Fırçasız DC Motor Hakkında Her Şeyi Bilmenizi Sağlayan Bir Makale
● Fırçasız DC Motor Nedir?
Fırçasız DC motor (BLDC Motor: Brushless Direct Current Motor), dönüşü kalıcı mıknatıslar ve elektromıknatıslar arasındaki itme ve çekme kuvvetleriyle sağlanan 3 fazlı bir motordur. Doğru akım (DC) gücü kullanan senkron bir motordur. Bu motor tipi, birçok uygulamada DC motor yerine fırçalar kullandığı için genellikle "fırçasız DC motor" olarak adlandırılır (fırçalı DC motor veya komütatör motor). Fırçasız DC motor, esasen DC güç girişini kullanan ve bunu konum geri beslemeli üç fazlı bir AC güç kaynağına dönüştürmek için bir invertör kullanan kalıcı mıknatıslı senkron bir motordur.
Fırçasız DC motor, Hall etkisine dayalı bir motordur. Bir rotor, bir stator, bir sabit mıknatıs ve bir tahrik motoru kontrol cihazından oluşur. Fırçasız DC motorun rotoru, rotor şaftına bağlı birden fazla çelik çekirdek ve birden fazla sargıdan oluşur. Rotor döndüğünde, kontrol cihazı akım sensörü aracılığıyla rotor konumunu algılar ve ardından stator sargısındaki akımın yönünü ve şiddetini kontrol ederek iyi bir tork elde eder.
Fırça fonksiyonunu kontrol eden ve sağlanan DC gücünü AC gücüne dönüştüren elektronik bir sürücü kontrolörüyle birlikte, bir BLDC motorun performansı, sınırlı bir kullanım ömrüne sahip olan fırçalara ihtiyaç duymayan fırçalı bir DC motorun performansına benzerdir. Bu nedenle BLDC motorlar, fırçalı mekanik komütasyonlu motorlardan ayırt edilmeleri için EC motorlar (elektronik komütasyonlu) olarak da adlandırılır.
● Yaygın Motor Tipi
Motorlar, güç kaynağı türlerine (AC veya DC) ve dönüş üretme yöntemlerine göre aşağıdaki tiplere ayrılır. Aşağıda, her tipin özelliklerini ve kullanım alanlarını kısaca açıklıyoruz.
| Yaygın Motor Tipi | |||
| DC Motor | Fırçalı DC Motor | ||
| Fırçasız DC Motor | |||
| Adım Motoru | |||
| AC Motor | Endüksiyon Motoru | ||
| Senkron motor | |||
Fırçalı DC motor, bir fırça düzeneği içeren ve DC elektrik enerjisini mekanik enerjiye (DC motor) veya mekanik enerjiyi DC elektrik enerjisine (DC jeneratör) dönüştüren dönen bir elektrik makinesidir. Fırçasız DC motorlardan farklı olarak, fırça düzenekleri DC voltaj ve DC akım sağlamak veya çıkarmak için kullanılır. DC fırçalı motor, tüm motorların temelini oluşturur. Hızlı kalkış, zamanında frenleme, geniş bir aralıkta sorunsuz hız regülasyonu ve nispeten basit bir kontrol devresi özelliklerine sahiptir. Ancak bir dezavantajı, fırçaların ve komütatörün sürekli temas nedeniyle nispeten çabuk aşınması ve sık sık değişim ve periyodik bakım gerektirmesidir.
Adım motoru, elektrik darbelerini doğrudan mekanik harekete dönüştüren elektromekanik bir cihazdır. Motor bobinine uygulanan elektrik darbelerinin sırası, frekansı ve miktarı kontrol edilerek, adım motorunun direksiyonu, hızı ve dönüş açısı kontrol edilebilir. Konum algılamalı kapalı devre geri beslemeli bir kontrol sistemi kullanılmadan, bir adım motoru ve ona uygun sürücüden oluşan, basit kontrollü ve düşük maliyetli bir açık devre kontrol sistemi kullanılarak hassas konum ve hız kontrolü sağlanabilir.
