یک کودک از بیرون فروشگاه فریاد می زند : اسکوتر برقی !!! و پدرش می پرسد؟! آیا مجهز به براشلس های جدید است !؟ حالا این سوال چه مفهومی دارد و برای خرید اسکوتر جدید چقدر مهم است ؟! بهتره بدانید که کاربرد موتور براشلس برای نقلیه جدید به معنای مصرف کمتر و بازدهی بیشتر است. Brushless یک سیستم باز طراحی شده برای بهبود عملکرد و افزایش راندمان موتورهای الکتریکی قدیمیDC است.
اولین موتور براشلس در سال 1962 اختراع شد. این موتور که به نام موتور براشلس DC (BLDC) شناخته می‌شود، توسط T.G. Wilson و P.H. Trickey ساخته شد. این اختراع به لطف پیشرفت‌های تکنولوژی حالت جامد در اوایل دهه 1960 ممکن شده. این موتورها از ترانزیستورها برای کنترل جریان استفاده می‌کنند و به جای برس‌های مکانیکی، از حسگرهای Hall برای تشخیص موقعیت روتور استفاده می‌کنند، که باعث افزایش کارایی و کاهش نیاز به نگهداری می‌شود.
به علت استفاده آن در وسایل حمل و نقل الکتریکی به معرفی آن می پردازیم. اگر میخواهید درباره مشخصات و نحوه عملکرد یک موتور ( الکتریکی چرخان ) مبتنی بر فناوری براشلس و تاثیرات آن در وسایل نقلیه برقی اطلاعات کسب کنید لطفا تا انتهای این مقاله با من همراه باش دوست عزیز. این مقاله به نحوی نوشته شده که با کمترین دانش الکترونیکی بتوانید با ساختار و عملکرد این موتورها و مزیت آن آشنا شوید.
داستان موتورهای براشلس از کجا آمد !؟
شاید شما هم مانند من موتورهای الکتریکی براشلس را اولین بار در سیستم خنک کننده رایانه دیده باشید! در مواردی مانند فن خنک کننده لپ تاپ و حتی فن های کوچک و بزرگی که در کیس های رومیزی دیده می شود شما میتوانید موتورهای براشلس بدون جاروبک ( فاقد ذغال ) را در قطرها و ضخامت های مختلف و با توان های ورودی و خروجی متفاوتی مشاهده کنید. به نظر می آید این موتورهای الکتریکی با فناوری براشلس چیز جدیدی باشد اما واقعا اینطور نیست!
حتی نزدیک به دو دهه قبل نیز این فناوری وجود داشته. به طور مثال اگر بیست سال پیش شما یک سیستم صوتی حرفه ای از برندهای معتبری مانند سونی و یا پاناسونیک را خریده باشید احتمالا یکی از این فن ها را در قسمت پشتی آن دیده اید! اگرچه خنده دار به نظر می رسد اما این فن های همیشه روشن امروزه در سیستم تهویه سرویس های بهداشتی مدرن نیز دیده می شود.
درباره مهم ترین مزیت این فناوری باید گفت که موتورهای براشلس توانایی روشن ماندن مداوم را دارند و مدلهای جدید آن که توسط شرکت های پیشگام تولید می شود اکنون به لطف وجود اسمارت باتری و بدون آنکه ( برای صدها کیلومتر ) نیاز به سرویس و تعمیر داشته باشد به عنوان موتور پیشران در وسایل نقلیه مقرون به صرفه مورد استفاده قرار گیرند.
موتورهای دی‌سی براشلس، موتورهای سنکرونی هستند که با منبع دی‌سی تغذیه می‌شوند که توسط اینورتر مجتمع برای به حرکت درآوردن موتور به سیگنال الکتریکی AC موج مربعی تبدیل می‌شود؛ سنسورها و قطعات الکترونیکی دیگری نیز خروجی اینورتر را کنترل می‌نمایند. توضیحات و مشخصات تخخصی که در حوزه الکترونیک بهان پرداخته شده را میتوانید در صفحه زیر دنبال کنید
ویکی پدیا
به طور کلی موتورهای دارای براش همان چیزی هستند که در ابزارهای صنعتی مانند دریل استفاده می شود. از دیگر کاربردهای این نوع موتور الکتریکی می توان به استفاده از آن به عنوان استارت الکتریکی خودرو و حتی موتور سیکلت اشاره کرد. همچنین وسایل قدیمی مانند لباسشویی نیز سابقا از موتورهای قدیمی براش DC / AC بهره می برده.
