Акумуляторний інструмент
(Оглядова стаття: застосування, виробники, вибір типу акумуляторів)
Акумуляторний інструмент насамперед потрібен там, де потрібна мобільність або відсутня можливість підключення до електромережі. Наприклад, це роботи на висоті: облицювання фасадів будівель, монтаж на висотних об'єктах (ретрансляційні вишки мобільного зв'язку та ін.), монтаж облицювання стелі у виробничих приміщеннях, монтаж вентиляційних систем та ін.
Приклади використання акумуляторної техніки при відсутності можливості оперативного підключення до електромережі: роботи в польових умовах (наприклад, обслуговування газо- і нафтопроводів), проведення комп'ютерних і телевізійних мереж в багатоповерхових житлових і виробничих будівлях, роботи в знеструмлених будівлях і приміщеннях. Один з нестандартних прикладів застосування акумуляторних перфораторів — буріння отворів в щільному снігу для установки прапорців на слаломних трасах в горах.
За умовами застосування в окрему категорію потрібно виділити акумуляторні дрилі/шурупокрутів. Майже 100 % дрилів/шурупокрутів з муфтою обмеження максимального крутного моменту - акумуляторні. Переважна більшійсть мережевих шурупокрутів обмежується не крутний момент, а глибина загортання головки шурупа, а також мережевий шурупокрут не використовується у вигляді дрилі для свердління отворів. Тому з усього різноманіття акумуляторної техніки саме акумуляторні шурупокрути знайшли найбільш широке застосування.
Основні оператори ринку професійного акумуляторного інструменту не змінювалися вже багато років. Це інструмент під торговими марками DeWALT, Makita, Bosch, Hitachi, Metabo, в незначній мірі Hilti (у цій компанії виробляється менше 10 моделей акумуляторного електроінструменту). Український виробник електроінструменту — завод «Фіолент» в даний час випускає 3 моделі акумуляторних шурупокрутів.
DeWALT є визнаним світовим лідером у галузі розробки і виробництва акумуляторного інструменту. На сьогодні DeWALT пропонує споживачеві понад 100 різних моделей акумуляторних інструментів з напругою живлення від 3,6 В до 36,0 В. Серед них споживач знайде будь-який ручний акумуляторний інструмент, що його цікавить: викрутки, дрилі-шурупокрути, кутові дрилі, ударні дрилі, перфоратори, кутові шліфувальні машини (КШМ/болгарки) під стандартні абразивні диски діаметром 125 мм, ударні гайкокрути та гвинтокрути, дискові, заглибні і шабельні пили, лобзики, цвяхозабивачі, ножиці по металу, дискові пили по металу, пістолети для герметика, пилососи.
Крім цих інструментів компанія DeWALT пропонує споживачеві ще 14 моделей акумуляторних ліхтарів (панорамних, флюоресцентних, спрямованих, з гнучкою рукояткою) і 2 моделі суміщених пристроїв (радіоприймач/зарядний пристрій). Таким великим сімейством акумуляторного інструменту не може похвалитися жоден з інших виробників професійного електроінструменту.
Компанія DeWALT є єдиною компанією в світі, яка випустила повну лінійку акумуляторного інструменту з напругою живлення 36 В (Li-Ion Nano Phosphate), в яку входять 7 різних за призначенням інструментів: ударний дриль/шурупркрут, перфоратор, ударний гайкокрут, кутова шліфувальна машина (КШМ/болгарка) під стандартний диск 125 мм, дискова пила, шабельна пила, лобзик і ліхтар. Ці акумуляторні інструменти DeWALT 36 В не поступаються за своєю потужністю кращим мережевим аналогам. Наприклад, кутова шліфувальна машина 125 мм відповідає мережному аналогу з споживаною потужністю 1500 Вт, а двокілограмовий перфоратор SDS-Plus — мережевому аналогу потужністю 800 Вт.
Акумулятори
В якості елементів живлення в акумуляторних інструментах DeWALT застосовуються нікель-кадмієві (NiCd), нікель-метал-гидридні (NiMH) і нано-фосфатні літій-іонні (Li-Ion) акумулятори ємністю від 1,1 Ач до 3,0 Ач. Все акумулятори DeWALT однакової напруги, на відміну від конкурентів, взаємозамінні. Придбавши інструмент DeWALT 18 В з NiCd акумуляторами ви зможете замінити їх на 18В NiCd, NiMH або Li-Ion такої же чи іншої ємності.