Asenkron motor veya endüksiyon motoru, rotordaki tork üreten akımın, stator sargılarının manyetik alanının elektromanyetik indüksiyonuyla elde edildiği bir AC motordur. Bu nedenle, asenkron motorlar rotora elektrik bağlantısı gerektirmez.
Senkron motorlarda dönüş, besleme akımının frekansıyla senkronize edilir. Bu motorlar genellikle mikrodalga fırınlardaki döner tepsileri çalıştırmak için kullanılır; motor ünitesindeki redüksiyon dişlileri, yiyecekleri ısıtmak için uygun dönüş hızını elde etmek için kullanılabilir. Asenkron motorlarda ise dönüş hızı frekansla değişir. Ancak hareketler senkronize değildir. Geçmişte bu motorlar genellikle elektrikli vantilatörlerde ve çamaşır makinelerinde kullanılırdı.
● Fırçasız DC Motor Mekanizması
Fırçasız motorlar çalışmak için iki temel bileşene güvenir: kalıcı mıknatısları tutan bir rotor ve akım geçtiğinde elektromıknatıslara dönüşen bakır bobinleri tutan bir stator.
Fırçasız motorlar, içten rotorlu (içten rotorlu) ve dıştan rotorlu (dıştan rotorlu) olmak üzere iki tipe ayrılır. İçten rotorlu motorun statoru dışarıda bulunur ve rotor içten dönerken, dıştan rotorlu motorun rotoru statorun dışında döner. Stator bobinlerine akım verildiğinde, elektromıknatısa dönüşür ve kuzey ve güney kutuplarını oluşturur. Elektromıknatısın polaritesi, baktığı kalıcı mıknatısın polaritesiyle eşleştiğinde, benzer kutupları birbirini iter ve rotor döner. Akım bu konfigürasyonda tutulursa, rotor kısa bir süre döner ve zıt elektromıknatıslar ve kalıcı mıknatıslar hizalandıktan sonra durur. Bu nedenle, akım üç fazlı bir sinyal şeklinde geçer ve elektromıknatısın polaritesini sürekli değiştirerek rotorun dönmesini sağlar.
Motorun dönme hızı, üç fazlı sinyalin frekansına eşittir, bu nedenle motorun daha hızlı dönmesini istiyorsanız, sinyalin frekansını artırabilirsiniz. Uzaktan kumandalı bir araçta, gaz kelebeğini artırarak hızı artırmak, kontrol cihazına anahtarlama frekansını artırmasını söylemekle eşdeğerdir.
● Fırçasız DC Motor Nasıl Çalışır?
Fırçasız DC motor, kalıcı mıknatıslı senkron motor olarak da bilinir, yüksek verimlilik, küçük boyut, düşük gürültü ve uzun ömür özelliklerine sahip bir elektrik motoru türüdür. Endüstriyel üretimde ve kişisel tüketim ürünlerinde yaygın olarak kullanılır.
Fırçasız DC motorun çalışma prensibi, elektrik ve manyetizmanın etkileşimine dayanır. Kalıcı mıknatıslar, bir rotor statoru, bir elektronik hız kontrol cihazı vb. bileşenlerden oluşur. Kalıcı mıknatıslar, fırçasız DC motorun ana manyetik alan kaynağıdır ve genellikle nadir toprak kalıcı mıknatısları kullanılır. Enerji verildiğinde, kalıcı mıknatıslar, motor içindeki akımla etkileşime girerek bir rotor manyetik alanı oluşturan sabit bir manyetik alan üretir.
Rotor, fırçasız DC motorun dönen kısmıdır ve birden fazla kalıcı mıknatıstan oluşur. Rotorun manyetik alanı, statorun manyetik alanından etkilenerek dönmesini sağlar. Stator, fırçasız DC motorun sabit kısmı olup bakır bobinler, demir çekirdekler vb. bileşenlerden oluşur. Akım stator bobinlerinden geçtiğinde değişken bir manyetik alan oluşur. Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, rotor, statorun manyetik alanından etkilenerek dönme torku üretir.
Elektronik hız kontrol cihazı, motorun çalışma durumunu kontrol eder ve elektronik hız kontrol cihazının akımını kontrol ederek motorun hızını kontrol eder. Elektronik hız kontrol cihazı, darbe genişliği, voltaj ve akım gibi parametreleri ayarlayarak motoru kontrol edebilir.
