آشنایی با موتورهای بدون جاروبک (Brushless)

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: در موتورهای DC معمولی، براش یعنی جاروبک وجود دارد و وظیفه‌ی جاروبک‌ها تأمین جریان برای آرمیچر‌ها است که در موتورهای اولیه از جنس نوعی الیاف ذغالی بودند که البته با توسعه موتور‌ها دیگر از آن‌ها استفاده نمی‌شود، و به جای آن‌ها قطعه‌ای فلزی از جنس پلاتینیوم و کموتاتور آن‌ها از نوعی آلیاژ طلا گرفته است که البته به علت هزینه‌ی بالای اینگونه موتورها، فقط در موتورهای DC کوچک و سروو موتور‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مشکل براش‌های ذغالی این بود که زود ساییده می‌شد و از کار می‌افتاد و همچنین دارای افت ولتاژ زیادی در حدود ۱ تا ۲ ولت در دوسر ذغال‌ها بود، اگرچه با اضافه کردن ذرات مسی در ذغال حدود ۰. ۳ ولت کاهش می‌یابد، اما همین موضوع سبب تولید نویز زیاد و ساییدگی زودتر براش‌ها می‌شد.

۱ -عمر محدود (به علت ساییده شدن و از کار افتادن زود هنگام)

۲ -اتصال معیوب

۳ -حجیم بودن

۴ - منبع نویزهای الکتریکی و محیطی

موتورهای براشلس هم با همان اصل مورد استفاده در موتورهای معمولی کار میکنند، با این تفاوت که در این موتورها، سیم پیچ ثابت بوده و آهنربا‌ها میچرخند. از آنجائی که سیم پیچ در این موتور‌ها ساکن است، نیازی به برس‌ها وجود ندارد. کار تقسیم ولتاژ بین سیم پیچ‌ها را کنترل کننده سرعت موتور یا ESC انجام میدهد. به این نکته دقت کنید که نمیتوان از کنترلر سرعت موتورهای معمولی و موتورهای براشلس بجای یکدیگر استفاده نمود زیرا این دو، کار کاملا متفاوتی انجام میدهند. سریعترین راه برای تشخیص اینکه یک موتور براشلس است یا معمولی این است که به سیمهای آن نگاه کنید. موتورهای معمولی دو تا سیم دارند در حالی که موتورهای براشلس دارای سه سیم هستند. سیم وسط فیدبک نام دارد و تغییر جای دو سیم دیگر باعت خواهد شد که جهت چرخش موتور برعکس شود.


مزایای موتورهای براشلس:

* از آنجائی که برس وجود ندارد، خوردگی آن هم در این موتور‌ها وجود ندارد.

* نیازی به نگرانی برای تمیز کردن برس‌ها و محل اتصالشان وجود ندارد.

* اصطکاک برس برای گرفتن سرعت موتور وجود ندارد.

* باز هم به همین علت، مدت زمان کارکرد موتور با یک باتری در این موتور‌ها بالاتر است.

* نسبت توان به وزن بسیار بالاتری دارند.

دو نوع موتور براشلس برای مدل‌های رادیو کنترل وجود دارد.

 

در نوع Inrunner، آهنرباهای دائمی در قسمت داخلی سیم پیچ‌ها قرار داده شده اند. این موتور‌ها ساختمانی بسیار شبیه به موتورهای معمولی دارند با این تفاوت که جای آنربای دائمی و سیم پیچ‌ها عوض شده است. در نوع Outrunner، آهنرباهای دائمی در قسمت بیرونی قرار گرفته اند. همانطور که در عکس میتوانید ببینید، کاسه بیرونی موتور که محور موتور به آن متصل است، آهنرباهای دائمی را بر روی خود نصب دارد. هرچه یک موتور سریعتر بچرخد، راندمان آن هم بالاتر است.

 

موتورهای Inrunner بسیار سریع میچرخند و راندمان بسیار بالاتری نسبت به موتورهای Outrunner دارند. موتورهای Inrunner نیاز به استفاده از گیربکس مابین موتور و ملخ دارند تا دور آن‌ها را کاهش داده و قدرت را افزایش بدهد. از این رو با استفاده از گیربکسهای مختلف بر روی این موتور‌ها میتوان به قدرت و سرعت دلخواه برای نیازهای مختلف و مدلهای مختلف رسید. نکته منفی در مورد موتورهای Inrunner این است که افزودن قطعات اضافی (گیربکس) میتواند احتمال خرابی و از کار افتادن موتور را افزایش دهد. مثلا چرخ دنده‌های گیربکس به مرور سائیده میشوند و محور گیربکس ممکن است که تاب بردارد.

