موتور براش(موتور با جاروبک)

تعريف موتور براش( موتور با جاروبک )

قبل از خواندن مقاله تعريف موتور براش( موتور با جاروبک ) بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند از مقالات پایه و مقدماتی میباشند که برای مطالعه و یا پژوهش های دانش آموزان و دانشجویان به عنوان قدم اول در نظر گرفته شده اند.

موتور برس(براش)که به عنوان موتور با جاروبک نیز شناخته می شود، نوعی موتور الکتریکی است که از برس و یک کموتاتور برای انتقال نیروی الکتریکی به آرمیچر چرخان استفاده می کند. این موتور براش نامیده می شود زیرا از برس های کربنی برای برقراری تماس با کموتاتور استفاده می کند که به انتقال جریان الکتریکی به سیم پیچ های آرمیچر کمک می کند. برس ها و کموتاتور یک اتصال مکانیکی ایجاد می کنند که به موتور اجازه می دهد انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کند و در نتیجه حرکت چرخشی ایجاد کند. موتورهای براش معمولاً در کاربردهای مختلفی مانند ابزارهای برقی، لوازم خانگی و سیستم های خودرو استفاده می شوند.

موتور الکتریکی DC براش

یک موتور الکتریکی DC برس دار یک موتور الکتریکی با جابجایی داخلی است که برای راه اندازی از منبع برق جریان مستقیم و استفاده از برس الکتریکی برای تماس طراحی شده است.موتورهای برس شده اولین کاربرد تجاری مهم نیروی الکتریکی برای هدایت انرژی مکانیکی بودند و سیستم های توزیع DC برای بیش از 100 سال برای به کار انداختن موتورها در ساختمان های تجاری و صنعتی استفاده می شدند. سرعت موتورهای DC برس دار را می توان با تغییر ولتاژ کاری یا قدرت میدان مغناطیسی تغییر داد. بسته به اتصالات میدان به منبع تغذیه، ویژگی‌های سرعت و گشتاور یک موتور برس خورده را می‌توان تغییر داد تا سرعت ثابت یا سرعتی که متناسب با بار مکانیکی باشد، ایجاد شود. موتورهای برس خورده همچنان برای پیشرانه های الکتریکی، جرثقیل ها، ماشین های کاغذ و کارخانه های نورد فولاد استفاده می شوند. از آنجایی که برس‌ها فرسوده می‌شوند و نیاز به تعویض دارند، موتورهای DC بدون جاروبک که از دستگاه‌های الکترونیکی قدرت استفاده می‌کنند، موتورهای برس‌شده را از بسیاری از کاربردها جابه‌جا کرده‌اند.

موتور ساده دو قطبی DC

گرافیک زیر یک موتور DC ساده، دو قطبی، برس خورده را نشان می دهد.

یک موتور الکتریکی DC ساده. هنگامی که سیم پیچ تغذیه می شود، یک میدان مغناطیسی در اطراف آرمیچر ایجاد می شود. سمت چپ آرمیچر از آهنربای چپ دور شده و به سمت راست کشیده می شود و باعث چرخش می شود.

آرمیچر به چرخش خود ادامه می دهد.

وقتی آرمیچر به صورت افقی تراز می شود، گشتاور صفر می شود. در این مرحله، کموتاتور جهت جریان عبوری از سیم پیچ را معکوس می کند و میدان مغناطیسی را معکوس می کند

سپس این روند تکرار می شود.

