مبدأ عمل Robot DC Brushless Motors

أ محرك آلي بدون فرش هو نوع من المحركات يشيع استخدامه في تطبيقات الروبوتات. على عكس المحركات التقليدية المصقولة التي تستخدم الفرش والمفاتيح للتحكم في تدفق التيار الكهربائي ، تعمل المحركات بدون فرش بدون فرش وتعتمد على أدوات التحكم الإلكترونية في التبديل. يتضمن مبدأ العمل لمحرك آلي يعمل بالتيار المستمر بدون فرش التحكم الدقيق في تدفق التيار عبر لفات الجزء الثابت لتوليد مجال مغناطيسي دوار يتفاعل مع المغناطيسات الدائمة على الدوار ، مما ينتج عنه دوران سلس ومحكم. يلعب نظام التبديل والتحكم الإلكتروني دورًا مهمًا في ضمان عمل المحرك بكفاءة ودقة ، وفيما يلي بعض الميزات والخصائص الرئيسية لمحركات الروبوت التي تعمل بالتيار المستمر بدون فرش:

تصميم بدون فرش: تقضي المحركات عديمة الفرشاة على الحاجة إلى الفرشاة والمبدلات المادية ، مما يؤدي إلى تحسين الموثوقية وتقليل الصيانة. بدون فرش ، لا يوجد احتكاك أو تآكل ، مما يؤدي إلى إطالة عمر المحرك.

التحكم الدقيق في السرعة: تسمح أنظمة التبديل والتحكم الإلكترونية للمحركات الخالية من الفرشاة بالتحكم الدقيق في السرعة. وهذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا ومتغيرًا في السرعة ، مثل أجهزة التحكم الروبوتية والطائرات بدون طيار والمركبات ذاتية القيادة.

انخفاض مستوى الضجيج والاهتزاز: يؤدي عدم وجود فرش في المحركات الخالية من الفرشاة إلى تقليل الضوضاء والاهتزاز الميكانيكي مقارنة بالمحركات المصقولة. وهذا يجعل المحركات عديمة الفرشاة مناسبة للتطبيقات التي يكون فيها التشغيل الهادئ مطلوبًا ، كما هو الحال في الأنظمة الروبوتية التي تعمل في البيئات الحساسة للضوضاء.

مجموعة واسعة من الأحجام والتكوينات: تتوفر المحركات بدون فرش بأحجام وتكوينات مختلفة ، مما يسمح بالمرونة في التصميم والاندماج في أنظمة روبوتية مختلفة. يمكن أن تتراوح من المحركات الصغيرة والمضغوطة المستخدمة في الروبوتات المصغرة إلى المحركات الأكبر للروبوتات الصناعية.

فيما يلي نظرة عامة خطوة بخطوة حول كيفية عمل محرك DC بدون فرش:

تكوين الجزء الثابت والدوار: يتكون المحرك من جزء ثابت يسمى الجزء الثابت وجزء دوار يسمى الدوار. يحتوي الجزء الثابت على ملفات أو لفات متعددة مرتبة في تكوين محدد ، عادةً على ثلاث مراحل ، والتي تولد مجالًا مغناطيسيًا دوارًا.

المغناطيس الدائم: الدوار مجهز بمغناطيس دائم يخلق مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا. يعتمد عدد وترتيب هذه المغناطيسات على تصميم المحرك.

التبديل الإلكتروني: تستخدم المحركات الخالية من الفرشاة التبديل الإلكتروني للتحكم في تدفق التيار عبر ملفات الجزء الثابت. يتم تحقيق هذا التبديل من خلال نظام تحكم ، عادة ما يكون متحكمًا دقيقًا أو متحكمًا في المحرك ، والذي يراقب موضع الدوار باستخدام مستشعرات ، مثل مستشعرات تأثير هول أو أجهزة التشفير.

استشعار موضع الدوار: تكتشف المستشعرات موضع مغناطيس الدوار أثناء تدويرها. يتم إرسال هذه المعلومات إلى نظام التحكم ، والذي يحدد المرحلة الحالية والتوقيت المطلوب لأداء المحرك الأمثل.

التحكم في تيار الطور: يعمل نظام التحكم على تنشيط لفات الجزء الثابت في تسلسل محدد لإنشاء مجال مغناطيسي دوار. من خلال التحكم في توقيت وسعة التيار المتدفق عبر كل ملف ، يضمن نظام التحكم أن المجالات المغناطيسية للجزء الثابت والدوار تتفاعل بشكل صحيح.



دوران الدوار: عندما يتفاعل الحقل المغناطيسي للجزء الثابت مع مغناطيس الدوار الدائم ، تتولد قوة كهرومغناطيسية ، مما يتسبب في دوران الجزء المتحرك. يقوم نظام التحكم بضبط تيار الطور باستمرار للحفاظ على الدوران والتحكم في سرعة واتجاه المحرك.

ردود الفعل على السرعة والموقع: يتلقى نظام التحكم تغذية مرتدة من المستشعرات لمراقبة سرعة المحرك وموضعه. تسمح هذه التغذية الراجعة لنظام التحكم بضبط تيار الطور والحفاظ على التحكم الدقيق في تشغيل المحرك.

الكفاءة وإخراج الطاقة: تُعرف المحركات الخالية من الفرشاة بكفاءتها العالية بسبب عدم وجود الفرشاة وتقليل الاحتكاك والتحكم الإلكتروني الأمثل. يمكنهم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية بأقل قدر من فقدان الطاقة ، مما يوفر أداء موثوقًا وفعالًا