محرك كهربائي تيار مستمر بدون فرشاة

📅 آخر تحديث: ٨ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٨ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 12 صور
الموسوعة الحرة

المحرك من محرك أقراص مرنة مقاس 3.5 بوصة . الملفات، المرتبة شعاعيًا، مصنوعة من سلك نحاسي مطلي بعزل أزرق. تم إزالة الدوار (أعلى اليمين) وقلبه رأسًا على عقب. الحلقة الرمادية داخل كأسه عبارة عن مغناطيس دائم. هذا المحرك على وجه الخصوص هو محرك خارجي ، مع الجزء الثابت داخل الدوار.
مروحة تيار مستمر بدون فرشاة . تتفاعل الملفان الموجودان على لوحة الدائرة المطبوعة مع ستة مغناطيسات دائمة مستديرة في مجموعة المروحة.

المحرك الكهربائي DC بدون فرشاة ( BLDC )، والمعروف أيضًا باسم المحرك المبدل إلكترونيًا ، هو محرك متزامن يستخدم مصدر طاقة كهربائية تيار مستمر (DC) . يستخدم وحدة تحكم إلكترونية لتحويل التيارات المستمرة إلى لفائف المحرك مما ينتج مجالات مغناطيسية تدور بفعالية في الفضاء ويتبعها الدوار المغناطيسي الدائم. تضبط وحدة التحكم طور وسعة نبضات التيار التي تتحكم في سرعة وعزم دوران المحرك. إنه تحسين على المبدل الميكانيكي (الفرش) المستخدم في العديد من المحركات الكهربائية التقليدية.

إن بناء نظام المحرك بدون فرشاة يشبه عادةً المحرك المتزامن ذي المغناطيس الدائم (PMSM)، ولكن يمكن أن يكون أيضًا محرك ممانعة مبدل ، أو محرك تحريض (غير متزامن) . قد تستخدم أيضًا مغناطيسات نيوديميوم [1] وتكون محركات خارجية ( يحيط بالدوار الجزء الثابت)، أو محركات داخلية (يحيط بالدوار الجزء الثابت)، أو محورية (الدوار والجزء الثابت مسطحان ومتوازيان). [2]

تتمثل مزايا المحرك عديم الفرشاة مقارنة بالمحركات ذات الفرشاة في ارتفاع نسبة القدرة إلى الوزن، والسرعة العالية، والتحكم شبه الفوري في السرعة (دورة في الدقيقة) وعزم الدوران، والكفاءة العالية، وانخفاض الصيانة. تجد المحركات عديمة الفرشاة تطبيقات في أماكن مثل الأجهزة الطرفية للكمبيوتر (محركات الأقراص والطابعات)، والأدوات الكهربائية المحمولة باليد، والمركبات التي تتراوح من الطائرات النموذجية إلى السيارات. في الغسالات الحديثة، سمحت محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة باستبدال الأحزمة المطاطية وعلب التروس بتصميم الدفع المباشر. [3]

خلفية

تم اختراع محركات التيار المستمر ذات الفرشاة في القرن العشرين وما زالت شائعة الاستخدام. أصبح من الممكن اختراع محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة بفضل تطوير الإلكترونيات ذات الحالة الصلبة في ستينيات القرن العشرين. [4]

يطور المحرك الكهربائي عزم الدوران عن طريق الحفاظ على محاذاة المجالات المغناطيسية للدوار ( الجزء الدوار من الآلة) والستاتور ( الجزء الثابت من الآلة). تكون إحدى مجموعتي المغناطيس أو كلتيهما عبارة عن مغناطيسات كهربائية ، مصنوعة من ملف من الأسلاك ملفوف حول قلب حديدي. يخلق التيار المستمر الذي يمر عبر لف السلك المجال المغناطيسي ، مما يوفر الطاقة التي تدير المحرك. يولد عدم المحاذاة عزم دوران يحاول إعادة محاذاة المجالات. مع تحرك الدوار، ومحاذاة المجالات، من الضروري تحريك مجال الدوار أو الساتور للحفاظ على عدم المحاذاة والاستمرار في توليد عزم الدوران والحركة. يسمى الجهاز الذي يحرك المجالات بناءً على موضع الدوار بالمبدل . [5] [6] [7]

