Почему при подключении к розетке на 240 В повреждались только некоторые из моих инструментов?

Дело в том, что допустимое перенапряжение — это сложный вопрос, и восприимчивость любого отдельного устройства во многом зависит от его конструкции.

При резистивной нагрузке удвоение напряжения означает увеличение мощности в четыре раза. В зависимости от того, куда уходит тепло, этого может быть достаточно, чтобы устройство задымилось, а может и не быть, но есть много других факторов, которые могут как смягчить, так и усугубить ситуацию. К факторам, усугубляющим ситуацию, относятся:

1. Магнитное насыщение. Если в катушке с железным сердечником накапливается слишком много энергии, сердечник насыщается и эффективная индуктивность резко падает. Если устройство полагалось на индуктивность катушки для ограничения тока, это может привести к значительному увеличению силы тока.
2. Электрический пробой. Высокое напряжение может отрывать электроны от атомов, которые затем начинают проводить ток, что приводит к возникновению больших токов там, где их быть не должно. Обычная изоляция проводов не разрушается при двукратном превышении напряжения, но электронные компоненты, такие как диоды, транзисторы и конденсаторы, вполне могут выйти из строя при таком уровне напряжения. Электрический пробой также может произойти в устройствах защиты от скачков напряжения, которые были разработаны для защиты от коротких скачков напряжения, но не рассчитаны на длительное перенапряжение.

Смягчающим обстоятельством является...

1. Некоторые устройства саморегулируются. Двигатель (если он не подвергся магнитному насыщению) будет потреблять меньше тока по мере увеличения скорости. Устройство с термостатом нагреется быстрее, но, если термостат не выйдет из строя, конечная температура будет примерно такой же, как обычно.
2. Некоторые устройства имеют защиту от перенапряжения или перегрева. Эта защита может быть или не быть самовозвратной, а также может срабатывать или не срабатывать достаточно быстро, чтобы спасти устройство.

Возможно, вы получите более подробный ответ по физике или электронике, но в основном дело в напряжении, а с повреждениями всё не так просто, особенно когда задействованы магнитные поля.

Чем выше напряжение, тем больший ток проходит по той же цепи. Чем больше ток, тем больше тепла. Дальнейшие события во многом зависят от конкретной цепи и физических свойств движущихся частей.

В случае с вашей дрелью и ленточной шлифовальной машинкой я бы предположил, что, скорее всего, перегорел регулятор скорости. В регуляторах скорости используются полупроводники, которые включают и выключают питание в соответствии с циклами переменного тока. Полупроводники (в данном случае кремниевые управляемые выпрямители) на самом деле не любят, когда на них подают напряжение, превышающее номинальное, или когда они подвергаются чрезмерному нагреву, и в ответ на это плавятся, взрываются, загораются или совершают другие разрушительные действия.

Однако у вашей настольной пилы и воздушного компрессора нет регуляторов скорости. Поэтому, если вы подадите на них более высокое напряжение, сила тока увеличится, но ничего не выйдет из строя и не сгорит. Чем больше сила тока, тем больше тепла, но при этом внутри двигателя создаются более сильные магнитные поля. Чем сильнее магнитные поля, тем быстрее вращается двигатель. Чем быстрее вращается двигатель, тем больше охлаждающего воздуха он пропускает. На самом деле нет ничего необычного в том, что двигатели работают при более высоком напряжении и той же нагрузке, потому что магнитные эффекты более эффективны, а более высокая скорость лучше охлаждает их. Добавьте к этому то, что большинство крупных электродвигателей для инструментов рассчитаны на работу от 110 или 220 В, потому что это делает их значительно более полезными при незначительном увеличении стоимости, и вы поймёте, что нет ничего удивительного в том, что ваши мощные инструменты могут работать от более высокого напряжения.

На самом деле вам стоит свериться с руководством пользователя и/или техническим описанием двигателей, которые в них установлены, и подумать о том, чтобы просто перевести их на постоянное питание от сети 220 В. Если они рассчитаны на это, то будут работать прохладнее и прослужат дольше, а также будут более эффективно использовать электроэнергию, так что их эксплуатация будет обходиться вам дешевле. У вас уже есть доступ к сети 220 В, вам просто нужно установить подходящую розетку.

Дело не в том, какие двигатели используются — коллекторные или бесколлекторные, а в качестве и классе деталей, из которых изготовлены инструменты. В мощном оборудовании, таком как компрессор или настольная пила, скорее всего, используется более толстая проводка и компоненты, способные выдерживать более высокое напряжение, в то время как более лёгкие инструменты перегреваются из-за напряжения, на которое они не рассчитаны.

Многие устройства рассчитаны на напряжение 110 или 220 В. На устройстве должна быть соответствующая маркировка. В некоторых приборах это сделано намеренно, чтобы одну модель можно было продавать и безопасно использовать в странах с любым напряжением. В других случаях просто повезло, что компоненты выдерживают любое напряжение.

Я не уверен, что это полностью отвечает на ваш вопрос. «Устройство рассчитано на это» — не совсем понятно, какие характеристики устройства делают это возможным.