هود بردی که در کمترین سرعت و تقریباً بیصدا، یک بادکش قوی و ثابت را نگه میدارد. پهپادی که با یک باتری نیم ساعت در هوا می ماند. هواکشی که جریان هوای آن هرگز بیش از چند درصد تغییر نمی کند. هر سه به یک قطعه مهندسی وابسته هستند: موتور DC بدون جاروبک (BLDC). نتیجه اول می آید - موتورهای BLDC در هر جایی که یک محصول نیاز به عملکرد بی صدا، کنترل الکترونیکی دقیق سرعت، راندمان بالا و عمر طولانی و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری دارد، غالب هستند. این ترکیب به همین دلیل است که فناوری که از درایوهای دیسک کامپیوتر و چاپگرها شروع شد، اکنون تقریباً به هر دسته از سخت افزارهای مدرن رسیده است.
برای هر کسی که لوازم خانگی و تجاری میخرد یا میسازد، این تغییر به شدت عملی است. فنهای خنککننده، کولرهای هوا، بخاریها و هودهای برد - ابزارهای روزمره راحتی در محیط داخلی - دقیقاً جایی هستند که انتخاب بین یک موتور AC تک فاز سنتی و یک راهحل DC در قبضهای برق، اندازهگیری صدا و ادعاهای گارانتی نشان داده میشود. آنچه در ادامه میآید برنامههای اصلی موتور BLDC را ترسیم میکند، توضیح میدهد که چرا هر زمینه آنها را میپذیرد، و روشی عملی برای تصمیمگیری در مورد اینکه چه زمانی DC بدون جاروبک ارزش تجهیزات الکترونیکی اضافی خود را دارد و چه زمانی ارزش ندارد، ارائه میکند.
چه چیزی یک موتور DC بدون براش را متفاوت می کند
در یک موتور برس، برسهای کربنی و یک کموتاتور مکانیکی جریان را از طریق سیمپیچهای در حال چرخش تغییر میدهند. این چیدمان کار میکند، اما خودش را مصرف میکند: برسها فرسوده میشوند، گرد و غبار رسانا میریزند و قوسهایی ایجاد میکنند که بهطور شنیدنی زمزمه میکنند و تداخل الکتریکی ایجاد میکنند. یک موتور BLDC آن سوئیچ مکانیکی را به طور کلی حذف می کند. آهنرباهای دائمی روی روتور، سیمپیچهای مسی روی استاتور، و یک کنترلکننده الکترونیکی سیمپیچها را به ترتیب انرژی میدهد و موقعیت روتور را هزاران بار در ثانیه ردیابی میکند - با سنسورهای اثر هال یا بدون سنسور از EMF پشتی موتور.
سه نتیجه عملی به دنبال دارد. اول، بهره وری یک موتور BLDC که به خوبی مهندسی شده است معمولاً 85 تا 90 درصد نیروی ورودی را به خروجی مکانیکی تبدیل می کند، در حالی که موتورهای القایی AC تک فاز کوچک در مقیاس دستگاه اغلب بسیار پایین تر قرار می گیرند و بیشتر انرژی خود را به عنوان گرما از دست می دهند. دوم، عمر مفید: از آنجایی که هیچ چیز ساییده نمی شود، طول عمر توسط یاتاقان ها و عایق به جای سایش برس تنظیم می شود، به طور معمول 20000 ساعت کار می گذرد. سوم، قابلیت کنترل: سرعت، گشتاور و شتاب به متغیرهای نرمافزاری تبدیل میشوند، بنابراین یک پلتفرم میتواند حالت زمزمه، سه سرعت فن و شروع نرم را ارائه دهد - انعطافپذیری که یک موتور با سرعت ثابت با خازن کار نمیکند.
در اکثر لوازم خانگی، موتور بزرگترین مصرف کننده برق است - هر نقطه از راندمان موتور مستقیماً روی برچسب انرژی و هزینه جاری خریدار جریان می یابد.
اطلاعات: سنسورهای اثر هال موقعیت روتور را گزارش میکنند تا کنترلکننده بتواند سیمپیچها را دقیقاً در لحظه مناسب تغییر دهد. طرحهای بدون سنسور به جای آن، EMF پشتی را میخوانند، هزینه و سیمکشی را در فنها و دمندههایی که بار قابل پیشبینی است، کاهش میدهند.
