Motorların tarihi, 19. yüzyılın başlarında elektromanyetik olayların keşfiyle başlamış ve yavaş yavaş endüstriyel çağın en önemli elektronik sistemlerinden biri haline gelmiştir. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte mühendisler ve teknisyenler, doğru akım (DC) motorlar, asenkron motorlar ve senkron motorlar dahil olmak üzere birçok motor türünü icat ettiler.
Bir tür sabit mıknatıslı senkron motor (PMSM) olarak fırçasız motorların uzun bir geçmişi vardır. Ancak ilk zamanlarda çalıştırma ve hız değiştirme zorluğu nedeniyle pahalı kontrol mekanizmalarına sahip endüstriyel uygulamalar dışında yaygın olarak kullanılmamıştır. Ancak son yıllarda güçlü kalıcı mıknatısların gelişmesi ve insanların enerji tasarrufu konusundaki bilinçlerinin artmasıyla fırçasız motorlar çeşitli alanlarda hızla gelişme göstermiştir.
DC fırçalı motorlar ve fırçasız motorlar arasındaki fark
DC fırçalı motor (genellikle DC motor olarak anılır), iyi kontrol edilebilirlik, yüksek verimlilik ve kolay minyatürleştirme özelliklerine sahiptir. En çok kullanılan motor türüdür. DC fırçalı motorla karşılaştırıldığında fırçasız motor, fırça ve komütatör gerektirmez, bu nedenle uzun servis ömrüne sahiptir, bakımı kolaydır ve çalışma gürültüsü düşüktür. Ek olarak, yalnızca DC motorun yüksek kontrol edilebilirliğine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek derecede yapısal özgürlüğe sahiptir ve ekipmana yerleştirilmesi kolaydır. Bu avantajlar sayesinde fırçasız motorların uygulama alanı giderek genişledi. Şu anda endüstriyel ekipmanlarda, ofis otomasyon ekipmanlarında ve ev aletlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Fırçasız motorların çalışma koşulları
Fırçasız motor çalışırken, öncelikle rotor (dönen taraf) olarak kalıcı mıknatıs, stator (sabit taraf) olarak ise bobin kullanılır. Daha sonra harici invertör devresi, motorun dönüşüne göre bobine giden akımın geçişini kontrol eder. Fırçasız motor, rotor konumunu algılayan ve rotor konumuna göre bobine akım veren invertör devresi ile birlikte kullanılır.
Rotor konumu tespiti için üç ana yöntem vardır: bunlardan biri, manyetik alan odaklı kontrol için gerekli bir koşul olan akım tespitidir; ikincisi, rotorun manyetik alanı aracılığıyla rotor konumunu tespit etmek için üç Hall sensörü kullanan Hall sensör tespitidir; üçüncüsü, endüktif motorun konum tespit yöntemlerinden biri olan, rotorun dönmesiyle oluşturulan indüklenen voltaj değişimi yoluyla rotor konumunu tespit eden indüklenen voltaj tespitidir.
Fırçasız motorlar için iki temel kontrol yöntemi vardır. Ayrıca vektör kontrolü ve zayıf alan kontrolü gibi karmaşık hesaplamalar gerektiren bazı kontrol yöntemleri de vardır.
Kare dalga sürücüsü
Rotorun dönme açısına göre, invertör devresinin güç elemanının anahtarlama durumu değiştirilir ve ardından stator bobininin akım yönü, rotoru döndürecek şekilde değiştirilir.
Sinüs dalgası sürücüsü
Rotor, rotorun dönüş açısını tespit ederek, invertör devresinde 120 derecelik bir faz kaymasıyla üç fazlı bir alternatif akım üreterek ve ardından stator bobininin akım yönünü ve boyutunu değiştirerek döndürülür.
Fırçasız DC motorlar şu anda ev aletleri, otomotiv elektroniği, endüstriyel ekipmanlar, ofis otomasyonu, robotlar ve taşınabilir tüketici elektroniği dahil olmak üzere çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Gelecekte, motor teknolojisinin sürekli gelişmesiyle birlikte fırçasız DC motorların uygulanması daha geniş bir gelişim alanına sahip olacaktır.