فرشاة التبديل

في المحركات ذات الفرشاة، يتم ذلك باستخدام مفتاح دوار على عمود المحرك يسمى المبدل. [5] [7] [6] ويتكون من أسطوانة دوارة أو قرص مقسم إلى عدة أجزاء اتصال معدنية على الدوار. ترتبط الأجزاء بملفات الموصل على الدوار. تضغط اثنتان أو أكثر من جهات الاتصال الثابتة تسمى الفرش ، المصنوعة من موصل ناعم مثل الجرافيت ، على المبدل، مما يؤدي إلى اتصال كهربائي انزلاقي مع الأجزاء المتعاقبة أثناء دوران الدوار. توفر الفرش بشكل انتقائي تيارًا كهربائيًا للملفات. أثناء دوران الدوار، يختار المبدل ملفات مختلفة ويتم تطبيق التيار الاتجاهي على ملف معين بحيث يظل المجال المغناطيسي للدوار غير محاذٍ مع الجزء الثابت ويخلق عزم دوران في اتجاه واحد.

إن المبدل الفرشاة له عيوب أدت إلى انخفاض استخدام المحركات الفرشاة. هذه العيوب هي: [5] [7] [6]

  • يؤدي احتكاك الفرش المنزلقة على طول أجزاء المبدل الدوارة إلى خسائر في الطاقة يمكن أن تكون كبيرة في المحرك منخفض الطاقة .
  • تتآكل مادة الفرشاة الناعمة بسبب الاحتكاك، مما يؤدي إلى تكوين الغبار، وفي النهاية يجب استبدال الفرش. وهذا يجعل المحركات المبدلة غير مناسبة للتطبيقات منخفضة الجسيمات أو المغلقة مثل محركات الأقراص الصلبة ، والتطبيقات التي تتطلب تشغيلًا خاليًا من الصيانة.
  • تؤدي المقاومة الكهربائية لجهة اتصال الفرشاة المنزلقة إلى انخفاض الجهد في دائرة المحرك يسمى انخفاض الفرشاة ، مما يستهلك الطاقة.
  • يؤدي التبديل المفاجئ المتكرر للتيار من خلال محاثة الملفات إلى حدوث شرارات عند نقاط اتصال المبدل، وهو ما يشكل خطر نشوب حريق في الأجواء المتفجرة ومصدر للضوضاء الإلكترونية ، والتي يمكن أن تسبب تداخلاً كهرومغناطيسياً في الدوائر الإلكترونية الدقيقة القريبة.

خلال المائة عام الماضية، تم استبدال محركات التيار المستمر ذات الفرشاة عالية القدرة، والتي كانت ذات يوم عماد الصناعة، بمحركات متزامنة تعمل بالتيار المتناوب . واليوم، تُستخدم المحركات ذات الفرشاة فقط في التطبيقات منخفضة الطاقة أو حيث يتوفر التيار المستمر فقط، ولكن العيوب المذكورة أعلاه تحد من استخدامها حتى في هذه التطبيقات.

حل بدون فرشاة

في محركات التيار المستمر بدون فرش، يحل متحكم إلكتروني محل جهات اتصال مبدل الفرشاة. [5] [7] [6] يكتشف المستشعر الإلكتروني زاوية الدوار ويتحكم في مفاتيح أشباه الموصلات مثل الترانزستورات التي تقوم بتبديل التيار عبر اللفات، إما عن طريق عكس اتجاه التيار أو، في بعض المحركات التي تقوم بإيقاف تشغيله، بالزاوية الصحيحة حتى تخلق المغناطيسات الكهربائية عزم الدوران في اتجاه واحد. يسمح القضاء على جهة الاتصال المنزلقة للمحركات بدون فرش بأن يكون لديها احتكاك أقل وعمر أطول؛ يقتصر عمرها التشغيلي فقط على عمر محاملها .

تنتج محركات التيار المستمر ذات الفرشاة عزم دوران أقصى عندما تكون ثابتة، ويتناقص بشكل خطي مع زيادة السرعة. [8] يمكن التغلب على بعض قيود المحركات ذات الفرشاة بواسطة محركات بدون فرشاة؛ وهي تشمل كفاءة أعلى وقابلية أقل للتآكل الميكانيكي. تأتي هذه الفوائد على حساب إلكترونيات التحكم الأقل خشونة والأكثر تعقيدًا والأكثر تكلفة.

يحتوي المحرك الخالي من الفرشاة النموذجي على مغناطيسات دائمة تدور حول محرك ثابت ، مما يزيل المشاكل المرتبطة بتوصيل التيار بالمحرك المتحرك. يحل جهاز التحكم الإلكتروني محل مجموعة المبدل للمحرك ذي التيار المستمر بالفرشاة، والذي يقوم باستمرار بتبديل الطور إلى اللفات للحفاظ على دوران المحرك. يقوم جهاز التحكم بتوزيع طاقة موقوت مماثل باستخدام دائرة الحالة الصلبة بدلاً من نظام المبدل.

