محركات الدفع DC بدون فرش: الحدود والتطبيقات

محركات الدفع DC (BLDC) بدون فرش أصبحت تستخدم على نطاق واسع في أنظمة الدفع الكهربائية، بما في ذلك الطائرات بدون طيار، ونماذج الطائرات، والمركبات الكهربائية الصغيرة. وتشمل مزاياها الكفاءة العالية، والصيانة المنخفضة، ونسبة القوة إلى الوزن الجيدة. ومع ذلك، فهي تحتوي أيضًا على قيود من المهم أن يفهمها المستخدمون والمهندسون.

ما هي عيوب محركات الدفع DC بدون فرش؟

على الرغم من أن محركات الدفع DC بدون فرش فعالة وموثوقة، إلا أنها تعاني من العديد من أوجه القصور الملحوظة. أحد القيود الأساسية هو التكلفة. بالمقارنة مع المحركات المصقولة، تتطلب محركات BLDC عمومًا وحدات تحكم إلكترونية أكثر تعقيدًا (ESCs) ومكونات عالية الجودة، مما يزيد من سعر النظام الإجمالي.

عيب آخر هو الحاجة إلى التحكم الإلكتروني الدقيق. تتطلب محركات BLDC ESC متوافقًا وضبطًا مناسبًا لتحقيق أداء مستقر. يمكن أن تؤدي وحدات التحكم غير المتطابقة أو البرمجة غير الصحيحة إلى عدم الكفاءة أو ارتفاع درجة الحرارة أو فقدان الطاقة.

الإدارة الحرارية هي أيضا مصدر قلق. على الرغم من أن محركات BLDC أكثر كفاءة من المحركات المصقولة، إلا أنها لا تزال تولد الحرارة، خاصة تحت الحمل الثقيل أو التشغيل المستمر عالي السرعة. التبريد غير الكافي يمكن أن يقلل من عمر المحرك وأدائه.

يمكن أن تكون محركات الدفع BLDC حساسة لاختلال توازن الدوار والاهتزاز الميكانيكي. نظرًا لأنها تعمل غالبًا عند عدد دورات مرتفع في الدقيقة، فإن أي خلل في الدوار أو المروحة يمكن أن يسبب اهتزازًا وضوضاء وزيادة تآكل المحامل.

قد يكون لمحركات BLDC عزم دوران منخفض السرعة محدود مقارنة ببعض أنواع المحركات الأخرى. يمكن أن يكون هذا عاملاً في التطبيقات التي تتطلب عزم دوران أولي قوي أو عمليات تشغيل وتوقف متكررة.

محرك Outrunner بدون فرش للطائرات الكهربائية بدون طيار: كيف نفهمه بشكل صحيح؟

لفهم المحركات الخارجية بدون فرش للطائرات الكهربائية بدون طيار بشكل صحيح، من المهم التعرف على هيكلها وخصائص أدائها ومدى ملاءمتها للتطبيق.

فهم هيكل التفوق

تحتوي المحركات الخارجية على غلاف خارجي دوار (يتم تثبيت الجزء الثابت بالداخل)، مما يزيد من عزم الدوران. يسمح هذا التصميم بعدد دورات أقل في الدقيقة مع عزم دوران أعلى، مما يجعلها مناسبة للطائرات بدون طيار التي تعمل بالمروحة.

مطابقة حجم المحرك مع وزن الطائرة بدون طيار

يعتمد أداء الطائرة بدون طيار على قدرة دفع المحرك بالنسبة إلى الوزن الإجمالي للطائرة بدون طيار. يضمن الحجم المناسب طيرانًا مستقرًا ورفعًا كافيًا وعمرًا أطول للبطارية.

ضع في اعتبارك توافق المروحة

تعمل المحركات الخارجية بأحجام ودرجات محددة للمروحة. تعمل الدعائم الأكبر حجمًا على زيادة الدفع ولكنها تتطلب تيارًا أكبر. تعد مطابقة المحرك مع المروحة الصحيحة أمرًا ضروريًا لتحقيق الكفاءة والتشغيل الآمن.

تقييم القوة والكفاءة

تتأثر الكفاءة بتصميم المحرك، واللفات، وعدد دورات التشغيل في الدقيقة. يساعد اختيار محرك ذو تصنيف KV مناسب (RPM لكل فولت) على تحقيق التوازن بين السرعة وعزم الدوران.

حساب للتبريد وتدفق الهواء

تقوم الطائرات بدون طيار بتوليد تدفق الهواء الذي يساعد على تبريد المحركات، ولكن الطيران لفترات طويلة بأحمال عالية يمكن أن يسبب ارتفاع درجة الحرارة. تعمل مراقبة درجة حرارة المحرك وضمان تدفق الهواء المناسب على تحسين طول العمر.

استخدم ESC مناسبًا

تتطلب محركات Outrunner BLDC وحدات ESC متوافقة. يجب أن تدعم ESCs السحب الحالي للمحرك وتتضمن ميزات السلامة مثل الحماية من التيار الزائد.

التحكم في التوازن والاهتزاز

يؤدي التوازن الصحيح للمروحة وتركيب المحرك إلى تقليل الاهتزاز وتحسين الاستقرار وإطالة عمر المحرك.

محرك تيار مستمر بدون فرشاة لألواح التزلج الكهربائية

متطلبات الطاقة والتحكم

تتطلب ألواح التزلج الكهربائية محركات يمكنها توفير تسارع قوي وتحكم ثابت في السرعة. تُستخدم محركات BLDC بشكل شائع لأنها توفر توصيلًا فعالاً للطاقة وتحكمًا دقيقًا من خلال وحدات التحكم الإلكترونية في السرعة (ESCs). أحد المتطلبات الأساسية لاستخدام لوح التزلج هو عزم الدوران المناسب، خاصة عند تسلق المنحدرات أو حمل راكبين أثقل. في العديد من أنظمة ألواح التزلج الكهربائية، يتم استخدام المحركات المزدوجة لزيادة الطاقة وتحسين التعامل. يجب أن يدعم نظام ESC الاستجابة السلسة للخانق والكبح، ويجب أن يتضمن ميزات السلامة مثل الحماية من التيار الزائد ومراقبة درجة الحرارة. تساهم مجموعات المحرك ووحدة التحكم المتطابقة بشكل صحيح في توفير تجربة قيادة موثوقة وسريعة الاستجابة.

اعتبارات التثبيت والصيانة

يتضمن تركيب محرك BLDC على لوح التزلج الكهربائي تركيب المحرك على الشاحنة، ومحاذاة الحزام أو محرك التروس، وضمان التوتر المناسب. يمكن أن يؤدي عدم المحاذاة أو شد الحزام بشكل غير صحيح إلى التآكل والضوضاء وانخفاض الكفاءة. تشمل الصيانة الفحص الدوري للمحامل وحالة الحزام وحوامل المحرك. تتطلب محركات BLDC عادة الحد الأدنى من الصيانة مقارنة بالمحركات المصقولة، ولكنها قد تكون حساسة للغبار والرطوبة. في الظروف الرطبة، تعد حماية المحرك وESC من دخول الماء أمرًا مهمًا لمنع حدوث دوائر قصيرة أو التآكل. يجب على الركاب أيضًا مراقبة درجة حرارة المحرك أثناء الرحلات الطويلة، حيث أن الحرارة الزائدة يمكن أن تقلل من عمر المحرك وأدائه