ساختار و اصول اولیه موتورهای براشلس DC

نمای کلی موتور DC بدون جاروبک (BLDC)

مزایای اصلی موتورهای DC تنظیم سرعت و ویژگی های راه اندازی خوب، گشتاور روتور قفل شده زیاد، و به طور گسترده در دستگاه های مختلف رانندگی و سیستم های سروو استفاده می شود. با این حال، موتورهای DC همگی دارای برس و کموتاتور هستند و تماس مکانیکی لغزشی ایجاد شده بین آنها به طور جدی بر دقت، عملکرد و قابلیت اطمینان موتور تأثیر می گذارد. جرقه های ایجاد شده می تواند باعث تداخل رادیویی شود. با کاهش طول عمر موتورهای الکتریکی، دستگاه برس کموتاتور ساختار موتورهای DC را پیچیده، پر سر و صدا و نگهداری آن را دشوار می کند. برای مدت طولانی، مردم به دنبال موتورهای DC هستند که نیازی به برس و دستگاه های کموتاتور ندارند.

با توسعه سریع فناوری الکترونیک و استفاده گسترده از دستگاه های مختلف الکترونیکی پرقدرت، این آرزو به تدریج محقق شد. موتور DC بدون جاروبکی که در این فصل معرفی می‌شود از مدارهای سوئیچ الکترونیکی و سنسورهای موقعیت برای جایگزینی برس‌ها و کموتاتورها استفاده می‌کند که باعث می‌شود این موتور دارای ویژگی‌های یک موتور DC باشد. همچنین دارای مزایای ساختار ساده، عملکرد قابل اعتماد و نگهداری راحت موتورهای AC است. سرعت آن دیگر با کموتاسیون مکانیکی محدود نمی شود و در صورت استفاده از بلبرینگ های پرسرعت می تواند با سرعت چند صد هزار دور در دقیقه نیز کار کند.

موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC) طیف وسیعی از کاربردها، از جمله موتورهای DC عمومی، موتورهای سروو و موتورهای گشتاور را دارند. آنها به ویژه برای تجهیزات الکترونیکی پیشرفته، روبات‌ها، فناوری هوافضا، دستگاه‌های CNC، صنایع پزشکی و شیمیایی و سایر زمینه‌های با فناوری پیشرفته مناسب هستند. موتورهای DC بدون جاروبک مدارهای الکترونیکی را با موتورها ادغام می کنند و فناوری الکترونیکی پیشرفته را در زمینه موتورها اعمال می کنند که به روز رسانی و توسعه سریعتر فناوری موتور را ارتقا می دهد.

2. ساختار BLDC و اصل کار اساسی

BLDC نوعی موتور سنکرون آهنربای دائم فرکانس متغیر خودکنترلی است، به این معنی که میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط استاتور و روتور آن فرکانس یکسانی دارند، بنابراین BLDC پدیده اختلاف فرکانس موتورهای القایی معمولی را تولید نمی کند. تفاوت هایی در BLDC بین موتورهای تک فاز، {2}}فاز، و 3- وجود دارد و انواع مختلف فازها تعداد سیم پیچ های سیم پیچ استاتور را تعیین می کنند. در اینجا، ما روی پرکاربردترین فاز BLDC 3- تمرکز خواهیم کرد.

2.1 استاتور

استاتور BLDC از بسیاری از ورق های فولادی سیلیکونی ساخته شده است که لمینیت شده اند و به صورت محوری مهر و موم شده اند، همانطور که در شکل 2.1.1 نشان داده شده است. به طور سنتی، استاتور BLDC تا حدودی شبیه به موتورهای القایی است، اما تفاوت های خاصی در توزیع سیم پیچ های استاتور وجود دارد. اکثر استاتورهای BLDC دارای سه سیم پیچی هستند که در یک الگوی ستاره ای مرتب شده اند، که هر یک از ورق های فولادی زیادی که در داخل به هم چسبیده اند به روش خاصی تشکیل شده است. سیم پیچ های زوج شماره گذاری شده در اطراف استاتور توزیع می شوند تا قطب های مغناطیسی با شماره یکنواخت را تشکیل دهند. نکته دیگری که در مورد نیروی الکتروموتور پشتی قابل توجه است این است که جریان های فاز سیم پیچ های مختلف نیز شکل موج ذوزنقه ای و سینوسی را نشان می دهند. می توان تصور کرد که سیم پیچ های سینوسی در مقایسه با سیم پیچ های ذوزنقه ای به دلیل شکل موج صافشان نسبتاً نرم عمل می کنند. اما به دلیل وجود سیم پیچ های بیشتر، سیم پیچ های سینوسی در مقایسه با سیم پیچ های ذوزنقه ای بیشتر در سیم های مسی استفاده می شود. با توجه به ولتاژهای کاربردی مختلف، می توانیم موتورهای براشلس با محدوده ولتاژ متفاوت را در صورت نیاز انتخاب کنیم. موتورهای با ولتاژ کاربردی 48 ولت و کمتر را می توان در خودروها، ربات ها، بازوهای رباتیک کوچک و سایر زمینه ها استفاده کرد. موتورهای با محدوده ولتاژ 100 ولت و بالاتر را می توان در لوازم تخصصی، کنترل اتوماتیک و زمینه های تولید صنعتی استفاده کرد.