موتورهای الکتریکی براشلس در تجهیزات پزشکی، مدل سازی هواپیما، درایوهای قطع کننده لوله خطوط لوله نفت و همچنین در بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شوند. اما ایرادات، ویژگی ها و مزیت های خود را دارند که گاهی اوقات در طراحی دستگاه های مختلف نقش اساسی دارند. به هر حال، چنین موتورهای الکتریکی در مقایسه با ماشین‌های AC ناهمزمان جایگاه نسبتاً کوچکی را اشغال می‌کنند.
ویژگی های موتورهای الکتریکی
یکی از دلایل علاقه طراحان به موتورهای براشلس نیاز به موتورهای پرسرعت با ابعاد کوچک است. علاوه بر این، این موتورها موقعیت یابی بسیار دقیقی دارند. این طرح دارای یک روتور متحرک و یک استاتور ثابت است. روی روتور یک آهنربای دائمی یا چند آهنربا وجود دارد که به ترتیب خاصی مرتب شده اند. روی استاتور سیم پیچ هایی وجود دارد که ایجاد می کنندمیدان مغناطیسی.
یک ویژگی دیگر را باید ذکر کرد - موتورهای براشلس می توانند یک لنگر در داخل و خارج داشته باشند. بنابراین، این دو نوع ساخت و ساز ممکن است کاربردهای خاصی در مناطق مختلف داشته باشند. هنگامی که آرمیچر در داخل قرار می گیرد، به سرعت چرخش بسیار بالایی دست می یابد، بنابراین چنین موتورهایی در طراحی سیستم های خنک کننده بسیار خوب عمل می کنند. اگر یک درایو روتور خارجی نصب شده باشد، می توان به موقعیت بسیار دقیق و همچنین مقاومت اضافه بار بالا دست یافت. اغلب، چنین موتورهایی در رباتیک، تجهیزات پزشکی، در ماشین ابزار با کنترل برنامه فرکانس استفاده می شود.
موتورها چگونه کار می کنند
برای به حرکت درآوردن روتور یک موتور DC بدون جاروبک، باید از یک میکروکنترلر مخصوص استفاده کنید. نمی توان آن را مانند یک ماشین سنکرون یا ناهمزمان راه اندازی کرد. با کمک یک میکروکنترلر، مشخص می شود که سیم پیچ های موتور روشن می شود تا جهت بردارهای میدان مغناطیسی روی استاتور و آرمیچر متعامد باشد.
به عبارت دیگر، با کمک یک درایور، می توان گشتاوری را که روی روتور موتور براشلس اثر می کند، تنظیم کرد. برای جابجایی آرمیچر، لازم است سوئیچینگ صحیح در سیم پیچ های استاتور انجام شود. متأسفانه امکان کنترل چرخش صاف وجود ندارد. با این حال، می توان آن را خیلی سریع افزایش داد.سرعت روتور موتور.
تفاوت موتورهای براش و براشلس
تفاوت اصلی این است که موتورهای براشلس مدل ها سیم پیچی روی روتور ندارند. در مورد الکتروموتورهای کلکتوری روی روتور آنها سیم پیچی وجود دارد. اما آهنرباهای دائمی روی قسمت ثابت موتور نصب می شوند. علاوه بر این، یک کلکتور با طراحی خاص روی روتور نصب شده است که برس های گرافیتی به آن متصل می شوند. با کمک آنها، ولتاژ به سیم پیچ روتور اعمال می شود. اصل کار یک موتور براشلس نیز به طور قابل توجهی متفاوت است.
چگونه دستگاه کلکتور کار می کند
برای راه اندازی موتور کلکتور، باید به سیم پیچ میدان که مستقیماً روی آرمیچر قرار دارد ولتاژ اعمال کنید. در این حالت یک میدان مغناطیسی ثابت تشکیل می شود که با آهنرباهای روی استاتور تعامل دارد و در نتیجه آرمیچر و کلکتور ثابت روی آن می چرخند. در این مورد، برق به سیم پیچ بعدی تامین می شود، چرخه تکرار می شود.
سرعت چرخش روتور مستقیماً به شدت میدان مغناطیسی بستگی دارد و آخرین مشخصه مستقیماً به بزرگی ولتاژ بستگی دارد. بنابراین برای افزایش یا کاهش سرعت باید ولتاژ تغذیه را تغییر داد.
برای اجرای معکوس، فقط باید قطبیت اتصال موتور را تغییر دهید. برای چنین کنترلی، نیازی به استفاده از میکروکنترلرهای خاص نیست.شما می توانید سرعت چرخش را با استفاده از یک مقاومت متغیر معمولی تغییر دهید.
ویژگی های دستگاه های براشلس
اما کنترل موتور براشلس بدون استفاده از کنترلرهای خاص غیرممکن است. بر این اساس می توان نتیجه گرفت که از این نوع موتورها نمی توان به عنوان ژنراتور استفاده کرد. برای کنترل کارآمد، موقعیت روتور را می توان با استفاده از چندین سنسور هال نظارت کرد. با کمک چنین دستگاه های ساده ای می توان عملکرد را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید، اما هزینه موتور الکتریکی چندین برابر افزایش می یابد.