الکتروموتورهای مینیاتوری در اندازه های مختلف

هنگامی که جریانی از سیم پیچ دور یک هسته آهنی نرم که در داخل یک میدان مغناطیسی خارجی قرار دارد می گذرد، طرف قطب مثبت با نیروی رو به بالا وارد می شود، در حالی که نیروی رو به پایین به طرف دیگر وارد می شود. طبق قانون دست چپ فلمینگ، نیروها باعث ایجاد یک اثر چرخشی بر روی سیم پیچ شده و باعث چرخش آن می شود. برای اینکه موتور در جهت ثابت بچرخد، کموتاتورهای “جریان مستقیم” جریان را در جهت معکوس هر نیم سیکل (در موتور دو قطبی) می کنند و در نتیجه باعث می شود که موتور در همان جهت به چرخش خود ادامه دهد.یک مشکل موتور نشان داده شده در بالا این است که وقتی صفحه سیم پیچ موازی با میدان مغناطیسی است – یعنی. هنگامی که قطب های روتور 90 درجه از قطب های استاتور فاصله دارند، گشتاور صفر است. در تصاویر بالا، این زمانی اتفاق می‌افتد که هسته سیم‌پیچ افقی باشد – موقعیتی که در تصویر دوم به آخرین سمت راست قرار است به آن برسد. موتور نمی تواند در این موقعیت راه اندازی شود. با این حال، هنگامی که شروع به کار کرد، به چرخش در این موقعیت با تکانه ادامه خواهد داد.یک مشکل دوم در مورد این طراحی ساده قطب وجود دارد. در موقعیت گشتاور صفر، هر دو برس کموتاتور هر دو صفحه کموتاتور را لمس می کنند (پل زدن) و در نتیجه یک اتصال کوتاه ایجاد می شود. سیم‌های برق از طریق صفحات کموتاتور به هم متصل می‌شوند و سیم‌پیچ نیز از طریق هر دو برس اتصال کوتاه می‌یابد (کویل دو بار، یک بار از طریق هر برس به طور مستقل، اتصال کوتاه می‌شود). توجه داشته باشید که این مشکل مستقل از مشکل عدم شروع بالا است. حتی اگر جریان بالایی در سیم پیچ در این موقعیت وجود داشته باشد، باز هم گشتاور صفر خواهد بود. مشکل اینجاست که این اتصال کوتاه بدون ایجاد هیچ حرکتی (و حتی هیچ جریان سیم پیچی) بیهوده برق مصرف می کند. با این حال، اگر یک موتور دو قطبی برای انجام کار واقعی با توان خروجی چند صد وات طراحی شده باشد، این اتصال کوتاه می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد کموتاتور، آسیب برس، و جوش بالقوه برس‌ها – در صورت فلزی بودن – به کموتاتور شود. برس های کربنی که اغلب استفاده می شوند، جوش نمی زنند. در هر صورت، شورت مانند این بسیار هدر می‌رود، باتری‌ها را به سرعت تخلیه می‌کند و حداقل نیاز به طراحی اجزای منبع تغذیه با استانداردهای بسیار بالاتر از آنچه که فقط برای راه‌اندازی موتور بدون اتصال کوتاه است، دارد.

داخل یک موتور DC بسیار کوچک که در یک اسباب بازی یافت می شود.

یک راه حل ساده این است که یک شکاف بین صفحات کموتاتور قرار دهید که از انتهای برس ها بازتر باشد. این محدوده گشتاور صفر موقعیت های زاویه ای را افزایش می دهد اما مشکل اتصال کوتاه را از بین می برد. اگر موتور توسط نیروی خارجی شروع به چرخش کند، به چرخش ادامه خواهد داد. با این اصلاح، می توان آن را به سادگی با توقف (توقف) آن در موقعیتی در محدوده زاویه گشتاور صفر (یعنی کموتاتور غیر تماسی) خاموش کرد. این طرح گاهی اوقات در موتورهای سرگرمی خانگی دیده می شود، به عنوان مثال. برای نمایشگاه های علمی و چنین طرح هایی را می توان در برخی از کتاب های پروژه علمی منتشر شده یافت. نقطه ضعف واضح این راه حل ساده این است که موتور اکنون دو بار در هر دور از یک قوس چرخش قابل توجه عبور می کند و گشتاور پالس می شود. این ممکن است برای فن های برقی یا برای حفظ چرخش چرخ طیار مفید باشد، اما کاربردهای زیادی وجود دارد، حتی در مواردی که راه اندازی و توقف لازم نیست، که برای آنها کاملاً ناکافی است، مانند اندن کاپستن یک نوار یا هر نمونه مشابهی که در آن افزایش سرعت و کاهش سرعت اغلب و سریع یک نیاز است. یکی دیگر از معایب این است که، از آنجایی که سیم پیچ ها مقداری از اندوکتانس خود را دارند، جریان جریان در آنها نمی تواند ناگهان متوقف شود.