محل استفاده از موتورهای BLDC: یک نقشه کاربردی
موتورهای DC بدون جاروبک در شش میدان وسیع گسترش یافته اند که هر کدام به دلایلی کمی متفاوت از آنها استفاده می کنند. جدول آن نقشه را در برنامههایی که مهندسان و خریداران اغلب بر روی آن مشخص میکنند، فشرده میکند.
| فیلد برنامه | محصولات معمولی | چرا BLDC مناسب است |
|---|---|---|
| لوازم خانگی | فن های خنک کننده، کولرهای هوا، هود، یخچال، ماشین لباسشویی | سرعت متغیر آرام، هزینه اجرا کم، مطابقت با برچسب انرژی |
| گرمایش و تهویه | واحدهای فن کویل، تصفیه کننده هوا، پمپ حرارتی و دمنده بخاری | جریان هوا ثابت به عنوان بار فیلتر، کنترل چند مرحله ای یا مداوم |
| اتوماسیون صنعتی | درایوهای سرو، محرک ربات، اکسترودر و درایوهای تغذیه | گشتاور و موقعیت دقیق، قابلیت اطمینان مداوم |
| خودرو و حمل و نقل الکترونیکی | کشش EV، پمپ های خنک کننده، فن های رادیاتور، دمنده های کابین | چگالی توان بالا، بدون سایش برس، منبع DC اصلی |
| تجهیزات پزشکی | ونتیلاتورها، دستگاه های CPAP، هندپیس های جراحی | ثبات سرعت دقیق، سر و صدای کم، قابلیت اطمینان بالا |
| دستگاه های شخصی و قابل حمل | هواپیماهای بدون سرنشین، ابزار برقی بی سیم، دوچرخه های الکترونیکی | بهترین نسبت قدرت به وزن، عملکرد باتری پسند |
دو ردیف سزاوار نگاه دوم هستند. لوازم جانبی کامپیوتر محل آزمایش اولیه با حجم بالا بودند، زیرا موتورهای برس خورده در داخل یک دستگاه مهر و موم شده خیلی سریع فرسوده می شدند. و در گرمایش و تهویه، جابجایی الکترونیکی به فن اجازه میدهد جریان هوای برنامهریزی شده خود را حتی با مسدود شدن فیلترها و بالا رفتن فشار معکوس حفظ کند - چرخه کاری که موتورهای AC با سرعت ثابت ضعیف عمل میکنند و با افزایش مقاومت، انرژی را هدر میدهند.
داخل دستگاه: فن های خنک کننده، کولرهای هوا، هودهای برد و بخاری
دستگاههای تصفیه هوای خانگی شایسته نگاهی دقیقتر هستند، زیرا این جایی است که تصمیم BLDC در مقابل AC هر روز، در حاشیهها و در مقابل کاربرانی که میتوانند همه چیز را بشنوند، گرفته میشود.
فن های خنک کننده و کولرهای هوا
در یک فن خنک کننده رومیزی یا یک خنک کننده هوای خانگی، موتور ساعت ها در فاصله یک متری گوش کاربر کار می کند. یک راه حل DC به طراح اجازه می دهد تا سرعت های پایین واقعی و بی صدا را در کنار سرعت های بالا کارآمد ارائه دهد. جایگزین سنتی، یک موتور ناهمزمان با خازن تک فاز، ارزان تر در هر واحد باقی می ماند و به طور کامل در کار مداوم ثابت شده است. برای مثال کاری از مسیر DC، به نحوه تعیین یک موتور DC کولر هوا برای کارکرد طولانی ساعته با فیلتر نگاه کنید:
انواع هود و بخاری
هودهای رنجبر همان داستان را با اقتصاد دقیقتر بیان میکنند. هود باید در برابر مجاری، چربی و باد در فضای باز فشار ساکن ایجاد کند و این کار را بدون خفه کردن گفتگو با میز شام انجام دهد. طرحهای DC مکش قوی را در نویز متوسط نگه میدارند و به آرامی در سطوح سرعت حرکت میکنند، و بهره به خوبی ثبت شده است - ببینید چگونه یک موتور DC هود برد راندمان انرژی را در مقایسه با موتورهای AC سنتی بهبود می بخشد . ارزیابی سخت افزار پشت این اعداد آسان است:
موتورهای DC فشرده برای هودهای برد موتورهای DC بدون جاروبک که برای استخراج آشپزخانه ساخته شدهاند، جایی که فشار استاتیکی ثابت در برابر کانالها و گریس باید در نویز متوسط حفظ شود. این مقاله کارایی و کنترل چند سرعتی صاف آنها را برجسته می کند و ارزش ارزیابی را در اینجا ایجاد می کند. مشاهده محصول → بخاری ها از منحنی محافظه کارانه تری پیروی می کنند. در بخاری های فن و وسایل هوای گرم، موتورهای AC یک طرفه که با خازن کار می کنند همچنان بیشتر حجم را حمل می کنند زیرا وظیفه تا حد زیادی با سرعت ثابت است. طرحهای بدون براش در جایی وارد میشوند که مدولاسیون مهم است: خروجی حرارت متغیر، تنظیمات کم بدون پیشنویس و کنترل مبتنی بر صحنه متصل.
موفقیت: سازندگان لوازم خانگی که خط تهویه را از درایو AC به درایو DC منتقل میکنند، معمولاً 30 تا 60 درصد انرژی کمتری از فن در جریان هوای برابر گزارش میدهند - اغلب برای رسیدن به کلاس انرژی بهتر و تبلیغ سرعتهای پایین حالت زمزمهای که مشتریان واقعاً از آن استفاده میکنند کافی است.
انتخاب بین موتورهای DC بدون جاروبک و موتورهای AC سنتی
این تصمیم به اندازه برق تجاری است. موتور BLDC یک سیستم است: موتور، برد راننده، سنجش موقعیت و سیستم عامل کنترل. که اجزاء، یک رابط تامین کننده دوم و تست سازگاری الکترومغناطیسی را به صورتحساب مواد اضافه می کند. یک موتور تک فاز با خازن متناوب به خازن نیاز دارد و چیز دیگری - به همین دلیل است که همچنان بر خطوط دستگاه های با سرعت ثابت و هزینه محور غالب است، از فن های خنک کننده اولیه تا موتورهای دود روغن محصور شده با پلاستیک که در هود آشپزخانه استفاده می شود، جایی که محفظه قالب گیری شده نیز سیم پیچ ها را در برابر چربی و رطوبت محافظت می کند.
هشدار: در هوای آشپزخانه و صنعتی، مه روغن، رطوبت و بخار شیمیایی به مرور زمان به سیم پیچ ها و یاتاقان ها حمله می کند. هر فناوری را که انتخاب میکنید، یاتاقانهای مهر و موم شده و کپسولهبندی سیمپیچ مناسب را مشخص کنید – سپس هر دو را با یک آزمایش واقعی خیساندن تأیید کنید، نه فقط با ادعای برگه اطلاعات.
منطق انتخاب ساده است. DC بدون برس زمانی امتیاز خود را به دست می آورد که محصول در موارد زیر به فروش می رسد:
- عملکرد آرام و کم سرعت، در محدوده گوش کاربر؛
- راندمان قابل اندازه گیری و عملکرد برچسب انرژی؛
- مدولاسیون سرعت مداوم یا چند مرحله ای؛
- منبع تغذیه DC با باتری یا ولتاژ پایین.
یک موتور ناهمزمان AC تک فاز زمانی که مورد نیاز یک سرعت ثابت، کمترین هزینه واحد ممکن و چندین دهه سابقه میدانی باشد، انتخاب عملی باقی می ماند. بسیاری از تولیدکنندگان به طور معقول پوشش می دهند - AC در مدل های ورودی، DC در مدل های متوسط و پریمیوم - و هنگامی که کاتالوگ یکی از تامین کنندگان هر دو خانواده را در بر می گیرد، پوشش ریسک آسان تر است، به عنوان مثال محدوده موتور DC که کولرهای هوا و هودها را در کنار سری AC پوشش می دهد:
کولرها و هودهای پوشش دهنده محدوده موتور DC کاتالوگ تامین کننده شامل موتورهای DC برای کولرهای هوا و هودهای برد در کنار سری AC، که به سازندگان اجازه می دهد بین AC با سرعت ثابت در مدل های ورودی و DC قابل تنظیم و کارآمد در وسایل متوسط و درجه یک پرچین شوند. مشاهده محصول → خطر: جفت کردن یک موتور براشلس با یک درایور کم اندازه یا نامتجانس سریعترین راه برای خرابی میدان است - راه اندازی نامنظم، گرم شدن بیش از حد وسایل الکترونیکی برق و خاموش شدن مزاحم که شبیه نقص موتور هستند. در مشخصات، آزمایش و برنامه ریزی قطعات یدکی، موتور و کنترل کننده آن را به عنوان یک جفت همسان در نظر بگیرید.
چک لیست شش نقطه ای قبل از اینکه موتوری را مشخص کنید
قبل از اینکه مشخصات موتور امضا شود، الزامات را از طریق شش سؤال انجام دهید. آنها یک بعدازظهر وقت می گذارند تا پاسخ دهند و از گران ترین غافلگیری ها جلوگیری کنند:
- ابتدا وظیفه آیرودینامیکی یا مکانیکی را تعریف کنید: جریان هوا و فشار استاتیک مورد نیاز، یا گشتاور و سرعت در تمام چرخه کار.
- تصمیم بگیرید که محصول واقعاً به چند سرعت نیاز دارد. یک سرعت ثابت به ندرت تجهیزات الکترونیکی راننده را توجیه می کند، در حالی که سرعت سه یا بیشتر معمولاً چنین است.
- هزینه های مخفی BLDC - برد راننده، سنجش موقعیت، سیستم عامل و تست EMC - نه فقط قیمت موتور را بشمارید.
- محیط را صادقانه توصیف کنید: دمای محیط، غبار روغن، رطوبت و گرد و غبار، و بپرسید دقیقا چگونه از عایق ها و یاتاقان ها محافظت می شود.
- گواهینامه را برای بازار مقصد، مانند CCC و CQC برای چین، CE برای اروپا و UL برای آمریکای شمالی تأیید کنید.
- در مورد سفارشیسازی از نقشهها یا نمونهها، ظرفیت تولید روزانه و امکانات تست داخلی سؤال کنید، بنابراین افزایش سرعت در اعتبار سنجی متوقف نمیشود.
این نکته آخر را به راحتی می توان دست کم گرفت. اگر کارخانه نتواند تحمل در حجم را حفظ کند یا پس از تغییر طرح را دوباره تأیید کند، عملکرد نیمکت معنی کمی دارد. قابلیت تامین کننده در داخل مشخصات، در کنار داده های الکتریکی قرار دارد.
جهت حرکت مشخص است: با ارزانتر شدن وسایل الکترونیکی راننده، موتورهای DC بدون جاروبک، کاربردهایی را که زمانی به طرحهای برسکشی و القایی AC تعلق داشتند را جذب میکنند - ابتدا در مدلهای درجه یک، سپس در جریان اصلی. اگرچه موتور ناهمزمان خازن تک فاز ناپدید نمی شود. برای دستگاههای با سرعت ثابت و هزینهبر، این پاسخ عملی و اثباتشده باقی میماند.
بنابراین، قویترین موقعیت برای یک سازنده لوازم خانگی، وفاداری به یک فناوری نیست، بلکه دسترسی به هر دو است، با مشاوره صادقانه در مورد اینکه هر کدام به کجا تعلق دارند. کار مستقیم با یک باتجربه سازنده موتورهای کم قدرت که خانوادههای AC و DC را در کنار هم میسازد، بهجای اینکه هر طرح را روی یک پلتفرم وادار کند، تطبیق موتور مناسب با هر خط تولید را آسانتر میکند. این تطابق - نه موتور به تنهایی - چیزی است که مشتریان هر روز می شنوند، احساس می کنند و برای آن پرداخت می کنند.


++86 13524608688












