بدأ تاريخ المحركات مع اكتشاف الظواهر الكهرومغناطيسية في أوائل القرن التاسع عشر، وأصبحت تدريجياً أحد أهم الأنظمة الإلكترونية في العصر الصناعي. مع تطور التكنولوجيا، اخترع المهندسون والفنيون العديد من أنواع المحركات، بما في ذلك محركات التيار المباشر (DC)، والمحركات الحثية، والمحركات المتزامنة.
كنوع من المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم (PMSM)، تتمتع المحركات بدون فرش بتاريخ طويل. ومع ذلك، في الأيام الأولى، ونظرًا لصعوبة البدء وتغيير السرعة، لم يتم استخدامه على نطاق واسع باستثناء التطبيقات الصناعية ذات آليات التحكم باهظة الثمن. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، مع تحسين المغناطيس الدائم القوي وتعزيز وعي الناس بتوفير الطاقة، تطورت المحركات بدون فرش بسرعة في مختلف المجالات.
الفرق بين المحركات ذات التيار المستمر والمحركات بدون فرش
يتميز محرك DC المصقول (يشار إليه عادةً باسم محرك DC) بخصائص التحكم الجيد والكفاءة العالية والتصغير السهل. وهو النوع الأكثر استخدامًا من المحركات. بالمقارنة مع المحرك المصقول DC، فإن المحرك بدون فرش لا يتطلب فرشًا ومبدلات، لذلك فهو يتمتع بعمر خدمة طويل، وسهل الصيانة، وله ضوضاء تشغيل منخفضة. بالإضافة إلى ذلك، فهو لا يتمتع فقط بإمكانية التحكم العالية في محرك DC، ولكن لديه أيضًا درجة عالية من الحرية الهيكلية ومن السهل تضمينه في المعدات. بفضل هذه المزايا، توسع تطبيق المحركات بدون فرش تدريجيًا. في الوقت الحاضر، تم استخدامه على نطاق واسع في المعدات الصناعية، ومعدات التشغيل الآلي للمكاتب والأجهزة المنزلية.
ظروف عمل المحركات بدون فرش
عندما يعمل المحرك بدون فرش، يتم استخدام المغناطيس الدائم أولاً كعضو دوار (الجانب الدوار) ويتم استخدام الملف كعضو ثابت (الجانب الثابت). ثم تتحكم دائرة العاكس الخارجية في تحويل التيار إلى الملف وفقًا لدوران المحرك. يتم استخدام المحرك بدون فرش جنبًا إلى جنب مع دائرة العاكس التي تكتشف موضع الدوار وتقدم التيار إلى الملف وفقًا لموضع الدوار.
هناك ثلاث طرق رئيسية للكشف عن موضع الجزء الدوار: إحداهما هي الكشف عن التيار، وهو شرط ضروري للتحكم الموجه بالمجال المغناطيسي؛ والثاني هو اكتشاف مستشعر Hall، والذي يستخدم ثلاثة مستشعرات Hall للكشف عن موضع الدوار من خلال المجال المغناطيسي للدوار؛ والثالث هو اكتشاف الجهد المستحث، والذي يكتشف موضع الدوار من خلال تغيير الجهد المستحث الناتج عن دوران الدوار، وهو أحد طرق اكتشاف الموضع للمحرك الحثي.
هناك طريقتان أساسيتان للتحكم في المحركات بدون فرش. بالإضافة إلى ذلك، هناك بعض طرق التحكم التي تتطلب حسابات معقدة، مثل التحكم في المتجهات والتحكم الميداني الضعيف.
محرك موجة مربعة
وفقًا لزاوية دوران الدوار، يتم تبديل حالة التبديل لعنصر الطاقة في دائرة العاكس، ثم يتم تغيير الاتجاه الحالي لملف الجزء الثابت لتدوير الدوار.
محرك موجة جيبية
يتم تدوير العضو الدوار عن طريق اكتشاف زاوية دوران العضو الدوار، وتوليد تيار متناوب ثلاثي الطور مع تحول طور قدره 120 درجة في دائرة العاكس، ومن ثم تغيير اتجاه التيار وحجم ملف الجزء الثابت.
تُستخدم محركات DC بدون فرش حاليًا على نطاق واسع في مجالات مختلفة، بما في ذلك الأجهزة المنزلية وإلكترونيات السيارات والمعدات الصناعية والأتمتة المكتبية والروبوتات والإلكترونيات الاستهلاكية المحمولة. في المستقبل، مع التقدم المستمر لتكنولوجيا المحركات، سيكون لتطبيق محركات DC بدون فرش مساحة تطوير أوسع.
