آموزش تعمیر موتورهای براشلس

یکی از اجزای اصلی هواپیمای مدل، هلیکوپتر کنترلی، قایق، ماشین کنترلی و کوادکوپتر ها موتور آن می باشد. همانطور که در مقالات مربوط به موتور های الکتریکی بیان کردیم این موتور ها خود به دو نوع با جاروبک یا در اصطلاح Brush و بدون جاروبک یا در اصطلاح Brushless تقسیم بندی می شوند که نوع براشلس نسل جدیدی از این موتور های الکتریکی بوده که در ساخت هواپیمای مدل مورد استفاده قرار می گیرد و بسیار پر طرفدار است. موتور های براشلس خود به دو نوع Inrunner و Outrunner تقسیم بنده شده که در پرنده های الکتریک بیشتر از نوع Outrunner استفاده می گردد. در ادامه این مقاله به بررسی نحوه عیب یابی، سیم پیچی و تعمیر موتور های براشلس از نوع Outunner خواهیم پرداخت. تعمیر موتور براشلس با توجه به بالا بودن قیمت این موتور ها در ایران می تواند به صرفه باشد.

اجزای اصلی موتور براشلس Outrunner

همانطور که در مقاله مربوطه بیان کردیم در این موتور ها همواره سیم پیچ ها ثابت و مگنت ها در حال چرخش می باشند. در نوع Outrunner سیم پیچ در مرکز موتور و ثابت و مگنت ها بر روی پوسته خارجی قرار داشته و دوران می کند. در ابتدا بگذارید با اجزای اصلی این موتورها آشنا شویم و پس از آن به بررسی عیب یابی این موتور ها بپردازیم.

1. روتور (Rotor) : قسمتی از موتور که دائما در حال چرخش است.
2. استاتور (Stator) : قسمتی از موتور که در طول کار کردن ثابت است. استاتور توسط یک چسب اپوکسی بسیار قوی به پایه موتور متصل شده است.
3. شفت (Shaft) : میله ای استوانه ای شکل است که مرکز دوران روتور می باشد.
4. آهنربا ها (Magnets) : از جنس نئودیمیوم می باشد و بر روی دیواره داخلی پوسته دوار موتور قرار می گیرد. تعداد این آهنرباها در این موتور ۱۴ عدد است. قطب P آهنرباها به سمت مرکز موتور است.
5. پوسته موتور (Motor Bell) : پوسته و بدنه روتور است.
6. بلبرینگ (Ball bearing) : شفت درون بلبرینگ قرار گرفته و می تواند آزادانه بچرخد.
7. سیم پیچ ها (Windings) : کویل ها یا سیم پیچ هایی از جنس سیم مس با لایه عایق نازک (معروف به سیم لاکی) می باشد که با ضخامت معین، تعداد دور های مشخص و در جهت معینی به دور استاتور می چرخند. ضخامت سیم لاکی، و تعداد دور آن ها و همچنین سیم بندی آن ها اثر مستقیم بر دور موتور، ولتاژ، جریان و توان آن دارد.
8. قطب ها (Poles) : قطب های استاتور می باشد که قطب آن N می باشد. در این موتور تعداد آن ۱۲ عدد است.

عیب یابی موتور های براشلس

نکته قابل ذکر در این مقاله این است که ما داریم در مورد موتور های براشلس معمولی و بدون سنسور صحبت می کنیم. موتور های سنسور دارد در درون خود یک برد الکترونیکی دارند که در صورت آسیب دیدگی در آن تعمیر فقط توسط افراد متخصص امکان پذیر است. اما موتور های معمولی بدون سنسور را می توان به راحتی تعمیر نمود. یک موتور براشلس در چندین حالت ممکن است آسیب ببیند. مثلا اینکه در صورت کرش مدل بدنه دچار دفرمگی شود و یا اینکه بشکند. (در صورتی که یک قطعه مکانیکی از موتور شما دچار آسیب دیدگی شود با دردسر زیادی مواجه خواهید شد زیرا قطعات یدکی آن یافت نمی شود) یا اینکه شفت موتور در حین برخورد با زمین خم شود. فرسودگی بلبرینگ نیز می تواند سبب عملکرد بر موتور براشلس گردد. در صورت آسیب به این قطعات چاره ای جز تعویض آن ها نخواهید داشت. شفت موتور های براشلس در برخی از فروشگاه های آرسی یافت می شود. در صورت خرابی بلبرینگ نیز می توانید با جدا کردن آن و مراجعه به فروشگاه های بلبرینگ یک بلبرینگ مشابه آن بیابید. به طور کلی در صورتی که نتوانید قطعات مکانیکی یدکی موتور را بیابید باید قید تعمیر آن را زده و به دنبال خرید یک موتور نو باشید.

تعویض سیم پیچ موتور براشلس

در صورت که آسیب موتور مربوط به سیم پیچی و سیم بندی موتور باشد (که قالبا بر اثر سوختن و یا نیم سوز شدن موتور اتفاق می افتد و بیشتر موارد آسیب دیدگی از این نوع است) می توان با اطمینان بسیار بالایی گفت که موتور شما قابل تعمیر است. در صورتی موتور شما پس از اتصال به اسپید کنترلی که سالم است کار نمی کند و یا به دور مد نظر نمی رسد باید ایراد را در موتور جست و جو نمود. اولین موردی که باید به دنبال آن باشید اطمینان از سالم بودن سه سیم ورودی موتور براشلس می باشد. با استفاده از مولتی متر از سالم بودن اتصال این سه سیم مطمئن شوید. همچنین کانکتور اتصال به اسپید کنترل را بررسی کنید. در صورتی که از اتصالات این سه سیم مطمئن شدید می توانید به سراغ بررسی سیم پیچ درون موتور بروید. خار شفت پشت موتور و واشر فلزی زیر آن را خارج نمایید.