تقدم المحركات عديمة الفرشاة العديد من المزايا مقارنة بمحركات التيار المستمر ذات الفرشاة، بما في ذلك نسبة عزم الدوران إلى الوزن العالية، وزيادة الكفاءة التي تنتج عزم دوران أكبر لكل واط ، وزيادة الموثوقية، وتقليل الضوضاء، وعمر أطول من خلال القضاء على تآكل الفرشاة والمبدل، والقضاء على الشرارات المؤينة من المبدل، والحد بشكل عام من التداخل الكهرومغناطيسي (EMI). مع عدم وجود لفات على الدوار، فهي لا تخضع لقوى الطرد المركزي، ولأن اللفات مدعومة بالغلاف، يمكن تبريدها بالتوصيل، مما لا يتطلب تدفق هواء داخل المحرك للتبريد. وهذا بدوره يعني أنه يمكن غلق الأجزاء الداخلية للمحرك بالكامل وحمايتها من الأوساخ أو المواد الغريبة الأخرى.

يمكن تنفيذ تبديل المحرك بدون فرشاة في برنامج باستخدام متحكم دقيق ، أو يمكن تنفيذه بدلاً من ذلك باستخدام دوائر تناظرية أو رقمية. يتيح التبديل باستخدام الإلكترونيات بدلاً من الفرش مرونة وقدرات أكبر غير متوفرة مع محركات التيار المستمر ذات الفرشاة، بما في ذلك تحديد السرعة، وتشغيل الخطوات الدقيقة للتحكم في الحركة البطيئة والدقيقة، وعزم الدوران عند الثبات. يمكن تخصيص برنامج التحكم للمحرك المحدد المستخدم في التطبيق، مما يؤدي إلى كفاءة تبديل أكبر.

إن الحد الأقصى للقدرة التي يمكن تطبيقها على محرك بدون فرشاة يقتصر تقريبًا على الحرارة فقط؛ [ بحاجة لمصدر ] فالحرارة الزائدة تضعف المغناطيس وتتلف عزل اللفات.

عند تحويل الكهرباء إلى طاقة ميكانيكية، تكون المحركات الخالية من الفرش أكثر كفاءة من المحركات ذات الفرش، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى غياب الفرش، مما يقلل من فقدان الطاقة الميكانيكية بسبب الاحتكاك. تكون الكفاءة المحسنة أعظم في مناطق عدم التحميل والحمل المنخفض لمنحنى أداء المحرك. [9]

تتضمن البيئات والمتطلبات التي يستخدم فيها المصنعون محركات التيار المستمر من النوع عديم الفرشاة التشغيل الخالي من الصيانة، والسرعات العالية، والتشغيل حيث يكون الشرر خطيرًا (أي البيئات المتفجرة) أو يمكن أن يؤثر على المعدات الحساسة إلكترونيًا.

يشبه بناء المحرك الخالي من الفرشاة المحرك المتدرج ، ولكن المحركات لها اختلافات مهمة بسبب الاختلافات في التنفيذ والتشغيل. في حين يتم إيقاف المحركات المتدرجة بشكل متكرر مع وجود الدوار في وضع زاوية محدد، فإن المحرك الخالي من الفرشاة يهدف عادةً إلى إنتاج دوران مستمر. قد يكون لكلا النوعين من المحركات مستشعر موضع الدوار للتغذية الراجعة الداخلية. يمكن لكل من المحرك المتدرج والمحرك الخالي من الفرشاة المصمم جيدًا الاحتفاظ بعزم دوران محدود عند صفر دورة في الدقيقة.

تنفيذات وحدة التحكم

نظرًا لأن وحدة التحكم تنفذ وظيفة الفرش التقليدية، فإنها تحتاج إلى معرفة اتجاه الدوار بالنسبة إلى ملفات الجزء الثابت. وهذا يحدث تلقائيًا في المحرك الفرشاة نظرًا للهندسة الثابتة لعمود الدوار والفرش. تستخدم بعض التصميمات مستشعرات تأثير هول أو مشفر دوار لقياس موضع الدوار مباشرة. يقيس البعض الآخر EMF الخلفي في الملفات غير المحركة لاستنتاج موضع الدوار، مما يلغي الحاجة إلى مستشعرات تأثير هول منفصلة. لذلك غالبًا ما تسمى هذه المتحكمات بدون مستشعر .

