Fırçasız motorların neden fırçalı motorlardan daha iyi performans gösterdiğini hiç merak ettiniz mi? Fırçasız motorlar, sürtünmeyi ve aşınmayı azaltan elektronik komütasyonu sayesinde verimlilik ve dayanıklılık sunar. Buna karşılık, fırçalı motorlar daha basit ve uygun maliyetli olmalarına rağmen fırça sürtünmesi nedeniyle bakım sorunları yaşarlar. Bu makale, her iki motor türünün farklı ilkelerini, performansını ve uygulamalarını inceleyerek güçlü yönlerini ve sınırlamalarını anlamanıza yardımcı olur. Bu farklılıkların hız düzenlemesinden operasyonel kararlılığa kadar her şeyi nasıl etkilediğini keşfedin. Hangi motorun ihtiyaçlarınıza en uygun olduğunu ve nedenini öğrenmek için makaleye dalın.
Fırçasız DC motor, bir motor gövdesi ve bir sürücüden oluşan bir mekatronik ürünüdür.
Değişken frekans hız regülasyonu ile ağır yük altında başlatmak için rotorda bir başlatma sargısı gerektiren senkron motorların aksine, fırçasız DC motor kendi kendini kontrol modunda çalışır. Yükte ani değişiklikler olduğunda salınım üretmez veya adım dışı kalmaz.
Küçük ve orta ölçekli fırçasız DC motorların çoğunluğu, yüksek manyetik enerji seviyeleri nedeniyle nadir toprak neodim demir bor (Nd-Fe-B) mıknatısları kullanır.
Sonuç olarak, nadir toprak sabit mıknatıslı fırçasız motor, aynı kapasiteye sahip üç fazlı bir asenkron motordan daha küçük bir çerçeve boyutuna sahiptir.
Fırçalı motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye (motor olarak) veya mekanik enerjiyi elektrik enerjisine (jeneratör olarak) dönüştürmek için bir fırça cihazı kullanan dönen bir motordur. Fırçasız motorların aksine, voltaj ve akım vermek veya çekmek için bir fırça cihazı kullanılır.
Fırçalı motor, hızlı başlatma, zamanında frenleme, geniş bir aralıkta sorunsuz hız ayarı ve nispeten basit bir kontrol devresi gibi çeşitli avantajlı özelliklere sahip olan tüm motorların temelidir.
Fırçalanmış motor ilk motor tipi ve genellikle ortaokul fizik derslerinde motorları göstermek için bir model olarak kullanılır.
Fırçalı bir motorun ana bileşenleri stator, rotor ve fırçalardır.
Dönen tork, kinetik enerji çıkışına izin veren dönen bir manyetik alan aracılığıyla üretilir.
Fırçalar ve komütatör sürekli temas ve sürtünme halindedir ve dönme sırasında iletim ve komütasyonun önemli rollerini oynarlar.
Fırçalı motor, bobin dönerken manyetik kutupların sabit kaldığı mekanik komütasyon kullanır.
Çalışma sırasında bobin ve komütatör dönerken, manyetik çelik ve karbon fırça sabit kalır. Motorla birlikte dönen komütatör ve fırça, bobin akım yönünün alternatif değişiminin tamamlanmasını sağlar.
Bir fırçalı motorda bu işlem, her bir bobin grubunun iki güç giriş terminalinin bir halka şeklinde düzenlenmesini içerir. Güç giriş terminalleri yalıtım malzemeleri ile birbirinden ayrılır ve motor miline bağlı bir silindir haline getirilir.
Güç kaynağını geçirmek için iki karbon elementten (karbon fırça) oluşan küçük bir sütun kullanılır. Karbon fırça, yay basıncının etkisi altında iki özel sabit konumdan hareket eder. Bir grup bobine enerji verilmesi, üst bobin güç giriş halkası silindiri üzerindeki iki noktaya basılarak gerçekleştirilir.
Motor döndükçe, farklı bobinlere veya aynı bobinin farklı kutuplarına farklı zamanlarda enerji verilir. Bu, bobin tarafından üretilen manyetik alanın N-S kutbu ile en yakın sabit mıknatıslı statorun N-S kutbu arasında uygun bir açı farkı yaratır. Manyetik alan birbirini çeker ve iter, kuvvet üretir ve motoru döndürür.
Karbon fırça, bir nesne yüzeyindeki fırçaya benzer şekilde bobin konektörü üzerinde kayar, bu nedenle karbon "fırça" terimi kullanılır. Ancak, aralarındaki kayma sürtünmeye ve kaymaya neden olarak karbon fırçanın düzenli olarak değiştirilmesini gerektirir.
