مزايا محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة (BLDC)
محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة (BLDC) تتميز محركات التيار المتردد والتيار المستمر (BLDC) بسهولة التركيب، وموثوقية التشغيل، وسهولة الصيانة، نظرًا لعدم وجود مُبدِّل أو فرش أو حلقات انزلاق، مقارنةً بمحركات التيار المتردد والتيار المستمر التقليدية. وبالمقارنة مع محركات الحث القفصية السنجابية، يُظهر محرك BLDC بساطة تركيب وموثوقية مُماثلة. عند خرج طاقة أقل من 300 واط، يُظهر محرك BLDC كفاءة أعلى، أعلى بحوالي 10% إلى 20% من المحركات ذات المواصفات المُماثلة المُجهزة بمنظمات مُبدِّل. علاوة على ذلك، يتفوق محرك BLDC على محركات الحث من حيث الكفاءة.
حدود محرك الموجة المربعة
مع ذلك، يستخدم نظام BLDC عادةً محرك الموجة المربعة، معتمدًا على مستشعرات هول لتحديد موضع الدوار وتفعيل التبديل. على الرغم من بساطة هذا النهج وفعاليته من حيث التكلفة، واستخدامه على نطاق واسع في تطبيقات المركبات الكهربائية، إلا أن محرك الموجة المربعة يؤدي إلى ارتفاعات مفاجئة في التيار أثناء التبديل، مما ينتج عنه تموج كبير في عزم الدوران وانخفاض في أداء الضوضاء، مما يجعل توسيع نطاق تطبيقه على الأجهزة المنزلية أمرًا صعبًا. في المقابل، يمكن للمحرك الجيبي منع ارتفاعات التيار أثناء التبديل، مع انخفاض في أقصى عزم دوران، مما يوفر مزايا كبيرة في أداء الضوضاء.
إمكانات الدفع الجيبي
عادةً ما يتم التحكم في المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم (PMSM) باستخدام معالج الإشارة الرقمية (DSP)، وتتطلب مُشفِّرات بصرية لتحديد موضع الدوار بدقة، مما يُتيح تحكمًا عالي الدقة، حتى في أنظمة المؤازرة. مع ذلك، تأتي هذه الحلول بتكلفة أعلى، في حين أن الأجهزة المنزلية حساسة للغاية للسعر، وبعض التطبيقات تتطلب أداءً منخفضًا. لذلك، فإن الحل المُقترح، المتمثل في استخدام مولدات PWM مُدمجة مع متحكم دقيق 8 بت للدفع الجيبي، يحمل إمكانات سوقية كبيرة.
مبدأ عمل المحرك الجيبي
بشكل عام، يُظهر المجال المغناطيسي للفجوة الهوائية لمحرك تيار مستمر بدون فرش، يعمل بأشكال موجية جيبية، شكل موجة جيبية أو شكل موجة مجال كهرومغناطيسي مع مكونات عالية التوافقيات. يعتمد الجزء الثابت للمحرك عادةً على اللفات الموزعة، مما ينتج عنه قوة دافعة كهربائية جيبية خلفية. ثُبّتت ثلاثة مستشعرات هول على الجزء الثابت للمحرك، يُخرج كل منها إشارة انتقال كل زاوية كهربائية 60 درجة، وتعمل كإشارات بيانات متزامنة للموجة الجيبية، مما يضمن عدم تراكم الانحراف.