Motor çalışırken, stator ve rotordan akım geçer ve bu akım, kalıcı mıknatısların manyetik kuvvetiyle etkileşime giren bir elektromanyetik kuvvet oluşturur. Motor, elektronik hız kontrol cihazının talimatlarına göre döner ve mekanik iş üreterek, tahrik edilen ekipman veya makinenin çalışmasını sağlar.
Kısaca, fırçasız DC motorun çalışma prensibi, dönen kalıcı mıknatıs ile stator bobini arasında elektriksel ve manyetik etkileşimi kullanarak dönme torku üretmek, böylece motoru döndürmek ve elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürerek iş amacına ulaşmaktır.
● Fırçasız DC Motorun Kontrolü
Bir BLDC motorunun dönmesi için, bobinlerdeki akımın yönü ve zamanlaması kontrol edilmelidir. Aşağıdaki şekil, bir BLDC motorun statorunu (bobinler) ve rotorunu (kalıcı mıknatıslar) göstermektedir. 120º aralıklarla üç U, V, W bobini. Fazlar ve bobin akımları kontrol edilerek tahrik edilir. Akım, U fazından, V fazından ve ardından W fazından geçer. Dönme, manyetik akının sürekli olarak değiştirilmesiyle sağlanır ve bu da kalıcı mıknatısın bobin tarafından oluşturulan dönen manyetik alanı sürekli olarak takip etmesini sağlar. Başka bir deyişle, U, V ve W'nin enerjilenmesi sürekli olarak değiştirilmelidir, böylece ortaya çıkan akı hareket etmeye devam eder ve rotor mıknatıslarını sürekli çeken dönen bir manyetik alan oluşur.
Şu anda üç ana akım fırçasız motor kontrol yöntemi bulunmaktadır:
1. Trapezoidal dalga kontrolü
Trapezoidal dalga kontrolü, 120° kontrol, 6 kademeli komütasyon kontrolü olarak da bilinir ve en basit fırçasız DC (BLDC) motor kontrol yöntemlerinden biridir. Motor fazlarına kare dalga akımları uygulanarak, BLDC motorun trapezoidal ters EMF eğrisiyle hizalanarak optimum tork üretimi sağlar. BLDC merdiven kontrolü, beyaz eşya, soğutma kompresörleri, HVAC fanları, kondansatörler, endüstriyel sürücüler, pompalar ve robotik gibi çok çeşitli uygulamalar için motor kontrol sistemi tasarımlarının hayata geçirilmesi için idealdir.
Kare dalga kontrol yönteminin avantajları; basit kontrol algoritması ve düşük donanım maliyeti olup, sıradan performansa sahip bir kontrolcü kullanılarak daha yüksek motor hızı elde edilebilmektedir.
Dezavantajları arasında büyük tork dalgalanmaları, belirli miktarda akım gürültüsü ve verimin maksimum değere ulaşamaması yer alır. Trapezoidal dalga kontrolü, motorun dönüş performansının yüksek olmadığı durumlar için uygundur. Trapezoidal dalga kontrolü, motor rotorunun konumunu elde etmek için bir Hall sensörü veya endüktif olmayan bir tahmin algoritması kullanır ve ardından rotor konumuna bağlı olarak 360°'lik bir elektrik döngüsü içinde 6 komütasyon (her 60°'de bir komütasyon) gerçekleştirir.
Motor her komütasyon pozisyonunda belirli bir yönde kuvvet çıkışı verdiğinden trapez dalga kontrolünün pozisyon doğruluğunun elektriksel olarak 60° olduğu söylenebilir.
Bu kontrol yönteminde motorun faz akımı dalga formu trapezoidal dalgaya yakın olduğundan buna trapezoidal dalga kontrolü denir.
2. Sinüs dalgası kontrolü
Sinüs dalgası kontrol yöntemi, 3 fazlı sinüs dalgası gerilimi üreten SVPWM dalgasını kullanır ve buna karşılık gelen akım da sinüs dalgası akımıdır.
