточнить эти цифры для конкретного шуруповерта можно, замерив реальный потребляемый ток на разных режимах, собрав для этого несложную схему и погоняв электроинструмент на различных нагрузках.
Схема измерения тока потребления.
А можно не уточнять, а ориентироваться на цифры, указанные выше. Блок питания понадобится на наибольший ток 10 А (но никак не меньше 5..6), желательно с защитой от сверхтока.
