الفرشاة مقابل المحركات الخالية من الفرشاة: ما الفرق ، وما هو الأفضل؟

تعد المحركات الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر من أهم الاختراعات التي اعتمد عليها العالم الحديث بشكل كبير. تُستخدم هذه المحركات في الأجهزة المنزلية ، والأدوات الكهربائية ، والطائرات بدون طيار ، وأنظمة تبريد أجهزة الكمبيوتر ، والروبوتات ، والمركبات الكهربائية.

اثنان من أكثر محركات التيار المستمر شيوعًا المستخدمة اليوم هما محركات DC بدون فرش. كلا المحركين لهما نفس الفكرة الأساسية لاستخدام الكهرومغناطيسية لتوفير دوران ميكانيكي. ولكن مع مفاهيم التصميم المختلفة ، لا بد أن تختلف المحركات المصقولة وغير المصقولة في الأداء والتكلفة والصيانة.

---

---

اجعل فيديو اليوم

إذن ما هو تصميم المحرك الأفضل - مصقول أم بدون فرش؟

كيف يعمل محرك كهربائي DC؟

تقوم المحركات الكهربائية بتحويل الكهرباء إلى طاقة ميكانيكية. يفعلون ذلك عن طريق السماح للكهرباء بالمرور عبر لفات نحاسية ، مما يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا يثير المغناطيس الدائم داخل المحرك ، مما يتسبب في تحرك الدوار وإنتاج طاقة ميكانيكية.

على الرغم من أن كلا من المحركات المصقولة وغير المصقولة لها نفس الهدف المتمثل في تحويل الكهرباء إلى طاقة ميكانيكية ، إلا أن تصميماتها مختلفة. لفهم الاختلاف بينهما ، دعنا نتحدث عن تصميم المحرك ، بدءًا من المحرك المصقول.

نحى تصميم المحرك

تم إنتاج المحركات المصقولة منذ أكثر من قرن حتى الآن. من المعروف أن لديهم تصميمًا مبسطًا يستخدم زوجًا من فرش الكربون لتوصيل الطاقة إلى المحرك. ستحتوي المحركات المصقولة دائمًا على أربعة أجزاء رئيسية ، وهي:

• الجزء الثابت: الجزء الثابت للمحرك. يحتوي على المغناطيس الدائم الذي يجعل الدوار يتحرك.
• الدوار: الجزء الدوار للمحرك. يحتوي على ملف نحاسي ، عند تشغيله ، يجعل الملف النحاسي كهرومغناطيسيًا.
• العاكس: حلقة معدنية تضمن استمرار دوران الدوار عن طريق عكس القطبية لكل نصف دورة للدوار.
• الفرش: جزء ثابت مصنوع من الكربون متصل مباشرة بأطراف مصدر الطاقة. ينقلون الطاقة إلى حلقة المبدل ، والتي تقوم بعد ذلك بتنشيط الدوار.

يستخدم المحرك المصقول فرشًا لتشغيل المحرك كهربائيًا مع السماح لكل من الدوار والمبدل بالدوران. يتكون الجزء المتحرك من لفات نحاسية تصبح مغناطيسًا كهربائيًا عند تشغيلها.

---

---

إذن ماذا يحدث إذا اقترب مغناطيسان من بعضهما البعض؟

حسنًا ، اعتمادًا على محاذاة الأقطاب المغناطيسية ، فإنها إما ستجذب أو تتنافر. الهدف من المحرك المصقول هو استخدام الجذب والتنافر لتدوير المحرك. هذا هو المكان الذي يصبح فيه المبدل مفيدًا.

---

---

المبدل عبارة عن حلقة معدنية في مركز الدوار تقوم بتبديل القطب المغناطيسي للعضو الدوار كل 180 درجة. هذا يضمن بشكل فعال أن القطب المغناطيسي للدوران يتماشى دائمًا مع نفس القطب المغناطيسي للجزء الثابت ، مما يتسبب في التنافر.

النتيجة؟ مستمر الدوران الميكانيكي لديه قوة كافية لتشغيل خلاطك (أو أي شيء يستخدم محركًا مصقولًا).

تصميم محرك بدون فرش

بدأت المحركات عديمة الفرشاة تكتسب شعبية في الثمانينيات عندما أصبحت الترانزستورات أكثر شيوعًا في الإلكترونيات. متاح بسهولة مكونات الحالة الصلبة لعبت دورًا كبيرًا في جعل المحركات بدون فرش قابلة للتطبيق على الأدوات الكهربائية والأجهزة المنزلية والإلكترونيات. يمنح تصميمها المعقد والفعال للمحركات الخالية من الفرشاة عزم دوران أكبر من نظيراتها المصقولة.

يستخدم تصميم المحرك بدون فرش عدة أجزاء أساسية. سوف تشمل:

• الجزء الثابت: الجزء الثابت للمحرك. يحتوي على العديد من الملفات النحاسية التي ، عند تشغيلها ، تصبح مغناطيسًا نشطًا.
• الدوار: الجزء الدوار للمحرك. يحتوي هذا على مغناطيس دائم يتم تدويره بسبب المجال الكهرومغناطيسي بين الجزء الثابت والدوار.
• مستشعر تأثير القاعة: جهاز استشعار يكتشف الملفات التي تم تنشيطها وأي الملفات غير نشطة.
• دائرة التحكم: دائرة إلكترونية مصممة لتحديد الملفات الموجودة داخل الجزء الثابت لتنشيطها.