Bu yöntemde kare dalga kontrol komütasyonu kavramı yoktur veya bir elektriksel çevrim içerisinde sonsuz sayıda komütasyonun gerçekleştirildiği kabul edilir.
Açıkçası, kare dalga kontrolüyle karşılaştırıldığında, sinüs dalgası kontrolü daha düşük tork dalgalanmalarına ve daha az akım harmoniğine sahiptir ve kontrol daha "hassas" hissettirir. Ancak, kontrolörün performans gereksinimleri kare dalga kontrolüne göre biraz daha yüksektir ve motor verimliliği maksimum değere ulaşamaz.
3. Saha Odaklı Kontrol (FOC)
FOC (Alan Yönelimli Kontrol), vektör kontrolü (VC, Vector Control) olarak da bilinir ve günümüzde fırçasız doğru akım motorlarının (BLDC) ve kalıcı mıknatıslı senkron motorların (PMSM) verimli kontrolü için en iyi yöntemlerden biridir.
Sinüs dalga kontrolü gerilim vektörünün kontrolünü ve dolaylı olarak akım büyüklüğünün kontrolünü gerçekleştirir, ancak akımın yönünü kontrol edemez.
.png)
FOC kontrol yöntemi, akım vektörünün, yani motor stator manyetik alanının vektör kontrolünü gerçekleştiren sinüs dalgası kontrolünün geliştirilmiş bir versiyonu olarak düşünülebilir.
Motorun stator manyetik alanının yönü kontrol edildiğinden, motorun stator manyetik alanı ile rotor manyetik alanı her zaman 90°'de tutulabilir ve belirli bir akım altında maksimum tork çıkışı elde edilebilir.
4. Sensörsüz Kontrol
Sensörler aracılığıyla geleneksel motor kontrolünün aksine, sensörsüz kontrol, motoru sensör (yani Hall sensörleri, enkoderler) olmadan çalıştırabilir. Bu yöntem, rotor konumunu belirlemek için motorun akım ve voltaj bilgilerini kullanır. Motor hızı daha sonra rotor konumundaki değişiklikten türetilir ve bu bilgi motorun hızını kontrol etmek için kullanılır.
Sensörsüz kontrolün avantajı, sensör gerektirmemesi, zorlu çalışma koşullarında güvenilir bir şekilde çalışabilmesi, düşük maliyetli olması, yalnızca 3 pin gerektirmesi ve küçük boyutlu olmasıdır. Aynı zamanda, hasar görebilecek Hall'ler olmadığı için ömrü ve güvenilirliği daha uzundur. Ancak dezavantajı da açıktır: Sorunsuz bir şekilde çalışmaz. Çünkü düşük hızda veya rotor hareketsizken, geri elektromotor kuvveti çok küçüktür ve sıfır geçiş noktası tespit edilemez.
● DC Fırçalı ve Fırçasız Motorlar
● DC Fırçalı ve Fırçasız Motorlar Arasındaki Benzerlikler
Fırçasız DC motor ve fırçalı DC motorların bazı ortak özellikleri ve çalışma prensipleri vardır:
1. Fırçasız DC motor ve fırçalı DC motorlar yapı olarak benzerdir ve her ikisi de bir stator ve bir rotor içerir. Stator bir manyetik alan üretir ve rotor, statorun manyetik alanıyla etkileşime girerek tork üretir ve böylece elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür.
2. Her iki motor türü de elektrik enerjisi sağlamak için DC güç kaynağına ihtiyaç duyar. Fırçasız DC motor veya fırçalı DC motor olsun, çalışma prensipleri doğru akıma dayanır.
3. Hem fırçasız DC motorlar hem de fırçalı DC motorlar, giriş voltajını veya akımını değiştirerek hız ve torku kontrol edebilir. Bu sayede farklı uygulama senaryoları için ayarlanabilir ve kontrol edilebilir hale gelirler.
● DC Fırçalı ve Fırçasız Motorlar Arasındaki Farklar
Fırçasız ve fırçalı DC motorlar bazı ortak özelliklere sahip olsalar da performans ve avantajlar açısından bazı belirgin farklılıklara sahiptirler.
Adından da anlaşılacağı gibi, fırçalı DC motorlar, motorun dönüş yönünü değiştiren fırçalara sahiptir. Fırçasız motorlar ise mekanik komütasyon işlevini elektronik kontrolle değiştirir.
● Fırçasız DC Motor Tipi
● STEPPERONLINE BLDC Motor Tipi
STEPPERONLINE tarafından satılan çok sayıda fırçasız DC motor türü bulunmaktadır ve farklı tipteki adım motorlarının özelliklerini ve kullanımlarını anlamak, sizin için en iyi tipin hangisi olduğuna karar vermenize yardımcı olacaktır.
1. Standart BLDC Motor (İç Rotor)
STEPPERONLONE, NEMA 17, 23 gövde ve metrik ölçülerde 36 mm - 80 mm standart fırçasız motorlar tedarik etmektedir. Motorlar (içten rotorlu), 13 - 1100 W güç aralığına ve 2000 - 6000 dev/dak hız aralığına sahip 3 fazlı 12 V/24 V/36 V düşük voltajlı ve 310 V yüksek voltajlı elektrik motorlarını içermektedir. Entegre Hall sensörleri, hassas konum ve hız geri bildirimi gerektiren uygulamalarda kullanılabilir. Standart seçenekler mükemmel güvenilirlik ve yüksek performans sunarken, motorlarımızın çoğu farklı voltajlar, güçler, hızlar vb. ile çalışacak şekilde özelleştirilebilir. Özelleştirilmiş şaft tipi/uzunluğu ve montaj flanşları talep üzerine mevcuttur.
Fırçasız DC dişli motor, dahili bir dişli kutusuna (örneğin planet dişli kutusu) sahip bir motordur. Dişliler, motorun tahrik miline bağlıdır. Bu resim, dişli kutusunun motor gövdesine nasıl yerleştirildiğini göstermektedir.
Redüktörler, fırçasız DC motorun hızını düşürürken çıkış torkunu (tork) artırmaya yardımcı olur. Fırçasız DC motorlar genellikle 2000 ila 3000 dev/dak hızlarında çalıştırılır ve bu hızlarda mükemmel verimlilik elde ederler. Örneğin, motor 20:1 aktarım oranına sahip bir redüktörle birleştirilirse, bu hız 100 ila 150 dev/dak'ya düşürülebilir ve tork 20 kat artırılabilir.
Ayrıca motor ve redüktörün tek bir gövdede birleştirilmesi, dişlisiz fırçasız DC motorların dış boyutlarını küçülterek, monte edildikleri makine alanının verimli kullanılmasına yardımcı olur.
Yeni teknoloji, daha güçlü kablosuz dış mekan elektrikli ekipman ve aletleri üretiyor. Elektrikli aletlere entegre edilen yeni bir motor türü de harici rotorlu fırçasız motor tasarımıdır.
Dış rotorlu BLDC motor veya dış rotorlu fırçasız motorlar, pürüzsüz ve düzgün bir dönüş sağlayan dış rotor tasarımına sahiptir. Bu motorlar, benzer boyutlardaki iç rotorlu tasarımlara göre daha yüksek tork üretebilir. Dış rotorlu motorların ürettiği daha yüksek atalet, onları daha düşük gürültü ve düşük hızlarda güvenilir performans gerektiren uygulamalar için ideal hale getirir.
Dış rotorlu motorlarda rotor motorun dışında, stator ise motorun içinde yer alır.
Dış rotorlu BLDC motorlar, iç rotorlu motorlardan daha kısadır ve uygun maliyetli bir çözüm sunar. Bu motorlarda, sargılar aracılığıyla iç stator etrafında dönen bir rotor gövdesine sabit mıknatıslar monte edilir. Dış rotorlu motorlar, rotorun daha yüksek ataleti nedeniyle iç rotorlu motorlara göre daha düşük tork dalgalanmasına sahiptir.
Entegre fırçasız motorlar, endüstriyel otomatik kontrol alanıyla iş birliği yapmak üzere geliştirilmiş mekatronik ürünlerdir. Bu motor, yüksek entegrasyon, küçük boyut, eksiksiz koruma, basit ve anlaşılır kablolama ve yüksek güvenilirlik gibi bir dizi avantaja sahip, yüksek performanslı, özel bir fırçasız DC motor sürücü çipi ile donatılmıştır. Bu seri, 100 ila 400 W arasında değişen çeşitli entegre motorlar içerir. Ayrıca, dahili sürücü, fırçasız motorun yüksek hızda, düşük titreşim, düşük gürültü, iyi stabilite ve yüksek güvenilirlikle çalışmasını sağlayan yeni PWM teknolojisi ile donatılmıştır. Entegre motorlar, ayrı motor ve sürücü bileşenlerine kıyasla kablolamayı azaltan ve maliyet tasarrufu sağlayan, yerden tasarruf sağlayan bir tasarım sunar.
● Fırçasız DC Motor Sürücüsü Nasıl Seçilir
1. Öncelikle uygun bir fırçasız motor seçmeniz gerekiyor.
Fırçasız bir motor seçerken, elektrik parametrelerine dikkat edin. Öncelikle, gerekli motor devir aralığı, tork, nominal voltaj ve nominal tork gibi elektriksel parametreleri belirlemeli ve bu parametrelere göre uygun fırçasız motoru seçmelisiniz. Genellikle, fırçasız motorun nominal devri 3000 RPM'dir ve çalışma devrinin 200 RPM'nin üzerinde olması önerilir. Uzun süre düşük bir devirde çalışmanız gerekiyorsa, devri düşürmek ve torku artırmak için bir dişli kutusu kullanmayı düşünebilirsiniz.
Mekanik boyutuna göre fırçasız bir motor seçin. Ekipmana uygun motor montaj boyutları, çıkış mili boyutları, genel boyutlar vb. dikkate alınarak uygun motoru seçin. Müşteri ihtiyaçlarına göre çeşitli boyutlarda fırçasız motorların özelleştirilmesini destekliyoruz.
2. Uygun fırçasız sürücüyü seçin.
Fırçasız motorun elektriksel parametrelerine uygun sürücüyü seçin. Sürücü seçerken, motor ve sürücü arasındaki uyumluluğu sağlamak için fırçasız motorun nominal güç ve voltajının sürücünün izin verdiği aralıkta olduğundan emin olun. Mevcut fırçasız sürücülerimiz, sırasıyla düşük voltajlı fırçasız motorlar ve yüksek voltajlı fırçasız motorlar için uygun olan düşük voltajlı sürücüler (12 - 60 VDC) ve yüksek voltajlı sürücüler (110/220 VAC) olarak ikiye ayrılabilir. Bu ikisinin karıştırılamayacağı unutulmamalıdır.
Fırçasız bir sürücü seçerken, sürücünün uygun bir ortamda çalışmasını sağlamak için sürücünün kurulum boyutu ve ısı dağılım koşulları dikkate alınmalıdır.
● Fırçasız DC Motorun Avantajları ve Dezavantajları
● Avantajlar
Fırçasız DC motorlar, diğer motor türleriyle karşılaştırıldığında küçük boyut, yüksek çıkış gücü, düşük titreşim, düşük gürültü ve uzun kullanım ömrü gibi avantajlara sahiptir. BLDC motorların avantajlarına daha yakından bakalım.
En büyük avantajlarından biri verimliliktir, çünkü bu motorlar maksimum dönme kuvvetini (tork) sürekli olarak kontrol edebilir. Buna karşılık, fırçalı motorlar maksimum torklarına yalnızca dönüş sırasında belirli noktalarda ulaşır. Fırçalı bir motorun fırçasız bir motorla aynı torku sağlayabilmesi için daha büyük mıknatıslar kullanılması gerekir. Bu nedenle, küçük BLDC motorlar bile önemli ölçüde güç sağlayabilir.
İlkiyle ilişkili ikinci büyük avantaj ise kontrol edilebilirliktir. Bir BLDC motor, tam olarak istenen tork ve hızı sağlamak için bir geri besleme mekanizması aracılığıyla kontrol edilebilir. Hassas kontrol ise enerji tüketimini ve ısı oluşumunu azaltır ve motor aküyle çalışıyorsa akü ömrünü uzatır.
