ما هو الأفضل، محرك DC ذو الفرشاة أم محرك DC بلا فرشاة؟

هناك نوعان شائعان من المحركات الكهربائية المباشرة: المحركات ذات الفرش والمحركات الخالية من الفرش (أو محركات BLDC). كما يشير الاسم، فإن المحركات الكهربائية المباشرة ذات الفرش تحتوي على فرش تقوم بالتبديل وتدوير المحرك، بينما تحل المحركات الخالية من الفرش وظيفة التبديل الميكانيكي بالتحكم الإلكتروني.

يعتمد كلا النوعين من المحركات على نفس مبدأ جذب وطرد ملفات الأسلاك والمغناطيس الدائم. وفيما يلي مقدمة حول الفرق بين هذين المحركين.

الهيكل الرئيسي لـ محرك DC مفرش يتكون من الجزء الثابت، الجزء الدوار، والفرش. حيث يولد عزم الدوران من خلال حقل مغناطيسي دوار، مما يؤدي إلى إخراج الطاقة الحركية. وتقوم الفرش بالتواصل المستمر والاحتكاك مع المبدّل، مما يسهل التوصيل والتبديل أثناء الدوران.

هناك احتكاك ميكانيكي بين الفرشاة ومقسم التيار في المحرك ذي الفرشاة. نظرًا لأن هذه نقاط تلامس كهربائية، عادةً لا يمكن تزيتها، مما يتطلب استبدال الفرشاة الكربونية بشكل دوري.

النظام الكهربائي مبدأ الجذب والدفوع المغناطيسي في محركات DC بلا فرشاة هو نفسه الموجود في المحركات ذات الفرشاة، لكن هياكلها تختلف قليلاً. على عكس المحركات ذات الفرشاة التي تستخدم مقسم تيار ميكانيكي وفرشاة، فإن المحركات بلا فرشاة تحقق دوران حقل المغناطيس الثابت من خلال مقسم تيار إلكتروني، والذي يتطلب إلكترونيات تحكم نشطة. في محركات DC بلا فرشاة، يتم التعامل مع التبديل بواسطة دوائر تحكم داخل المنظم، باستخدام أجهزة استشعار هول والمنظم عادةً، أو تقنيات أكثر تقدمًا مثل المشغلات المغناطيسية.

تستخدم المحركات الكهربائية بدون فرش تبديل إلكتروني، حيث تظل الدوائر ثابتة ويقوم الأقطاب المغناطيسية بالدوران. هذه المحركات تعتمد على مجموعة من الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك مفتاح هول SS2712، لاستشعار موقع أقطاب المغناطيس الدائم. بناءً على هذا الاستشعار، تقوم الدوائر الإلكترونية بتبديل اتجاه التيار في الدوائر في الأوقات المناسبة لضمان إنتاج قوى مغناطيسية في الاتجاه الصحيح لتشغيل المحرك. هذا التصميم يزيل عيوب المحركات الكهربائية ذات الفرش.

توفر الجدول أدناه مقارنة بين المحركات الكهربائية بدون فرش (محركات BLDC) والمحركات الكهربائية ذات الفرش:

على الرغم من أن المحركات الكهربائية بدون فرش (محركات BLDC) تكون أكثر تكلفة وتعقيدًا من المحركات الكهربائية ذات الفرش، إلا أنها تقدم العديد من المزايا على المحركات ذات الفرش في جوانب أخرى:

• خصائص أفضل في السرعة والعزم
• استجابة ديناميكية سريعة
• كفاءة عالية
• طول العمر
• العمل الصامت
• مدى أوسع للسرعة

مع انخفاض تكاليف محركات DC بدون فرش (محركات BLDC) والإلكترونيات المرتبطة بها بشكل مستمر، penetran تدريجياً محركات BLDC الصناعات التي كانت تقليدياً مهيمنة من قبل المحركات ذات الفرش. يتم استخدامها بشكل متزايد في الأجهزة المنزلية، والسيارات،及والطيران، والبضائع الاستهلاكية، والمعدات الطبية، ومعدات التلقين الصناعي والأدوات.