الرئيسية » هندسة كهربية » آلات كهربية » محركات التيار المستمر بدون فرش(شربون) -3- BLDC- Brushless DC Motor – خصائصه ، أنواعه

محركات التيار المستمر بدون فرش(شربون) -3- BLDC- Brushless DC Motor – خصائصه ، أنواعه

رابط ما قبله : https://wp.me/paiFWG-2dU

مقدمة 

مع التقدم المذهل فى تقنيات أنصاف النواقل وإنتاج عناصر إلكترونية عالية القدرة وعالية الاستجابة الزمنية لتعمل بترددات عالية كمبادلات (Switches) أنتشر على نطاق واسع تطبيقات محرك التيار المستمر بدون شربون فى الأجهزة الصناعية والمنزلية والطبية وسفن الفضاء والروبوت وغيرها ، فبالمبدلات من الجوامد (أنصاف النواقل – Semi Conductor) أمكن التخلص من عيوب محركات التيار المستمر المعهودة بمبدلها من كميوتتور وشربون  (Commutators and Brushes) والتى كانت من العيوب التى تحد من استخدامها  وانتشارها على نطاق واسع . مكونات المحرك ش(1)

مميزات محركات التيار المستمر بدون شربون 

1- خصائص متميزة لمنحنى السرعة مع الزمن وارتفاع عزم بدء الدوران والتى تعانى من انخاضه المحركات الاستنتاجية

2- استجابة ديناميكية عالية لانخفاض ثقل العضو الدوار فينخفض عزم القصور الذاتى

3- كفاءة عالية فبالمقارنة مع المحركات الحثية لا تيار فى الروتر (مغناطيس دائم) فلا فقد به ولا احتكاك فى الشربون كما محركات الشربون وتصل كفاءته إلى 85%

4- عمر افتراضى أطول وعمليات صيانة دورية نادرة

5- بلا ضوضاء ولاشرارة ولا مصدر لترددات كهرومغناطيسية

6- مدى واسع لتغير السرعة تلك العقبة الكئود فى المحركات الحثية فغاية ما بها تغيير السرعة إلى الضعف وما يلزمها من ترتيب أوضاع مجموعات الأقطاب ومخارج للملفات حتى مع تطور تقنية تشغيلها بالانفرتر فهى مكلفة

7- حجم أصغر ووزن أقل مع عزم أكبر مما يرشحه لاستخدامات واسعة

والمحرك  (BLDC-Brushless DC Motor) يصنف من المحركات التزامنية فالسرعة الزاوية لدوران مجال العضو الثابت هى نفسها السرعة الزاوية لدوران العضو الدوار ، فلا انزلاق (Slip-S) المعهود فى المحركات الحثية اللاتزامنية والتى تقوم نظرية عملها على الانزلاق أى الفرق بين السرعتين أو الترددين

أنواع محركات BLDC طبقا لملفات العضو الثابت 

تصنف أنواع المحرك (BLDC) طبقا لعدد  ملفات المجال فمنها الاحادى الطور (ملف واحد) والثنائى الطور (ملفان) والثلاثى الأطوار (ثلاث ملفات) والأوسع انتشارا هو الثلاثى الأطوار وغالبيتها ذات توصيل نحمى للملفات الثلاثة

أنواع محركات BLDC طبقا للقوة الدافعة الكهربية العكسية المنتجة فى العضو الثابت 

بدوران الروتر وقطع مجالة المغناطيسى لملفات العضو الثابت تتولد قوة دافعة كهربية تأثيرية معاكسة لجهد تغذية الملفات من المصدر الكهربى (Back Electromotive Force- BEMF ) ويكون لها شكل موجى إما  شبة منحرف Trapezoidal أو  موجة  جيبية (Sinusoidal)والشكل تحدده كيفية توزيع ملفات مجموعة القطب فى العضو الثابت فإن كانت بالكيفية المعهودة فى المحركات الحثية كان  الشكل الجيبى  وأن كانت بتوزيع معين للمجموعات وأقل عددا بالمجموعة   كانت شبة منحرف ، أما قيمتها  فتتناسب طرديا مع

1- السرعة الزاوية لدوران الروتر .