Fırça içermedikleri için BLDC motorlar uzun hizmet ömrü ve düşük elektrik gürültüsü sunar. Fırçalı motorlarda, fırçalar ve komütatör sürekli hareket eden temastan dolayı aşınır ve temas noktasında kıvılcım oluşturabilir. Elektriksel gürültü, özellikle fırçaların komütatör boşluğundan geçtiği bölgede oluşan güçlü kıvılcımlardan kaynaklanır. Bu nedenle BLDC motorlar, elektrik gürültüsünden kaçınılması gereken uygulamalarda genellikle tercih edilir.
Fırçasız DC motorun ayrıca şu avantajları da vardır:
1. Endüksiyon motorlarına göre daha yüksek verimlilik ve güç yoğunluğu (aynı çıkış, hacim ve ağırlıkta yaklaşık %35 oranında azalma)2. Hassas bilyalı rulmanlar kullanılarak uzun kullanım ömrü ve sessiz çalışma
3. Doğrusal tork eğrisi sayesinde geniş hız aralığı ve tam motor çıkışı
4. Elektriksel parazit emisyonlarını azaltın
5. Adım motorlarıyla mekanik olarak değiştirilebilir, böylece inşaat maliyetleri azalır ve parça çeşitliliği artar
● Dezavantajları
Fırçasız motorlar daha gelişmiş elektronikler gerektirdiğinden, fırçasız bir sürücünün genel maliyeti, bir fırçalı motora göre daha yüksektir.
Motor kontrol modu bölümünde, FOC'nin manyetik alanın boyutunu ve yönünü hassas bir şekilde kontrol edebildiğini, böylece motor torkunun stabil, düşük gürültülü, yüksek verimli ve yüksek hızlı dinamik tepkili olduğunu belirtmiştik. Şu anda fırçasız DC motorların (BLDC) verimli kontrolü için en iyi seçenektir. Ancak dezavantajları arasında yüksek donanım maliyeti, kontrolör performansına yönelik yüksek gereksinimler ve motor parametrelerinin uyumlu olması gerekliliği yer alır.
Ancak dezavantajı da şudur ki, endüktif reaktans nedeniyle BLDC'de başlatma sırasında titreme yaşanacaktır ve bu da fırçalı motorların başlatılması kadar düzgün olmayacaktır.
Ayrıca fırçasız DC motorların onarımı ve bakımı için özel bilgi ve ekipmana ihtiyaç duyulmaktadır ve bu da ortalama kullanıcılar için daha az erişilebilir hale gelmektedir.
● Fırçasız DC Motorun Kullanımları ve Uygulamaları
Fırçasız DC motorlar (BLDC), uzun ömürleri, düşük gürültüleri ve yüksek torkları nedeniyle endüstriyel otomasyon, otomotiv, tıbbi ekipman, yapay zeka ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Aşağıda, BLDC'nin çeşitli endüstrilerdeki uygulamalarını ayrıntılı olarak ele alacağız.
1. Endüstriyel Otomasyon
Fırçasız DC motorlar, servo motorlar, CNC takım tezgahları, robotlar vb. gibi endüstriyel otomasyon alanında önemli bir rol oynar. Ayrıca, boyama, ürün montajı ve hatta kaynak gibi görevleri gerçekleştirmek için endüstriyel robotların hareketini kontrol etmek üzere aktüatör olarak da kullanılırlar. Bu cihazların çalıştırılması için yüksek hassasiyetli ve yüksek verimli motorlara ihtiyaç vardır ve fırçasız DC motorlar bu gereksinimleri tam olarak karşılayabilir.
2. Elektrikli Araçlar
Elektrikli araçlardaki tahrik motoru, fırçasız DC motorların bir diğer önemli uygulama alanıdır. Fırçasız DC motorlar, özellikle kontrol edilebilirlik gerektiren ve bileşenlerin sık kullanıldığı, dolayısıyla uzun ömürlü bileşenler gerektiren işlevsel değişimlerde öncü rol oynar. Hidrolik direksiyon sistemlerinden sonraki ana uygulama alanı klima kompresör motorlarıdır. Ayrıca, elektrikli araç (EV) çekiş motorları da fırçasız DC motorlar için umut vadeden bir alandır. Sistem sınırlı pil gücüyle çalıştığı için, motorların dar alanlara sığabilmeleri için verimli ve kompakt olmaları gerekir.
