كل شيء عن مضخة التيار المستمر بدون فرشاة - دليل شامل

الوقت المقدر للقراءة: 6 دقائق

تسرد هذه المقالة بعض المفاهيم المهمة لمضخات التيار المستمر عديمة الفرش. في نهاية المقالة، نستخدم معلومات رسومية لإعطائك فكرة سريعة عن كيفية ارتباط بعض مفاهيمها المربكة مع بعضها البعض.

لماذا تسمى مضخة DC بدون فرشاة؟

تمت تسمية مضخة التيار المستمر بدون فرشاة في البداية بسبب استخدام محرك تيار مستمر بدون فرشاةلذا دعونا نبدأ بتطوير محرك التيار المستمر.

إيجابيات وسلبيات محرك التيار المستمر بالفرشاة

كانت محركات التيار المستمر المبكرة تُبدَّل بواسطة مُبدِّلات وفرش، ولذلك سُمِّيت محركات التيار المستمر ذات الفرش كما كانت معروفة لدى العامة. ولها المزايا والعيوب التالية:

الايجابيات:

بالمقارنة مع محرك التيار المتردد، يتمتع محرك التيار المستمر بأداء ممتاز للتحكم في السرعة، ونطاق واسع لتنظيم السرعة، وعزم دوران كبير، وأداء جيد في السرعة المنخفضة، وأداء تشغيل مستقر، وكفاءة عالية.

السلبيات:

ومع ذلك، نظرًا لأن محركات التيار المستمر التقليدية يتم تبديلها من خلال الفرش وجهات اتصال المبدل، فهناك العديد من العيوب:

الشرر، التآكل الميكانيكي، التداخل الكهرومغناطيسي، الضوضاء العالية، عمر العمل القصير…

بسبب هيكلها المعقد، فإن موثوقية المضخة ضعيفة، وعرضة للتلف بسهولة، وتتطلب صيانة دورية. في الأنظمة المعقدة، تُعدّ هذه المشكلة سببًا رئيسيًا لعدم موثوقيتها، مما يجعل استخدامها محدودًا.

إيجابيات محرك التيار المستمر عديم الفرشاة

استفاد اختراع محرك التيار المستمر عديم الفرشاة من تطوير التكنولوجيا الإلكترونية، التي استخدمت دوائر تبديل الترانزستور بدلاً من الفرش والمبدلات.

إن بنية محرك التيار المستمر بدون فرشاة تشبه بنية محرك التيار المتردد المتزامن ذي المغناطيس الدائم، مع وجود ملفات لولبية على الجزء الثابت ومغناطيسات دائمة على الجزء الدوار.

محرك_مصقول_4

محرك فرشي

مخطط مبدأ عمل محرك تيار مستمر بدون فرشاة

محرك بدون فرشاة

الايجابيات:

  • يرث جميع مزايا محركات التيار المستمر ذات الفرشاة.
  • لا شرر، لا تآكل ميكانيكي، موثوقية عالية، عمر افتراضي طويل، لا يحتاج إلى صيانة.

ابتكار هيكلي يعتمد على محركات تيار مستمر بدون فرش

يُعدّ تلف ختم العمود والتسريب السببَ الأكثر شيوعًا لاحتراق المضخة. ولحل هذه المشكلة تمامًا وإطالة عمر مضخة المياه، طوّرت مضخة التيار المستمر بدون فرشاة هيكلها.

هيكل مضخة التيار المستمر بدون فرشاة (مضخة BLDC)

مروحة الدوار - تعمل مروحة الدوار بواسطة المجال المغناطيسي الناتج عن الملف، وتعمل مع السائل. وهي معزولة تمامًا عن ملف الجزء الثابت ولوحة الدائرة.

عمود سيراميك - يساعد عمود سيراميك الزركونيا عالي الجودة على تقليل مقاومة الدوران ويضمن عمرًا طويلاً للمضخات.

طبقة العزل - طبقة العزل جزء من جسم المضخة. تعزل ملف الجزء الثابت ولوحة الدائرة عن مروحة الدوار والسائل، وتجعل المضخة مقاومة للماء تمامًا.

