موتور كورلس كوادكوپتر

موتور DC – شناخت موتور DC، مزايا و معايب آن{جلسه چهارم}

مقدمه

در جلسه چهارم از سرى جلسات آموزشى دوره جامع كوادروتور قصد داريم در موتور موتورهاى DC و البته نوع خاص موتورهاى DC كه در ربات هاى پرنده استفاده مى شود بحث كنيم. علت اینکه این جلسه را به موتور دی سی اختصاص داده ايم به دلايل زير است:

1- شناخت تفاوت های اساسی موتورDC و BLDC (براشلس)

2- آشنايى با موتورهاى كورلس مورد استفاده در كوادروتور

عبارت DC مخفف Direct Current مى باشد كه به معناى جريان مستقيم است و عبارت BLDC به معناى Brushless Direct Current مى باشد كه به معناى جريان مستقيم بدون جاروبك مى باشد. در زير نمونه هايى از اين دو موتور نشان داده شده است. در جلسات آينده به طور كامل موتورهاى براشلس نيز شرح داده مى شود.

مقايسه موتور براشلس و دى سى

ساختمان يك موتور دى سى

نحوه کار موتورهای دی سی به صورت زیر است:

dcmotor

 

همانگونه كه در انيميشن بالا مشاهده مى كنيد موتور DC‌ فقط داراى دو عدد سيم است و اين آشكارترين تفاوت موتور DC با موتور BLDC است كه داراى سه سيم است(البته فقط موتور براشلس بدون سنسور). شكل زير نمونه اى ديگر از يك موتور DC‌ را نشان مى دهد:

ساختمان موتور دى سى

اجزاى داخلى يك موتور DC به صورت زير است:

  1. آهنربای دائمی(استاتور)
  2. روتور(آرميچر)
  3. کموتاتور
  4. جاروبک ها
  5. سيم پيچ
  6. شافت

شکل زير ساختار داخلی یه موتور  دی سیمعمولی که جزء اصلى همه اسباب بازی هاست را نشان مى دهد. همانطور که ملاحظه می کنید اين موتور داراى شش بخش اصلى است كه در بالا نام برده شد.

ساختمان داخلى موتور DC

در يك موتور دى سى آهنرباهای دائمی هميشه ثابت هستند و سیم پیچ ها كه بر روى روتور قرار گرفته اند در حال حرکتند بنابراين براى انتقال جريان به سيم پيچ هاى در حال حركت نياز به ابزارى است كه اين جريان را منتقل كند كه اصطلاحا به آنها جاروبك يا Brush مى گويند.

جاروبك و كموتاتور

 روند کار بدین صورت است که ابتدا جریان برق باتری از طریق قطب – و قطب + وارد جاروبک ها میشود و از آنجا به کموتاتور میرسد که به صورت مداوم در حال چرخش است. کموتاتور هم جریان رسیده را وارد سیم پیچ ها می کند و باعث میشود سیم پیچ ها یک میدان مغناطیسی را دورتا دور خودشان ایجاد کنند. این میدان مغناطیسی به همراه آهنربای دائمی باعث چرخش روتور مى شوند كه خروجى آن به صورت يك شافت در حال چرخش است.

موتورهاى كورلس

در بسيارى از مينى كوادروتورها از نوع خاصى از موتورDC استفاده می شود كه با نام موتورهاى كورلس يا Coreless شناخته مى شوند. اين نوع موتورها بدون هسته آهنى ساخته مى شوند. راه اندازى و كار با اين موتورها بسيار آسان است و همانگونه كه در شكل زير مشاهده مى كنيد فقط دو سيم براى اتصال در كوادروتور دارند و اينكه ملخ هاى آنها نيز با يك فشار بر روى شافت موتور نصب مى شوند. استفاده از اين موتورها به دليل اينكه كاركردن با آنها آسان است و قيمت آنها نيز ارزان است از محبوبيت خاصى در بين شركت هاى سازنده كوادروتور برخوردار است. 

موتورهاي كورلس كوادكوپتر

نكته: موتورهاى كورلس ذكر شده صرفا در كوادروتورهاى تجارى و كوادروتورهايى با قابليت هاى پايين كاربرد دارند زيرا اين موتورها قابليت رقابت با موتورهاى براشلس را ندارند و همانگونه كه مى دانيد در كوادروتورهاى ريس از موتورهاى براشلس به جاى اين موتورها استفاده مى شود.