راه اندازی موتورهای براشلس
ساخت میکروکنترلر به تنهایی معنی ندارد، گزینه بسیار بهتری خرید آماده، هرچند چینی است. اما هنگام انتخاب باید به توصیه های زیر پایبند باشید:
- حداکثر جریان مجاز را به خاطر بسپارید. این پارامتر برای انواع مختلف عملکرد درایو مفید خواهد بود. این ویژگی اغلب توسط سازندگان مستقیماً در نام مدل مشخص می شود. به ندرت، مقادیری نشان داده می شود که برای حالت های اوج معمول است، که در آن میکروکنترلر نمی تواند برای مدت طولانی کار کند.
- برای عملکرد مداوم، حداکثر ولتاژ تغذیه نیز باید در نظر گرفته شود.
- حتماً مقاومت همه مدارهای میکروکنترلر داخلی را در نظر بگیرید.
- حتماً حداکثر تعداد دورهای معمولی برای عملکرد این میکروکنترلر را در نظر بگیرید. لطفا توجه داشته باشید که او نیستقادر خواهد بود حداکثر سرعت را افزایش دهد، زیرا محدودیت در سطح نرم افزار ایجاد شده است.
- مدل های ارزان دستگاه های میکروکنترلر دارای فرکانس پالس های تولید شده در محدوده ۷…۸ کیلوهرتز هستند. نسخه های گران قیمت را می توان دوباره برنامه ریزی کرد و این پارامتر 2 تا 4 برابر افزایش می یابد.
سعی کنید میکروکنترلرها را از همه لحاظ انتخاب کنید، زیرا آنها بر قدرتی که موتور الکتریکی می تواند ایجاد کند تأثیر می گذارد.
نحوه مدیریت
واحد کنترل الکترونیکی امکان تعویض سیم پیچ درایو را فراهم می کند. برای تعیین لحظه تعویض با استفاده از درایور، موقعیت روتور توسط سنسور هال نصب شده روی درایو نظارت می شود.
در صورتی که چنین وسایلی وجود نداشته باشد، خواندن ولتاژ معکوس ضروری است. در سیم پیچ های استاتور که در حال حاضر متصل نیستند تولید می شود. کنترلر یک مجموعه سخت افزاری-نرم افزاری است که به شما امکان می دهد تمام تغییرات را ردیابی کنید و ترتیب سوئیچینگ را تا حد امکان دقیق تنظیم کنید.
موتورهای براشلس سه فاز
بسیاری از موتورهای الکتریکی براشلس برای هواپیماهای مدل با جریان مستقیم تغذیه می شوند. اما موارد سه فازی نیز وجود دارد که مبدل ها در آنها نصب می شوند. آنها به شما اجازه می دهند از یک ولتاژ ثابت پالس های سه فاز بسازید.
کار به شرح زیر است:
- سیم پیچ "A" پالس هایی را از آن دریافت می کندارزش مثبت روی سیم پیچ "B" - با مقدار منفی. در نتیجه، لنگر شروع به حرکت می کند. سنسورها جابجایی را ثابت می کنند و سیگنالی برای سوئیچ بعدی به کنترل کننده ارسال می شود.
- سیم پیچ "A" خاموش است، در حالی که یک پالس مثبت به سیم پیچ "C" ارسال می شود. تغییر سیم پیچ "B" تغییر نمی کند.
- پالس مثبت به سیم پیچ "C" اعمال می شود و پالس منفی به "A" ارسال می شود.
- سپس جفت "A" و "B" وارد بازی می شوند. مقادیر مثبت و منفی پالس ها به ترتیب به آنها داده می شود.
- سپس پالس مثبت دوباره به سیم پیچ "B" و پالس منفی به "C" می رود.
- در آخرین مرحله سیم پیچ "A" روشن می شود که یک پالس مثبت دریافت می کند و یک پالس منفی به C می رود.
و پس از آن کل چرخه تکرار می شود.
مزایای استفاده
ساخت موتور الکتریکی بدون برس با دستان خود دشوار است و اجرای کنترل میکروکنترلر تقریباً غیرممکن است. بنابراین بهتر است از طرح های صنعتی آماده استفاده کنید. اما حتماً مزایایی را که درایو هنگام استفاده از موتورهای براشلس دریافت می کند در نظر بگیرید:
- منابع به طور قابل توجهی طولانی تر از ماشین های جمع کننده.
- سطح کارایی بالا.
- قویتر از موتورهای برس خورده.
- سرعت چرخش بسیار سریعتر می شود.
- بدون جرقه در حین کار، بنابراین می توان از آنها در محیط های با خطر آتش سوزی بالا استفاده کرد.
- کارکرد درایو بسیار آسان.
- نیازی به استفاده از اجزای خنک کننده اضافی در حین کار نیست.
از کاستی ها می توان هزینه بسیار بالا را اگر قیمت کنترلر را نیز در نظر گرفت. حتی برای مدت کوتاهی روشن کردن چنین موتور الکتریکی برای بررسی عملکرد کار نخواهد کرد. علاوه بر این، تعمیر چنین موتورهایی به دلیل ویژگی های طراحی آنها بسیار دشوارتر است.
