موتور براشلس یا موتور BLDC چیست؟
مقدمه:
در این مقاله قصد داریم اطلاعات خود را درباره موتور براشلس یا موتور BLDC افزایش دهیم. از تاریخچه این موتورها و کاربردهای آنها گرفته تا نحوه ساخت یک نمونه درایور براشلس موتور یا به اصطلاح ESC برای آنها
اول از همه، موتورهای براشلس از کجا شروع شد و به کجا رسید؟
موتورهای BLDC (مخفف Brushless DC Motor، به معنای موتور جریان مستقیم بدون جاروبک) یکی از پیشرفتهترین انواع موتورهای الکتریکی هستند که بهویژه در صنایع مدرن بهطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند. این موتورها به دلیل حذف جاروبک (Brush) که در موتورهای DC سنتی وجود داشت، مزایای متعددی از جمله کاهش سایش، افزایش بازده، و کاهش نیاز به نگهداری دارند. تاریخچه این موتورها به چند دهه اخیر بازمیگردد:
دهه 1960: ایدهپردازی و اولین نمونهها
- اولین ایدهها برای حذف جاروبکها در موتورهای DC با پیشرفت تکنولوژی نیمههادیها به ذهن مهندسان خطور کرد. توسعه ترانزیستورهای قدرت و مدارهای الکترونیکی امکان کنترل دقیق جریان و ولتاژ را فراهم کرد که برای عملکرد یک موتور BLDC ضروری است.
- در این دهه، تلاشهایی برای ساخت موتورهایی که نیازی به جاروبک نداشته باشند آغاز شد، اما محدودیتهای فناوری مانع از تولید انبوه این موتورها بود.
دهه 1970: پیشرفت در مواد مغناطیسی
- ظهور آهنرباهای دائمی با کارایی بالا، مانند آهنرباهای نئودیمیوم-آهن-بور (NdFeB)، طراحی موتورهای BLDC را بهبود بخشید. این مواد امکان تولید موتورهایی با توان و بازده بیشتر و اندازه کوچکتر را فراهم کردند.
- همچنین، کنترلکنندههای الکترونیکی پیشرفتهتر نیز در این دهه توسعه یافتند و به تولید BLDCها کمک شایانی کردند.
دهه 1980: تجاریسازی
- موتورهای BLDC در این دهه بهطور گسترده وارد بازار شدند. صنایع خودروسازی، کامپیوتر (مانند هارد دیسکها)، و لوازم خانگی از اولین حوزههای کاربرد این موتورها بودند.
- شرکتهایی نظیر “Matsushita” (پاناسونیک امروزی) و “Bosch” از پیشگامان تجاریسازی این موتورها محسوب میشوند.
دهه 1990: توسعه و گسترش کاربردها
- تکنولوژی کنترل دیجیتال و ریزپردازندهها در این دوره به بلوغ رسید و امکان کنترل بسیار دقیقتر BLDCها فراهم شد.
- این موتورها در صنایعی نظیر هوافضا، روباتیک، و خودروهای الکتریکی جایگاه ویژهای پیدا کردند.
دهه 2000 و بعد: بلوغ و نوآوری
- موتورهای BLDC در دهههای اخیر در بسیاری از دستگاههای روزمره، از پهپادها و خودروهای الکتریکی گرفته تا لوازم پزشکی، بهطور گسترده مورد استفاده قرار گرفتهاند.
- پیشرفت در تکنولوژی باتریها و رشد وسایل نقلیه الکتریکی، تقاضا برای این موتورها را بهطور چشمگیری افزایش داده است.
موتورهای BLDC اکنون بهعنوان یکی از اجزای اصلی بسیاری از فناوریهای مدرن شناخته میشوند و همچنان در حال پیشرفت و نوآوری هستند.
جهت اطلاعات بیشتر میتوانید این لینک را دنبال کنید.
انواع موتور براشلس:
به طور کلی، موتورهای BLDC در دو مدل سنسوردار و بدون سنسور تولید میشوند.
- در مدل سنسوردار، از سنسورهای اثر هال (Hall Effect Sensors) برای تشخیص موقعیت دقیق روتور و هماهنگی جریان استاتور استفاده میشود. این نوع موتور بیشتر در کاربردهایی با سرعت پایین و کنترلهای دقیق مورد استفاده قرار میگیرد
- در مدل بدون سنسور، موقعیت روتور از طریق اندازهگیری و تحلیل ولتاژ برگشتی (Back-EMF) تعیین میشود. این نوع موتورها معمولاً سادهتر و اقتصادیتر هستند.
ساختمان داخلی موتورهای BLDC:
- استاتور:
شامل سیمپیچهایی است که در شیارهای هسته آهنی قرار گرفتهاند و با عبور جریان کنترلشده از این سیمپیچها، میدان مغناطیسی چرخان ایجاد میشود.
این سیمپیچها معمولاً بهصورت ستارهای در داخل موتور به یکدیگر متصل شدهاند.
2. روتور
متشکل از آهنرباهای دائمی (معمولاً نئودیمیوم) است که میدان مغناطیسی دائمی تولید میکنند.
روتور با واکنش به میدان مغناطیسی استاتور شروع به چرخش میکند
در مدلهای سنسوردار، حسگرهای اثر هال نیز در نزدیکی روتور قرار دارند تا موقعیت دقیق آن را اندازهگیری کنند.
عکس فوق یک موتور BLDC قرار گرفته در CD ROM را نشان میدهد که جهت تعیین موقعیت شفت موتور از سنسور اثر هال استفاده شده است.
در مقاله ی بعد نحوه و اصول حرکت در موتور BLDC را برسی میکنیم.
همچنین در صورت تمایل میتوانید از این لینک درایور براشلس موتور را تهیه کنید.