وبلاگ

:
موتورهای جریان مسقیم بدون جاروبک (BLDC) در صنعت کاربرد زیادی دارند. اما یکی از مشکلات این موتورها گشتاور گیر می باشد که باعث ایجاد لرزش در موتورها و همچنین تولید سرعت متغییر در آنها می شود. گشتاور گیر در اثر عکس العمل بین آهنربای دائم رتور و دندانه های استاتور به وجود می آید و آن را به صورت نسبت تغییر انرژی در فاصله هوایی به تغییر زاویه رتور نشان می دهند.
در فصل اول این مجموعه ساختار و انواع موتورهای BLDC را مورد بررسی قرار می دهیم و سپس آنها را با موتورهای DC معمولی مقایسه می کنیم. در فصل دوم ماهیت گشتاور گیر را شناسایی کرده و دو روش آنالیزی برای محاسبه آن را آورده ایم. سپس در فصل سوم انواع روش هایی که تا کنون برای محاسبه گشتاور گیر در نشریاتی مانند IEEE ارائه شده است را بررسی می کنیم و مزایا و معایب هر یک را توضیح می دهیم. با توجه به عوامل مؤثر در اندازه گشتاور گیر روش های متفاوتی برای کاهش آن از جمله انحراف آهنرباها و یا شیارها استفاده از شیار های مصنوعی، قطعه قطعه کردن آهنربا و… پیشنهاد شده است که در ادامه به آنها می پردازیم. در انتها در فصل چهارم به نتیجه گیری از اطلاعات ارائه شده در فصول قبل می پردازیم.

فصل اول

اصول و ساختمان موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC)
موتورهای DC راندمان بالایی دارند و به دلیل مشخصات برجسته شان می توان از آنها به عنوان سرو موتور استفاده نمود. تنها عیب این موتورها نیاز آنها به کموتاتور و جاروبک است که دائم در معرض فرسایش می باشند و نیاز به سرویس و نگهداری دارند. موتور های جریان مستقیم بدون جاروبک Brush Less Direct Current) BLDC) موتورهایی هستند که وظیفه کموتاتور و جاروبک در آنها بر عهده کلیدهای الکترونیکی می باشد.
1-1- اساس کار موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک
در یک موتور DC معمولی آرمیچر در روی رتور و میدان بر روی استاتور قرار دارد. ولی در موتور بدون جاروبک وضع به این گونه نیست. بلکه ساختمان این موتورها شباهت بسیاری به موتورهای AC سنکرون دارد. در این موتورها آرمیچر بر روی استاتور قرار دارد و میدان از دو یا چند آهن ربا که روی رتور نصب می شوند، تشکیل می گردد.
سیم پیچی این نوع موتورها شبیه سیم پیچی موتورهای AC چند فاز می باشد و معمول ترین آنها دارای سیم پیچی سه فاز است که با یک سیستم تحریک یک قطبی کار می کند.
موتورهای DC بدون جاروبک از نظر طرز تعیین وضعیت رتور با موتورهای AC تفاوت دارند. بدین منظور در این موتورها از کلید الکترونیکی استفاده می شود که سیگنال های تعیین وضعیت را تولید می نمایند. عمومی ترین روش کنترل وضعیت روش هال می باشد ولی بعضی از موتورها از آشکار سازهای نوری هم استفاده می نمایند.
برای درك اصول کار موتورهای BLDC یک موتور سه فاز تک قطبی را مورد بررسی قرار می دهیم. شکل 2-1 چنین موتوری را نشان می دهد. در این موتور برای تعیین وضعیت از آشکار سازهای نوری (فتو ترانزیستور) استفاده شده است.
سه عدد فتو ترانزیستور TP1 و TP2 و TP3 در انتهای لبه یک صفحه مسطح با زاویه 120 قرار گرفته اند و در جلوی آنها شاتر چرخانی قرار گرفته که به محور رتور متصل است و به همراه آن می چرخد و اجازه عبور نور و برخورد آن با فتوترانزیستورها را می دهد.
همان طور که در شکل 2-1 1 ملاحظه می شود قطب S رتور اکنون در مقابل قطب برجسته استاتور P2 قرار گرفته ، همچنین نور به فتوترانزیستور TP1 برخورد نموده و باعث هدایت ترانزیستور Tr1 شده است. در این حالت در اثر عبور جریان از سیم پیچ w1، قطب S ،P1 می شود و باعث جذب قطب N رتور در جهت فلشنشان داده شده ، می گردد. (عکس حرکت عقربه های ساعت)