موتور براشلس چیست و چگونه کار می کند ؟

اگر شما هم در ذهن خود با چنین سوالاتی روبرو هستید ، توصیه می کنیم تا پایان مقاله ” موتور براشلس چیست؟ ” با ما همراه باشید .

در دنیای امروز که وسایل و گجت های الکترونیکی بر تمام صنایع مسلط شده اند ،

وجود موتور های الکتریکی براشلس در بسیاری از سیستم های آر سی مانند کوادکوپتر ، هلی کوپتر کنترلی ، ماشین کنترلی و … چندان دور از انتظار نیست .

جالب است بدانید Brushless DC electric motor اواسط قرن نوزدهم میلادی اختراع شده است ، و اولین استفاده عمومی از آن به سال ۱۹۶۲ باز می گردد .

موتور براشلس چیست و چه ویژگی هایی دارد ؟

موتور های براشلس در واقع موتور های الکتریکی همگام هستند که به کمک انرژی الکتریکی جا به جا می شوند .

در یک موتور براشلس آهنربا هایی وجود دارد که قدرت خود را از جریان الکتریکی مستقیم دریافت می کنند و باعث می شوند روتور داخل استاتور بچرخد .

از سوی دیگر موتور brushless به جای استفاده از براش ها و کموتاتور ( جابجاگر ) از یک کنترل کننده موتور مرحله به مرحله استفاده می کند .

این کنترل کننده چرخشی را به وجود می آورد که در نتیجه آن انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود .

تاریخچه موتور های براش معمولی

تا دهه هشتاد میلادی هر زمانی که لازم بود گشتاور و سرعت کنترل شود ، موتور براش معمولی تنها گزینه پیش روی تولید کنندگان بود .

تاریخچه این نوع موتور ها اساسا به آزمایشات مایکل فارادی (Michael Faraday) بین سال های ۱۸۳۰ تا ۱۸۴۰ میلادی باز می گردد .

دوره ای که او موفق شد ثابت کند سیم دارای جریان الکتریکی می تواند یک میدان مغناطیسی دایره ای شکل پیرامون خود به وجود آورد .

پس از آن داشمندان دیگری همچون ویلیام استارژن ( William Sturgeon ) و جوزف هنری ( Joseph Henry ) آزمایشات فارادی را مرجع خود قرار دادند و موتور دی سی براش را طراحی کردند .

محدوده سرعت موتور های براش نسبتا گسترده است و قدرت آن ها از چندین مگاوات تا چند وات متنوع می باشد .

موتور براش معمولی به طور عمده در جابجایی قطار های برقی ، دستگاه های جابجا کننده صفحات فولادی و سایر اشیاع سنگین ، رباتیک و پرینتر ها به کار گرفته می شود .

از دیگر کاربرد های موتور براش می توان به اسباب بازی ها و بعضی سیستم های کنترل از راه دور همچون ماشین یا قایق کنترلی اشاره کرد .

علی رغم فرایند تولید آسان و قیمت ارزان ، موتور براش معایبی دارد که باعث می شود پس از موتور براشلس در جایگاه پایین تری قرار گیرد .

در ادامه به تعدادی از نقاط ضعف موتور براش اشاره خواهیم داشت :

• با توجه به براش های موجود سرعت موتور براش محدود شده است .
• براش های داخل موتور پس از مدتی به دلیل اصطحلاک کارایی خود را از دست داده و لازم است هر چند وقت یکبار تعویض شوند .
• تماس مکانیکی براش ها با یکدیگر و اصطکاک ناشی از آن عواقبی همچون هدر رفت انرژی الکتریکی و تولید حرارت را به دنبال دارد که بهره وری موتور را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و طول عمر آن را کوتاه تر می کند .
• استفاده از براش ها در واقع تعداد قطب هایی که آرمیچر می تواند داشته باشد را محدود می کند .
• موتور براش به سختی خنک می شود ، چرا که آهنربای الکتریکی ( Electromagnet ) در مرکز موتور واقع شده است .

مقایسه موتور براشلس و موتور براش

مقایسه موتور های براش و براشلس نشان می دهد که اصل اساسی در عملکرد داخلی این دو موتور تقریبا یکسان است .

زمانی که انرژی الکتریکی وارد سیم پیچ های داخلی موتور می شود ،

یک میدان مغناطیسی موقت به وجود می آید که آهنربای دائمی را (با توجه به نحوه قرار گیری قطب ها) جذب یا دفع می کند .

