نکات فنی در مورد موتورهای براشلس

در مقاله مربوط به موتور های الکتریکی به صورت مختصر به تشریح موتورهای براشلس هواپیمای مدل ، کاربرد و مزایا و معایب آن پرداختیم. حال می خواهیم در این مقاله به ویژگی ها ، کاربرد ، تراست ، توان و قدرت ، اجزای آن و مشخصات فنی این موتورها بپرداریم. تحلیل مشخصات فنی موتورهای براشلس می تواند در انتخاب صحیح آن به ما کمک کند. همانطور که در مقاله مربوط به موتور های الکتریکی بیان کردیم موتورهای براشلس برخلاف موتور های براش فاقد جاروبک می باشند. بنابراین در این موتور ها هیچ گونه تماسی بین اجزای آن اتفاق نمی افتد و عمر این موتور ها به مراتب بالاتر از موتورهای براش می باشد. اگر بخواهیم به طور مختصر به تشریح ساختار درونی این موتور ها بپردازیم باید گفت که این موتور ها از لحاظ ساختار اجزای آن به دو نوع Inrunner و Outrunner تقسیم بندی می شوند. یک اصل ثابت در مورد این موتور ها وجود دارد که می گوید ” در موتورهای براشلس سیم پیچ همیشه ثابت است و مگنت ها دوران می کنند”.

نکات کاربرد ی در مورد موتور های براشلس هواپیما، هلیکوپتر کنترلی، قایق، ماشین کنترلی و کوادکوپتر ها و اجزای آن

تفاوت موتور های براشلس Inrunner و Outrunner

تفاوت بین موتورهای براشلس Inrunner و Outrunner در این است که در موتورهای Outrunner سیم پیچ در مرکز و مگنت ها بر روی پوسته موتور قرار داشته و دوران می کند ولی در موتور های Inrunner سیم پیچ ثابت بر روی پوسته قرار داشته و مگنت ها در مرکز دوران می کنند. بیشتر موتور های براشلس مورد استفاده در ساخت هواپیمای مدل از نوع Outrunner می باشد. تفاوتی از لحاظ توان و قدرت بین این دو وجود ندارد. در شکل زیر دو نوع موتور براشلس به صورت باز شده را مشاهده می کنید. کاربرد موتورهای براشلس در صنعت آرسی در ماشین، هلیکوپتر، مولتی کوپتر و هواپیمای مدل می باشد. از موارد دیگر کاربرد این موتورها در علوم رباتیک می باشد. در شکل زیر اجزای داخلی این موتورها را مشاهده می کنید.

بررسی مشخصات فنی یک موتور براشلس هواپیمای مدل

در این بخش می خواهیم به تحلیل مشخصات فنی موتور براشلس MT3506 650KV  از جمله تراست ، توان و قدرت ، محصول شرکت تی موتور بپردازیم. در شکل زیر مشخصات فنی ارائه شده توسط شرکت سازنده این موتور را مشاهده می نمایید.

1. KV : اولین پارامتر مورد بررسی موتور KV می باشد. این پارامتر سرعت چرخش موتور را بیان می نماید. در واقع KV به تعداد دور موتور در دقیقه به ازای هر ولت می باشد. موتور مورد بررسی ما دارای KV=650 می باشد یعنی این موتور به ازای ۱ ولت ۶۵۰ دور در دقیقه می زند. حال اگر ۱۲ ولت به آن اعمال کنیم این موتور با سرعت ۱۲*۶۵۰=۷۸۰۰ دور در دقیقه خواهد چرخید. اما دقت کنید که این عدد در شرایط بی باری یعنی زمانی که ملخ روی موتور نیست محاسبه می شود و زمانی که وزن ملخ روی شفت موتور قرار گیرد با سرعت کمتری خواهد چرخید.
2. قطر استاتور (Stator diameter) : استاتور بخش ثابتی از اجزای موتور می باشد که دوران نمی کند. قطر استاتور برابر است با قطر هسته ی حلقوی که سیم پیچ بر روی آن قرار دارد. همانطور که گفتیم در موتور های براشلس سیم پیچ ثابت است. در این موتور قطر استاتور برابر با ۳۵ میلیمتر می باشد.
3. طول استاتور (Stator length) : منظور از طول استاتور ارتفاع هسته آهنی می باشد که در اینجا برابر با ۶ میلیمتر است.
4. قطر شفت (Shaft diameter) : قطر شفت در این موتور برابر با ۴ میلیمتر می باشد.
5. ابعاد موتور (قطر و طول موتور) : منظور از ابعاد موتور قطر خارجی و طول پوسته خارجی موتور می باشد. قطر بدنه موتور ۴۱٫۵ میلیمتر و طول آن ۲۳٫۲ میلیمتر می باشد.
6. وزن (Weight) : وزن این موتور برابر با ۷۰ گرم می باشد.
7. جریان ایده آل (Ideal current) : جریانی است که موتور در ولتاژ ۱۰ ولت و در شرایط بی باری مصرف می کند. این عدد برای این موتور برابر با ۰٫۲ آمپر می باشد.
8. تعداد سل ها (No.of cells) : این پارامتر نشان می دهد که مینیمم و ماکزیمم تعداد سل های باتری لیتیوم پلیمر مجاز برای این موتور چقدر می باشد. تعداد سل های مجاز برای این موتور ۳ تا ۴ سل می باشد. یعنی ای موتور با حداقل ولتاژ نامی ۱۱٫۱ و حداکثر ولتاژ ۱۴٫۸ ولت کار می کند و اگر ولتاژ بیشتری به این موتور اعمال کنید (مثلا از باتری ۵ سل استفاده کنید) بی شک این موتور آسیب خواهید دید. هر چه میزان ولتاژ اعمالی به یک موتور الکتریکی بیشتر باشد موتور با سرعت بیشتری دوران کرده و تراست بیشتری تولید می نماید.
9. ماکزیمم جریان کشی مداوم قابل تحمل موتور (Max continuous current) : ماکزیمم جریانی است که موتور می تواند از خود عبور دهد بدون آنکه به آن آسیبی برسد. دقت کنید که ماکزیمم توان مصرفی موتور نیز در همین حالت اتفاق می افتد. این عدد برای این موتور ۱۴٫۵ آمپر بوده و موتور را حداکثر می توان ۱۸۰ ثانیه در این وضعیت نگه داشت. در صورتی که موتور به مدت طولانی تر در این وضعیت کار کند احتمالا آسیب خواهد دید.
10. ماکزیمم توان مصرفی مداوم (Max continuous power) : ماکزیمم توان و قدرت مصرفی است که موتور براشلس می تواند به صورت مداوم و به مدت ۱۸۰ ثانیه در آن حالت کار کند. دقت کنید که موتور در این حالت بیشترین جریان را کشیده و همچنین بیشتری تراست را خواهد داشت.
11. شدت جریان در ماکزیمم راندمان (Max.efficiency current) : بازه شدت جریانی که در آن بیشترین راندمان موتور اتفاق می افتد. این عدد بین ۴ تا ۹ آمپر بوده و راندمان موتور در این حالت بیشتر از ۸۴ درصد خواهد بود.
12. مقاومت داخلی (Internal Resistance) : این عدد برابر مقاومت داخلی سیم پیچ موتور می باشد و برابر ۱۵۵ میلی اهم می باشد.