جریان سعی می کند از شکاف باز بین بخش کموتاتور و برس بپرد و باعث ایجاد قوس می شود.حتی برای فن‌ها و فلایویل‌ها، نقاط ضعف واضحی که در این طراحی باقی مانده است – به ویژه اینکه از همه موقعیت‌ها به طور خودکار شروع نمی‌شود – آن را برای استفاده در کار غیرعملی می‌کند، به خصوص با توجه به جایگزین‌های بهتری که وجود دارد.

برخلاف موتور نمایشی بالا، موتورهای DC معمولاً با بیش از دو قطب طراحی می‌شوند، می‌توانند از هر موقعیتی شروع به کار کنند و هیچ موقعیتی ندارند که جریان بدون تولید نیروی الکتروموتور با عبور از مقداری سیم‌پیچ در آن جریان داشته باشد. بسیاری از موتورهای DC کوچک برس خورده معمولی که در اسباب‌بازی‌ها و لوازم مصرفی کوچک استفاده می‌شوند، ساده‌ترین موتورهای DC تولید انبوه، دارای آرمیچرهای سه‌قطبی هستند.

برس ها اکنون می توانند دو بخش کموتاتور مجاور را بدون ایجاد اتصال کوتاه پل کنند. این آرمیچرهای سه قطبی همچنین این مزیت را دارند که جریان برس ها یا از طریق دو سیم پیچ پشت سر هم یا فقط از یک سیم پیچ عبور می کند. با شروع جریان در یک سیم پیچ منفرد در نصف مقدار اسمی آن (در نتیجه عبور از دو سیم پیچ پشت سر هم)، به مقدار اسمی خود افزایش می یابد و سپس به نصف این مقدار کاهش می یابد. سپس توالی با جریان در جهت معکوس ادامه می یابد. این منجر به تقریب گام به گام نزدیکتر به جریان سیم پیچ سینوسی ایده آل می شود و گشتاور یکنواخت تری نسبت به موتور دو قطبی که در آن جریان در هر سیم پیچ به موج مربع نزدیکتر است تولید می کند. از آنجایی که تغییرات جریان نصف یک موتور دو قطبی قابل مقایسه است، در نتیجه ایجاد قوس در برس ها کمتر است.

اگر شفت یک موتور DC توسط یک نیروی خارجی بچرخد، موتور مانند یک ژنراتور عمل می کند و یک نیروی الکتریکی (EMF) تولید می کند. در حین کارکرد عادی، چرخش موتور ولتاژی تولید می کند که به عنوان ضد EMF (CEMF) یا EMF برگشتی شناخته می شود، زیرا با ولتاژ اعمال شده روی موتور مخالف است. EMF پشتی دلیلی است که به نظر نمی‌رسد موتور در حالت آزاد، مقاومت الکتریکی پایینی مانند سیم موجود در سیم پیچ آن نداشته باشد.

این همان EMF است که هنگام استفاده از موتور به عنوان ژنراتور تولید می شود (به عنوان مثال زمانی که یک بار الکتریکی مانند یک لامپ در سرتاسر پایانه های موتور قرار می گیرد و شفت موتور با یک گشتاور خارجی به حرکت در می آید). بنابراین، کل افت ولتاژ در یک موتور شامل افت ولتاژ CEMF و افت ولتاژ انگلی ناشی از مقاومت داخلی سیم‌پیچ‌های آرمیچر است. جریان عبوری از موتور با رابطه زیر بدست می آيد:

قدرت مکانیکی تولید شده توسط موتور به صورت زیر محاسبه می شود:

همانطور که یک موتور DC بدون بار می چرخد، یک نیروی الکتروموتور جریان به عقب ایجاد می کند که در برابر جریان اعمال شده به موتور مقاومت می کند. با افزایش سرعت چرخش، جریان عبوری از موتور کاهش می‌یابد و یک موتور با چرخش آزاد جریان بسیار کمی دارد. تنها زمانی که باری به موتور وارد می شود که روتور را کند می کند، جریان عبوری از موتور افزایش می یابد.