 

همچنین جا دادن یک موتور به همراه گیربکس بر روی دماغه هواپیما هنگام نصب موتور، ممکن است که راحت نباشد. موتورهای Outrunner بسیار کندتر از موتورهای Inrunner میچرخند و گشتاور بسیار بیشتری هم ایجاد میکنند. بزرگترین حسن این موتور‌ها این است که در واقع نیازی به گیربکس ندارند. این موضوع باعث میشود که هواپیما سر و صدای بسیار کمتری ایجاد کند و تقریبا بی صدا باشد.

 

از طرفی، موتورهای Outrunner را بسیار راحت‌تر میتوان نصب نمود. نکته منفی در مورد این موتور‌ها این است که دست شما در انتخاب ملخهای مختلف برای هواپیمایتان باز نیست. شما مجبورید موتور مناسب برای هواپیمایتان را انتخاب کنید، اما همانطور که در بالا گفتیم، در مورد موتورهای Inrunner، شما با تغییر اندازه چرخ دنده‌های گیربکس میتوانید یک موتور را برای اندازه‌های مختلف ملخ بکار ببرید. همچنین، راندمان موتورهای Outrunner در مقایسه با Inrunner پائینتر است. اما این مسئله یک مشکل بزرگ برای شما نخواهد بود.

مقایسه این دو نوع موتور:

Inrunner * دور بالا، گشتاور پائین * راندمان بالاتر * نیاز به گیربکس دارند * قابلیت استفاده از انواع ملخ * سر و صدای زیاد *

 

Outrunner: دور پائین، گشتاور بالا * راندمان پائینتر* عدم نیاز به گیربکس* محدودیت در انتخاب ملخ * تقریبا بی صدا


آشنائی با مشخصات این موتور‌ها

اکثر هواپیما‌ها و هلیکوپترهای رادیو کنترل یا با موتور مناسب عرضه میشوند و یا در دفترچه آنها، نوع موتور مناسب برای آن‌ها ذکر میشود. اگر شما میخواهید موتور هواپیمایتان را از نوع الکتریکی معمولی یا سوختی به الکتریکی براشلس تغییر دهید، درک اصطلاحات و مشخصات این موتور‌ها میتواند بسیار مهم باشد.

ثابت ولتاژ

ثابت ولتاژ یا Kv عبارت است از تعداد دوری که موتور به ازای هر ولت میزند. از آنجائی که هیچ موتوری با راندمان ۱۰۰ درصد نیست، معمولا مقدار واقعی کمی کمتر از این خواهد بود. بعنوان مثال اگر شما ولتاژ ۱۰ ولت به یک موتور با Kv برابر با ۱۲۰۰ وارد نمائید، این موتور با دور ۱۲۰۰ * ۱۰ = ۱۲۰۰۰ دور در دقیقه خواهد چرخید.

ثابت گشتاور: ثابت گشتاور را Kt مینامند. برای همه موتورها، Kt= ۱۳۵۵ /Kv. با این وصف، هر چه دور یک موتور در یک ولتاژ مشخص بالاتر باشد، گشتاور آن پائینتر خواهد بود. بطور کلی، موتورهای Outrunner دارای Kv پائینتر هستند که باعث ایجاد گشتاور بالاتر و توانائی چرخاندن ملخهای بزرگتر در آن‌ها میشود. عکس این موضوع هم در مورد موتورهای Inrunner صادق است.

جریان بدون بار: جریان بدون بار یا Io به مقدار جریانی میگویند که موتور بدون بستن ملخ بر روی آن مصرف میکند. بعنوان مثال، اگر موتور شما ۲۵ آمپر جریان میکشد و جریان بدون بار آن ۲ آمپر است، در اینصورت شما در واقع ۲۳ آمپر صرف چرخاندن ملخ میکنید.

مقاومت ترمینال: مقاومت ترمینال یا Rm عبارت است از مقاومت داخلی موتور که با اهم سنجیده میشود. هرچه مقدار این مقاومت بالاتر باشد، راندمان موتور پائینتر است.

جریان و توان: حداکثر جریان و توان، چیزی است که مشخص میکند چه اندازه ملخ و چه سایز هواپیمائی را میتوان با این موتور بکار برد. برای بدست آوردن توان کافیست که جریان را در ولتاژ باتری ضرب کنید. هرچه اندازه و گام ملخ بزرگتر باشد، جریانی که موتور در یک دور مشخص میکشد بیشتر خواهد بود.

 

 

 

منبع: وبلاگ کوچکسرایی