ملف الجزء الثابت - يقوم بتوليد مجال مغناطيسي لجعل الجزء الدوار يعمل.

كما يمكنك أن ترى من مخطط هيكل مضخة BLDC أعلاه، يتم عزل ملف الجزء الثابت ولوحة الدائرة بالكامل عن السائل والدوار بواسطة طبقة العزلبخلاف الختم الديناميكي للحلقة الدائرية، يُعد هذا الختم ختمًا ثابتًا تمامًا، مما يضمن عدم حدوث أي تسرب.

بالإضافة إلى منع تسرب السوائل، فإن هذا الهيكل يجلب أيضًا فائدة أخرى: تبديد جيد للحرارة، مما يسمح للمضخة بالحصول على عمر خدمة أطول. يقوم وسط السائل المضخ بتبريد دوار التشغيل عالي السرعة، وكفاءة التبريد أفضل بكثير من تبريد تدفق الهواء داخل مضخة المياه التقليدية.

بسبب هذا الهيكل الفريد لمضخة التيار المستمر بدون فرشاة، غالبًا ما يطلق عليها اسم آخر: مضخة محرك مغناطيسي.

الفرق بين الطورين والثلاثي

يشبه مبدأ عمل مضخة الماء ذات التيار المستمر بدون فرش مبدأ عمل مضخة الماء ذات التيار المتردد. أي أن الدوار يُدار بواسطة المجالات المغناطيسية المتغيرة الناتجة عن الملفات المزدوجة على الجزء الثابت. ولكن يُرجى ملاحظة أنه، على عكس مضخات الماء ذات التيار المتردد، تستخدم مضخات المياه ذات التيار المستمر بدون فرشاة طاقة تيار مستمر منخفضة الجهد مصادر الطاقة بدلاً من طاقة التيار المتردد 110 فولت أو 220 فولت.

تحتوي مضخة التيار المستمر بدون فرشاة ثنائية الطور على زوجين من المجالات المغناطيسية وجزء ثابت مكون من 4 فتحات، في حين تحتوي مضخة التيار المستمر بدون فرشاة ثلاثية الطور على ثلاثة أزواج من المجالات المغناطيسية وجزء ثابت مكون من 6 فتحات.

مضخة التيار المستمر بدون فرشاة ثنائية الطور عادةً ما تكون تكلفتها أقل من تكلفة مضخة التيار المستمر ثلاثية الطور بدون فرشاة. وذلك لأنه يتطلب من الدائرة الموجودة داخل جسم المضخة وضع مستشعر هول لاكتشاف موضع الدوار.

لضمان عدم احتراق المكونات الإلكترونية، نشترط عادةً ألا تتجاوز درجة حرارة الوسط المُضخّ 60 درجة مئوية. في الوقت نفسه، يجب ألا تكون طاقة المضخة عالية جدًا (لأنّ ملفّ اللفّ نفسه سيُولّد حرارة عالية أثناء تشغيل المضخة).

مضخة تيار مستمر بدون فرشاة ثلاثية الطور مقابل مضخة تيار مستمر ثنائية الطور

تستخدم مضخة التيار المستمر بدون فرشاة ثلاثية الطور التحكم في وحدة التحكم الدقيقة واكتشاف ذكي لموضع التبديل بدلاً من مستشعر هول. يمكنك وضع الدائرة مع جميع مكوناتها الإلكترونية في صندوق تحكم خارج جسم المضخة حسب احتياجاتك.

بالمقارنة مع مضخة تيار مستمر بدون فرشاة ثنائية الطور، أ تسمح لنا مضخة التيار المستمر بدون فرشاة ثلاثية الطور بزيادة الطاقة المقدرة للمضخة بشكل كبير لتحسين أداء المضخة.

في الوقت نفسه، يمكن لمضخة التيار المستمر بدون فرشاة ثلاثية الطور أن تعمل في بيئة ذات درجة حرارة أعلى.