صفحه ی رفت و برگشت(جابجایی)

در دینام، صفحه ای که از مرکز نواحی تماس می گذرد، جایی که یک جفت برس، کموتاتور را لمس می کند و به موازات محور چرخش آرمیچر، صفحه کموتینگ نامیده می شود. در این نمودار، صفحه جابجایی فقط برای یکی از برس ها نشان داده شده است، با این فرض که برس دیگر با تقارن شعاعی در سمت دیگر کموتاتور، 180 درجه نسبت به برس نشان داده شده، تماس برقرار کرده است.

جبران انحنای میدان استاتور

در یک دینام واقعی، زمین هرگز کاملاً یکنواخت نیست. در عوض، همانطور که روتور می چرخد، اثرات میدانی را القا می کند که خطوط مغناطیسی استاتور غیر چرخنده بیرونی را می کشد و منحرف می کند.

مثال اغراق آمیز از نحوه انحنای میدان توسط روتور.

براده های آهنی میدان اعوجاج در سراسر روتور را نشان می دهد.

هر چه روتور سریعتر بچرخد، میزان انحنای میدان بیشتر می شود. از آنجایی که دینام با میدان روتور در زوایای قائم به میدان استاتور کارآمدترین کار را انجام می دهد، لازم است موقعیت براش را عقب انداخته یا به جلو برد تا میدان روتور در موقعیت صحیح قرار گیرد تا در زاویه قائم با میدان انحنا قرار گیرد.

در صورت عدم وجود اثرات انحنای میدان، موقعیت وسط صفحه جابجایی.

موقعیت واقعی صفحه ی جابجایی برای جبران خمیدگی میدان.

هنگامی که جهت چرخش معکوس شود، این اثرات میدانی معکوس می شوند. بنابراین ساخت یک دینام کموتاسیون برگشت پذیر کارآمد دشوار است، زیرا برای بالاترین قدرت میدان لازم است که برس ها را به سمت مخالف صفحه خنثی معمولی حرکت دهید.این اثر را می توان تا حدودی شبیه پیشروی زمان بندی در یک موتور احتراق داخلی در نظر گرفت. به طور کلی دینامی که برای کار با سرعت ثابت خاصی طراحی شده است، برس های آن به طور دائم ثابت می شود تا میدان را برای بالاترین بازده در آن سرعت تراز کند.ماشین‌های DC با استاتورهای زخمی(wounded stators)، انحنا را با سیم‌پیچ‌های میدان جابجایی و سیم‌پیچ‌های جبرانی جبران می‌کنند.

تغییرات طراحی موتور

موتورهای DC برس دار با روتورهای زخمی(wounded rotors) و استاتورهای زخمی(wounded stators) یا آهنربای دائمی ساخته می شوند.

استاتورهای زخمی

نحوه ی بستن موتور ها به طرق زیر است:

موتورهای آهنربایی دائمی

انواع مغناطیس دائمی دارای مزایای عملکردی نسبت به انواع جریان مستقیم، برانگیخته، سنکرون هستند و در کاربردهای اسب بخار کسری غالب شده اند. آنها کوچکتر، سبکتر، کارآمدتر و قابل اعتمادتر از سایر ماشینهای الکتریکی تک تغذیه هستند.در اصل همه موتورهای DC صنعتی بزرگ از آهنرباهای میدان زخمی یا روتور استفاده می کردند. آهنرباهای دائمی به طور سنتی فقط در موتورهای کوچک مفید بوده اند، زیرا یافتن ماده ای که قادر به حفظ یک میدان با قدرت بالا باشد دشوار بود. اخیراً پیشرفت‌ها در فناوری مواد امکان ایجاد آهن‌رباهای دائمی با شدت بالا، مانند آهن‌رباهای نئودیمیم را فراهم کرده است که امکان توسعه موتورهای فشرده و پرقدرت را بدون حجم اضافی سیم‌پیچ‌های میدان و وسایل تحریک فراهم می‌کند. اما از آنجایی که این آهنرباهای دائمی با کارایی بالا در سیستم های موتور الکتریکی یا ژنراتور کاربرد بیشتری پیدا می کنند، مشکلات دیگری نیز متوجه می شوند (رجوع کنید به ژنراتور سنکرون آهنربای دائم).