تواجه وحدات التحكم التي تستشعر موضع الدوار بناءً على EMF الخلفي تحديات إضافية في بدء الحركة لأنه لا يتم إنتاج EMF خلفي عندما يكون الدوار ثابتًا. يتم تحقيق ذلك عادةً عن طريق بدء الدوران من مرحلة عشوائية، ثم التخطي إلى المرحلة الصحيحة إذا وجد أنها خاطئة. يمكن أن يتسبب هذا في تشغيل المحرك للخلف لفترة وجيزة، مما يضيف المزيد من التعقيد إلى تسلسل بدء التشغيل. وحدات تحكم أخرى بدون مستشعرات قادرة على قياس تشبع اللفات الناجم عن موضع المغناطيس لاستنتاج موضع الدوار. [10]

يحتوي المتحكم النموذجي على ثلاثة مخرجات قابلة للعكس القطبية يتم التحكم فيها بواسطة دائرة منطقية. تستخدم المتحكمات البسيطة مقارنات تعمل من أجهزة استشعار التوجيه لتحديد متى يجب تقدم مرحلة الإخراج. تستخدم المتحكمات الأكثر تقدمًا متحكمًا دقيقًا لإدارة التسارع والتحكم في سرعة المحرك وضبط الكفاءة.

هناك معاملان رئيسيان لأداء محركات التيار المستمر بدون فرشاة وهما ثابتات المحرك (ثابت عزم الدوران) وثابت القوة الدافعة الكهربائية العكسية، المعروف أيضًا باسم ثابت السرعة ). [11]

اختلافات في البناء

مخطط تخطيطي لأنماط اللفات على شكل دلتا وواي. (لا توضح هذه الصورة خصائص المحرك الحثية وخصائص المولد)

يمكن تصنيع المحركات عديمة الفرشاة في عدة تكوينات فيزيائية مختلفة. في تكوين المحرك الداخلي التقليدي ، تكون المغناطيسات الدائمة جزءًا من الدوار. تحيط ثلاث لفات للجزء الثابت بالدوار. في تكوين المحرك الخارجي للدوار ، تكون العلاقة الشعاعية بين الملفات والمغناطيسات معكوسة؛ حيث تشكل ملفات الجزء الثابت مركز (جوهر) المحرك، بينما تدور المغناطيسات الدائمة داخل دوار متدلي يحيط بالجوهر. عادةً ما يكون للمحرك الخارجي أقطاب أكثر، مرتبة في ثلاثيات للحفاظ على المجموعات الثلاث من اللفات، ولها عزم دوران أعلى عند دورات في الدقيقة منخفضة. في نوع التدفق المحوري المسطح ، المستخدم حيث توجد قيود على المساحة أو الشكل، يتم تثبيت صفائح الجزء الثابت والدوار وجهاً لوجه. في جميع المحركات عديمة الفرشاة، تكون الملفات ثابتة.

هناك نوعان شائعان من تكوينات اللفات الكهربائية؛ حيث يربط تكوين دلتا ثلاث لفات ببعضها البعض في دائرة تشبه المثلث، ويتم تطبيق الطاقة عند كل من الوصلات. يربط تكوين واي ( على شكل حرف Y )، والذي يُطلق عليه أحيانًا ملف النجمة، جميع اللفات بنقطة مركزية، ويتم تطبيق الطاقة على الطرف المتبقي من كل لف. يعطي المحرك ذو اللفات في تكوين دلتا عزم دوران منخفض عند سرعة منخفضة ولكنه يمكن أن يعطي سرعة قصوى أعلى. يعطي تكوين واي عزم دوران مرتفع عند سرعة منخفضة، ولكن ليس بنفس السرعة القصوى العالية. [ مشكوك فيه - ناقش ] عادةً ما يكون ملف واي أكثر كفاءة. يمكن أن تسمح اللفات المتصلة دلتا للتيارات الكهربائية الطفيلية عالية التردد بالدوران بالكامل داخل المحرك. لا يحتوي الملف المتصل واي على حلقة مغلقة يمكن أن تتدفق فيها التيارات الطفيلية، مما يمنع مثل هذه الخسائر. بصرف النظر عن المعاوقة الأعلى لتكوين واي، من وجهة نظر وحدة التحكم، يمكن التعامل مع تكويني اللف بنفس الطريقة تمامًا. [12]

التطبيقات

الأقطاب الأربعة الموجودة على الجزء الثابت لمحرك أحادي الطور بدون فرشاة ذي ملفين. هذا جزء من مروحة تبريد الكمبيوتر ؛ تم إزالة الجزء الدوار.