بالإضافة إلى ذلك، بسبب استخدام MCU، نحن يمكن إضافة العديد من وظائف البرنامج إلى المضخة، مثل الحماية العكسية، والحماية من التعطل، والحماية من التيار الزائد، والتحكم اليدوي في السرعة، والبرنامج الموهوب، وما إلى ذلك.

إن مضخة التيار المستمر بدون فرشاة ثلاثية الطور هي ترقية مهمة، لتلخيص ما سبق.

التحكم في محرك الموجة الجيبية - لتقليل الضوضاء

بالمقارنة مع مضخات المياه ذات التيار المتردد والتيار المستمر التقليدية، فإن ضوضاء مضخة المياه ذات التيار المستمر بدون فرشاة منخفضة جدًا، حوالي 40 ديسيبل أو أقل. ومع ذلك، في بعض البيئات الخاصة، مثل مرتبة السباكة المستخدمة في غرفة النوم، ونظام تدوير حوض السمك، ونظام تدوير التبريد لوحدة المعالجة المركزية، وما إلى ذلك، ستكون متطلباتنا للضوضاء أكثر أهمية.

لتقليل الضوضاء بشكل أكبر، قمنا بتبني تقنية التحكم في محرك الموجة الجيبية بدلاً من محرك الموجة المربعة في بعض نماذج المنتجات.

مبدأ تشغيل الموجة الجيبية هو كما يلي:

يحصل نظام التحكم في المضخة على الموضع الدقيق للدوار من خلال تقنية التحكم بدون مستشعر ثلاثي الطور. هو - هي يستخدم دائرة التحكم المعقدة لـ توفير تيار الطور المتغير المطابق لكل قوة دافعة كهربائية معاكسة. من الناحية المثالية، يمكن تحقيق ذلك باستخدام تقنية التحكم في محرك الموجة الجيبية عزم دوران مضخة ثابت.

ونتيجة لذلك، بالمقارنة مع محرك الموجة المربعة، يمكن لمحرك الموجة الجيبية تحقيق بعض المزايا، بما في ذلك تقلب عزم الدوران منخفض، تشغيل سلس، ضوضاء منخفضة للغاية، إلخ.

نظرًا لارتفاع تكلفتها، استُخدمت تقنية التحكم بمحرك الموجة الجيبية بشكل رئيسي في المجال العسكري وفي بعض التطبيقات عالية المتطلبات. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، وبفضل انخفاض أسعار وحدات التحكم الدقيقة (MCU) ومعالجات الإشارة الرقمية (DSP) عالية السرعة، حظيت هذه التقنية باهتمام متزايد.

رسم بياني يوضح علاقة مضخة التيار المستمر بدون فرشاة

مع تطور التقنيات المختلفة والابتكار المستمر في المواد والعمليات، أصبح أداء مضخات التيار المستمر بدون فرش أكثر تميزًا من جميع النواحي. وقد انتشرت تدريجيًا في مجالات أكثر فأكثر خلال العقود القليلة الماضية.

إنه نتاج مزيج من التكنولوجيا الإلكترونية الحديثة (بما في ذلك إلكترونيات الطاقة، وتكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة)، ونظرية التحكم، وتكنولوجيا المحركات، وميكانيكا الموائع، وغيرها من التخصصات.

بصراحة، ليس من السهل فهم بعض مفاهيمه. لذلك كتبنا هذه المقالة على أمل أن تفيدك. سيعطيك الرسم البياني التالي فكرة سريعة عن كيفية ارتباط بعض مفاهيمه المربكة ببعضها. إذا كان مفيدًا، استمتع به وشاركه.

أخبرنا بطلباتك لنحصل على حل. لندفع الأمور قدمًا.

arArabic

إرسال عرض أسعار سريع

    غلاف كتالوج منتجات مضخة BLDC 2025 400x500

    احصل على كتالوج المنتج مجانًا

    قبل أن تغادر، احصل على كتالوج منتجات مضخات BLDC المجاني! سجل سريعًا أدناه للعثور على حلول مضخات مبتكرة قد تلبي احتياجاتك في المستقبل.