وقتی نوبت به خرید سخت افزار جدید می رسد، باید موتور برس دار یا بدون برس را انتخاب کنید؟
موتورهای الکتریکی DC برخی از مهم ترین اختراعاتی هستند که دنیای مدرن به شدت بر آنها تکیه کرده است. این موتورها در لوازم خانگی، ابزارهای برقی، هواپیماهای بدون سرنشین، سیستم های خنک کننده رایانه شخصی، روباتیک و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شوند.
دو تا از رایج ترین موتورهای الکتریکی DC که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند، موتورهای DC برس دار و بدون جاروبک هستند. هر دو موتور ایده اساسی یکسانی در استفاده از الکترومغناطیس برای ارائه چرخش های مکانیکی دارند. اما با مفاهیم طراحی متفاوت، موتورهای براش و بدون جاروبکی تفاوت‌هایی در عملکرد، هزینه و نگهداری دارند.
بنابراین چه طراحی موتوری بهتر است – براش یا بدون برس؟
موتور الکتریکی DC چگونه کار می کند؟
موتورهای الکتریکی الکتریسیته را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. آنها این کار را با عبور جریان الکتریسیته از سیم پیچ های مسی انجام می دهند و یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کنند که آهنرباهای دائمی داخل موتور را تحریک می کند و باعث می شود روتور حرکت کند و انرژی مکانیکی تولید کند.
اگرچه موتورهای براش و بدون جاروبک هدف یکسانی از تبدیل الکتریسیته به انرژی مکانیکی دارند، اما طراحی آنها متفاوت است. برای درک تفاوت آنها، بیایید در مورد طراحی موتور صحبت کنیم، با موتور برس خورده شروع می کنیم.
طراحی موتور برس خورده
موتورهای برس شده بیش از یک قرن است که در حال تولید هستند. آنها به داشتن طراحی ساده با استفاده از یک جفت برس کربن برای رساندن نیرو به موتور معروف هستند. موتورهای برس دار همیشه دارای چهار قسمت اصلی هستند که عبارتند از:
- استاتور: قسمت ثابت موتور. حاوی آهنرباهای دائمی است که باعث حرکت روتور می شود.
- روتور: قسمت دوار موتور. این شامل یک سیم پیچ مسی است که با تغذیه، سیم پیچ مسی را الکترومغناطیسی می کند.
- کموتاتور: یک حلقه فلزی که با معکوس کردن قطبیت برای هر نیم چرخش روتور، چرخش روتور را تضمین می کند.
- برس ها: یک قسمت ثابت ساخته شده از کربن که مستقیماً به پایانه های منبع تغذیه متصل است. آنها برق را به حلقه کموتاتور رله می کنند که سپس روتور را فعال می کند.
یک موتور برس دار از برس ها برای تغذیه الکتریکی موتور استفاده می کند در حالی که به روتور و کموتاتور اجازه می دهد بچرخند. روتور از سیم‌پیچ‌های مسی تشکیل شده است که در صورت تغذیه، اساساً به آهنربای الکتریکی تبدیل می‌شوند.
پس اگر دو آهنربا به هم نزدیک شوند چه اتفاقی می افتد؟
خوب، بسته به تراز قطب های مغناطیسی، آنها یکدیگر را جذب یا دفع می کنند. هدف یک موتور برس استفاده از جاذبه و دافعه برای چرخاندن موتور است. اینجاست که یک کموتاتور مفید می شود.
کموتاتور یک حلقه فلزی در مرکز روتور است که قطب مغناطیسی روتور را هر 180 درجه تغییر می دهد. این به طور موثر تضمین می کند که قطب مغناطیسی روتور همیشه با همان قطب مغناطیسی استاتور همسو می شود و باعث دافعه می شود.
نتیجه؟ چرخش های مکانیکی پیوسته نیروی کافی برای تغذیه مخلوط کن شما (یا هر چیزی که از موتور برس خورده استفاده می کند) دارد.
طراحی موتور بدون جاروبک
موتورهای براشلس در دهه 1980 زمانی که ترانزیستورها در الکترونیک رایج تر شدند، محبوبیت پیدا کردند. داشتن اجزای حالت جامد در دسترس، نقش بزرگی در ساخت موتورهای براشلس برای ابزارهای برقی، لوازم خانگی و الکترونیک ایفا کرد. طراحی پیچیده و در عین حال کارآمد آنها به موتورهای براشلس گشتاور بیشتری نسبت به همتایان برس خورده آنها می دهد.
طراحی موتور بدون جاروبک از چندین بخش اساسی استفاده می کند. آنها عبارتند از:
- استاتور: قسمت ثابت موتور. این شامل چندین سیم پیچ مسی است که با تغذیه به آهنربای فعال تبدیل می شوند.
- روتور: قسمت دوار موتور. این شامل آهنرباهای دائمی است که به دلیل میدان الکترومغناطیسی بین استاتور و روتور می چرخند.
- سنسور اثر هال: سنسوری که تشخیص می‌دهد کدام سیم‌پیچ‌ها انرژی دارند و کدام سیم‌پیچ‌ها انرژی ندارند.
- مدار کنترل: یک مدار الکترونیکی طراحی شده برای تصمیم گیری در مورد سیم پیچ های داخل استاتور.