تؤدي المحركات عديمة الفرشاة العديد من الوظائف التي كانت تؤديها في الأصل محركات التيار المستمر ذات الفرشاة، ولكن التكلفة وتعقيد التحكم يمنعان المحركات عديمة الفرشاة من استبدال المحركات ذات الفرشاة تمامًا في المناطق الأقل تكلفة. ومع ذلك، فقد أصبحت المحركات عديمة الفرشاة تهيمن على العديد من التطبيقات، وخاصة الأجهزة مثل محركات الأقراص الصلبة للكمبيوتر ومشغلات الأقراص المضغوطة/أقراص DVD. تعمل مراوح التبريد الصغيرة في المعدات الإلكترونية حصريًا بمحركات عديمة الفرشاة. يمكن العثور عليها في أدوات الطاقة اللاسلكية حيث تؤدي الكفاءة المتزايدة للمحرك إلى فترات أطول من الاستخدام قبل الحاجة إلى شحن البطارية. تُستخدم المحركات عديمة الفرشاة منخفضة السرعة ومنخفضة الطاقة في أجهزة الدوران ذات الدفع المباشر لتسجيلات الجرامفون . [13] يمكن أيضًا العثور على المحركات عديمة الفرشاة في التطبيقات البحرية، مثل الدوافع تحت الماء . [14] تستخدم الطائرات بدون طيار أيضًا محركات عديمة الفرشاة لرفع أدائها.

ينقل

توجد المحركات عديمة الفرشاة في المركبات الكهربائية والمركبات الهجينة وناقلات الأفراد والطائرات الكهربائية . [15] تستخدم معظم الدراجات الكهربائية محركات عديمة الفرشاة مدمجة أحيانًا في محور العجلة نفسه، مع تثبيت الجزء الثابت بقوة على المحور والمغناطيسات المرفقة بالعجلة وتدويرها معها. [16] يتم تطبيق نفس المبدأ في عجلات السكوتر ذاتية التوازن . تستخدم معظم الطرز التي تعمل بالكهرباء والتي يتم التحكم فيها عن بعد محركات عديمة الفرشاة بسبب كفاءتها العالية.

أدوات لاسلكية

توجد المحركات عديمة الفرشاة في العديد من الأدوات اللاسلكية الحديثة، بما في ذلك بعض ماكينات قص الحشائش ، ومنفاخات الأوراق ، والمناشير ( الدائرية والمترددة )، والمثاقب / المفكات . إن مزايا الوزن والكفاءة التي تتمتع بها المحركات عديمة الفرشاة مقارنة بالمحركات ذات الفرشاة أكثر أهمية بالنسبة للأدوات المحمولة التي تعمل بالبطارية مقارنة بالأدوات الثابتة الكبيرة المتصلة بمأخذ التيار المتردد.

التدفئة والتهوية

هناك اتجاه في صناعات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد لاستخدام محركات بدون فرشاة بدلاً من أنواع مختلفة من محركات التيار المتردد . السبب الأكثر أهمية للتحول إلى محرك بدون فرشاة هو انخفاض الطاقة المطلوبة لتشغيلها مقابل محرك التيار المتردد النموذجي. [17] بالإضافة إلى الكفاءة العالية للمحرك بدون فرشاة، تستخدم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وخاصة تلك التي تتميز بتعديل السرعة المتغيرة أو الحمل، محركات بدون فرشاة لإعطاء المعالج الدقيق المدمج التحكم المستمر في التبريد وتدفق الهواء. [18]

الهندسة الصناعية

يركز تطبيق محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة في الهندسة الصناعية بشكل أساسي على هندسة التصنيع أو تصميم الأتمتة الصناعية . تعد المحركات عديمة الفرشاة مناسبة بشكل مثالي لتطبيقات التصنيع نظرًا لكثافة الطاقة العالية وخصائص عزم السرعة الجيدة والكفاءة العالية ونطاقات السرعة الواسعة والصيانة المنخفضة. الاستخدامات الأكثر شيوعًا لمحركات التيار المستمر عديمة الفرشاة في الهندسة الصناعية هي التحكم في الحركة والمحركات الخطية والمحركات المؤازرة والمحركات للروبوتات الصناعية ومحركات الدفع بالطارد ومحركات التغذية لأدوات الآلات CNC . [19]

