تُستخدم المحركات الكهربائية بدون فرش في المعدات الطبية ، ونمذجة الطائرات ، ومحركات إغلاق الأنابيب لخطوط أنابيب النفط ، وكذلك في العديد من الصناعات الأخرى. لكن لها عيوبها وميزاتها ومزاياها ، والتي تلعب أحيانًا دورًا رئيسيًا في تصميم الأجهزة المختلفة. مهما كان الأمر ، فإن مثل هذه المحركات الكهربائية تحتل مكانة صغيرة نسبيًا عند مقارنتها بآلات التيار المتردد غير المتزامن.
ميزات المحركات الكهربائية
أحد أسباب اهتمام المصممين بالمحركات الخالية من الفرشاة هو الحاجة إلى محركات عالية السرعة ذات أبعاد صغيرة. علاوة على ذلك ، هذه المحركات لديها تحديد المواقع بدقة للغاية. يحتوي التصميم على دوار متحرك وثابت. يوجد على الدوار مغناطيس دائم واحد أو عدة مغناطيسات مرتبة في تسلسل معين. على الجزء الثابت توجد ملفات تخلقالمجال المغناطيسي.
يجب ملاحظة ميزة أخرى - يمكن أن تحتوي المحركات عديمة الفرشاة على مرساة تقع في الداخل والخارج. لذلك ، قد يكون لنوعي البناء تطبيقات محددة في مناطق مختلفة. عندما يكون المحرك موجودًا بالداخل ، يتضح أنه يحقق سرعة دوران عالية جدًا ، لذلك تعمل هذه المحركات بشكل جيد جدًا في تصميم أنظمة التبريد. إذا تم تركيب محرك دوار خارجي ، فيمكن تحقيق تحديد دقيق للغاية ، بالإضافة إلى مقاومة عالية للحمل الزائد. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام هذه المحركات في الروبوتات والمعدات الطبية والأدوات الآلية مع التحكم في برنامج التردد.
كيف تعمل المحركات
من أجل قيادة الدوار لمحرك DC بدون فرش ، يجب عليك استخدام متحكم خاص. لا يمكن تشغيله بنفس طريقة تشغيل الجهاز المتزامن أو غير المتزامن. بمساعدة متحكم دقيق ، اتضح أنه يتم تشغيل لفات المحرك بحيث يكون اتجاه نواقل المجال المغناطيسي على الجزء الثابت والمحرك متعامد.
بمعنى آخر ، بمساعدة السائق ، من الممكن تنظيم عزم الدوران الذي يعمل على دوار محرك بدون فرش. لتحريك المحرك ، من الضروري إجراء التبديل الصحيح في لفات الجزء الثابت. لسوء الحظ ، لا يمكن توفير تحكم سلس في الدوران. ومع ذلك ، يمكن زيادتها بسرعة كبيرة.سرعة دوار المحرك.
الاختلافات بين المحركات المصقولة وعديمة الفرشاة
الاختلاف الرئيسي هو أن المحركات بدون فرش للنماذج لا تحتوي على لف على الدوار. في حالة المحركات الكهربائية المجمعة ، توجد ملفات على دواراتها. لكن المغناطيس الدائم مثبت على الجزء الثابت من المحرك. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تثبيت مجمّع ذو تصميم خاص على الدوار ، حيث يتم توصيل فرش الجرافيت. بمساعدتهم ، يتم تطبيق الجهد على لف الدوار. مبدأ تشغيل المحرك بدون فرش يختلف أيضًا بشكل كبير.
كيف تعمل آلة التجميع
لبدء تشغيل محرك المجمع ، سوف تحتاج إلى تطبيق الجهد على الملف الميداني ، والذي يقع مباشرة على المحرك. في هذه الحالة ، يتم تشكيل مجال مغناطيسي ثابت يتفاعل مع المغناطيسات الموجودة على الجزء الثابت ، ونتيجة لذلك يدور المحرك والمجمع المثبت عليه. في هذه الحالة ، يتم توفير الطاقة للملف التالي ، وتتكرر الدورة.
تعتمد سرعة دوران الجزء المتحرك بشكل مباشر على مدى شدة المجال المغناطيسي ، وتعتمد الخاصية الأخيرة بشكل مباشر على مقدار الجهد. لذلك ، من أجل زيادة السرعة أو تقليلها ، من الضروري تغيير جهد التغذية.
لتنفيذ العكس ، ما عليك سوى تغيير قطبية توصيل المحرك. لمثل هذا التحكم ، ليس من الضروري استخدام متحكمات خاصة ،يمكنك تغيير سرعة الدوران باستخدام المقاوم المتغير التقليدي.
ميزات الآلات بدون فرش
لكن التحكم في محرك بدون فرش مستحيل بدون استخدام وحدات تحكم خاصة. بناءً على ذلك ، يمكننا أن نستنتج أنه لا يمكن استخدام محركات من هذا النوع كمولد. للتحكم الفعال ، يمكن مراقبة موضع الدوار باستخدام مستشعرات هول متعددة. بمساعدة هذه الأجهزة البسيطة ، من الممكن تحسين الأداء بشكل ملحوظ ، لكن تكلفة المحرك الكهربائي ستزيد عدة مرات.