موتور شار محوری

به طور سنتی، میدان به صورت شعاعی در داخل و دور از محور چرخش موتور اعمال می‌شود. با این حال، در برخی از طرح‌ها، میدان در امتداد محور موتور جریان دارد و روتور هنگام چرخش خطوط میدان را برش می‌دهد. این امکان میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی‌تری را فراهم می‌کند، به خصوص اگر از آرایه‌های halbach استفاده شود. این به نوبه خود قدرت موتور را در سرعت های پایین تر می دهد. با این حال، چگالی شار متمرکز نمی تواند در مورد چگالی شار باقی مانده محدود آهنربای دائمی با وجود اجباری بالا افزایش یابد و مانند همه ماشین های الکتریکی، چگالی شار اشباع هسته مغناطیسی محدودیت طراحی است.

کنترل سرعت

روش کنترل از زمان توسعه تا زمانی که سیستم های تریستور حالت جامد جایگزین آن شد، روش عملی بود. تقریباً در هر محیطی که نیاز به کنترل سرعت خوب بود، از آسانسورهای مسافری گرفته تا چرخ دنده‌های سیم پیچ بزرگ معدن و حتی ماشین‌آلات فرآیند صنعتی و جرثقیل‌های برقی، سرویس یافت. نقطه ضعف اصلی آن این بود که برای اجرای یک طرح به سه ماشین نیاز بود (پنج ماشین در تاسیسات بسیار بزرگ، زیرا ماشین‌های DC اغلب کپی شده و توسط یک مقاومت متغیر پشت سر هم کنترل می‌شدند). در بسیاری از کاربردها، مجموعه موتور ژنراتور اغلب به طور دائمی کار می کرد تا از تأخیرهایی که در غیر این صورت با راه اندازی آن در صورت لزوم ایجاد می شد، جلوگیری شود. اگرچه کنترل‌کننده‌های الکترونیکی (تریستور) جایگزین اکثر سیستم‌های Ward-Leonard کوچک تا متوسط شده‌اند، اما برخی از آنها بسیار بزرگ (هزاران اسب بخار) همچنان در خدمت هستند. جریان‌های میدان بسیار کمتر از جریان‌های آرمیچر است و به یک واحد تریستور با اندازه متوسط اجازه می‌دهد تا موتور بسیار بزرگ‌تری را نسبت به کنترل مستقیم خود کنترل کند. به عنوان مثال، در یک نصب، یک واحد تریستور 300 آمپر میدان ژنراتور را کنترل می کند. جریان خروجی ژنراتور بیش از 15000 آمپر است که کنترل مستقیم آن با تریستور بسیار گران (و ناکارآمد) است.

مقاله اصلی: موتور یونیورسال(Universal)

