۱. موتور دی‌سی براش‌دار
در موتورهای براش‌دار، این کار با یک سوئیچ چرخشی روی شفت موتور به نام کموتاتور انجام می‌شود. این سوئیچ شامل یک سیلندر یا دیسک چرخان است که به چندین بخش تماس فلزی روی روتور تقسیم شده است. این بخش‌ها به سیم‌پیچ‌های هادی روی روتور متصل هستند. دو یا چند کنتاکت ثابت به نام جاروبک که از یک هادی نرم مانند گرافیت ساخته شده‌اند، به کموتاتور فشار می‌آورند و با چرخش روتور، تماس الکتریکی لغزشی با بخش‌های متوالی برقرار می‌کنند. جاروبک‌ها به صورت انتخابی جریان الکتریکی را به سیم‌پیچ‌ها ارائه می‌دهند. با چرخش روتور، کموتاتور سیم‌پیچ‌های مختلفی را انتخاب می‌کند و جریان جهت‌دار به یک سیم‌پیچ مشخص اعمال می‌شود به طوری که میدان مغناطیسی روتور با استاتور ناهم‌تراز باقی می‌ماند و گشتاوری در یک جهت ایجاد می‌کند.
۲. موتور جریان مستقیم بدون جاروبک
در موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک، یک سیستم سروو الکترونیکی جایگزین کنتاکت‌های مکانیکی کموتاتور می‌شود. یک حسگر الکترونیکی زاویه روتور را تشخیص می‌دهد و سوئیچ‌های نیمه‌هادی مانند ترانزیستورها را کنترل می‌کند که جریان را از طریق سیم‌پیچ‌ها تغییر می‌دهند، یا جهت جریان را معکوس می‌کنند یا در برخی موتورها آن را در زاویه صحیح خاموش می‌کنند تا آهنرباهای الکتریکی گشتاور را در یک جهت ایجاد کنند. حذف کنتاکت لغزشی به موتورهای بدون جاروبک اجازه می‌دهد اصطکاک کمتری داشته باشند و عمر طولانی‌تری داشته باشند. عمر کاری آنها فقط توسط طول عمر یاتاقان‌هایشان محدود می‌شود.
موتورهای جریان مستقیم جاروبک‌دار در حالت سکون حداکثر گشتاور را ایجاد می‌کنند و با افزایش سرعت، گشتاور به صورت خطی کاهش می‌یابد. برخی از محدودیت‌های موتورهای جاروبک‌دار را می‌توان با موتورهای بدون جاروبک برطرف کرد؛ از جمله راندمان بالاتر و حساسیت کمتر به سایش مکانیکی. این مزایا به قیمت قطعات الکترونیکی کنترلی با استحکام کمتر، پیچیدگی بیشتر و گران‌تر تمام می‌شود.
یک موتور بدون جاروبک معمولی دارای آهنرباهای دائمی است که حول یک آرمیچر ثابت می‌چرخند و مشکلات مربوط به اتصال جریان به آرمیچر متحرک را از بین می‌برند. یک کنترل‌کننده الکترونیکی جایگزین مجموعه کموتاتور موتور DC جاروبک‌دار می‌شود که به طور مداوم فاز را به سیم‌پیچ‌ها تغییر می‌دهد تا موتور در حال چرخش باشد. کنترل‌کننده با استفاده از یک مدار حالت جامد به جای سیستم کموتاتور، توزیع توان زمان‌بندی‌شده مشابهی را انجام می‌دهد.
موتورهای بدون جاروبک مزایای متعددی نسبت به موتورهای DC جاروبک‌دار دارند، از جمله نسبت گشتاور به وزن بالا، افزایش راندمان (تولید گشتاور بیشتر در هر وات)، افزایش قابلیت اطمینان، کاهش نویز، طول عمر بیشتر با حذف فرسایش جاروبک‌ها و کموتاتور، حذف جرقه‌های یونیزه کننده از ...
کموتاتور و کاهش کلی تداخل الکترومغناطیسی (EMI). بدون سیم‌پیچ روی روتور، آنها در معرض نیروهای گریز از مرکز قرار نمی‌گیرند و از آنجا که سیم‌پیچ‌ها توسط محفظه پشتیبانی می‌شوند، می‌توانند از طریق رسانایی خنک شوند و نیازی به جریان هوا در داخل موتور برای خنک شدن ندارند. این به نوبه خود به این معنی است که اجزای داخلی موتور می‌توانند کاملاً محصور و از آلودگی یا سایر مواد خارجی محافظت شوند.
کموتاسیون موتور بدون جاروبک را می‌توان با استفاده از یک میکروکنترلر در نرم‌افزار پیاده‌سازی کرد، یا می‌توان آن را با استفاده از مدارهای آنالوگ یا دیجیتال پیاده‌سازی کرد. کموتاسیون با قطعات الکترونیکی به جای جاروبک‌ها، انعطاف‌پذیری و قابلیت‌های بیشتری را که در موتورهای DC جاروبک‌دار وجود ندارد، فراهم می‌کند، از جمله محدود کردن سرعت، عملکرد میکرواستپینگ برای کنترل حرکت آهسته و ظریف، و گشتاور نگهدارنده در حالت سکون. نرم‌افزار کنترلر را می‌توان برای موتور خاصی که در کاربرد مورد استفاده قرار می‌گیرد، سفارشی کرد و در نتیجه راندمان کموتاسیون را افزایش داد.
حداکثر توانی که می‌توان به یک موتور بدون جاروبک اعمال کرد تقریباً منحصراً توسط گرما محدود می‌شود؛ [نیازمند منبع] گرمای بیش از حد آهنرباها را ضعیف می‌کند و به عایق سیم‌پیچ‌ها آسیب می‌رساند.
هنگام تبدیل برق به توان مکانیکی، موتورهای بدون جاروبک نسبت به موتورهای جاروبک‌دار راندمان بیشتری دارند، که دلیل اصلی آن عدم وجود جاروبک است که باعث کاهش اتلاف انرژی مکانیکی ناشی از اصطکاک می‌شود. این راندمان افزایش یافته در نواحی بدون بار و کم بار منحنی عملکرد موتور بیشترین مقدار را دارد.
محیط‌ها و الزاماتی که تولیدکنندگان در آنها از موتورهای DC بدون جاروبک استفاده می‌کنند شامل کارکرد بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، سرعت‌های بالا و کارکرد در جایی است که جرقه خطرناک است (یعنی محیط‌های انفجاری) یا می‌تواند بر تجهیزات حساس الکترونیکی تأثیر بگذارد.
ساختار یک موتور بدون جاروبک شبیه یک موتور پله‌ای است، اما این موتورها به دلیل تفاوت در پیاده‌سازی و عملکرد، تفاوت‌های مهمی دارند. در حالی که موتورهای پله‌ای اغلب با روتور در یک موقعیت زاویه‌ای مشخص متوقف می‌شوند، یک موتور بدون جاروبک معمولاً برای تولید چرخش پیوسته در نظر گرفته می‌شود. هر دو نوع موتور ممکن است دارای یک حسگر موقعیت روتور برای بازخورد داخلی باشند. هم یک موتور پله‌ای و هم یک موتور بدون جاروبک با طراحی خوب می‌توانند گشتاور محدود را در دور موتور صفر نگه دارند.
زمان ارسال: ۸ مارس ۲۰۲۳