Ayrıca, karbon fırça ve bobin konnektörü arasındaki dönüşümlü açma-kapama elektrik kıvılcımları üretir, elektromanyetik kırılma oluşturur ve elektronik ekipmanla etkileşime girer.
Fırçasız bir motorda komütasyon, kontrolör içindeki kontrol devresi tarafından gerçekleştirilir. Tipik olarak, bu bir Hall sensörü ve kontrolör içerir, ancak manyetik kodlayıcı gibi daha gelişmiş teknoloji de kullanılabilir.
Fırçasız motor elektronik komütasyon kullanır ve manyetik kutup dönerken bobin sabit kalır.
Sabit mıknatısın manyetik kutbunun konumunu tespit etmek için fırçasız motor, hall elemanını içeren bir dizi elektronik ekipman kullanır.
Bu algılamaya dayanarak, elektronik devre, motorun onu çalıştırmak için doğru yönde manyetik kuvvet üretmesini sağlamak üzere bobindeki akım yönünü zamanında değiştirir.
Fırçasız motorda fırçalı motorun dezavantajı ortadan kaldırılmıştır.
Bu devreler motor kontrolörleri olarak bilinir.
Fırçasız motorun kontrolörü, güç anahtarlama açısını ayarlama, frenleme, geri vites, kilitleme ve frenleme sinyalini kullanarak motora giden güç kaynağını durdurma gibi bir fırçalı motorun yapamadığı çeşitli işlevleri de yerine getirebilir. Akülü arabaların elektronik alarm kilidi bu işlevlerden tam olarak yararlanır.
Bir motor gövdesi ve sürücüden oluşan fırçasız DC motor, standart bir mekatronik ürünüdür.
Fırçasız DC motor kendi kendini kontrol modunda çalıştığından, değişken frekans hız regülasyonu ile ağır bir yük altında başlayan senkron motor gibi rotor üzerinde bir başlangıç sargısı gerektirmez. Yükte ani bir değişiklik olduğunda salınım üretmez veya adım dışı kalmaz.
Motorun ilk geliştirildiği 19. yüzyılın başlarında, pratik motor fırçasızdı. Bu, AC'nin üretilmesinden sonra yaygın olarak kullanılmaya başlanan AC sincap kafesli asenkron motoru ifade eder.
Bununla birlikte, asenkron motorun, motor teknolojisinin gelişimini engelleyen birçok aşılamaz kusuru vardır. Özellikle fırçasız DC motor uzun süre ticari olarak kullanılamamıştır. Ancak son yıllarda, elektronik teknolojisindeki hızlı ilerlemeyle birlikte ticari olarak kullanılabilir hale gelmiştir.
Bununla birlikte, fırçasız DC motor hala AC motorlar kategorisine aittir.
Fırçasız motorun icadından kısa bir süre sonra DC fırçasız motor geliştirildi. DC fırçasız motor, basit mekanizması, kolay üretimi ve işlenmesi, uygun bakımı ve kolay kontrolü nedeniyle popülerdir.
DC motor ayrıca hızlı tepki, büyük başlangıç torku ve sıfır hızdan nominal hıza kadar nominal tork sağlama yeteneği gibi özelliklere sahiptir. Sonuç olarak, tanıtılır tanıtılmaz yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.
DC fırçalı motor, hızlı başlatma tepkisi, önemli başlatma torku, kararlı hız değişimi, sıfırdan maksimum hıza kadar minimum titreşim ve başlatma sırasında daha büyük yükleri sürme yeteneği dahil olmak üzere çeşitli avantajlara sahiptir.
Öte yandan, fırçasız motorun yüksek başlatma direnci (endüktif reaktans) gibi bazı dezavantajları vardır, bu da düşük güç faktörü ve nispeten küçük başlatma torku ile sonuçlanır. Ayrıca çalıştırma sırasında uğultulu bir ses ve güçlü titreşimler üretir ve çalıştırma sırasında yalnızca daha küçük yükleri sürebilir.
Fırça motoru voltajla düzenlenir ve kararlı başlatma, frenleme ve sabit hızda çalışma sağlar.
Öte yandan, fırçasız motorlar tipik olarak dijital frekans dönüşümü ile kontrol edilir. Bu işlem AC'yi DC'ye, ardından tekrar AC'ye dönüştürmeyi ve hızı kontrol etmek için frekans değişikliklerini kullanmayı içerir.
Sonuç olarak, fırçasız motorlar başlatma ve frenleme sırasında dengesiz performans ve önemli titreşim yaşayabilir. Yalnızca sabit bir hızda çalışırken kararlı hale gelirler.
DC fırçasız motor, motorun çıkış gücünü artırmak ve kontrol doğruluğunu iyileştirmek için tipik olarak bir redüktör ve kod çözücü ile birleştirilir.
Motor, 0,01 mm'ye ulaşabilen kontrol hassasiyeti ile hareketli parçaları neredeyse istenen her konumda durdurabilir.
DC motorlar tüm hassas takım tezgahlarını kontrol eder.
Bununla birlikte, fırçasız motor çalıştırma ve frenleme sırasında sabit değildir ve hareketli parçalar her seferinde farklı konumlarda duracaktır.
İstenen konuma ulaşmak için bir yerleştirme pimi veya durdurucu kullanılmalıdır.
DC fırça motoru, basit yapısı, düşük üretim maliyeti, çok sayıda üretici ve olgun teknolojisi nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Genellikle fabrikalarda, işleme tezgahlarında, hassas aletlerde ve diğer uygulamalarda kullanılır.
Motor arızası durumunda, sadece karbon fırçanın değiştirilmesi yeterli olacaktır. Her bir karbon fırçanın maliyeti yalnızca birkaç yuan olduğundan uygun fiyatlı bir çözümdür.
Öte yandan, fırçasız motorlar için teknoloji hala olgunlaşmamıştır, fiyatı yüksektir ve uygulama aralığı sınırlıdır. Değişken frekanslı klimalar ve buzdolapları gibi sabit hızlı ekipmanlar için en uygunudur. Fırçasız motor hasar görürse, yalnızca değiştirilebilir.
Fırçasız motor, fırça ihtiyacını ortadan kaldırarak önemli bir değişikliğe neden olur: çalışması sırasında elektrik kıvılcımı oluşmaz. Bu, elektrik kıvılcımlarının uzaktan kumandalı radyo ekipmanında neden olduğu parazitin azaltılması üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir.
Fırçasız bir motor fırçalar olmadan çalışır, bu da sürtünmeyi önemli ölçüde azaltır, daha düzgün çalışma ve çok daha düşük gürültü seviyeleri sağlar. Bu avantajlar modelin çalışma istikrarına büyük ölçüde katkıda bulunur.
Fırçasız bir motor fırçasız çalıştığından, ana aşınma ve yıpranma kaynağı rulman üzerindedir. Mekanik açıdan bakıldığında, fırçasız motorlar neredeyse bakım gerektirmez. Gerektiğinde, basit bir toz giderme bakımı yeterlidir.
İki motorun kontrolü voltaj regülasyonu ile sağlanır. Fırçasız DC motorlar elektronik komütasyon kullanır ve dijital kontrol ile gerçekleştirilebilirken, fırçalı DC motorlarda karbon fırça aracılığıyla komütasyon için tristörler gibi geleneksel analog devreler kullanılabilir ve bu da nispeten basit hale getirir.
1. Bir fırçalı motorun hız düzenleme işlemi, motorun güç kaynağı voltajının ayarlanmasını içerir. Ayarlanan voltaj ve akım, elektrot tarafından üretilen manyetik alanın gücünü değiştirmek için komütatör ve fırça aracılığıyla dönüştürülür ve böylece hız değiştirilir. Bu işlem değişken voltaj hız regülasyonu olarak bilinir.
2. Bunun aksine, fırçasız bir motorun hız düzenleme işlemi, elektrik düzenlemesinin kontrol sinyalini değiştirirken motor güç kaynağının voltajını değiştirmeden tutmayı içerir. Yüksek güçlü MOS transistörün anahtarlama hızı, hızı değiştirmek için bir mikroişlemci tarafından değiştirilir. Bu işleme değişken frekans hız regülasyonu denir.
MachineMFG'nin kurucusu olarak, kariyerimin on yıldan fazlasını metal işleme sektörüne adadım. Kapsamlı deneyimim, sac metal imalatı, talaşlı imalat, makine mühendisliği ve metaller için takım tezgahları alanlarında uzman olmamı sağladı. Bu konular hakkında sürekli düşünüyor, okuyor ve yazıyorum, sürekli olarak alanımın ön saflarında kalmaya çalışıyorum. Bilgi ve uzmanlığımın işiniz için bir değer olmasına izin verin.
TR 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO