מנועים מוברשים ללא מברשות: מתי ומדוע לבחור אחד על השני？

הצגת  מנועים מוברשים וחסרי מברשות

1. בחיים האמיתיים שלנו, מערכות בקרת תנועה רבות יוחלו על מנועי DC. בהשוואה למנועי AC, אנשים יחשבו כי קל יותר לשלוט על מנועי DC, ולכן כאשר הם מיושמים כדי לשלוט על מומנט, מהירות או מיקום, אנשים רבים לרוב יהיו מוכנים יותר לבחור מנוע DC.

2. מנועי DC מחולקים גם לשני הסוגים הבאים: מנועים ללא מברשות ומנועים מוברשים. ניתן לראות גם את ההבדל בין השניים מהשם. המנוע ללא מברשות משתמש בעקרון הבקרה האלקטרוני כדי להחליף את פונקציית המסירה המכנית המקורית. במנוע המוברש DC יש מברשות, שיכולות להיות

3. נשלט על ידי המנוע כדי לשנות את הכיוון.

ביישומים רבים ניתן להשתמש במנועי DC מוברשים או ללא מברשות. תפקידם מבוסס על אותו עיקרון של משיכה ודחייה בין סלילים למגנטים קבועים. לשניהם יתרונות וחסרונות, ותוכלו לבחור אחד על השני בהתאם לדרישות היישום שלכם.

המנוע ללא מברשות הוא מנוע המבוסס על טכנולוגיית הקומוטציה האלקטרונית. בהשוואה למנוע DC המסורתי שלנו, חייו ויעילותו משופרים. נכון לעכשיו, מנועים ללא מברשות משמשים גם יותר ויותר שדות על פי המאפיינים שלהם. המנועים חסרי המברשות שלנו זמינים בדגמים שונים ：NEMA17-42 × 42 מ'מ מנוע ללא מברשת、NEMA23-57 × 57 מ'מ מנוע ללא מברשת、NEMA24-60 × 60 מ'מ מנוע ללא מברשת、NEMA31-80 × 80 מ'מ מנוע ללא מברשת、NEMA34-86 × 86 מ'מ מנוע ללא מברשת、NEMA45-110 × 110 מ'מ מנוע ללא מברשת וְכֵן הָלְאָה.

מנועים מוברשים וחסרי מברשות: יתרונות וחסרונות

מאמר זה יביא כמה סיכומים פשוטים כדי לתת לך מושג בסיסי אם לבחור מנוע ללא מברשות או מנוע מוברש ביישום. הטבלה הבאה מסכמת את היתרונות והחסרונות העיקריים של שני המנועים. המידע מיועד להתייחסות בלבד:

	מנוע מוברש	מנוע ללא מברשות
מֶשֶׁך הָחַיִים	קצר (מברשות נשחקות)	ארוך (אין מברשות ללבוש)
מהירות ותאוצה	בֵּינוֹנִי	גָבוֹהַ
יְעִילוּת	בֵּינוֹנִי	גָבוֹהַ
רעש חשמלי	רועש (קשת בוש)	שֶׁקֶט
רעש אקוסטי ומומנט אדווה	יָרוּד	בינוני (טרפז) או טוב (סינוס)
עֲלוּת	הנמוך ביותר	בינוני (אלקטרוניקה נוספת)
	מנוע מוברש	מנוע ללא מברשות
מֶשֶׁך הָחַיִים	קצר (מברשות נשחקות)	ארוך (אין מברשות ללבוש)
מהירות ותאוצה	בֵּינוֹנִי	גָבוֹהַ
יְעִילוּת	בֵּינוֹנִי	גָבוֹהַ
רעש חשמלי	רועש (קשת בוש)	שֶׁקֶט
רעש אקוסטי ומומנט אדווה	יָרוּד	בינוני (טרפז) או טוב (סינוס)
עֲלוּת	הנמוך ביותר	בינוני (אלקטרוניקה נוספת)

1. חיים

כאמור, אחד החסרונות של מנועים מוברשים הוא שיש בלאי מכני של המברשות והקומוטטור. מברשות פחמן בפרט הן הקרבה, ובמנועים רבים הם נועדו להחליף מדי פעם כחלק מתוכנית תחזוקה. הנחושת הרכה של הקומוטטור נשחקת לאט לאט על ידי המברשות, ובסופו של דבר מגיעה לנקודה בה המנוע כבר לא יפעל. מכיוון שלמנועים ללא מברשות אין קשרים נעים, הם אינם סובלים מבלאי זה.