تُستخدم المحركات عديمة الفرشاة عادةً كمحركات مضخات ومراوح ومغزل في تطبيقات ذات سرعات قابلة للتعديل أو متغيرة لأنها قادرة على تطوير عزم دوران مرتفع مع استجابة جيدة للسرعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أتمتتها بسهولة للتحكم عن بعد. نظرًا لبنائها، تتمتع بخصائص حرارية جيدة وكفاءة عالية في استخدام الطاقة . [20] للحصول على استجابة للسرعة المتغيرة، تعمل المحركات عديمة الفرشاة في نظام كهروميكانيكي يتضمن وحدة تحكم إلكترونية للمحرك ومستشعر ردود فعل موضع الدوار. [21] تُستخدم محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة على نطاق واسع كمحركات سيرفو لمحركات سيرفو لأدوات الماكينة. تُستخدم محركات السيرفو للإزاحة الميكانيكية أو التموضع أو التحكم الدقيق في الحركة. يمكن أيضًا استخدام محركات السائر ذات التيار المستمر كمحركات سيرفو؛ ومع ذلك، نظرًا لأنها تعمل بتحكم حلقة مفتوحة ، فإنها عادةً ما تظهر نبضات عزم الدوران. [22]

تُستخدم المحركات عديمة الفرشاة في تطبيقات تحديد المواقع والتشغيل الصناعية. [23] بالنسبة لروبوتات التجميع، [24] يمكن استخدام تقنية عديمة الفرشاة لبناء محركات خطية . [25] تتمثل ميزة المحركات الخطية في أنها يمكن أن تنتج حركة خطية دون الحاجة إلى نظام نقل ، مثل الكرات اللولبية ، أو اللولب الرصاصي ، أو الترس والرف ، أو الحدبة ، أو التروس ، أو الأحزمة، والتي قد تكون ضرورية للمحركات الدوارة. ومن المعروف أن أنظمة النقل تقدم استجابة أقل ودقة منخفضة. تتكون المحركات الخطية عديمة الفرشاة ذات الدفع المباشر من جزء ثابت مشقوق بأسنان مغناطيسية ومحرك متحرك، يحتوي على مغناطيسات دائمة ولفائف لولبية. للحصول على حركة خطية، يقوم متحكم المحرك بإثارة لفائف الملف في المحرك مما يتسبب في تفاعل المجالات المغناطيسية مما يؤدي إلى حركة خطية. [19] المحركات الخطية الأنبوبية هي شكل آخر من أشكال تصميم المحرك الخطي الذي يعمل بطريقة مماثلة.

نمذجة الطيران

محرك BLDC يتم التحكم فيه بواسطة معالج دقيق لتشغيل طائرة يتم التحكم فيها عن طريق الراديو. يزن هذا المحرك الدوار الخارجي 5 جرامات ويستهلك حوالي 11 وات.

أصبحت المحركات عديمة الفرشاة خيارًا شائعًا للمحركات للطائرات النموذجية بما في ذلك المروحيات والطائرات بدون طيار . لقد أحدثت نسب القوة إلى الوزن المواتية والنطاق الواسع من الأحجام المتاحة ثورة في سوق الطيران النموذجي الذي يعمل بالطاقة الكهربائية، مما أدى إلى إزاحة جميع المحركات الكهربائية ذات الفرشاة تقريبًا، باستثناء الطائرات منخفضة الطاقة وغير المكلفة غالبًا والتي تكون من الدرجة المخصصة للألعاب. [ بحاجة لمصدر ] كما شجعت أيضًا نمو الطائرات النموذجية الكهربائية البسيطة والخفيفة الوزن، بدلاً من محركات الاحتراق الداخلي السابقة التي تعمل على تشغيل نماذج أكبر وأثقل. تسمح نسبة القوة إلى الوزن المتزايدة للبطاريات الحديثة والمحركات عديمة الفرشاة للنماذج بالصعود عموديًا، بدلاً من الصعود تدريجيًا. يعد انخفاض الضوضاء ونقص الكتلة مقارنة بمحركات الاحتراق الداخلي الصغيرة التي تعمل بالوقود المتوهج سببًا آخر لشعبيتها.

إن القيود القانونية المفروضة على استخدام الطائرات النموذجية التي تعمل بمحركات الاحتراق في بعض البلدان، [ بحاجة لمصدر ] غالبًا بسبب احتمالية التلوث الضوضائي - حتى مع وجود كاتمات صوت مصممة خصيصًا لجميع محركات النماذج تقريبًا على مدى العقود الأخيرة - دعمت أيضًا التحول إلى أنظمة كهربائية عالية الطاقة.