پس از خارج کردن خار و واشر می توانید به راحتی پوسته موتور را از جا در آورید. در این حالت سیم پیچی موتور کاملا در دسترس شما قرار می گیرد. در صورتی که به موتور فشار آمده و یا سوخته باشد رنگ سیم پیچ تیره و یا سیاه می شود. گاهی اوقات نیز ممکن است یک شئ خارجی وارد موتور شود و در حین چرخش موتور به سیم پیچ آسیب زده و یا آن را قطع کند. در این حالت شما می بایست سیم پیچ موتور را تعویض نمایید. استاتور توسط چسب و به صورت پرس بر روی شاسی موتور سوار شده است. یا کمی حرارت و دو پیچ گوشی آن را خارج نمایید. کمی روغنکاری نیز می تواند به شما در خارج کردن استاتور کمک کند. پس از خارج کردن استاتور سه سیم ورودی موتور را از سیم های لاکی جدا کنید. حال سیم های لاکی را از استاتور جدا کنید. در حین باز کردن سیم های لاکی به طول سیم پیچیده شده به دور هر کدام از قطب های استاتور و تعداد دور های آن توجه کنید زیرا این دو پارامتر در ولتاژ، جریان، سرعت و گشتاور آن بسیار موثر است. با استفاده از یک کولیس ضخامت سیم لاکی باز شده از موتور را اندازه گرفته و سیم لاکی دقیقا با همان ضخامت تهیه کنید.(دقت کنید که سیم های لاکی سیم های مسی معمولی نیستند و دارای یک لایه عایق بسیار نازک می باشند)

دقت کنید که ضخامت سیم لاکی، و تعداد دور سیم پیچ و نحوه سیم بندی موتور مشخصات موتور از جمله ولتاژ، جریان، توان، سرعت و گشتاور آن را تعیین می نماید. پس حتما تمامی موارد را مانند حالت کارخانه ای انجام دهید. ممکن است در حین باز کردن سیم های لاکی بخش هایی از استاتور عایق خود را از دست دهد. با استفاده از چسب اپوکسی روی استاتور را بپوشانید. خال موقع شروع فرآیند سیم پیچی موتور می باشد. دقت کنید که این بخش را با حوصله انجام دهید. سیم ها را تا حد امکان سعی کنید منظم بپیچید. جهت نحوه سیم پیچی موتورهای براشلس می توانید از دیاگرام زیر استفاده نمایید.

در دیاگرام بالا هر کدام از حروف انگلیسی ABC نشان دهنده یک فاز در موتور می باشد. حروف بزرگ به معنی چرخش سیم های لاکی در جهت عقربه های ساعت و حروف کوچک به معنی چرخش سیم پیچ در خلاف جهت عقربه های ساعت می باشد. در قسمت بالای جدول Teeth به معنی تعداد دندانه های استاتور و poles به معنای تعداد مگنت های موتور می باشد. در اینجا موتور ما دارای ۱۲ دندانه و ۱۰ مگنت است.  رنگ های مشخص شده در جدول نشان می دهد که عملکرد موتور چگونه است. رنگ آبی بالاترین عملکرد. رنگ سفید به این معنی که موتور عملکرد معمولی دارد. رنگ نارنجی یعنی موتور به خوبی کار نمی کند و رنگ مشکی یعنی موتور کار نمی کند. با توجه به تعداد دندانه و تعداد مگنت ها یکی از آرایشات سیم بندی ها را که به رنگ آبی نیز هست انتخاب می نماییم. این آرایش در دیاگرام با کادری زرد رنگ مشخص شده است.

همانطور که در شکل بالا مشاهده می کنید استاتور دارای ۱۲ دندانه است. هر کدام از سه حروف لاتین ABC نشان دهنده یک فاز است. هر فاز در واقع یک رشته سیم لاکی است. سیم بندی انتخابی برای این موتور از نوع AabBCcaABbcC می باشد. حروف بزرگ برای یک دندانه به معنی چرخش سیم در جهت عقربه های ساعت حول آن دندانه و حروف کوچک به معنی چرخش سیم در خلاف جهت عقربه های ساعت حول آن دندانه است. دقت کنید که سیم ها را منظم و یکنواخت حول دندانه ها بپیچید. در شکل زیر نحوه سیم پیچی نهایی مشخص شده است. در شکل زیر سیم پیچی برای یکی از فاز ها انجام شده است. حتما جهت سیم پیچی و تعداد آن را رعایت نمایید زیرا این امر بسیار ضروری است.

در شکل بالا سیم پیچی برای تمامی دندانه ها و هر سه فاز موتور انجام شده است. حال با ۶ عدد سر سیم مواجه هستیم که می بایست با آرایشی خاص به یکدیگر وصل شده و نهایتا سه سر سیم خروجی به ما بدهد. همانطور که در شکل مشخص است دو آرایش برای سیم بندی وجود دارد. یکی ستاره و یکی مثلث. در آرایش ستاره دور موتور پایین تر و گشتاور موتور بالاتر است. در نوع مثلث دور موتور بالاتر و گشتاور کمتر است. معمولا موتور هایی که برای پرنده ها استفاده می شوند از نوع مثلث استفاده می کنند (آرایش سیم بندی موتور را قبل از باز کردن سیم پیچ موتور خراب می توانید پیدا کنید) در اینجا ما از نوع سیم پیچی دلتا یا مثلث استفاده می کنیم. در حالت مثلث سیم های هر فاز دو به دو به یکدیگر متصل می شوند. سیم های مورد نظر را به هم لحیم کنید. سیم پیچی موتور کامل شد. در ویدیو های زیر تمامی مراحل بیان شده در بالا با جزئیات بیشتر قابل مشاهده است.