Якщо мова йде про термін служби акумуляторів за кількістю циклів заряд/розряд, то:
NiCd — 1000-1500 циклів, за умови постановки акумуляторів на зарядку тільки після повного розряду, тому що в іншому випадку «ефект пам'яті» різко знижуватиме ємність акумулятора. Для попередження прояву «ефекту пам'яті», який викликає значне зниження ємності акумулятора, рекомендується завжди ставити на зарядку NiCd акумулятори тільки після повного їх розряду. Загальна тенденція виробників акумуляторного інструменту - припинення виробництва NiCd акумуляторів (їх складно утилізувати без нанесення шкоди навколишньому середовищу. В ЄС з січня 2010 року повністю заборонений продаж будь-яких товарів, які укомплектовані NiCd акумуляторами). NiCd акумулятори не бояться повного розряду і тому можуть зберігатися в розрядженому стані. Володіють досить високим саморозрядом.
NiMH — 500-750 циклів. Вимушено прийшли на зміну NiCd, оскільки вони екологічно безпечніші. Менше схильні до зниження ємності через ефекту пам'яті, але й схильні до руйнування при повному розряді. Заряджати повністю розряджений акумулятор можна, але якщо він зберігався не більше трьох днів в такому стані. Якщо ж акумулятор був частково розряджений, а потім не використовувався протягом тривалого часу (більше 3 днів), то перед зарядом його необхідно повністю розрядити. Тому, через наявність досить високого саморозряду акумулятора, при зберіганні на складі рекомендується один раз в 2-3 місяці розпаковувати інструмент, повністю розряджати, а потім ставити на зарядку. NiMH акумулятори мають на 30 % вищу питому ємність у порівнянні з NiCd (тобто, при однаковій вазі мають на 30 % більшу ємність).
В авторизованому сервісному центрі DeWALT (м. Київ) виконують тестування та відновлення (зняття ефекту пам'яті) для будь-яких NiCd і NiMH акумуляторів DeWALT. Однак необхідно розуміти, що їх відновлення здійснюється шляхом виконання від 5 до 10 циклів заряду/розряду за певною програмою, що в свою чергу скорочує термін служби акумулятора.
Li-Ion. Тут ситуація дещо складніша, тому що виробниками використовується різний хімічний склад для елементів акумуляторних батарей. Найбільш поширені LiNiO2, LiMn2O4, LiFePo4 і ін. Відповідно і експлуатаційні властивості цих літій-іонних акумуляторів будуть різні. У всіх типів Li-Ion акумуляторів (незалежно від хімічного складу елементів) відсутній ефекту пам'яті. Мають питому ємність приблизно в 2 рази більше в порівнянні з NiCd і NiMH (тобто, в 2 рази меншу вагу при однаковій ємності). Вартість в 1,5-2 рази вище, в порівнянні з NiCd і NiMH). До недоліків LiNiO2 і LiMn2O4 варто віднести нагрівання акумуляторної батареї при зарядці і під час роботи - нагрівання викликане високим питомим опором елементів акумулятора. Тому ці підвиди літій-іонних акумуляторів, як правило, не герметичні і мають вентиляційні отвори для примусового охолодження при зарядці.
Цього недоліку позбавлені нанофосфатні акумулятори (LiFePo4 Nano_Phosphat), які випускає компанія A123Systems (США). Така запатентована технологія є ексклюзивною розробкою Массачусетського технологічного інституту представляє собою використання принципово нової формули Li-Ion з'єднання Nano Phosphate, яка забезпечує більш високий рівень потужності, надійності і довший термін служби в порівнянні з іншими літієвими технологіями. Такого типу літій-іонні акумулятори для професійного електроінструменту використовуються тільки компанією DeWALT.
Ця компанія гарантує, що після 2000 повних циклів заряд/розрядів ємність батареї знизиться в порівнянні з номінальною не більше, ніж на 25 %. Аналогічні елементи акумуляторів виробництва A123Systems застосовуються в акумуляторних батареях електромобілів і розраховані на багаторічну роботу при великому споживанні струму (десятки ампер), в той час як LiNiO2 і LiMn2O4 акумулятори спочатку розраховані на слабкострумове споживання (мобільні телефони, ноутбуки і т.д.). Тому нано-фосфатні Li-Ion батареї DeWALT повністю герметичні, не нагріваються в процесі роботи і зарядки, не вимагають примусового охолодження під час роботи чи заряду, захищені від саморозрядів і повністю зберігають свою працездатність при негативних температурах до мінус 20 °С. Сьогодні компанія DeWALT випускає акумуляторний інструмент із живленням від Li-Ion нано-фосфатних акумуляторів напругою 14,4 В, 18,0 В, 28,0 В і 36,0 В.