موتور سری با کاهش سرعت به افزایش بار پاسخ می دهد. جریان افزایش می‌یابد و گشتاور متناسب با مجذور جریان افزایش می‌یابد، زیرا جریان یکسانی در سیم‌پیچ‌های آرمیچر و میدان جریان دارد. اگر موتور متوقف شود، جریان فقط با مقاومت کل سیم پیچ ها محدود می شود و گشتاور می تواند بسیار زیاد باشد، اما خطر داغ شدن بیش از حد سیم پیچ ها وجود دارد. موتورهای پیچی سری به طور گسترده به عنوان موتورهای کششی در حمل و نقل ریلی از هر نوع مورد استفاده قرار می گرفتند، اما به نفع موتورهای القایی AC با تغذیه اینورتر قدرت حذف می شوند. EMF شمارنده به مقاومت آرمیچر کمک می کند تا جریان عبوری از آرمیچر را محدود کند. هنگامی که برای اولین بار نیرو به موتور اعمال می شود، آرمیچر نمی چرخد، EMF شمارنده صفر است و تنها عامل محدود کننده جریان آرمیچر مقاومت آرمیچر است. از آنجایی که جریان احتمالی از طریق آرمیچر بسیار زیاد است، نیاز به یک جریان اضافی وجود دارد. مقاومت سری با آرمیچر برای محدود کردن جریان تا زمانی که چرخش موتور بتواند EMF شمارنده را ایجاد کند.

با افزایش چرخش موتور، مقاومت به تدریج قطع می شود.قابل توجه ترین ویژگی موتور DC سری پیچ خورده این است که سرعت آن تقریباً به طور کامل به گشتاور مورد نیاز برای هدایت بار بستگی دارد. این برای بارهای اینرسی بزرگ مناسب است زیرا موتور از حداکثر گشتاور شتاب می گیرد و با افزایش سرعت، گشتاور به تدریج کاهش می یابد.از آنجایی که سرعت موتور سری می تواند به طور خطرناکی بالا باشد، موتورهای سری اغلب دنده یا مستقیماً به بار متصل مي شوند.

موتور آهنربای دائمی

یک موتور DC آهنربای دائم با یک رابطه خطی بین گشتاور استال زمانی که گشتاور با شفت در حالت سکون حداکثر است و سرعت بدون بار بدون گشتاور شفت اعمال شده و حداکثر سرعت خروجی مشخص می شود. یک رابطه توان درجه دوم بین این دو نقطه محور سرعت وجود دارد.

استارت موتورهای DC

Counter-emf به مقاومت آرمیچر کمک می کند تا جریان عبوری از آرمیچر را محدود کند. وقتی برای اولین بار برق به موتور اعمال می شود، آرمیچر نمی چرخد. در آن لحظه counter-emf صفر است و تنها عامل محدود کننده جریان آرمیچر مقاومت آرمیچر و اندوکتانس است. معمولاً مقاومت آرمیچر یک موتور کمتر از 1 Ω است. بنابراین جریان عبوری از آرمیچر در هنگام اعمال برق بسیار زیاد خواهد بود. این جریان می تواند باعث افت بیش از حد ولتاژ شود که بر سایر تجهیزات موجود در مدار تأثیر بگذارد و حتی دستگاه های محافظ اضافه بار قطع شود.بنابراین، نیاز به یک مقاومت اضافی به صورت سری با آرمیچر برای محدود کردن جریان تا زمانی که چرخش موتور بتواند نیروی مخالف emf را ایجاد کند، احساس می‌شود. با افزایش چرخش موتور، مقاومت به تدریج قطع می شود.

رئوستات راه اندازی دستی

رئوستات راه اندازی دستی موتور DC 1917 با ویژگی های آزادسازی بدون ولتاژ و اضافه بار.

هنگامی که فناوری موتور الکتریکی و DC برای اولین بار توسعه یافت، بسیاری از تجهیزات به طور مداوم توسط یک اپراتور آموزش دیده در مدیریت سیستم های موتور مراقبت می شد. اولین سیستم‌های مدیریت موتور تقریباً کاملاً دستی بودند، با یک متصدی راه‌اندازی و توقف موتورها، تمیز کردن تجهیزات، تعمیر هرگونه خرابی مکانیکی و غیره.همانطور که در این تصویر نشان داده شده است، اولین موتورهای استارت DC نیز کاملاً دستی بودند. به طور معمول حدود ده ثانیه طول می کشید تا اپراتور به آرامی رئوستات را در سراسر کنتاکت ها پیش ببرد تا به تدریج قدرت ورودی را تا سرعت کار افزایش دهد. دو کلاس مختلف از این رئوستات ها وجود داشت، یکی فقط برای استارت و دیگری برای استارت و تنظیم سرعت. رئوستات راه‌اندازی ارزان‌تر بود، اما عناصر مقاومت کوچک‌تری داشت که در صورت نیاز برای راه‌اندازی یک موتور با سرعت کاهش‌یافته، می‌سوختند.این استارت دارای یک ویژگی نگهدارنده مغناطیسی بدون ولتاژ است که باعث می‌شود در صورت قطع برق، رئوستات به حالت خاموش درآید تا موتور بعداً در موقعیت ولتاژ کامل راه‌اندازی مجدد نکند. همچنین دارای محافظ جریان اضافی است که در صورت تشخیص جریان بیش از حد بیش از حد تعیین شده، اهرم را به حالت خاموش می برد.

