فن های Brushless چگونه کار میکنند ؟

[Mahyar Curious 2904]

درود دوستان لیونی :

 

بیاید ابتدا ببینیم تفاوت موتور های الکتریکی براشلس و براشد چیه :

موتور های الکتریکی DC  براشد از 4 بخش اصلی : سیم پیچ داخلی (روتور) -  آهنربای ثابت غیر همنام در جداره - جاروبک - کموتاتور تشکلیل شدند .

اصل حرکت این موتور ها بدین ترتیب هستش که وقتی ولتاژ به دوطرف جاروبک اعمال میشود و توسط بدنه رسانای کموتاتور (حلقه فلزی چند تیکه که جریان رو به سیم پیچ میرسونه) روتور به یک آهنربا دوقطبی تبدیل میشه و از قطب های همنام (روتور و اهنربا های ثابت بدنه) همدیگه رو دفع میکنند و چون روتور قابل چرخش هست نیروی مغناطیسی سبب چرخش روتور شده تا قطب های غیر همنام کنار همدیگه قرار بگیرند و در این هنگام به دلیل اینکه  کموتاتور از چند تیکه فلزی تشکیل شده موقعه ی چرخش قطب هاقطب های مثبت و منفی ولتاژ اعمالی به رتور برعکس شده و قطب ها باز هم نام شده و سیکل تکرار میشود و همین عمل سبب چرخش دائمی موتور میشه . 

 

 

اما موتور های براشد چه مشکلی داشتند که جای خودشون رو به متور های براشلس دادند ؟

 

همونطور که گفتیم موتور های براشد چون سیم پیچ در روتور در حال چرخش هست به جاروبک و کموتاتور احتیاج دارند تا جریان الکتریکی به سیم پیچ برسه و همین سبب میشه که اصطکاک شدیدی به وجود بیاد و علاوه بر سروصدای زیاد سبب سایش جایروبک شده و سایده شدن موجب برقرار نشدن صحیح اتصال شوند همچنین به دلیل نقص در اتصال ثابت موجب ایجاد نویز بر روی خط تغذیه خواهد شد . این موتور ها بسته به کیفیت ساخت بعد از یک مدت زمان کارکرد حتما احتیاج به سرویس کاری خواهند داشت .

 

 

سرانجام در سال 1855 فردی باهوش به نام ارنست ورنر فون که یکی از مخترعین بزرگ آلمان است ایده ای در ذهن خود را به مرحله عمل میرساند :

 

 

 

موتوری با سیم پیچ ثابت و اهنربای چرخان !

 

با این ایده دیگر قسمت متحرک موتور احتیاجی به تغذیه نخواهد داشت و به طبع احتیاجی به جاروبک و کموتاتور نخوهد بود و از شر نویر و سروصدا و اصطکاک و استهلاک خلاص خواهیم شد .

 

 

 

اما موترو های براشلسی که امروز همه جا حضور دارند و همین حالا در هارد دیسک کامپیوتر شما با 7200 دور در دقیقه دوران میکنه و آخ نمیگه چگونه کار میکنه ؟

 

در ساده ترین نوع موتور های براشلس از چها سیم پیچ ثابت با زاویه 90 درجه در بین تشکیل شده است . همونطور که گفتیم اساس کار متور های الکترو مغناطیس دفع و جذب قطب های غیر همنام و همنام بود که در موتور های براشد این قضیه با توجه به چند تیکه بودن کموتاتور با چرخش اولیه برای همیشه صورت میگرفت و یک سیکل همیشگلی رو پدید می آورد .

 

اما در موتور های براشلس که جاروبک و کموتاتور نیست پس چگونه قطب ها در لحظه مناسب تغییر میکنند و سبب چرخش میشوند ؟

 

حقه عمل در این موتور ها سنسور اثر هال است که به استاتور متصل است :

 

 

این سنسور قادر به تشخیص قطب شما یا جنوب آهنربای چرخان در کنار خود خواهد بود .

 

برای تشریح کار کرد این متور ها بیاید با یک نمونه ساده که از دو قطب جنوب تشکیل شده شروع کنیم :

 

 

 

همونطور که مشاهده میکنید هنگامی که قطب آبی (جنوب) در مقابل سنسور قرار میگیرد درایور جریان سیم پیچ را خاموش میکند و اگر این کارو نکنه هر دوقطب شمال و جنوب در مقابل همدیگه قرار میگیرند و موتور می ایسته . هنگامی که قطب آبی (جنوب) از مقابل سنسور عبور میکنه جریان سیم پیچ وصل شده و بخش فلزی بدون قطب رو جذب میکنه  و این سیکل تکرار میکنه .

 

 

اگر شما سیگنال خروجی از سنسور رو به یک اسیلوسکوپ متصل نمایید خواهید دید که در هر بار چرخش کامل دو پالس از سنسور اثر حال ثبت خواهد شد .

(این همان پالسی هست که از سیم زرد فن هم خارج میشه و واسه شمارش دور فن هم استفاده میشه)

 

البته این یکل نمونه بود و موتور های براشلس واقعی حداقل باید دارای سه سیم پیچ باشند تا بدون مشکل کار کنند .

 

 

 

حالا بیایم باهم کارکرد یک موتور براشلس واقعی با 4 سیم پیچ و 4 آهن ربا رو تشریح کنیم :

 

 

 

در اطراف روتور 4 آهنربا با قطب های شمال-جنوب-شمال-جنوب همچنین 4 سیم پیچ وجود دارد , هر جفت کویل کنار هم با سیم پیچ معکوس پیچیده شده اند و قطب های ناهمنام به وجود می آورند .

 

 

 

 

 

موقعی که سنسور اثر حال دقیقا در میان دو قطب قرار گیرد چه اتفاقی خواهد افتاد ؟

 

 

در این هنگام سنسور اثر هال دقیقا نمیتواند تشخیص دهد که چه قطبی در روبه روی اون قرار گرافته . و ممکن است اشتباه تشخصیص . اگر اشتباه قطب را تشخیص دهد اتفاقی که خواهد افتاد این است که موتر در کمتر از یک هزارم ثانیه سعی خواهد کرد که به جهت اشتباه بچرخد اما با چرخش چند درجه ای سبب خواهد شد سنسور هال کار خود باز به درستی انجام دهد و چرخش به جهت صحیح باز خواهد گشت .

 

اما در کار های بسیار دقیق که کمترین استباهی میتواند دردسر ساز شود از دو سنسور استفاده میشود :

 

 

در این حالت حتی اگر سنسور اول نتواند قطب رو به درستی تشخیص دهد سنسور دوم به وضوح قادر به تشخیص قطب صحیح خواهد بود .

 

 

 

 

 

 

 

از حالا به بعد وقتی یه فن براشلس رو نگاه کنیم تعجب نخواهیم کرد چرا همچین مدار الکتریکی پشتش قرار داره  :D

 

 

امیدوارم استفاده برده باشید  :wub:

[maxel134 2370]

بسیار بسیار ....... جالب بود محمد جان. :wub:

[Gintama 311]

عالی بود,به این میگن پست درست و حسابی

[Bahman 4169]

خیلی عالی بود محمد جان ، من که همیشه از مطالب مفید و جالب شما در زمینه الکترونیک لذت میبرم  @};-

[Nsm1000 1708]

بسیار جالب آموزنده، امیدوارم بیشتر از این پستا ببینیم.

[M0I-I3N 330]

تشکر از مطلب بسیار عالی ...

انصافا یه + برای این پست کمه برا همین تو یه پست دیگه هم بهتون + دادم

[Uranium 1730]

تشکر

[hamed1715 386]

عالی بود عالی