Є ще один нюанс Li-Ion акумуляторів, про який повинен знати кожен споживач. Є повноцінні акумулятори (ємність 2 Ач і вище) і літій-іонні акумулятори Compact (ємність 1,1-1,5 Ач). Акумулятори Compact в два рази легші і дешевші звичайних, але й термін служби їх вдвічі менше в порівнянні з Li-Ion акумуляторами ємністю 2 Ач і вище. Орієнтовні кількості циклів різних типів літій-іонних акумуляторів:
- Li-Ion (LiMn2O4) — 400...500 циклів (Compact — 200 циклів);
- Li-Ion (LiNiO2) — 900...1000 циклів (Compact — 400 циклів);
- Li-Ion (LiFePo4 Nano_Phosphat) — не менше 2000 циклів (Compact — 800 циклів). Використовуються тільки в акумуляторних інструментах DeWALT.
Тривалість робіт
Для того, щоб користувач сам міг оцінити час безперервної роботи інструменту, копанія DeWALT для акумуляторних інструментів вказує одразу їх потужність. Знаючи ємність і напругу акумулятора нескладно буде розрахувати час безперервної роботи інструменту з однієї зарядки акумулятора.
Для прикладу, візьмемо один з найпростіших шурупокрутів компанії DeWALT — модель DC740KB (190 Вт, 12 В, 2 Ач). Отримаємо час безперервної роботи близько 8 хв. Мало? Але врахуйте, що при реальній роботі (наприклад, збірки меблів) тривалість включення інструменту не перевищує 10-15%. З урахуванням тривалості включення при роботі ви отримаєте 50-75 хв роботи з однієї зарядки акумулятора. Виходячи з цього, інструмент комплектується двома акумуляторами і одногодинним зарядним пристроєм. Більш потужний інструмент комплектується акумуляторами більшої ємності (2,5-3,0 Ач) і тридцятихвилинним зарядним пристроєм.
Якщо порівнювати вихідну потужність мережевого і акумуляторного інструменту, то тільки 36 В акумуляторний інструмент аналогічний по потужності мережевого. Потужність акумуляторних 18 В дрилів/шурупокрутів порівнянна з потужністю мережевих дрилів. У решти 12 В і 18 В інструментів потужність менше, а ніж мережевих. Пояснення просте. Для досягнення споживаної потужності 1000 Вт (потужність середнього класу мережевої «болгарки» під диск 125 мм) при напрузі 12 В споживаний струм повинен бути близько 85 А. При ємності акумулятора в 3 Ач його вистачить приблизно на 2 хв безперервної роботи. По-перше, акумулятор не витримає таку велику силу струму, по-друге, така тривалість роботи інструменту з одного заряду акумулятора навряд чи влаштує споживача.
Вартість акумуляторного інструменту і самих акумуляторів
Будь-який розробник і виробник професійного акумуляторного інструменту не розробляє і не виробляє акумулятори. Акумулятори виготовляються з акумуляторних елементів, продуманими спеціалізованими компаніями (Sanyo, Sony, Panasonic, A123 Systems, Samsung, Emoil і ін.). Виробник інструменту обмежується тим, що підбирає виробника акумуляторів під свій інструмент. Тобто, для виробника інструменту акумулятор є покупними виробом. Саме тому вартість 2-х окремих акумуляторів може становити 70-90% від вартості інструмента з 2-ма такими ж акумуляторами, зарядним пристроєм і валізою. Споживачеві при необхідності заміни старих акумуляторів бажано оцінити, що краще: придбати два нових акумулятора чи новий комплект інструмента.
При виборі інструмента для роботи спочатку реально продумайте область його застосування і тривалість включення при роботі. Якщо роботи не важкі і тривалість включення невелика, то вам цілком підійде більш простий інструмент з невисокими характеристиками і акумуляторами невеликої ємності. Так як при дуже навантажених роботах ці інструменти уже не підійдуть. Вибирайте інструмент з високими характеристиками і акумулятором великої місткості — це саме те, що потрібно для інтенсивних навантажених робіт. Також поцікавтеся у продавця, чи можете ви самостійно встановити в цей інструмент інші акумулятори по ємності і хімічним складом, що випускаються під торговою маркою того ж виробника. Якщо відповідь негативна, то при придбанні іншого інструменту цього ж виробника і вольтажу у вас виявляться не взаємозамінні акумулятори.