انواع و اقسام موتورهای براشلس (Brushless Motors) که توسط شرکت‌هایی مانند Tesla، Bosch و Maxon تولید می‌شوند، اکنون به لطف باتری هوشمند اسکوتر با سلول‌های بهینه‌شده 18650 مبتنی بر فناوری لیتیوم یون / فسفات که در کارخانه های معتبری همچون تسلا تولید شده قادر هستند تا حدود 18 ماه بدون نیاز به هیچ سرویس و تعمیری وسیله نقلیه شما را به حرکت درآورد. موتورهای براشلس به عنوان موتورهای با قابلیت همیشه روشن ماندن در سیستم های مختلفی از جمله موارد زیر وجود دارد:
- سیستم های تهویه مبتنی بر همرفت که به موتور الکتریکی کم اصطکاک و همیشه روشن نیاز دارد.
- امروزه این موتورها در وسایل نقلیه الکتریکی به خوبی عمل می کند.
ویژگی‌های کلیدی مربوط به ترکیب براشلس و اسمارت باتری :
- طراحی بدون جاروبک: کاهش اصطکاک و سایش، منجر به طول عمر بیشتر و نیاز کمتر به نگهداری.
- کنترلر پیشرفته: استفاده از تکنولوژی‌های مدرن برای کنترل دقیق‌تر و کاهش اتلاف انرژی.
- اسمارت باتری‌ها: سلول‌های 18650 لیتیوم فسفات با بهره‌وری بالا، ایمنی بیشتر و عمر طولانی‌تر.
- برد بالا بدون نیاز به تعمیرات مکرر: امکان طی مسافت‌های طولانی با هزینه کمتر
مقایسه موتورهای چرخان براش و براشلس
در ساختار موتورهای الکتریکی براش ( موتورهای الکتریکی قدیمی ) از دو عدد جاروبک که تعمیرکارها آنها را با عنوان ذغال می شناسند برای انتقال جریان برق به سیم پیچ استفاده می شود. این محیط بین زغال و کموتاتور دارای اصطکاک مداوم است که فرسودگی به همراه دارد.
قسمت براش و تکیه گاه ها در موتورهای جدیدتر ( براشلس = بدون براش ) حذف شده و در اصل ؛ فرایند القای الکتریکی که سابقا به کمک یک قطعه فیزیکی ( با درگیری مدام) انجام می شد امروزه از طریق مغناطیسی ( بدون نیاز به اتصال فیزیکی ) به کمک محیط سنسور انجام می شود.
ارزیابی عملکرد
این فناوری برای موتورهای پیشران ( حرکت دهنده وسایل نقلیه ) کاربرد دارد. با توجه به اینکه برای خودرو های برقی مسئله وات ساعت ( میزان مصرف موتور از انرژی باتری در هر ساعت ) بسیار مهم است؛ براشلس ها در وسایل نقلیه عملکرد موفقی داشته اند. اما عملکرد موتورهای دارای براش برای وسایلی مانند دریل برقی یا استارت خودرو مناسب تر است، زیرا در این کاربردها نیاز به قدرت شروع سریع و عملکرد قوی در شروع متناوب داریم که موتور با براش بسیار بهتر از براشلس برآیند این نیازها فراهم می‌شود.
کاربردها در صنایع حمل و نقل
موتورهای براشلس به دلیل بهره‌وری بالا و هزینه‌های نگهداری کم، به طور گسترده در وسایل نقلیه الکتریکی مانند دوچرخه‌های برقی، اسکوترهای الکتریکی و خودروهای الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این موتورها با استفاده از فناوری‌های پیشرفته باتری، به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربران خانگی و صنعتی تبدیل شده‌اند. به عنوان مثال، خودروهای الکتریکی تسلا با بهره‌گیری از موتورهای براشلس و باتری‌های لیتیوم-یونی، قادرند تا بیش از 600 کیلومتر را با یک بار شارژ طی کنند، در حالی که عملکرد بی‌صدا و بدون نیاز به نگهداری مکرر آنها تجربه‌ای بی‌نظیر از رانندگی ارائه می‌دهد.