پس از آن نیروی تولید شده بر اثر دفع یا جذب آهنربای دائمی به محور اصلی موتور منتقل شده و آن را به چرخش در می آورد.

تا در نهایت موتور کار خود را آغاز کند . در ادامه نیز یک جریان الکتریکی دیگر وارد مجموعه های متفاوت سیم پیچ می شود.

تا همزمان با چرخش محور اصلی (تعویض قطب ها) فرایند جذب و دفع ناشی از میدان مغناطیسی موقت تکرار شود و روتور به طور مداوم به چرخش خود ادامه دهد .

موتور های براشلس در تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی بهره وری بیشتری نسبت به موتور های براش دارند .

همچنین در موتور brushless قطعه ای به نام کموتاتور ( Commutator ) وجود ندارد و همین باعث می شود.

ضمن کاهش پیچیدگی ساختاری ، نگهداری از آن ها آسان تر باشد و تداخلات الکترومغناطیسی نیز کاهش یابد .

از دیگر ویژگی های منحصر به فرد موتور براش می توان به توانایی تولید گشتاور بالا ، واکنش با سرعت مناسب، و کنترل آسان توسط واحد ( MCU ( Motor Control Unit اشاره کرد .

نکته جالب دیگر این است که موتور های براشلس از لحاظ سرعت عملیاتی دارای محدوده وسیعی هستند .

چنین مزیتی امکان کنترل هر چه بهتر حرکات دستگاه را فراهم می کند و در ثابت نگه داشتن گشتاور برای اجرای حالت سکون ( در هلیکوپتر کنترلی و مولتی روتور ) فوق العاده موثر است .

همانطور که گفتیم موتور براشلس و موتور براش دارای عملکرد تقریبا یکسانی هستند .

در مقابل تفاوت های عمده بین این دو نوع موتور بیشتر به طراحی ساختاری آن ها مربوط می شود .

در مقابل موتور براشلس به قطعه کموتاتور نیار ندارد ، چرا که قطب های میدان مغناطیسی را از طریق یک امپلی فایر جابجا می کند.

و این امپلی فایر نیز توسط قطعه دیگری به نام دستگاه تعویض ( commutating device ) فعال می شود .

بنابراین عدم وجود براش ها و کموتاتور در موتور براشلس و جایگزین شدن آن ها (به ترتیب) با امپلی فایر و دستگاه تعویض هوشمند اولین تفاوت اساسی این نوع موتور با موتور براش است .

تفاوت مهم دیگری که می توان به آن اشاره کرد ، در سیم پیچ ها مشاهده می شود.

در موتور براش سیم پیچ ها روی روتور (بخش متحرک موتور) قرار گرفته اند . این در حالیست که جایگاه سیم پیچ ها در موتور براشلس روی استاتور ( بخش ثابت موتور ) در نظر گرفته شده است.

جالب است بدانید قرار گرفتن سیم پیچ ها روی استاتور باعث می شود نیاز به براش ها از بین برود و حذف آن ها تاثیری در عملکرد موتور نداشته باشد .

به طور خلاصه ، تفاوت اصلی بین موتور براشلس و موتور براش این است که به جای آهنربا های ثابت و سیم پیچ های چرخان ( براش ها ) ،

یک موتور براشلس دارای سیم پیچ های ثابت و یک آهنربای چرخان است .

مزیت اصلی چنین ساختاری این است که در موتور براشلس هیچ نوع اصطکاکی وجود ندارد ، و در نتیجه آن حرارت کاهش یافته و بهره وری کلی موتور بیشتر می شود .

موتور براشلس چه کاربرد هایی دارد ؟

امروزه انواع موتور براشلس به عنوان موتور اصلی در بسیاری از سیستم های آرسی مانند مولتی روتور ، کوادکوپتر ، هلیکوپتر کنترلی ، ماشین کنترلی و قایق کنترلی نصب می شوند .

موتور براشلس در درجه اول انرژی مورد نیاز برای اجرای عملیات های گوناگون را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد ،

و به دنبال آن راندمان کلی دستگاه افزایش پیدا می یابد .

از سوی دیگر سیستم هایی دارای باتری کوچک از موتور های براشلس استفاده می کنند تا فشار کمتری به باتری وارد شده و در نتیجه طول عمر آن افزایش یابد .