در شكل زير اجزاى داخلى اين نوع موتورها نشان داده شده است. همانگونه كه در شكل زير نيز مشاهده مى كنيد هيچ هسته آهنى در اين موتور وجود ندارد و سيم پيچ ها به صورت كاملا مستقل در داخل موتور قرار گرفته اند و كار چرخش را انجام مى دهند.

اجزاي موتور كورلس

مزاياى موتور DC

1-دو سیم جهت راه اندازی آن نیاز است.

2-ارزان است.

3-کنترل آن اسان است.

3-برای سرعت های ثابت به هیچ کنترلری نیاز ندارد.

4- در شرایط نامساعد محیطی به دلیل نداشتن مدارات الکترونیک با دوام است.

معايب موتور DC

1-ساییده شدن جاروبک ها در اثر فشار

2- سروصدای زیاد

3-تولید نویز در اثرساییده شدن جاروبک ها

اين جلسه هم به پايان رسيد. برای دریافت آخرین مطالب سایت میتوانید در کانال تلگرام ما عضو شوید و یا در اینستاگرام ما را فالوو کنید:

شاید دوست داشته باشید مطالب زیر را نیز بخوانید:

15 نظر

  • مسعود خاوری

    با عرض سلام خدمت جناب مهندس…بنده دنبال موتور dc هستم که به عنوان مفصل زانو پا عمل کرده و توان حرکت دادن پا رو داشته باشه همچنین روی موتور انکودر هم باشه…ممنون میشم راهنمایی بفرمایید.

    • قاسم قاسمی

      سلام و عرض ادب
      موتورهاى مختلفى مى توانيد براى حركت مفصل استفاده كنيد. لطفا نوع كاربرد ربات خود و ابعاد تقريبى و اطلاعات ديگر را ارسال كنيد تا پاسخ داده شود.

  • سها. الف

    سلام اقای مهندس قاسمی ما با یک تیم دانشجویی مشغول ساخت اکتاروتوری هستیم که قابلیت حمل ۴۰ کیلوگرم را داشته باشه برای این منظور دنبال موتور های با تراست بالاتر هستیم اما توی کاتالوگ موتور های خارجی معمولا تراست رو ننوشته
    اگر ممکنه شیوه های دیگری برای شناسایی موتور های براشلس مناسب معرفی کنید
    با تشکر از زحمات و سایت فوق العاده ی شما

  • محمد رضا مطهری

    با سلام خدمت مهندس قاسمی گرامی ،وقت بخیر،مطلبی داشتم و ان اینکه ایا قابلیتی برای کواد ها وجود دارد که مثلا (به عنوان یک کاربرد نظامی)از خود در حین پرواز دود سفیدی در اسمان تولید کنند و همرنگ اسمان شوند برای استتار کردن ؟؟؟اگر امکان دارد در مورد این امکان وچگونگی ایجاد ان کمی توضیح دهید(یعنی ایا امکان دارد برای کواد خود این قابلیت را ایجاد کنیم وهزینه ان چگونه می شود ؟)!!!!!با سپاس فراوان مطهری

    • قاسم قاسمی

      سلام جناب مطهري
      براي استتار به جاي استفاده از چنين كارهايي به راحتي مي توانيد با استفاده از رنگ هاي خاص بدنه و ملخ و… آن را استتار كنيد. استفاده از دود اتفاقا علائم خاص خودش را دارد و نتيجه عكس مي دهد.
      موفق باشيد