بهبود اوضاع وسایل نقلیه شارژی
در دوچرخه‌های برقی و موتورسیکلت های شارژی جدید به کمک موتورهای براشلس با وزن سبک و راندمان بالا ارائه شده. این فناوری منجر به افزایش سرعت و برد دوچرخه‌ها و سایر وسایل نقلیه برقی شده به طوری که برخی مدل‌ها با یک بار شارژ تا 150 کیلومتر مسافت را طی می‌کنند. تصور کنید که با یک دوچرخه برقی، بدون نگرانی از تمام شدن باتری، به دل جاده بزنید و در پارک ها و اماکن تفریحی کلان شهرهای بزرگ از سواری اسکوتر در اصفهان و یا در شهرهای بزرگ مانند محدوده چیتگر و اطراف تهران لذت ببرید!
این موتورها با دارا بودن قابلیت‌هایی نظیر کنترل دقیق سرعت و گشتاور، تجربه‌ای لذت‌بخش و کارآمد از رانندگی را برای اسکوتر سواری در مدل های اخیر فراهم می‌کنند. احساس نسیم خنک بر روی صورتتان و آزادی حرکت بدون نگرانی از تمام شدن شارژ باتری در کنار گوش دادن به یک موزیک جدید از خواننده مورد علاقه توانست تمام حالت های غم انگیز را از من دور کند.
بازدهی عالی در اسکوترهای شارژی
اسکوترهای الکتریکی نیز با استفاده از موتورهای براشلس، بهبود قابل توجهی در کارایی و کاهش هزینه‌های نگهداری داشته‌اند. این اسکوترها به دلیل نیاز کم به تعمیرات و کارکرد بی‌صدا، به ویژه در محیط‌های شهری بسیار محبوب شده‌اند. تصور کنید که با یک اسکوتر الکتریکی به راحتی و بدون صدای مزاحم در خیابان‌های شلوغ شهر حرکت کنید، به موقع به قرار هایتان برسید و از مناظر شهری لذت ببرید. با داشتن این وسایل نقلیه مدرن و کارآمد، زندگی روزمره شما به مراتب راحت‌تر و جذاب‌تر خواهد شد. بهترین اسکوترها که به جدیدترین فناوری ها مجهز است می تواند شما را به دنیایی جدید از ماجراجویی‌ها و لذت‌های سواری و تفریح بیرون از خانه هدایت کند.
موتورهای براشلس در اسکوترهای الکتریکی به دلیل بازدهی انرژی فوق‌العاده و عملکرد بهینه، یک استاندارد جدید در حمل و نقل برقی محسوب می‌شوند. این موتورها با بازدهی حدود 85-90 درصد، انرژی بسیار کمی از باتری را تلف کرده و باعث می‌شوند اسکوترها با هر کیلووات ساعت انرژی مصرفی، مسافتی تا حدود 100 کیلومتر را طی کنند. در شرایط بهینه، مصرف انرژی این اسکوترها به طور متوسط به 18 وات ساعت در هر کیلومتر می‌رسد.
بهبود یافته از نظر بازیابی راندمان
موتورهای براشلس به عنوان بخش مهمی از قطعات اسکوتر در سیستم‌های بازیابی انرژی (Regenerative Braking) نیز نقش مهمی ایفا می‌کنند. در این سیستم‌ها، انرژی کینتیک حین ترمزگیری به انرژی الکتریکی تبدیل شده و به باتری بازمی‌گردد، که این ویژگی باعث افزایش کارایی و برد وسایل نقلیه می‌شود. خودروهای الکتریکی و سایر وسایل حمل و نقل مدرن به کمک این تکنولوژی قادرند تا از انرژی بیشتری استفاده کنند و نیاز به شارژ مکرر در این وسایل کاهش یافته است.
تولیدکنندگان پیشرو مانند شیائومی / SEGWAY / VELRA با بهره‌گیری از موتورهای براشلس در محصولات خود، توانسته‌اند سطح جدیدی از راندمان را به بازار عرضه کنند. این موتورها با کاهش استهلاک و بهبود در مراقبت و نگهداری و همچنین بخاطر افزایش عمر مفید در این فناوری، هزینه‌ها را به حداقل رسانده و بهره‌وری کلی وسایل نقلیه را به حداکثر می‌رسانند. در لیست زیر میتوانید جدیدترین اسکوترهای مجهز به براشلس را مشاهده کنید