بدء تشغيل المحركات بدون فرش
ليس من المنطقي أن تصنع متحكمات دقيقة بمفردك ، فالخيار الأفضل هو شراء المنتجات الجاهزة ، وإن كانت صينية. لكن عليك الالتزام بالتوصيات التالية عند الاختيار:
- تذكر الحد الأقصى المسموح به من التيار. ستكون هذه المعلمة مفيدة لأنواع مختلفة من تشغيل محرك الأقراص. غالبًا ما يتم الإشارة إلى الخاصية من قبل الشركات المصنعة مباشرة في اسم النموذج. نادرًا جدًا ، تتم الإشارة إلى القيم النموذجية لأوضاع الذروة ، حيث لا يمكن للميكروكونترولر العمل لفترة طويلة.
- للتشغيل المستمر ، يجب أيضًا مراعاة أقصى جهد للإمداد.
- تأكد من مراعاة مقاومة جميع دوائر الميكروكونترولر الداخلية.
- تأكد من مراعاة الحد الأقصى لعدد الثورات النموذجية لتشغيل هذا المتحكم الدقيق. يرجى ملاحظة أنه ليس كذلكسوف تكون قادرة على زيادة السرعة القصوى ، لأن القيد يتم على مستوى البرنامج.
- النماذج الرخيصة من أجهزة الميكروكونترولر لها تردد للنبضات المتولدة في نطاق 7 … 8 كيلو هرتز. يمكن إعادة برمجة النسخ باهظة الثمن ، وتزيد هذه المعلمة بمقدار 2-4 مرات.
حاول اختيار المتحكمات الدقيقة من جميع النواحي ، لأنها تؤثر على القوة التي يمكن أن يطورها المحرك الكهربائي.
كيف يتم إدارتها
تسمح وحدة التحكم الإلكترونية بتبديل لفات المحرك. لتحديد لحظة التبديل باستخدام السائق ، يتم مراقبة موضع الدوار بواسطة مستشعر هول المثبت على محرك الأقراص.
في حالة عدم وجود مثل هذه الأجهزة ، فمن الضروري قراءة الجهد العكسي. يتم إنشاؤه في ملفات الجزء الثابت غير المتصلة في الوقت الحالي. وحدة التحكم عبارة عن مجموعة معقدة من برامج الأجهزة ، فهي تتيح لك تتبع جميع التغييرات وتعيين ترتيب التبديل بأكبر قدر ممكن من الدقة.
محركات بدون فرش ثلاثية الأطوار
يتم تشغيل الكثير من المحركات الكهربائية بدون فرش لطائرات النماذج بالتيار المباشر. ولكن هناك أيضًا مثيلات ثلاثية الطور يتم فيها تثبيت المحولات. إنها تسمح لك بعمل نبضات ثلاثية الطور من جهد ثابت.
العمل كالتالي:
- يستقبل الملف "A" النبضات منقيمة إيجابية. على ملف "ب" - بقيمة سالبة. نتيجة لذلك ، سيبدأ المرساة في التحرك. تقوم المستشعرات بإصلاح الإزاحة ويتم إرسال إشارة إلى وحدة التحكم للتبديل التالي.
- يتم إيقاف تشغيل الملف "A" ، بينما يتم إرسال نبضة موجبة إلى الملف "C". تبديل اللف "B" لا يتغير.
- يتم تطبيق نبضة موجبة على الملف "C" ويتم إرسال النبض السالب إلى "A".
- ثم يلعب الزوجان "أ" و "ب". يتم تغذية القيم الموجبة والسالبة للبقول لهم ، على التوالي.
- ثم يذهب النبض الموجب مرة أخرى إلى الملف "B" والنبض السالب إلى "C".
- في المرحلة الأخيرة ، يتم تشغيل الملف "A" ، والذي يستقبل نبضة موجبة ، والنبض السالب يذهب إلى C.
وبعد ذلك تتكرر الدورة كاملة
فوائد استخدام
من الصعب صنع محرك كهربائي بدون فرش بيديك ، ويكاد يكون من المستحيل تنفيذ تحكم متحكم. لذلك من الأفضل استخدام الرسوم والنماذج الصناعية الجاهزة. لكن تأكد من مراعاة الفوائد التي يحصل عليها محرك الأقراص عند استخدام محركات بدون فرش:
- مورد أطول بشكل ملحوظ من آلات التجميع
- مستوى عال من الكفاءة
- أقوى من المحركات المصقولة
- سرعة الدوران تنتقل بشكل أسرع.
- لا توجد شرارات أثناء التشغيل ، لذا يمكن استخدامها في البيئات المعرضة لخطر نشوب حريق.
- عملية محرك سهلة للغاية.
- ليست هناك حاجة لاستخدام مكونات تبريد إضافية أثناء التشغيل.
من بين أوجه القصور ، يمكن للمرء تحديد تكلفة عالية جدًا ، إذا أخذنا أيضًا في الاعتبار سعر وحدة التحكم. حتى لفترة قصيرة لتشغيل مثل هذا المحرك الكهربائي للتحقق من الأداء لن يعمل. بالإضافة إلى ذلك ، يعد إصلاح هذه المحركات أكثر صعوبة بسبب ميزات التصميم الخاصة بها.