بررسی نتایج حاصل از تست موتور براشلس

در ادامه به بررسی پارامتر های موجود در جدول تست موتور خواهیم پرداخت. در شکل زیر جدول مشخصات تست موتور آورده شده است.

1. ولتاژ (Volts) : این پارامتر ولتاژ اعمالی به موتور در حین تست می باشد. در این تست از دو ولتاژ ۱۱٫۱ که همان باتری ۳ سل می باشد و ولتاژ ۱۴٫۸ که باتری ۴ سل می باشد استفاده شده است.
2. ملخ (Prop): در این تست انواع سایز ملخ مورد آزمایش قرار گرفته و خروجی های موتور ثبت گردیده است. دقت کنید که هر چه سایز ملخ بزرگتر می شود تراست بیشتر شده اما در عوض راندمان موتور کمتر می شود.
3. تراتل (Throttle) : در این تست از تراتل ۵۰ درصد تا ۱۰۰ درصد مورد تست قرار گرفته است. منظور از تراتل همان دسته استیک گاز موجود بر روی رادیو کنترل می باشد. هر چه تراتل بیشتر شود در واقع شما ولتاژ اعمالی به موتور را افزایش می دهید. فرض کنید شما از یک باتری سه سل استفاده می کنید. در صورتی که تراتل روی ۱۰۰ درصد باشد ولتاژ اعمالی به موتور برابر ۱۱٫۱ و زمانی که ترتل روی ۵۰ درصد باشد ولتاژ اعمالی به موتور برابر ۵٫۵۵ ولت خواهد بود. هر چه تراتل بیشتر شود تراست موتور بیشتر شده و راندمان آن کاهش می یابد.
4. جریان (Amps) : گفتیم هرچه تراتل بیشتر شود تراست افزایش یافته و راندمان کاهش می یاید. علت این امر به خاطر افزایش شدت جریان است. با افزایش تراتل و ولتاژ به همان میان شدت جریان الکتریکی نیز افزایش می یابد تا توان خروجی موتور براشلس را افزایش دهد اما از آنجایی که با افزایش شدت جریان مقاومت نیز افزایش می یابد پس تلفات در سیم پیچ بیشتر می گردد و به صورت حرارت انرژی تلف می گردد.
5. توان مصرفی (Watts) : می بینیم که با افزایش ولتاژ و جریان، توان مصرفی موتور نیز آفزایش می باید. و از آنجایی که در باتری ۴ سل ولتاژ بالاتری اعمال می گردد توان مصرفی نیز بیشتر خواهد بود و از طرفی تراست نیز بیشتر خواهد شد و راندمان موتور نیز کاهش میابد.
6. تراست (Thrust): مقدار وزنی است که موتور براشلس می تواند با ملخ مورد نظر از روی زمین بلند کند. دقت کنید که با افزایش تراتل تراست موتور نیز افزایش یافته است. سایز ملخ نیز در میزان تراست بسیار تاثیر گذار می باشد. تراست بر حسب گرم می باشد.
7. دور موتور (RPM) : این پارامتر تعداد دور موتور در دقیقه را بیان می کند. گفتیم که با افزایش تراتل که منجر به افزایش ولتاژ اعمالی می شود دور موتور نیز افزایش می یابد.
8. راندمان (Efficiency) : این عدد کارایی موتور را بیان می کند. این عدد نسبت توان مصرفی موتور براشلس به ازای تراست تولیدی آن می باشد. هر چه این عدد بزرگ تر باشد راندمان موتور بالاتر می باشد. در واقع موتور های با راندمان بالا به گونه ای طراحی شده اند که تلفات کمتری داشته باشند. موتور مورد بررسی در این مقاله از راندمان بالاتری نسبت به سایر موتور ها برخوردار می باشد. راندمان موتور قیمت موتور را تعیین می کند. هرچه راندمان موتور بالاتر باشد قیمتش بالاتر خواهد بود. می بینید که راندمان موتور در تراتل و ولتاژ های پایین تر بیشتر است.
9. دمای کاری موتور (Operating Temperature) : دمای سیم پیچ موتور در دور های مختلف را بیان می کند.