2- الفيض المغناطيسى الثابت للمغناطيس الدائم بسطح الروتر (Φ)

3-  عدد ملفات القطب المغناطيسى بالعضو الثابت (N) .

ومن إشارة ال BEMF يمكن تحديد موضع العضو الدوار وتوظيف  تلك الاشارات فى الملفات الثلاث لتنشيط الملفات الثلاث تتابعيا من الانفرتر لاحداث دوران للمجال المغناطيسى بالعضو الثابت فيجر وراءة العضور الدوار ويستمر دورانه .فى ش (2) شكل الموجة شبة المنحرف المنتجة فى الثلاث ملفات بالعضو الثابت

 العزم الناتج فى حال الموجةالجيبية هو الأفضل من حيث نعومة العزم وخلوه من التعرجات أما الثانى وإن كان أقل كفاءة عزما إلا أنه غير مكلف

 

          

                                                           ش(2)                                                                                                    ش(1) مكونات محرك BLDC
                       القوة الدافعة العكسية فى ملفات العضو الثابت (شبة منحرف أوجيبية)

 

تركيب المحرك (BLDC)

 كأى محرك يتركب من عضو ثابت وآخر متحرك وتحت تأثير قوى التنافر أو التجاذب يدور الجزء الحر (الروتر)

العضو الثابت

لا يختلف فى تكوينه عن المحركات الحثية من كونه مجمع من شرائح الصلب والتى تصنع شكلا اسطوانيا بمجارى فى المحيط الداخلى تسكنها مجموعات الأقطاب بملفاتها السلكية ولها نظام فى الربط والتوصيل الداخلى للمجموعة مع غيرها من مجموعات الملف الواحد وتأخذ الملفات الثلاث الشكل النجمى فى التوصيل فتنتهى على روزته المحرك بثلاث أطراف تقاس بالأوم لاختبار سلامتها وتتساوى القيمة للمقاومة بين طرفين مع غيرهما من الأطراف ، على خلاف جميع المحركات يوجد بالمحرك  ثلاث مواضع بالغطاء الخلفى للمحرك (ش 1 ) بها حساسا ت أوضاع الراوتر تعمل بظاهرة تأثير الفجوات (Hall Effect Sensor)  تنتقل إشارتها لوحدة التحكم لتغذية الملفات الثلاث تتابعيا  وفى المحركات المغلقة مثل محرك كباسات التبريد تستخدم إشارة BEMF فى الملفات الثلاث بديلا عن حساسات تأثير الفجوات

حساس تأثير الفوهة  Hall Effect Sensor

 هو مستشعر لوجود الفيض المغناطيسى عبارة عن شريحة رقيقة على شكل متوازى مستطيلات من المعادن أو أنصاف النواقل غير النقية ( سالبة أو موجبة ) ش ( 3) بمرور تيار كهربى مستمر من طرف إلى الطرف الآخر وبتعرضها  لفيض مغناطيسى متعامد على سطحها تندفع الألكترونات السالبة حاملة التيار إلى أدنى أو قاع الشريحة تاركة الفجوات الموحبة أعلى لينشأ مجال كهربى بين سطحيها من الحافة الموازية لاتجاة التيار إلى الحافة المقابله لها فتصبح أشبة بالمكثف المشحون بالكهرباء وتتوقف قضبية الشحنة على اتجاة  الفيض المغناطيسى أى على نوع القطبية المغناطيسية (N) أو (S) ويستخدم هذا النوع من الحساسات للتعرف على أوضاع مغناطيسيات العضور الدوار والتى بناءا عليها ستقوم وحدة التحكم بتنشيط (Energize)   ملفات المحرك الثلاث بنظام تتابعى

ش (3)

 ونتابع التركيب للمحول وتظام التشغيل به فى المحاضرة القادمةhttps://wp.me/paiFWG-2f5

 

 

 

اترك رد