2. מהירות ותאוצה

מנועים מוברשים מהירות סיבוב יכולה להיות מוגבלת על ידי המברשות והקומוטטור, כמו גם על מסת הרוטור. במהירויות גבוהות מאוד, המברשת למגע הקומוטטור עלולה להיות לא תקינה, וקשת המברשת עולה. מרבית המנועים המוברשים משתמשים גם בליבת ברזל למינציה ברוטור, מה שמעניק להם אינרציה סיבובית גדולה. זה מגביל את שיעורי ההאצה וההאטה של המנוע. אפשר לבנות מנוע ללא מברשות עם מגנטים אדמה נדירים מאוד על הרוטור, מה שממזער את האינרציה הסיבובית. כמובן שזה מגדיל את העלות.

3. רעש חשמלי

המברשות והקומוטטור יוצרים סוג של מתג חשמלי. כאשר המנוע מסתובב, המתגים נפתחים וסגורים, בעוד שזרם משמעותי זורם דרך פיתולי הרוטור, שהם אינדוקטיביים. התוצאה היא קשתות במגעים. זה מייצר כמות גדולה של רעש חשמלי, שיכולים להתחבר למעגלים רגישים. ניתן להקל מעט על ידי התלהבות על ידי הוספת קבלים או סניפי RC על פני המברשות, אך המיתוג המיידי של הקומוטטור מייצר תמיד רעש חשמלי.

4 רעש אקוסטי

מנועים מוברשים הם 'מיתוג קשה ' - כלומר, זרם מועבר בפתאומיות מתפתל אחד למשנהו. המומנט שנוצר משתנה מעל סיבוב הרוטור כאשר הפיתולים מופעלים וכיבוי. עם מנוע ללא מברשות, ניתן לשלוט בזרמים המתפתלים באופן שמעביר בהדרגה זרם מאחד המתפתל למשנהו. זה מוריד את אדווה המומנט, המהווה פעימות מכניות של אנרגיה לרוטור. אדווה מומנט גורמת לרטט ורעש מכני, במיוחד במהירויות רוטור נמוכות.

5. עלות

מכיוון שמנועים ללא מברשות דורשים אלקטרוניקה מתוחכמת יותר, העלות הכוללת של כונן ללא מברשות גבוהה מזו של מנוע מברשת. אף על פי שמנוע ללא מברשות פשוט לייצור מאשר מנוע מוברש, מכיוון שהוא חסר מברשות וקומוטטור, טכנולוגיית מנוע מוברשת בוגרת מאוד ועלויות הייצור נמוכות. זה משתנה ככל שמנועים ללא מברשות הופכים פופולריים יותר, במיוחד ביישומים בעלי נפח גבוה כמו מנועי רכב. כמו כן, עלות האלקטרוניקה, כמו בקרי מיקרו, ממשיכה לרדת, מה שהופך את המנועים ללא מברשות לאטרקטיביים יותר.

סרטון המוצר שלנו

תַקצִיר

בגלל שיקולי עלות וביצועים, כולם יבחרו במנועים ללא מברשות, מה שהוביל ליישום של מנועים ללא מברשות בתחומים רבים. כמובן, מנועים מוברשים משמשים גם במקומות מסוימים.

ניתן ללמוד הרבה על ידי התבוננות באימוץ מנועים ללא מברשות ברכב. נכון לשנת 2020, מרבית המנועים הפועלים בזמן שהמכונית פועלת, כמו משאבות ומאווררים, עברו מבורשות למנועים ללא מברשות כדי לשפר את האמינות. העלות הנוספת של המנוע והאלקטרוניקה יותר מאשר מפצה על שיעור כשל השדה הנמוך יותר ודרישות התחזוקה המופחתות.

מצד שני, מנועים הפועלים לעיתים רחוקות - למשל, אלה שמעבירים מושבי כוח וחלונות חשמל - הם עדיין ברובם מנועים מוברשים. הסיבה היא שזמן הריצה הכולל של המכונית לאורך חייה הוא קטן מאוד והסיכוי שהמנוע ייכשל לאורך חיי המכונית הוא קטן מאוד.

כאשר עלות המנועים ללא מברשות והאלקטרוניקה הנלווית שלהם ממשיכה לרדת, מנועים ללא מברשות מוצאים את דרכם ליישומים המסורתיים על ידי מנועים מוברשים. לקיחת הדוגמה לרכב שוב, מנועי התאמת מושבים בכרטיסים מתקדמים השתמשו במנועים ללא מברשות מכיוון שהם מייצרים פחות רעש.