פעולת המנוע החשמלי ללא מברשות מבוססת על כוננים חשמליים היוצרים שדה סיבוב מגנטי. נכון לעכשיו, ישנם מספר סוגים של מכשירים בעלי מאפיינים שונים. עם התפתחות הטכנולוגיות והשימוש בחומרים חדשים, המאופיינים בכוח כפייה גבוה וברמה מספקת של רוויה מגנטית, ניתן היה להשיג שדה מגנטי חזק וכתוצאה מכך מבני שסתומים מסוג חדש, בהם אין סלילה על רכיבי הרוטור או המתנע. השימוש הנרחב במתגים מסוג מוליכים למחצה עם הספק גבוה ועלות סבירה האיץ את יצירתם של תכנונים כאלה, הקל על הביצוע וביטל קשיי מיתוג רבים.
עקרון העבודה
עלייה באמינות, ירידה במחיר וייצור קל יותר מובטחת על ידי היעדר רכיבי מיתוג מכניים, פיתול רוטור ומגנטים קבועים. יחד עם זאת, עלייה ביעילות אפשרית עקב ירידה בהפסדי חיכוך במערכת הקולטים. המנוע ללא מברשות יכול לפעול על AC או זרם רציף. לאופציה האחרונה יש דמיון בולט למנועי אספנים. התכונה האופיינית לו היא היווצרות שדה מגנטי מסתובב והפעלת זרם פועם. הוא מבוסס על מתג אלקטרוני, מה שמגביר את מורכבות העיצוב.
חישוב מיקום
פולסים נוצרים במערכת הבקרה לאחר אות המשקף את מיקום הרוטור. מידת המתח והאספקה תלויה ישירות במהירות הסיבוב של המנוע. חיישן בסטרטר מזהה את מיקום הרוטור ומספק אות חשמלי. יחד עם הקטבים המגנטיים העוברים ליד החיישן, משרעת האות משתנה. קיימות גם טכניקות מיקום ללא חיישן, כולל נקודות העברת זרם ומתמרים. PWM על מסופי הקלט מספק שימור מתח משתנה ובקרת חשמל.
עבור רוטור עם מגנטים קבועים, אין צורך באספקת זרם, ולכן אין הפסד בפיתול הרוטור. מנוע המברג ללא מברשות כולל אינרציה נמוכה עקב היעדר פיתולים ומקומוטטור ממוכן. כך, ניתן היה להשתמש במהירויות גבוהות ללא ניצוצות ורעש אלקטרומגנטי. זרמים גבוהים ופיזור חום קל יותר מושגים על ידי הצבת מעגלי חימום על הסטטור. ראוי לציין גם את נוכחותה של יחידה מובנית אלקטרונית בחלק מהדגמים.
אלמנטים מגנטיים
מיקום המגנטים יכול להיות שונה בהתאם לגודל המנוע, למשל, על הקטבים או סביב הרוטור כולו. יצירת מגנטים איכותיים עם עוצמה רבה יותר אפשרית באמצעות שימוש בניאודימיום בשילוב עם בורון וברזל. למרות הביצועים הגבוהים, למנוע מברג מגנט קבוע ללא מברשות יש כמה חסרונות, כולל אובדן מאפיינים מגנטיים בטמפרטורות גבוהות. אבל הן יעילות יותר ואין להן הפסדים בהשוואה למכונות שהעיצוב שלהן כולל פיתולים.
פולסי המהפך קובעים את מהירות הסיבוב של המנגנון. עם תדר אספקה קבוע, המנוע פועל במהירות קבועה בלולאה פתוחה. בהתאם, מהירות הסיבוב משתנה בהתאם לרמת תדר ההספק.
תכונות
מנוע השסתום פועל במצבים שנקבעו ויש לו פונקציונליות של אנלוגי מברשת, שמהירותו תלויה במתח המופעל. למנגנון יתרונות רבים:
- ללא שינוי במגנטיזציה ובדליפת זרם;
- התאמת מהירות הסיבוב והמומנט עצמו;
- מהירות אינה מוגבלת על ידי כוח צנטריפוגלי המשפיע על הקולט ועל הפיתול הסיבובי;
- אין צורך ב-commutator ובפיתול שדה;
- המגנטים שבהם נעשה שימוש הם קלי משקל וגודל קומפקטי;
- מומנט גבוה;
- רוויה ויעילות אנרגטית.
השתמש
מנוע DC ללא מברשות מגנט קבוע נמצא בעיקר במכשירים עם הספק בטווח של 5KW. בציוד חזק יותר, השימוש בהם הוא לא הגיוני. כמו כן, ראוי לציין שהמגנטים במנועים מסוג זה רגישים במיוחד לטמפרטורות גבוהות ולשדות חזקים. אפשרויות אינדוקציה ומברשת נטולות חסרונות כאלה. מנועים נמצאים בשימוש נרחב באופנועים חשמליים, כונני מכוניות עקב היעדר חיכוך בסעפת. בין המאפיינים, יש צורך להדגיש את אחידות המומנט והזרם, המבטיחה הפחתת הרעש האקוסטי.