السيارات التي يتم التحكم بها عن طريق الراديو

كما ارتفعت شعبيتها في مجال السيارات التي يتم التحكم فيها عن بعد . أصبحت المحركات عديمة الفرشاة قانونية في سباقات السيارات التي يتم التحكم فيها عن بعد في أمريكا الشمالية وفقًا لسباقات السيارات التي يتم التحكم فيها عن بعد (ROAR) منذ عام 2006. توفر هذه المحركات قدرًا كبيرًا من الطاقة لمتسابقي السيارات التي يتم التحكم فيها عن بعد، وإذا تم إقرانها بتروس مناسبة وبطاريات ليثيوم بوليمر عالية التفريغ (Li-Po) أو فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4)، يمكن لهذه السيارات تحقيق سرعات تزيد عن 160 كيلومترًا في الساعة (99 ميلاً في الساعة). [26]

تتمتع المحركات عديمة الفرشاة بالقدرة على إنتاج عزم دوران أكبر ولديها سرعة دوران قصوى أسرع مقارنة بالمحركات التي تعمل بالنيترو أو البنزين. تبلغ ذروة محركات النيترو حوالي 46800 دورة في الدقيقة و2.2 كيلووات (3.0 حصان)، بينما يمكن للمحرك عديم الفرشاة الأصغر أن يصل إلى 50000 دورة في الدقيقة و3.7 كيلووات (5.0 حصان). يمكن للمحركات عديمة الفرشاة RC الأكبر حجمًا أن تصل إلى ما يزيد عن 10 كيلووات (13 حصانًا) و28000 دورة في الدقيقة لتشغيل نماذج بمقياس الخمس. [27]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ Widmer, James D.; Martin, Richard; Kimiabeigi, Mohammed (April 2015), "Electric vehicle traction motors without rare earth magnets", Sustainable Materials and Technologies , 3 : 7–13, Bibcode :2015SusMT...3....7W, doi :10.1016/j.susmat.2015.02.001 , تم الاسترجاع في 2024-05-20
  2. ^ الاختلافات في التحكم بين محرك الحث المتردد ومحرك التيار المستمر بدون فرشاة؟ – Electrical Engineering Stack Exchange. electronics.stackexchange.com (2019-12-20). تم الاسترجاع في 2019-12-26.
  3. ^ "ما هو محرك BLDC في الغسالة؟". الرجل الصغير الأخرق . تم الاسترجاع في 11 يونيو 2019 .
  4. ^ TG Wilson, PH Trickey, "DC Machine. With Solid State Commutation", AIEE paper I. CP62-1372, October 7, 1962
  5. ^ abcd Clarence W. de Silva (2009). Modeling and Control of Engineering Systems. CRC Press. ص 632-633. ISBN 978-1420076875.
  6. ^ abcd Helmut Moczala (1998). Small Electric Motors. London: Institution of Electrical Engineers. pp. 165–166. ISBN 085296921X.
  7. ^ أ ب ج د تشانغ ليانغ شيا (2012). محركات التيار المستمر بدون فرشاة ذات المغناطيس الدائم وأجهزة التحكم. جون وايلي وأولاده. ص 18-19. رقم ISBN 978-1118188361.
  8. ^ م. جوبال (2002). أنظمة التحكم: المبادئ والتصميم. تاتا ماكجرو هيل للتعليم. ص 165. ISBN 978-0-07-048289-0.
  9. ^ "محرك التيار المستمر بدون فرشاة مقابل محرك التيار المتردد مقابل المحرك ذو الفرشاة؟" . تم الاسترجاع في 2021-04-29 .
  10. ^ كوي، قوه هوا؛ جياو، جيي (2023). دراسة موضع الدوار للمحركات ذات التيار المستمر بدون فرشات بدون مستشعرات موضع. ص. 1-6. doi :10.1109/ICNC-FSKD59587.2023.10280801. ISBN 979-8-3503-0439-8. تم الاسترجاع بتاريخ 2023-12-23 .
  11. ^ شرح ثابت Kv للمحرك عديم الفرشاة. Learningrc.com (2015-07-29). تم الاسترجاع في 2019-12-26.
  12. ^ "اتصالات طور دلتا مقابل طور واي" . تم الاسترجاع في 2021-11-01 .
  13. ^ "تقنيات تشغيل القرص الدوار المصنوع من الفينيل". 2 نوفمبر 2019. تم الاسترجاع في 2021-12-02 .
  14. ^ "ما هو الدافع؟". Blue Robotics . تم الاسترجاع في 2024-01-12 .
  15. ^ "مغناطيس دائم بتدفق محوري مخصص BLDC". دوائر دوارة. مؤرشف من الأصل في 24 نوفمبر 2020. تم الاسترجاع في 23 نوفمبر 2020 .
  16. ^ "الصفحة الرئيسية". .ebikekit .
  17. ^ ECMs وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. Thomasnet.com. تم الاسترجاع في 2019-12-26.
  18. ^ "Reliance Electric GV3000 Drive 30V4160 | Automation Industrial". 30v4160.com . تم الاسترجاع في 2023-12-23 .
  19. ^ ab "محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة المستخدمة في التطبيقات الصناعية". Ohio Electric Motors. 2012. مؤرشف من الأصل في 4 نوفمبر 2012.
  20. ^ Ohio Electric Motors. DC Motor Protection. Ohio Electric Motors. 2011. أرشيف 26 يناير 2012، على موقع Wayback Machine
  21. ^ سابري سولومان (1999). دليل المستشعرات. ماكجرو هيل بروفيشنال. ص 5-6. رقم ISBN 978-0-07-059630-6.
  22. ^ بيتر كامبل (1996). المواد المغناطيسية الدائمة وتطبيقاتها. مطبعة جامعة كامبريدج. ص 172. ISBN 978-0-521-56688-9.
  23. ^ م. جوبال (2002). أنظمة التحكم: المبادئ والتصميم. تاتا ماكجرو هيل للتعليم. ص 159. ISBN 978-0-07-048289-0.
  24. ^ شمعون ي. نوف؛ ويلبرت فيلهلم؛ هـ. وارنكي (1997). التجمع الصناعي. سبرينغر العلوم والإعلام التجاري. ص. 174. ردمك 978-0-412-55770-5.
  25. ^ Peng Zhang (2013). Industrial Control Technology: A Handbook for Engineers and Researches. Elsevier Science. ص 91. ISBN 978-0-08-094752-5.
  26. ^ بوبي بيرنشتاين (15 يناير 2015). "أسرع 4 سيارات RC للبيع في العالم". heavy.com . تم الاسترجاع في 2 فبراير 2015 . فيما يتعلق بأسرع سيارة RC متاحة للبيع، فهي سيارة Traxxas XO-1 Supercar. تصل XO-1 إلى 100 ميل في الساعة، مع بطاريات LiPos المناسبة.تشير مواصفات منتج الشركة المصنعة إلى استخدام "محرك Traxxas Big Block بدون فرشاة"
  27. ^ مانينغ، جايريك (2022-08-20). "المحركات ذات الفرشاة مقابل المحركات عديمة الفرشاة: ما هو الفرق، وما هو الأفضل؟". MUO . تم الاسترجاع في 2023-12-23 .