همانطور که از نام آن پیداست، موتورهای براشلس از برس برای تغذیه موتور استفاده نمی کنند. موتورهای براشلس نیز دارای کموتاتورهای حامل جریان نیستند. در عوض، از یک سنسور اثر سالن و یک مدار کنترل استفاده می کند تا اطمینان حاصل شود که قطب های مغناطیسی مخالف استاتور و روتور همیشه در یک راستا قرار دارند. چیز دیگری که متفاوت خواهید یافت این است که استاتور سیم پیچ های مسی را در خود جای می دهد در حالی که روتور آهنرباهای دائمی را در خود جای می دهد.
یک موتور براشلس اساساً به همان روش موتورهای برس کار می کند: استفاده از تفاوت در قطب های مغناطیسی برای حرکت روتور، ایجاد چرخش و گشتاور.
اما بدون برس و کموتاتور سیم پیچ های مسی چگونه می توانند برق بگیرند؟
ساده، سیم پیچ های مسی را ثابت می کنید. دیگر نیازی به برس با سیم پیچ های مسی ثابت نیست زیرا می توانید سیم پیچ ها را مستقیماً از طریق سیم ها تغذیه کنید.
در مورد کموتاتورها، موتور بدون جاروبک از سنسور جلوه هال و مدار کنترل استفاده می کند. سنسور هال یک حسگر دایره ای تخت است که در کنار سیم پیچ های مسی استاتور قرار می گیرد. از آنجایی که استاتور چندین سیم پیچ را در خود جای داده است، حسگر سالن می تواند تشخیص دهد که آیا یکی از این سیم پیچ ها انرژی دارد یا خیر.
سپس سنسور قرائت خود را به مدار کنترل می دهد و تصمیم می گیرد که کدام سیم پیچ ها را روشن کند. بنابراین اگر آهنرباهای دائمی روتور به قطب های مغناطیسی جذب کننده نزدیک شوند، مدار کنترل انرژی این سیم پیچ ها را متوقف می کند و سیم پیچ بعدی را که آهنرباهای دائمی روتور را جذب می کند، انرژی می دهد. مدار کنترل همچنین سیم پیچ ها را قبل از آهنرباهای دائمی انرژی می دهد و باعث دافعه می شود و حتی گشتاور بیشتری به چرخش اضافه می کند.
مزایا و معایب موتورهای براش و بدون برس
با تفاوت‌هایی که در طراحی موتور وجود دارد، هر دو موتور برس‌دار و براشلس مزایا و معایبی خواهند داشت. در اینجا جدولی برای کمک به درک نقاط قوت و ضعف آنها وجود دارد:
آیا باید سخت افزار را با موتور برس دار یا بدون برس بخرید؟
.jpg)
همانطور که در جدول می بینید، موتورهای براشلس از هر نظر (به جز هزینه) بهتر از همتای برس دار خود هستند. آنها گشتاور بالاتر، شتاب سرعت بیشتر، نویز کمتر و راندمان بالاتر را ارائه می دهند و دوام بیشتری دارند.
بنابراین وقتی شانس خرید یک ابزار برقی جدید، لوازم آشپزخانه، پهپاد یا هر چیزی که نیاز به موتور دارد را دارید، انتخاب وسایلی با موتور براشلس به طور کلی گزینه بهتری است.
پس آیا باید موتورهای برس خورده منسوخ شوند؟
خب نه. به خصوص به این دلیل که یک موتور بدون جاروبک (به علاوه مدار کنترل) به طور قابل توجهی بیشتر از یک مورد با استفاده از یک موتور برس خورده هزینه خواهد داشت. و اگرچه یک موتور براشلس بهتر از همتای برس خورده خود است، اما به این معنی نیست که یک موتور براش بد است. در واقع، یک موتور برس خورده بسیار خوب است. شما می توانید با موتورهای برس کاری شده به همان وظایفی برسید که افراد با موتور بدون برس انجام می دهند.
به طور کلی، موتورهای براشلس موتورهای ایده آل در داخل ابزار و تجهیزات شما هستند. اما شرایطی نیز وجود دارد که ممکن است بخواهید به جای آن از موتورهای برس خورده استفاده کنید. این موقعیت ها عبارتند از:
- هنگامی که موتور در انفجارهای کوتاه لحظه ای استفاده می شود (مانند مخلوط کن، صندلی های برقی و برف پاک کن ها)
- وقتی یک ابزار/دستگاه فقط چند بار در سال مفید می شود
- هنگامی که کار به گشتاور زیادی نیاز ندارد (مانند اسباب بازی ها، دریچه های هوا)
- در شرایط عملیاتی شدید. موتورهای برس خورده نیازی به سنسور یا مدارهای کنترلی ندارند که ممکن است در شرایط آب و هوایی شدید از کار بیفتند
انجام خریدهای هوشمند
اکنون که تفاوت بین موتورهای براش و بدون برس را درک کرده اید، امیدواریم خرید هوشمندانه هنگام خرید لوازم، ابزار و تجهیزات آشپزخانه را برای شما آسان تر کند. این همچنین باید توضیح دهد که چرا برخی از اقلام گران‌تر از همتایان خود هستند، حتی اگر از یک برند می‌آیند، ویژگی‌های یکسانی دارند و از یک فاکتور شکل استفاده می‌کنند. به یاد داشته باشید، فقط به این دلیل که می‌توانید یک کالای ممتاز را با استفاده از موتور براشلس بخرید، همیشه به این معنی نیست که خرید آن هوشمندانه است.