در جاروبرقی های روباتیک که به کنترل کننده سرعت MCU احتیاج دارند ، موتور براشلس به عنوان گزینه ای ایده آل شناخته می شود ،

چرا که گشتاور بالایی را فراهم نموده و صدای فوق العاده کمی تولید می کند .

لوازم برقی کوچک مخصوص خانه و آشپزخانه معمولا در تعداد بالا تولید می شوند .

به همین دلیل تولید کنندگان در زمینه هزینه ها و قیمت نهایی محصولات خود حساسیت بالایی به خرج می دهند .

در نتیجه موتور براشلس با قیمت کمتر همواره به موتور های براش ترجیح داده می شود تا قیمت نهایی لوازم برقی کوچک کاهش پیدا کرده و در عین حال کیفیت محصولات حفظ شود .

وزن کم و قدرت بالای موتور براشلس از جمله ویژگی هایی است که آن را به گزینه ای ایده آل برای تولید ابزار های دستی همچون دستگاه برف روب و اره برقی می کند .

از آنجایی که در این نوع وسایل قطعات کوچک بسیاری وجود دارد و هر کدام به نوبه خود باعث افزایش وزن دستگاه شده اند ،

استفاده از سبک ترین و در عین حال پر قدرت ترین موتور های موجود بسیار حائز اهمیت است .

موتور های براشلس در دستگاه های دیگری نیز مورد استفاده قرار می گیرند که از میان آن ها می توان به هارد درایو، پنکه،

دستگاه قهوه ساز ، سشوار ، مخلوط کن و دستگاه های پخش کننده CD و DVD اشاره کرد .

مزایای موتور براشلس :

• عدم وجود براش ها در موتور براشلس باعث می شود در طول عملیات ها میزان اصطکاک به حداقل برسد ، فرایند تولید حرارت کاهش یابد ، و در نتیجه طول عمر موتور طولانی تر شود .
• تولید حداقل گرما و نرخ پایین سایش قطعات در موتور براشلس به دلیل وجود نداشتن تماس مکانیکی فرایند انتقال انرژی و بهره وری الکتریکی را به شدت بهبود می بخشد ، و در ادامه به بهبود عملکرد موتور و قدرت آن ختم می شود .
• بازده بیشتر موتور براشلس باعث می شود طول عمر باتری تا حداکثر ۵۰ درصد افزایش پیدا کند .
• در موتور براشلس هیچ اصطکاک و جرقه ای وجود ندارد و در نتیجه صدای کمتری تولید می شود .
• از آنجایی که در موتور براشلس قسمت استاتور یا همان محل قرار گیری سیم پیچ ها به روکش خارجی چسبیده است ، فرایند اتلاف حرارت ( خنک شدن موتور ) بهتر صورت می پذیرد .

معایب موتور براشلس :

• هزینه اولیه تولید موتور brushless به دلیل استفاده از دستگاه های تعویض هوشمند نظیر انکودر و کنترل کننده یا درایو زیاد است .

چرا موتور موتور براشلس در مقایسه با موتور براش انتخاب بهتری به حساب می آید ؟

موتور براشلس علی رغم وزن سبک و ابعاد کوچک ، در مقایسه با موتور براش بازده بیشتری دارد و قابل اطمینان تر است .

جالب است بدانید نرخ بازده موتور براشلس معمولا چیزی بین ۸۵ تا ۹۰ درصد است ، در حالی که همین نرخ برای موتور براش بین ۷۵ تا ۸۰ درصد برآورد می شود .

به طور کلی بهره وری یا بازده بیشتر موتور یعنی مقدار بیشتری از انرژی کلی استفاده شده توسط موتور ها به نیروی چرخشی تبدیل شده است ، و در نتیجه انرژی کمتری در قالب گرما از دست رفته است .

سخن پایانی

امیدواریم مقاله ” موتور براشلس چیست ” اطلاعات مفیدی در رابطه با موتور های براشلس در اختیار شما عزیزان قرار داده باشد .

اگر احساس می کنید از دانش کافی در زمینه موتور های براشلس و قصد دارید موتور سیستم آرسی ارتقا دهید ،

توصیه می کنیم به فروشگاه نی نی شاپ سنتر مراجعه کرده و از بخش کوادکوپتر بازدید نمایید .