کوادکوپتر و مالتی روتر سایر مطالب

استفاده از موتور براشلس (BLDC) در کوادکوپتر:

استفاده از موتور براشلس (BLDC) در کوادکوپتر:
5 (100%) 1 vote

موتور براشلس

استفاده از موتور براشلس (BLDC) در کواکوپتر:

موتورهای براشلس یا موتورهای سنکرون DC موتورهایی هستند که در آنها جاروبک(Brush) وجود ندارد.موتورهای براشلس ساختمان ساده ای دارند.این موتورها ازیک بخش سیم پیچ و یک بخش آهنربا تشکیل شده است که این آهنربا وظیفه چرخاندن Shaft موتور را برعهده دارد.

موتور براشلس

موتورهای براشلس مانند موتورهای سه فاز القایی برای چرخش به یک ولتاژ سه فاز با اختلاف فاز 120 درجه نیاز داردند. اما همانطور که می دانیم این موتورها در کوادکوپتر هم استفاده می شوند و ولتاژ تغدیه کوادکوپتر ولتاژ باتریست که یک ولتاژDC است .شاید یپرسید چگونه امکان دارد این موتورها با استفاده از یک ولتاژ DC بچرخند.برای راه اندازی این موتورها در کواد کوپتر از یک مدار الکترونیکی به نام اسپید کنترلر یا ESC استفاده می شود.

اسپید کنترلر

 

اسپید کنترلر ولتاژ DC را به سه ولتاژ AC با اختلاف فاز 120 درجه تبدیل می کند.با عبور این ولتاژ از سیم پیچ های موتور و بر هم کنش مغناطیسی بین روتور و آهنربای استاتور باعث چرخش موتور می شود.در شکل زیر می توانید نحوه کارکرد موتورهای براشلس را مشاهده کنید.با تغییر توالی فاز بین سیم پیچ ها ، موتور به چرخش درمی آید.

موتور براشلس

 

موتور براشلس

قسمت اساسی در موتور براشلس وجود آهنربای دائمی است.وجود این آهنربای دائمی باعث شده که بر خلاف موتورهای DC معمولی ارتباط الکتریکی بین استاتور و روتور وجود نداشته باشد.پس موتور سبک تر ،چرخش روان تر ،تنش در موتور به شدت کم و راندمان آن به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.

این مطلب را از دست ندهید  کنترل فن 4 پین با آردوینو

-سیم بندی داخلی موتور براشلس :

سیم بندی در موتورهای براشلس به دو صورت مثلث و ستاره انجام می شود.

 

موتور براشلس

موتور براشلس

در هر دو حالت سه رشته سیم از موتور خارج می شود. اما ازلحاظ فنی این دو سیم پیچی تفاوت هایی با یکدیگر دارند.سرعت در اتصال مثلث به اندازه ی رادیکال 3 یا 1.73 بیشتر از اتصال ستاره است.چون ولتاژ و جریان آن 1.73 بیشتر می شود.پس بدیهی است که توان مصرفی نیز در اتصال مثلث سه برابر بیشتر است.اما در کل راندمان اتصال ستاره بالاتر است.معمولا در کوادکوپترها از موتورهای با اتصال ستاره استفاده می شود.

 

-موتور براشلس با سنسور اثر هال(Hal Sensor):

معمولا در مواردی که نیاز است موقعیت موتور به طور دقیق مشخص شود از سنسورهایی به نام سنسور Hal استفاده می شود.این سنسورها که با فرآیند اثر هال کار می کنند می توانند موقعیت دقیق shaft موتور را به میکروکنترلر اعلام کنند.سنسورهای Hal به این صورت کار می کنند که با القا مغناطیسی ناشی از آهنربای موجود در موتوردر آنها ولتاژی به وجود می آید که با تقویت این ولتاژ می توانند یک سیگنال منطقی را تولید کنند.نمونه موتورهای brushless به همراه سنسور هال را می توانید در موتورهای CD-ROM کامپیوتر مشاهده کنید.

 

سنسور هال

 

سنسور اثر هال

-انتخاب موتور مناسب برای کوادکوپتر:

در انتخاب موتور مناسب برای کوادکوپتر باید به چند پارامتر مهم توجه کنید.معمولا بر روی بدنه موتور عبارت Kv  را به همراه یک عدد مشاهده می کنید.

موتور براشلس

عدد Kv بیانگر این است که اگر ولتاژ یک ولت به موتور اعمال شود ، موتورقادر است با این سرعت بچرخد.به عنوان مثال در شکل فوق یک موتور 1000KV را مشاهده می کند.پس هرچه این عدد بزرگتر باشد می توانید به سرعت بالاتری در شرایط برابر برسید . عدد A2212 نیز معمولا مدل موتور را مشخص می کند. با جستجو در اینترنت می توانید برگه اطلاعاتی این موتور را پیدا کنید.13T نیز تعداد دورهای سیم پیچی شده به دور قطب های این موتور را مشخص می کند.پارامتر بعدی در یک موتور براشلس حداکثر جریان مصرفی موتور است.هر چه بار موتور بیشتر باشد جریان مصرفی آن نیز بیشتر است.پس موتورباید تحمل جریان بالا را داشته باشد و البته در جریان های بالا راندمان آن افت پیدا نکند. به عبارت دیگر باید بتواند بارهای سنگین تر را در جریان و ولتاژ پایین تری جابه جا کند.پارامتر بعدی ولتاژ کاری موتور است که باید متناسب با باطری مورد استفاده انتخاب گردد.یک پارامتر دیگر نیز که بسیار بسیار مهم است Thrust موتور است.این پارامتر در واقع میزان جرمی که موتور می تواند از زمین بلند کند را مشخص می کند.برای انتخاب این پارامتر نیز باید در ابتدا یک تخمین کلی از وزن Quadcopter خود داشته باشید و پس از آن مطابق با این وزن موتورهای خود را انتخاب کنید.

این مطلب را از دست ندهید  بررسی قابلیت های برنامه اندرویدی ElectroDroid

مثال:به جدول زیر توجه کنید:

موتور براشلس

 

جدول فوق مربوط به موتور MT3515 650KV ساخت شرکت EMAX است.

موتور براشلس

 

در جدول فوق می توانید تمام پارامتر های این موتور را در شرایط مختلف مشاهده کنید.به عنوان مثال در صورتی که وزن تقریبی quadcopter شما 2kg باشد.و مایل باشید از موتورهای این خانواده استفاده کنید می توانید از 4 موتور با مشخصات CF13*4.4(اعداد 13و 4.4 مشخصات فیزیکی موتور است)استفاده کنید.در این صورت مطابق ردیف اول جدول اگر Throtlle  بر روی 50 درصد تنظیم شود ، هر کدام از موتورهای شما 4.3 آمپر جریان مصرف می کند که می توانند 650g * 4=2.6 kg جرم (thrust)  را با سرعتی معادل 4800RPM از زمین بلند کنند که در این حالت توان مصرفی هرکدام از موتورها 64 وات خواهد بود.با انتخاب این موتور و باتری مناسب می توانید به پرواز خوبی در Throtlle 50 درصد برسید.

پس در انتخاب یک موتور باید به پارامتر های زیادی مانند ولتاژ باتری ،وزن کوادکوپتر،راندمان موتور،توان مصرفی و شرایط دمایی آن توجه نمود.

درباره نویسنده

اکبر محمدی

دیدگاهتان را بنویسید