موتورهای Brushed در مقابل Brushless: تفاوت های کلیدی که هر OEM هنگام انتخاب موتور باید بداند

براش در مقابل موتورهای بدون برس: انتخابی که طول عمر محصول شما را تعیین می کند

مقایسه ای عملی برای طراحان لوازم خانگی و خریداران OEM که بین موتورهای القایی AC برس دار DC، بدون جاروبک و موتورهای القایی AC با خازن کار می کنند.

هنگامی که یک موتور فن خنک‌کننده پس از تقریباً 2000 ساعت از کار می‌افتد، خرابی معمولاً داستان را نشان می‌دهد: برس‌های کربن فرسوده، کموتاتوری که با پودر سیاه پوشانده شده است، و بوی خفیف ازن. موتور شکسته نشد. به انتهای طبیعی یک طرح برس خورده رسید. این تفاوت واقعی بین موتورهای براش و بدون جاروبک است: یکی با تماس فیزیکی محدود می شود، دیگری نه. اگر انتظار می رود محصول شما برای سال ها بدون باز شدن کار کند، بدون براشلس تصمیم ایمن تر است. اگر دستگاه ارزان است، برای مدت کوتاهی کار می کند و به جای تعمیر، دور انداخته می شود، موتور برس خورده هنوز جای خود را دارد.

آنچه در واقع در موتورهای براش و بدون برس متفاوت است

موتورهای برس دار جریان را از طریق برس های کربنی با فشار دادن به یک کموتاتور قطعه بندی شده روی شفت هدایت می کنند. هر بار که روتور می چرخد، برس ها جریان را به سیم پیچ بعدی تغییر می دهند و گشتاور تولید می کنند. کنتاکت کشویی باعث ایجاد اصطکاک، جرقه الکتریکی، گرد و غبار کربن و صدای قابل شنیدن می شود.

موتورهای براشلس این کلید مکانیکی را با یک کنترلر الکترونیکی جایگزین می کنند. روتور دارای آهنرباهای دائمی است و سیم پیچ های استاتور به ترتیب انرژی می گیرند. هیچ تماسی برای فرسودگی و هیچ جرقه ای برای ایجاد نویز الکترومغناطیسی وجود ندارد. بسیاری از لوازم خانگی نیز از موتورهای القایی AC تک فاز با خازن استفاده می کنند که نه برس دار و نه بدون جاروبک DC هستند، اما مزیت مشابهی دارند: بدون برس.

به همین دلیل است که شما به ندرت برس های کربنی را در فن های خنک کننده، بخاری ها یا هودهای مدرن می بینید. برای مهندسانی که روزانه با موتورها کار نمی کنند، یک بازنگری کوتاه در مورد اصطلاحات موجود در یک دیتاشیت معمولی می تواند کمک کند. راهنمای دانش حرکتی پایه ما اصطلاحات استفاده شده در این مقاله را پوشش می دهد.

کارایی، گرما و طول عمر یک داستان هستند

موتورهای برس خورده انرژی را در سه مکان از دست می دهند: تلفات مس، تلفات آهن و اصطکاک تماس برس-کموتاتور. موتورهای براشلس سومی را حذف می کنند و به دلیل اینکه خنک تر کار می کنند، تلفات مس را نیز پایین نگه می دارند. نتیجه قابل مشاهده موتوری است که همان قدرت شفت را تولید می کند در حالی که جریان کمتری می کشد و خنک تر می ماند.

دما فقط یک مسئله راحتی نیست. این قوی ترین پیش بینی کننده زندگی موتور است. عایق سیم پیچ در دمای بالا سریعتر پیر می شود. به عنوان یک قاعده کلی، افزایش 10 درجه سانتی گراد در دمای سیم پیچ پیوسته می تواند عمر عایق را به نصف کاهش دهد.

یک موتور را بر اساس حالت خرابی آن انتخاب کنید، نه تنها با گشتاور راه اندازی آن. اگر محصول مادام العمر آب بندی شده باشد، یک موتور برس خورده تاریخ باز شدن آن را از قبل تعیین می کند.

یک موتور برس خورده معمولی ممکن است 1000 تا 3000 ساعت تحت کار مداوم دوام بیاورد. طراحی بدون براش یا القایی می تواند ده ها هزار ساعت کار کند. در عملیات 24/7، 3000 ساعت فقط حدود چهار ماه است.

قیمت، کنترل و هزینه ای که در واقع به دست مشتری می رسد

اعتراض آشنا به براشلس قیمت اولیه است. قیمت یک موتور براش کمتر از یک موتور براشلس است و طراحی بدون جاروبک نیز به کنترلر نیاز دارد که هزینه بیشتری را به صورتحساب مواد اضافه می کند. در تولید با حجم بالا، حتی 0.5 دلار در هر واحد مهم است، بنابراین انتخاب اغلب در دفتر خرید به جای آزمایشگاه مهندسی انجام می شود.