قراءة إضافية

  • جاك ف. جيراس؛ ميتشل وينج (2002)، تكنولوجيا المحرك المغناطيسي الدائم: التصميم والتطبيقات، دار نشر سي آر سي، رقم ISBN 9780824743949
  • كريشنان رامو (2009)، محركات التيار المستمر المتزامنة وغير المتزامنة ذات المغناطيس الدائم، مطبعة CRC، رقم ISBN 9781420014235
  • هوارد إي. جوردان (1994)، المحركات الكهربائية الموفرة للطاقة وتطبيقاتها، سبرينغر، رقم ISBN 9780306446986
  • بوبي أ. باشام (2003)، تقييم المحركات الكهربائية لدفع السفن، كلية الدراسات العليا البحرية، محفوظ من الأصل في 8 أبريل 2013
  • Duane Hanselman (2012)، المحركات عديمة الفرشاة: التصميم المغناطيسي والأداء والتحكم، E-Man Press، ISBN 9780982692615
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـ محركات كهربائية DC عديمة الفرشاة .
  • كيف تعمل المحركات (محركات الطائرات ذات الفرشاة وغير الفرشاة التي يتم التحكم بها عن بعد) على موقع Wayback Machine (تم أرشفته في 2013-10-02)
  • مميزات وعيوب مروحة محرك BLDC على موقع Wayback Machine (تم أرشفته في 2022-01-17)
  • رسوم متحركة لمحرك BLDC في تبديلات مختلفة (كتلة، نجمة، جيب تمام الجيب، بدون مستشعر) - مقارنة بمحركات السائر في Wayback Machine (تم أرشفته في 2020-02-05) فلاش
  • المحركات الكهربائية – محركات التيار المستمر/التيار المتردد والممانعة بدون فرشاة مع مخططات مفيدة
  • كيف يعمل المحرك عديم الفرشاة وESC – شرح بالفيديو لكيفية عمل المحرك عديم الفرشاة DC، بالإضافة إلى كيفية التحكم فيه باستخدام متحكم Arduino.
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=محرك_كهربائي_تيار_مباشر_بدون_فرشاة&oldid=1247872854"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate