كأداة طاقة فعالة ودائمة ، وجع تأثير بدون فرش يستخدم على نطاق واسع في مختلف عمليات الصيانة والتجميع. واحدة من تقنياتها الأساسية هي محرك بدون فرش. تتمتع المحركات بدون فرش بمزايا كبيرة في الكفاءة والحياة وعزم الدوران مقارنة بالمحركات التقليدية المصممة بالفرشاة. ومع ذلك ، فإن تصميم المحرك له تأثير مباشر على استقرار الخرج في وجع التأثير بدون فرش.
سرعة المحرك وخصائص إخراج عزم الدوران
تعد خصائص إخراج السرعة وعزم الدوران للمحركات بدون فرش هي الأساس لتحديد استقرار أداء الأداة. تحل المحركات بدون فرش استبدال الفرش التقليدية والركاب بالتحكم الإلكتروني ، مما يجعل الناتج السرعة وعزم الدوران أكثر استقرارًا وفعالية. يحتاج تصميم المحرك إلى التأكد من أنه يمكن توفير عزم الدوران المطلوب بشكل ثابت بسرعات عالية ، وإلا فقد تحدث تقلبات عزم الدوران وقد يتأثر تأثير العمل.
عند تصميم المحركات بدون فرش ، تحتاج العلاقة بين السرعة وعزم الدوران إلى مطابقة بدقة. قد تؤدي السرعات العالية المفرطة إلى عدم الاستقرار في عزم دوران الناتج المحرك ، في حين أن السرعات المنخفضة جدًا قد تتسبب في عدم الحفاظ على الأداة كفاءة تشغيل كافية في ظل الأحمال العالية. لذلك ، يحتاج مصممو المحركات إلى موازنة السرعة وعزم الدوران عن طريق اختيار أحجام الدوار والجهة المناسبة ، بالإضافة إلى تحسين التصميم الكهرومغناطيسي ، مما يضمن أن وجع التأثير بدون فرش يمكنه الحفاظ على إخراج مستقر في سيناريوهات عمل مختلفة.
تصميم الجزء الثابت والدوار
إن الجزء الثابت والدوار لمحرك بدون فرش هما مكوناته الأساسية ، ويحدد تصميمه مباشرة كثافة الطاقة وكفاءة المحرك. سيؤثر ترتيب لفات الثابت ، وعدد الملفات واختيار المواد ، على إمكانية إخراج المحرك. يمكن لتصميم الجزء الثابت الفعال أن يقلل من فقدان الطاقة ويحسن كفاءة الخرج واستقرار المحرك. يتطلب تصميم جزء الدوار تحسين توزيع المجال المغناطيسي للتأكد من أن المحرك يمكنه تحويل الطاقة الكهربائية بسلاسة إلى طاقة ميكانيكية أثناء التشغيل ، وتجنب الاهتزاز غير الضروري والضوضاء.
إن مطابقة الموضع النسبي للثابت والدوار ، وحجم فجوة الهواء وكثافة المجال المغناطيسي هو أيضًا عامل رئيسي يؤثر على استقرار المحرك. إذا لم يتم تصميم فجوة الهواء بشكل صحيح ، فقد يؤدي ذلك إلى توزيع غير متساوٍ للمجال المغناطيسي للمحرك ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة الاحتكاك بين الدوار والجزء الثابت ، ويقلل من كفاءة المحرك وتنتج ناتجًا غير مستقر.
 |  |
نظام التحكم الإلكتروني وتعديل عزم الدوران
يلعب نظام التحكم الإلكتروني للمحركات بدون فرش دورًا مهمًا في استقرار ناتج عزم الدوران. ينظم المحرك التيار من خلال وحدات التحكم الإلكترونية الدقيقة ، والتحكم في سرعة المحرك وعزم الدوران. عادةً ما تستخدم أنظمة التحكم الإلكترونية تقنية تعديل عرض النبض (PWM) للتحكم في إخراج طاقة المحرك والحفاظ على استقرار ناتج عزم الدوران. تحت أعباء العمل المختلفة ، يكون نظام التحكم الإلكتروني قادرًا على ضبط التيار والجهد في الوقت الفعلي لضمان أن مفتاح التأثير بدون فرش يوفر عزم الدوران الثابت المطلوب.
ومع ذلك ، فإن تصميم نظام التحكم في المحرك يتطلب توازنًا بين عوامل متعددة. على سبيل المثال ، كيفية تجنب تنظيم الطاقة المتكرر الناجم عن حماية الحمل الزائد وبدء تشغيل نظام التحكم في درجة الحرارة غالبًا ما تؤثر على استمرارية الأداة واستقرارها. لا يتجنب نظام التحكم المحسّن التحميل الزائد فحسب ، بل يقوم أيضًا بضبط ناتج الطاقة وفقًا لحالة عمل الأداة لتحقيق استقرار عزم الدوران الأمثل.
تبريد المحركات وإدارة الحرارة
تولد المحركات بدون فرش تعمل تحت الأحمال العالية الكثير من الحرارة. إذا كان لا يمكن تبديد الحرارة في الوقت المناسب ، فإن درجة حرارة المحرك ستؤثر بشكل مباشر على أداء المحرك ، مما يؤدي إلى إخراج عزم الدوران غير المستقر. تصميم الإدارة الحرارية للمحرك أمر بالغ الأهمية لاستقراره. في تطبيقات الحمل العالية ، سترتفع درجة حرارة المحرك تدريجياً. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية ، فإن الأداء المغناطيسي للمحرك سوف يتحلل ، مما يؤدي إلى إضعاف ناتج عزم الدوران.
لضمان أن المحرك بدون فرش لا يزال يعمل بشكل ثابت في بيئات درجات الحرارة العالية ، عادة ما يضيف المصممون أجهزة تبديد الحرارة إلى المحرك ، مثل أحواض الحرارة والمراوح وأنابيب تبديد الحرارة ، للمساعدة في تبديد الحرارة في الوقت المناسب. تم تجهيز بعض المحركات غير المتطورة بدون فرش أيضًا بأنظمة التحكم في درجة الحرارة الذكية ، والتي يمكنها مراقبة درجة حرارة المحرك في الوقت الفعلي وضبط التيار والسرعة تلقائيًا لمنع ارتفاع درجة الحرارة ، مما يضمن أن المحرك يمكن أن يوفر مخرجات مستقرة في ظل ظروف تشغيل مختلفة.
الكفاءة الحركية وفقدان الطاقة
تتمتع المحركات بدون فرش بكفاءة أعلى وفقدان طاقة أقل من المحركات المصقولة ، بحيث يمكنها الحفاظ على ناتج عزم الدوران أكثر استقرارًا أثناء التشغيل العالي الحمل. عند تصميم المحركات بدون فرش ، من الضروري تحسين بنية اللف والمواد المغناطيسية لتقليل فقدان الطاقة مثل الخسائر الحديد والنحاس ، وتحسين الكفاءة الكلية للمحرك. لا يقلل المحرك الفعال من استهلاك البطارية فحسب ، بل يتجنب أيضًا ارتفاع درجة الحرارة أو تدهور الأداء الناجم عن فقدان الطاقة.
يعني التحسن في كفاءة المحرك أن عزم الدوران الأكبر يمكن الإخراج في نفس التيار وأنتج عزم الدوران أكثر استقرارًا. هذا مهم بشكل خاص بالنسبة إلى مفاتيح التأثير بدون فرش ، وخاصة تحت الأحمال العالية أو ساعات العمل الطويلة. تضمن كفاءة الحركية الأعلى أن الأداة تحافظ على أداء مستقر على مدى فترة زمنية أطول وتقلل من الإغلاق المتكرر أو تقلبات الطاقة.
اختيار المواد المحرك
يحتل اختيار المادة الحركية موضعًا مهمًا في تصميم المحركات بدون فرش. تؤثر المواد المغناطيسية للثابت والدوار ومواد ملف اللف بشكل مباشر على كفاءة واستقرار المحرك. بشكل عام ، تستخدم المحركات عالية الأداء بدون فرش مواد مغناطيسية للغاية وموصلة للغاية والتي يمكن أن تحسن بشكل فعال من كثافة الطاقة واستقرار ناتج عزم الدوران للمحرك.
في الجزء الدوار ، غالبًا ما يتم استخدام مغناطيس الأرض النادرة أو مواد المغناطيس الدائمة عالية الأداء ، والتي يمكن أن توفر مجالًا مغناطيسيًا أقوى ويضمن الحفاظ على كفاءة أعلى تحت الأحمال المختلفة. يعد اختيار مواد اللف إلى المكسر أمرًا بالغ الأهمية أيضًا ، كما يتم اختيار الأسلاك النحاسية التي تقاوم درجات الحرارة العالية والمقاومة المنخفضة ، مما قد يقلل من فقدان المقاومة ويقلل من الحرارة المتولدة مع مرور التيار عبر اللف. .