هزینه واقعی یک موتور قیمت خرید نیست. این هزینه ای است که بر روی ضمانت، بازگشت، خدمات صحرایی و اعتماد مشتری تقسیم می شود. یک موتور برس خورده که در دوره گارانتی خراب می شود منجر به تعویض واحدها، پرسنل تعمیر و آسیب به برند می شود. اگر یک خط تولید ده‌ها هزار دستگاه در روز تولید کند، یک افزایش کوچک در نرخ خرابی موتور به صف محصولات برگشتی تبدیل می‌شود.

نحوه انتخاب برای کاربردهای واقعی: فن، بخاری، هود

مقایسه زمانی مفید می شود که آن را در یک دستگاه واقعی اعمال کنید. سناریوهای زیر خانواده های موتوری را با محیط هایی که باید زنده بمانند مطابقت می دهد.

فن های خنک کننده و کولرهای هوا

فن های خنک کننده برای دوره های طولانی به خصوص در ماه های گرم کار می کنند. سر و صدا و لرزش مهم است زیرا موتور در همان اتاق کاربر قرار دارد. یک موتور DC بدون جاروبک در مواقعی که کنترل سرعت مورد نیاز است کم مصرف ترین انتخاب است، در حالی که موتور القایی AC تک فاز با خازن ساده ترین و اثبات شده ترین گزینه برای عملکرد با سرعت ثابت است.

بخاری و دمنده

موتورهای بخاری در کنار منبع گرما کار می کنند، به این معنی که گرمای اصطکاک برس به یک محیط گرمایی از قبل متخاصم می افزاید. یک موتور خازن بدون برس دمای داخلی را پایین نگه می دارد و از صدای جرقه برس جلوگیری می کند. برای جریان هوای بخاری یک طرفه ساده، یک موتور القایی AC اصلی اغلب قابل اعتمادترین و مقرون به صرفه ترین پاسخ است.

هودهای برد و موتورهای با سرعت متغیر

برای هودهای آشپزخانه و کولرهای هوا که به سطوح سرعت چندگانه یا عملکرد بی صدا در سرعت پایین نیاز دارند، DC بدون جاروبک قابلیت کنترل بهتری را ارائه می دهد. کنترل کننده الکترونیکی توالی کموتاسیون را تنظیم می کند و کارایی را در بار جزئی حفظ می کند. در مقابل، موتورهای برس خورده با کاهش ولتاژ سریعتر سایش می کنند و با کاهش سرعت کارایی خود را از دست می دهند.

چک لیست کوتاه برگه داده برای تصمیمات براش و بدون برس

هنگامی که تامین کنندگان نمونه های موتور را ارسال می کنند، نکات زیر به شما می گوید که در واقع کدام فلسفه طراحی را خریداری می کنید:

• عمر نامی بر حسب ساعت: اندازه گیری در بار نامی و ولتاژ نامی. سه هزار ساعت کوتاه است، سی هزار ساعت طولانی است.
• کلاس عایق: کلاس B (130 درجه سانتیگراد) یا کلاس F (155 درجه سانتیگراد) میزان تحمل گرمای مداوم موتور را تغییر می دهد.
• راندمان در نقطه عملیاتی واقعی: موتورهای بدون جاروبک کارایی را در بار جزئی حفظ می کنند. موتورهای برس خورده این کار را نمی کنند.
• سازگاری کنترل سرعت: اگر دستگاه نیاز به عملکرد PWM یا چند سرعته دارد، موتور باید روش کنترل را بدون گرم شدن بیش از حد بپذیرد.
• مسائل زیست محیطی: طرح های برس خورده، گرد و غبار کربن و صدای کموتاسیون تولید می کنند. بررسی کنید که آیا محفظه آنها را از وسایل الکترونیکی جدا می کند یا خیر.
• گواهینامه ها و انطباق: دسترسی به بازارهای مختلف علامت CCC/CQC، CE، UL و RoHS. قبل از قفل کردن طرح، تایید کنید.

موتورهای برس شده یک فناوری منسوخ نیست. آن‌ها برای کاربردهای کم‌هزینه و کم‌عمر مانند اسباب‌بازی‌ها، محرک‌ها و ابزارهایی که به طور مختصر استفاده می‌شوند، انتخابی قانونی باقی می‌مانند. برای وسایلی که مردم انتظار دارند سال‌ها کار کنند، طراحی‌های بدون برس و القایی AC بزرگترین نقطه خرابی، برس‌های کشویی را از سیستم حذف می‌کنند. قیمت کمی بالاتر، حق بیمه در برابر گرانترین شکستی است که یک تولیدکننده می تواند با آن مواجه شود: محصولی که در دست مشتری می میرد.

قبل از اینکه صورتحساب بعدی مواد را تعمیر کنید، گزینه های موتور واقعی را با چرخه کار و دمای کار خود مقایسه کنید. هرچه دانش داخلی شما کامل تر باشد، احتمال اینکه خط تولید شما به فناوری موتوری مرتبط شود که برای کاربرد مناسب و نادرست قیمت گذاری شده است، کمتر می شود. طیف کاملی از تنظیمات موتور AC و DC را کاوش کنید برای اینکه ببینید کدام خانواده ها با محصولاتی که قصد دارید ارسال کنید مطابقت دارند.