Brushless motor lar (Fırçasız motorlar) dronlar için daha mı iyi?
Brushless motor lar son on yılda özellikle dronlarda ve diğer bazı insansız hava araçlarında kullanılmaları nedeniyle popüler hale geldi. Peki hava araçlarında neden ezeli düşmanı Brushed motorlar yerine Brushless motorlar tercih ediliyor? Bu makalede, RC uçak ve dronlardaki uygulamalar için Brushless motorların Brushed motorlara göre avantajlarını araştırıyoruz.
Brushless motor nedir?
Elektrik bağlantılarını yapmak için Brushed döner armatürlerin kullanıldığı mekanik bir komutasyon kullanan geleneksel Brushed motorların aksine. Brushless motorların mekanik komutasyonu yoktur, bunun yerine anahtarlamaları için elektrik sinyallerine dayanırlar. Motorun dönüş hızı, motorun elektromıknatıslarına periyodik akım darbeleri gönderen bir kontrolör tarafından kontrol edilir. Brushless motorlara aynı zamanda Brushless DC elektrik motoru (BLDC motor veya BL motor), elektronik olarak değiştirilen motor (ECM veya EC motor) veya senkron DC motor da denir.
Brushless motor ‘un çalışma prensibi
Brushless motorlar, Brushed motorlara göre ters bir tasarıma sahiptir. Brushless motorun çalışma prensibi iki ana bileşene dayanmaktadır. Kalıcı mıknatısı tutan bir rotor ve içinden elektrik akımı geçtiğinde elektromanyetik alan oluşturan bakır bir bobinle sarılmış bir stator. Inrunner Brushless motorların statoru dış taraftadır ve rotoru içeride döner; Outrunner Brushless motorlar, rotorun statorun dışında dönmesine sahiptir. Yazılımda Brushless motor komütasyonunu uygulamak için bir mikro denetleyici kullanılabilir, ancak bu aynı zamanda analog veya dijital devreler kullanılarak da yapılabilir. Elektronik komütasyon, fırça komütasyonunun (mekanik) aksine, hız sınırlaması, yavaş ve hassas hareket kontrolü için mikro adımlı çalışma ve Brushed DC motorlarla mümkün olmayan, sabitken tutma torku gibi daha fazla esneklik ve yetenek sunar. Daha yüksek komütasyon verimliliği için kontrolör yazılımı, uygulamada kullanılan motora göre uyarlanabilir.
İHA motorları ne işe yarar?
Uçan makinelerin işleyişinde motorların temel rol oynadığı konusunda hiçbir belirsizlik yoktur; ancak bu motorlar tam olarak ne yapar?
Çok rotorlu bir İHA’da, bir motor her pervaneye veya rotora özel olarak güç sağlar. Drone pervanelerine yerden havalanmasını ve kaldırma yapmasını sağlayan dönüş hareketini verir. Bir robot yüksekliğe ulaştığında pervaneleri, motorların daha hızlı hareket etmesini ve İHA bataryasından daha iyi güç elde etmesini sağlayan gelişmiş kaldırma kuvvetini mutlaka sağlayacaktır.
Bu otomasyon araçları, kaldırma sağlamanın yanı sıra belirli yönlerde hareket etmek için de pervanelerine bağımlıdır. İHA’lar, her pervanenin dönme hızını değiştirerek herhangi bir yola doğru hareket etmelerini sağlayan bir yön eğimine ulaşır. Böyle bir döngü, uçan robotun planlanan yönde hareket edebilmesi için her pervanenin dönüş hızının değişmesi gerektiğinden biraz daha karmaşıklık içerir.
Bilginize, her drone motorunun ESC (Elektronik Hız Kontrol Cihazı) modülü böyle bir kontrol sağlar.
Brushless motor ‘lar nerede kullanılır?
Brushless motorlara yönelik uygulamalar arasında el tipi elektrikli aletler, Uzaktan kumandalı model uçaklar, dronlar, otomobiller ve bilgisayar çevre birimleri (disk sürücüleri, yazıcılar) bulunur. Brushless DC motorlar, mevcut çamaşır makinelerindeki kauçuk kayışların ve dişli kutularının doğrudan tahrikli tasarımla değiştirilmesini mümkün kılmıştır.
Brushless Motor ‘ların Brushed motorlara göre avantajları nelerdir?