  • محمد رضا مطهری

    تشکر مهندس قاسمی عزیز،تا بعد،درپناه حق

    • قاسم قاسمی

      خواهش می کنم جناب مطهری. سالم و تندرست باشید.
      با آرزوی موفقیت

  • محمد رضا مطهری

    با سلام منظورم را در تصویر پایین کشیدم ،همچنین مشخصات موتور را دوباره ضمیمه کردم

    • قاسم قاسمی

      سلام مجدد
      در مورد طرحي كه مد نظر داريد چند نكته قابل بيان است كه خدمتتان عرض مي كنم:
      1- ابتدا اينكه اين طرح به دليل اينكه ملخ هاي زيرين يك جريان اغتشاشي ايجاد مي كنند باعث كاهش بازده ملخ بالايي مي شوند. قبلا در اكتاكوپتر X8 در مورد موتورهاي هم محور و ملخ هايي كه دقيقا زير هم قرار دارند مطالبي را ذكر كرديم كه نشان از حساس بودن نحوه قرار دادن ملخ ها در زير هم مي باشد.
      2- هنگامي كه موتورها و ملخ هايي را مطابق شكلي كه بيان نموديد در زير ملخ اصلي قرار مي دهيد سطح مقطعي كه جريان هواي ملخ اصلي به آن برخورد مي كند زياد مي شود و ناچارا سرعت كوادكوپتر افت مي كند و يك عيب محسوب مي شود. بحث هاي مفصل تري در مورد سرعت كوادكوپتر انجام داده ايم كه در لينك زير مي توانيد از آن استفاده كنيد.
      حداكثر سرعت كوادكوپتر
      3- در كوادكوپتر گرم به گرم آن براي ما اهميت دارد بنابراين وقتي كه اين موتورها را در قسمت زيرين اضافه مي كنيد بايد معيارهاي جرم كلي كوادكوپتر را هم در نظر بگيريم كه قطعا جرم زيادي مي شود و باز هم از بازده كلي موتور كاسته مي شود و زمان پرواز را كاهش مي دهد. مثالي را خدمتتان عرض مي كنم تا شفاف تر شود. فرض كنيد هر موتور ما 14 آمپر در حداكثر تراتل مصرف داشته باشد و شما از موتورهاي زيرين به عنوان كمكي استفاده كرده ايد با توجه به اينكه جريان توليدي اين موتورها بسيار كم مي باشد(در حد دهم آمپر) و اين جريان بايد پس از توليد توسط رگولاتورها رگوله شود و به كمك باتري بيايد اينقدر كم است كه به جاي كمك با وزني كه خود موتورها و قطعات متصل به آنها دارند زمان پرواز را كاهش مي دهند زيرا علاوه بر وزن خود موتورها وزن ميله هاي متصل به آنها و قطعات الكتريكي ديگر باعث كاهش بازده مي شود.
      3- كار كردن روي قسمت هاي مكانيكي براي افزايش زمان پرواز بسيار خوب است ولي در كنار آن مي توان همين زمان را بر روي پروژه هاي ديگري كه مرتبط با باتري كوادكوپتر هستند و در كنار باتري باعث افزايش زمان پرواز مي شوند صرف كرد به عنوان نمونه يكي از كارهايي كه مي توان صورت داد استفاده از سلولهاي هيدروژني است كه در كنار باتري ليتيم پليمر مي توان زمان پرواز را تا چند ساعت ارتقا دهيد و يا كارهاي ديگري كه مي توان در اين زمينه انجام داد.
      با آرزوي موفقيت براي شما و تمامي هموطنانمان

  • محمد رضا مطهری

    با سلام و عرض خسته نباشید، خدمت مهندس قاسمی عزیز ،سوال داشتم که تجربه شما در زمینه کواد رتور می تواند جواب گوی ان باشد می خواستم از موتوری که مشخصات ان را در بالا فرستادم به عنوان ژنراتور استفاده کنم وان را زیر ملخ های یک کواد کوپتر وصل کنم  وبا چرخش ملخ کواد رتور باعث چرخش ان شوم و از ان توان بگیرم ،می خواستم ببینم به طور تقریبی توانی که از یکی از این موتور ها حاصل می شود و همچنین به طور تقریبی دوری که پیدا می کند چه مقدار است

    اگر امکان دارد شرایط را خود تان به طور فرضی مد نظرتان انتخاب کنید و نتیجه را به من بگویید ممنون با سپاس فراوان مطهری

    • قاسم قاسمی

      سلام جناب مطهري
      آيا طرحي كه مد نظر داريد به صورت دو موتور هم محور مي باشد كه يكي از موتورها در بالا مي چرخد و باد ناشي از آن به ملخ موتور پاييني برخورد مي كند و باعث چرخش آن مي شود؟

  • محمد رضا مطهری

    فایل مشخصات موتور

  • محمد رضا مطهری

    تصاویر موتور

  • نوشتن نظر

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    اضافه کردن تصویر ( فقط فرمت jpg)