كما يوحي الاسم ، لا تستخدم المحركات الخالية من الفرشاة فرش لتشغيل المحرك. لا تحتوي المحركات عديمة الفرشاة أيضًا على مبدِّلات حاملة للتيار. بدلاً من ذلك ، يستخدم مستشعر تأثير القاعة ودائرة تحكم لضمان محاذاة الأقطاب المغناطيسية المتعارضة للجزء الثابت والدوار دائمًا. شيء آخر ستجده مختلفًا هو أن الجزء الثابت يحتوي على لفات نحاسية بينما يحتوي الدوار على مغناطيس دائم.

يعمل المحرك بدون فرش بشكل أساسي بنفس الطريقة التي يعمل بها المحرك المصقول: باستخدام الاختلافات في الأقطاب المغناطيسية لتحريك الدوار ، مما يؤدي إلى الدوران والعزم.

ترقية ذاكرة الوصول العشوائي في ماك بوك برو

لكن بدون الفرشاة والمبدلات ، كيف يمكن للملفات النحاسية الحصول على الطاقة؟

بسيط ، أنت تجعل اللفات النحاسية ثابتة. لم تعد هناك حاجة للفرش مع اللفات النحاسية الثابتة حيث يمكنك تشغيل الملفات مباشرة من خلال الأسلاك.

بالنسبة للمبدلات ، يستخدم المحرك بدون فرش مستشعر تأثير القاعة ودائرة تحكم. مستشعر القاعة عبارة عن مستشعر دائري مسطح يوضع بجانب اللفات النحاسية للجزء الثابت. نظرًا لأن الجزء الثابت يحتوي على عدة ملفات ، يمكن لمستشعر القاعة اكتشاف ما إذا كان أحد هذه الملفات قد تم تنشيطه أم لا.

ثم يعطي المستشعر قراءته لدائرة التحكم ويقرر الملفات المراد تنشيطها. لذلك إذا اقتربت مغناطيسات الدوار الدائمة من الأقطاب المغناطيسية الجاذبة ، فستتوقف دائرة التحكم عن تنشيط هذه الملفات وتنشط الملف التالي الذي يجذب مغناطيس الدوار الدائم. ستعمل دائرة التحكم أيضًا على تنشيط الملفات قبل المغناطيس الدائم ، مما يتسبب في التنافر وإضافة المزيد من عزم الدوران إلى الدوران.

إيجابيات وسلبيات المحركات المصقولة وغير المصقولة

مع الاختلافات في تصميم المحرك ، سيكون لكل من المحركات المصقولة وغير المصقولة مزايا وعيوب. فيما يلي جدول لمساعدتك على فهم نقاط القوة والضعف لديهم:

فترة الحياة	قصيرة	طويل
التسريع	متوسط	عالٍ
نجاعة	متوسط	عالٍ
عزم الدوران	متوسط	عالٍ
الصوتيات	مزعج	هادئ
كلفة	غير مكلف	غالي الثمن (مع دائرة تحكم)

هل يجب عليك شراء أجهزة بمحرك ناعم أو بدون فرش؟

كما ترى في الجدول ، فإن المحركات الخالية من الفرشاة أفضل من كل النواحي (باستثناء التكلفة) من نظيرتها المصقولة. إنها توفر عزم دوران أعلى ، وتسريع سرعة أسرع ، وضوضاء أقل ، وكفاءة أعلى ، وأكثر متانة.

لذلك عندما تحصل على فرصة لشراء أداة كهربائية جديدة أو جهاز مطبخ أو طائرة بدون طيار أو أي شيء يحتاج إلى محرك ، فإن اختيار العناصر التي تحتوي على محرك بدون فرش هو الخيار الأفضل بشكل عام.

هل يجب أن تكون المحركات المصقولة قديمة؟

حسننا، لا. خاصة وأن محركًا بدون فرش (بالإضافة إلى دائرة تحكم) سيكلف أكثر بكثير من تكلفة عنصر يستخدم محرك مصقول. وعلى الرغم من أن المحرك بدون فرش أفضل من نظيره المصقول ، إلا أن هذا لا يعني أن المحرك المصقول سيء. في الواقع ، المحرك المصقول جيد جدًا. يمكنك إنجاز نفس المهام باستخدام محرك مصقول كما يفعل الأشخاص الذين يستخدمون محركًا بدون فرش.

بشكل عام ، تعد المحركات بدون فرش هي المحركات المثالية داخل أدواتك ومعداتك. ولكن هناك أيضًا مواقف قد ترغب فيها في استخدام المحركات المصقولة بدلاً من ذلك. قد تشمل هذه المواقف:

• عند استخدام المحرك في رشقات نارية قصيرة مؤقتة (على سبيل المثال ، الخلاط ، والمقاعد الكهربائية ، ومساحات الزجاج الأمامي)
• عندما تصبح الأداة / الجهاز مفيدًا بضع مرات فقط في السنة
• عندما لا تتطلب المهمة الكثير من عزم الدوران (مثل الألعاب وفتحات التهوية)
• في ظروف التشغيل القاسية. لا تحتاج المحركات المصقولة إلى مجسات أو دوائر تحكم قد تفشل في الظروف الجوية القاسية

إجراء عمليات شراء ذكية

الآن بعد أن فهمت الفرق بين المحركات المصقولة وغير المصقولة ، نأمل أن تسهل عليك عملية الشراء الذكية عند شراء أدوات المطبخ والأدوات والمعدات. يجب أن يفسر هذا أيضًا سبب كون بعض العناصر أغلى من نظيراتها على الرغم من أنها تأتي من نفس العلامة التجارية ، ولها نفس الميزات ، وتستخدم نفس عامل الشكل. تذكر ، لمجرد أنه يمكنك شراء عنصر ممتاز باستخدام محرك بدون فرش لا يعني دائمًا أنه الشيء الذكي للشراء.