Brushless bir motorun Brushed bir motora göre avantajları, yüksek güç-ağırlık oranı, yüksek hız, pratik olarak anında hız (rpm) ve tork kontrolü, yüksek verimlilik ve az bakımdır. Genel olarak Brushless motorlar, geleneksel Brushed motorlara göre daha hızlı ve daha güçlüdür, ayrıca daha az ses çıkarırlar. Ek olarak, Brushed motorlara göre daha verimli çalışırlar ve daha az güç kaybı yaşarlar veya hiç güç kaybı yaşamazlar; bu da fırçaların sürtünme üretmesi nedeniyle sorun olabilir.
Brushless Motor ‘larda Pervane Nasıl Seçilir?
Brushless motorların doğru kombinasyonunu seçmek, özellikle RC uçakları ve Drone tasarımına yeni başlayanlar için kolay bir süreç değildir. Dikkate alınması gereken pek çok şey var. Brushless motorların özellikleri;
-Değişme oryantasyonu (İç koşucular/dış koşucular)
-Hız (Kv değerleri)
-Fiziksel boyut (Çap ve yükseklik)
-Güç
-İtme
-Tork
Drone motorunuz ne kadar verimli?
Bu, üretilen itme kuvveti ile motorunuzun çektiği güç miktarı arasındaki oran ile karakterize edilir ve genellikle g/w (watt başına gram) cinsinden gösterilir. Veriminin gaz kelebeği derecesine göre farklılık göstermesi nedeniyle, bir motorun tek bir verimlilik değerinin olmadığını unutmayın.
Dahası? İHA motor verimliliğinin gaz kelebeğine nasıl tepki vereceği her motor için farklılık gösterir. %100 gaz kelebeğine yakın şekilde daha verimli çalışan birkaç motor vardır; bu arada, diğerlerinin gaz kelebeğinin daha düşük derecelerinde en yüksek verime ulaşması muhtemeldir.
Ayrıca birçok İHA motorunda verimlilik davranışlarını açıklayan gaz kelebeği eğrileri bulunur. Bu doğrultuda en uygun motoru seçmek, robotunuzu nasıl uçurmak istediğinize bağlıdır.
Quadcopter için Brushed (Fırçalı) Motorlar ve Brushless (Fırçasız) Motorlar
Brushed motorlar ve Brushless motorlar, FPV drone’larda (quadcopters) kullanılan iki yaygın motor türüdür. Bu yazıda aralarındaki farkları ve neden birini diğerine tercih edebileceğinizi tartışacağız. FPV drone’ların çoğunluğu Brushless motorlar kullanıyor çünkü bunlar Brushed motorlardan çok daha güçlü ve dayanıklı. Ancak düşük maliyet ve kompaktlık nedeniyle bazen mikro ve nano drone’larda Brushed motorların kullanıldığını görebilirsiniz.
Brushless Motor ‘ların Brushed Motorlara Göre Avantajları
-Fırça yok – daha az bakım ve daha uzun dayanıklılık
-Daha verimli – ısı olarak daha az enerji israfı
-Fırçaların olmaması nedeniyle daha iyi hız ve tork, çünkü fırça sürtünmesi hız arttıkça artar
-Daha geniş hız aralığı
-Brushed motorlara kıyasla yapı nedeniyle daha iyi ısı dağılımı
-Yüksek hız/güç işlemleri için daha uygun maliyetli
Popüler uygulamalar: Radyo kontrollü model uçaklar ve drone’lar, elektrikli araçlar ve yüksek dönüş hızı ve güç gerektiren endüstriyel makineler
Brushed motorların kullanımı oldukça kolaydır. Şeyin üzerine bir DC voltajı koyarsınız ve gider. Voltajı değiştirerek hızı değiştirebilirsiniz. Bunu yapmak için gereken elektronik ekipman çok ucuz ve güvenilirdir. Brushless motorlar için gereken elektronik parçalar daha karmaşık, daha pahalı ve daha az dayanıklıdır. Genel olarak, elbette anekdotsal olarak, bunun bir yıkama olduğunu düşünüyorum ve kişisel olarak herkes gibi fırçalanmış motorlara çarpma konusunda isteksizim. Bu kadar basit değil.
Dolayısıyla Brushless motorlar, motorun verimliliği ve dayanıklılığı açısından avantaja sahip olsa da, bunları çalıştırmanın artan maliyeti ve karmaşıklığıyla karşılaştırmalısınız. Bazen Brushed motor kullanmak maliyet açısından daha iyi olabilir, bu yüzden onları küçük drone’larda, uçaklarda ve helikopterlerde görürsünüz.