نحوه كاركرد

موتور برس که به عنوان موتور جارو نیز شناخته می شود، نوعی موتور الکتریکی است که معمولاً در لوازم خانگی مانند جاروبرقی، ابزار برقی و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شود. این بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی عمل می کند.در اینجا توضیح ساده ای از نحوه عملکرد موتور برس آورده شده است:

1. ساخت و ساز: موتور برس از چندین جزء کلیدی شامل استاتور (قطع ثابت) و روتور (قطع چرخان) تشکیل شده است. استاتور حاوی الکترومغناطیس هایی است که به صورت دایره ای در اطراف روتور قرار گرفته اند. روتور از یک هسته استوانه ای با سیم پیچی و آهنرباهای دائمی متصل به آن تشکیل شده است.

2. ایجاد میدان الکترومغناطیسی: هنگامی که جریان الکتریکی از سیم پیچ های سیم روی روتور عبور می کند، میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند. این میدان با میدان مغناطیسی تولید شده توسط آهنرباهای دائمی روی روتور در تعامل است.

3. کموتاسیون: برای حفظ چرخش مداوم روتور در یک جهت، کموتاسیون مورد نیاز است. کموتاسیون به فرآیند تغییر جهت جریان در سیم پیچ های سیم در فواصل زمانی مشخص اشاره دارد. این با استفاده از برس ها و مکانیزم کموتاتور به دست می آید.

4. برس ها و کموتاتور: برس ها بلوک های کربنی یا گرافیتی هستند که با قطعات فلزی روی کموتاتور که روی محور روتور نصب می شود، تماس پیدا می کنند. همانطور که روتور می چرخد، هر برس در هر زمان با دو بخش مجاور تماس خود را حفظ می کند.

5. معکوس جریان: همانطور که هر برس با بخش های مختلف کموتاتور تماس پیدا می کند، جهت جریان در هر سیم پیچ سیم پیچ را در لحظات دقیق در طول چرخش معکوس می کند. این معکوس باعث می شود که قطب های مغناطیسی به طور متناوب بین یکدیگر جذب و دفع شوند و در نتیجه چرخش مداوم روتور انجام شود.

6. تبدیل انرژی مکانیکی: نیروهای مغناطیسی متناوب ایجاد شده از برهمکنش بین الکترومغناطیس استاتور و آهنرباهای دائمی روی روتور باعث تولید گشتاور می شود. این گشتاور اجزای مکانیکی متصل به شفت موتور را به حرکت در می‌آورد و کاربردهای مختلفی مانند برس‌های چرخان در جاروبرقی یا چرخ‌های چرخان در خودروهای الکتریکی را ممکن می‌سازد.توجه به این نکته مهم است که این توضیح یک نمای کلی ساده از نحوه عملکرد موتور برس ارائه می دهد. در حقیقت، موتورهای برس می توانند طرح های پیچیده تر و اجزای اضافی برای افزایش کارایی و عملکرد داشته باشند.