Elektrikli araçların güç sağlamak için verimli, güvenilir ve hafif motorlara ihtiyaç duyması nedeniyle fırçasız DC motorlar bu avantajlara sahiptir ve bu nedenle elektrikli araçların tahrik sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
3. Havacılık ve İHA'lar
Havacılık ve uzay alanında, fırçasız DC motorlar en yaygın kullanılan elektrik motorlarından biridir, çünkü bu alanlarda mükemmel performansları çok önemlidir. Modern havacılık ve uzay teknolojisinde, uçakların çeşitli yardımcı sistemleri güçlü ve verimli fırçasız DC motorlara dayanır. Uçak teknolojisinde ise fırçasız DC motorlar, uçuş yüzeyinin kontrolü ve kabindeki güç sistemlerinin (örneğin yakıt pompaları, hava basınç pompaları, güç besleme sistemleri, jeneratörler ve güç dağıtım ekipmanları) tahriki için kullanılır. Fırçasız DC motorların bu uygulamalardaki mükemmel performansı ve yüksek verimliliği, uçuş yüzeyinin esnek bir şekilde kontrol edilmesini ve uçağın stabilitesi ve güvenliğini sağlar.
Drone teknolojisinde, fırçasız DC motorlar, drone'ların parazit sistemleri, iletişim sistemleri ve kameralar gibi ekipmanları kontrol etmek için kullanılabilir. Fırçasız DC motorlar, yüksek çıkış gücü ve yüksek hızlı tepki süresiyle bu uygulamaların yüksek yük ve hızlı tepki sorunlarını çözerek, drone'ların güvenilirliğini ve performansını garanti altına alabilir.
4. Tıbbi Ekipman
Tıbbi ekipmanlarda da fırçasız DC motorlar yaygın olarak kullanılır; yapay kalpler, kan pompaları vb. Bu cihazlara güç sağlamak için yüksek hassasiyetli, güvenilir ve hafif motorlara ihtiyaç vardır ve fırçasız DC motor bu gereksinimleri karşılayabilir.
Yüksek verimli, düşük gürültülü ve uzun ömürlü bir motor türü olan fırçasız DC motor, tıbbi ekipman alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Tıbbi aspiratörler, infüzyon pompaları, ameliyathaneler vb. alanlardaki uygulamaları, ekipmanın daha kararlı, doğru ve güvenilir çalışmasını sağlamış ve tıbbi ekipman gelişimine önemli katkılarda bulunmuştur.
5. Akıllı Ev
Akıllı ev sistemlerinde sirkülasyon fanları, nemlendiriciler, nem gidericiler, oda spreyleri, ısıtma ve soğutma fanları, el kurutma makineleri, akıllı kapı kilitleri, elektrikli kapı ve pencereler vb. de fırçasız DC motor kullanır. Ev aletleri motorlarının endüksiyon motorlarından fırçasız DC motorlara ve kontrolörlerine geçişi, enerji tasarrufu, çevre koruma, akıllılık, düşük gürültü ve konfor gereksinimlerini daha iyi karşılayabilir.
Fırçasız DC motorlar uzun zamandır çamaşır makinelerinde, klima sistemlerinde, elektrikli süpürge makinelerinde ve diğer tüketici elektroniği cihazlarında kullanılmaktadır; son zamanlarda ise vantilatörlerde de kullanılmaya başlanmış olup, yüksek verimlilikleri elektrik tüketiminde önemli bir azalmaya katkıda bulunmuştur.
Sonuç olarak, fırçasız motorların pratik uygulamaları hayatın her yerinde karşımıza çıkar. Fırçasız DC Motorlar (BLDC), çeşitli sektörlerde çeşitli uygulamalara sahip verimli, dayanıklı ve çok yönlü cihazlardır. Yapıları, türleri ve uygulamaları, onları modern teknoloji ve otomasyonda önemli bir bileşen haline getirir.