برخي از موتورهای براش( موتور با جاروبک ) موجود در بازار

براش کربن سرعت بالا Dc 6v 7.4v 11.1v 45500rpm مغناطیسی قوی

Johnson 380 Carbon Brush Motor Dc 6v-18v 11500rpm Large Torque Diy

باد سرد بدون براش Dc Für Elektrische Dreirad, 60v72v 1000w 1100w 1200w Reiner Kupfermotor-1700 w 60v

Rs-380 Motor Dc 3v 6v 11500rpm Motor Brush Carbon Speed High Speed Motor Diy Rc

موتور DC برس 28 میلی متری با روکش آهنی − نوع 46 میلی متری مدل NFP-RC-395SHP/390SHP NFP-RC-395SHP-1890

موتور 38 میلی متری سیاره ای برس شده DC Getriebe 38PG38S 8MM Welle DC 12V/24V Hohe drehmoment Niedrigen

مینی N30 موتور Dc 3v-3.7v براش کربن با سرعت بالا 6.5mm شفت Rc Drone

CHIXIA Brushless DC Motor Für Elektrische Dreirad,48V60V72V800W1000W1100W1200W Kupfermotor-1000w 60v

موتور 650W 140KV 14-37S ضد آب براشلس DC، IP28

موتور الکتریکی 28 میلی‌متری برس‌شده DC – نوع 32 میلی‌متری مدل NFP-RC-365SA/360SA NFP-RC-365SA-1897-47

نمونه كدنويسي موتور براش( موتور با جاروبک ) با آردوينو

در اینجا یک کد مثال برای کنترل موتور براش با استفاده از آردوینو آورده شده است:

int led = 3; // the PWM pin the LED is attached to
int brightness = 0; // how bright the LED is
int fadeAmount = 5; // how many points to fade the LED by

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
// declare pin 3 to be an output:
pinMode(led, OUTPUT);
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
// set the brightness of pin 3:
analogWrite(led, brightness);

// change the brightness for next time through the loop:
brightness = brightness + fadeAmount;

// reverse the direction of the fading at the ends of the fade:
if (brightness <= 0 || brightness >= 255) {
fadeAmount = -fadeAmount;
}
// wait for 30 milliseconds to see the dimming effect
delay(30);
}

١٠ تا پروژه آردوينو با استفاده از موتور براش( موتور با جاروبک )

1. کنترل موتور DC برس: از آردوینو برای کنترل سرعت و جهت یک موتور DC براش استفاده کنید.

2. ربات دنبال خط: رباتی بسازید که از یک موتور برس خورده برای دنبال کردن یک خط روی زمین استفاده می کند.

3. بازوی رباتیک: یک بازوی رباتیک ایجاد کنید که از چندین موتور برس خورده برای مفاصل و حرکات مختلف استفاده می کند.

4. ماشین RC: یک ماشین RC با کنترل آردوینو با استفاده از یک موتور برس خورده برای نیروی محرکه بسازید.

5. فن برقی: یک فن برقی با کنترل آردوینو با استفاده از یک موتور برس خورده برای گردش هوا ایجاد کنید.

6. سیستم تسمه نقاله: یک سیستم تسمه نقاله را با استفاده از چندین موتور برس خورده برای حمل اشیاء طراحی کنید.

7. ردیاب خورشیدی: یک ردیاب خورشیدی بسازید که از یک موتور برس خورده برای تنظیم موقعیت پانل های خورشیدی برای حداکثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید استفاده می کند.

8. ماشین CNC: یک دستگاه CNC کوچک با استفاده از موتورهای پله ای و یک موتور برس خورده برای کنترل اسپیندل بسازید.

9. پرده های خودکار: یک سیستم پرده خودکار ایجاد کنید که از یک موتور برس خورده برای باز و بسته کردن پرده ها بر اساس شدت نور یا زمان روز استفاده می کند.

10. کیت تبدیل دوچرخه برقی: یک دوچرخه معمولی را با استفاده از یک موتور براشلس کنترل شده توسط آردوینو برای نیروی محرکه به دوچرخه برقی تبدیل کنید.

سوالات پیشنهادات و یا انتقادات خود را میتوانید در قسمت نظرات با ما به اشتراک بگذارید