يؤثر حجم المحرك الخارجي الخالي من الفرشاة بشكل كبير على عزم الدوران وناتج الطاقة والسرعة والكفاءة، من بين مقاييس الأداء الأخرى. يعد اختيار حجم المحرك المناسب لتطبيق معين أمرًا ضروريًا لتحقيق أقصى استفادة من إمكانات المحرك وتحسين أداء نظامك.
فهم أحجام المحرك الخارجي
يتم التعرف على المحرك الخارجي من خلال سلسلة من الأعداد الصحيحة، عادةً XXYY أو XXYY/ZZ. تعني هذه الأرقام ما يلي:
- XX: قطر الجزء الثابت للمحرك (بالمليمتر).
- YY: ارتفاع الجزء الثابت (بالمليمتر).
- ZZ (إذا كان موجودًا): عدد الدورات أو الأقطاب، مما يؤثر على عزم الدوران وعدد الدورات في الدقيقة.
على سبيل المثال، المحرك الذي يحمل الرقم 2208، له ارتفاع ثابت 8 مم وقطر ثابت 22 مم.
كيف يتم تحديد أحجام المحركات
يتم تصنيف محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة ذات المراوح الخارجية عادةً حسب بُعدين أساسيين: قطر وطول الجزء الثابت. وغالبًا ما يتم الإشارة إلى هذه الأبعاد بواسطة رمز رقمي على المحرك نفسه. ويكون تنسيق التسمية القياسي شيئًا مثل “2212” أو “3536”، حيث:
- الرقمان الأولان (على سبيل المثال، 22، 35): يشيران إلى قطر الجزء الثابت بالملليمتر.
- الرقمان الأخيران (على سبيل المثال، 12، 36): يشيران إلى طول الجزء الثابت بالملليمتر.
يتيح هذا التصنيف البسيط للمستخدمين تحديد حجم المحرك وخصائص الأداء المقصودة بسهولة. تشير الأرقام الأكبر عمومًا إلى عزم دوران وقوة أكبر ولكنها تعني أيضًا حجمًا ووزنًا ماديًا أكبر.
أهمية حجم المحرك
يحدد حجم المحرك الخارجي الخالي من الفرشاة ما يلي:
- قوة الإخراج: تولد المحركات الأكبر حجمًا عزم دوران أكبر وتتحمل جهدًا أعلى.
- الكفاءة: تضمن أحجام المحركات المتوافقة جيدًا لتطبيق معين الأداء الأمثل.
- التوافق: تؤثر أبعاد المحرك على خيارات التركيب والتكامل مع المكونات الأخرى.
العوامل الرئيسية المتأثرة بحجم المحرك:
- عزم الدوران: توفر المحركات الأكبر حجمًا عمومًا عزم دوران أكبر بسبب القطر الأكبر، مما يسمح برفع أفضل في تفاعل المجال المغناطيسي. وهذا مفيد للتطبيقات التي تتطلب رفعًا ثقيلًا أو قدرة عالية على تحمل الأحمال.
- السرعة: تميل المحركات الأصغر حجمًا إلى الحصول على سرعات أعلى (تقاس بعدد الدورات في الدقيقة)، لكنها تنتج عزم دوران أقل. هذه المحركات مناسبة للتطبيقات عالية السرعة حيث يكون عزم الدوران أقل أهمية.
- قوة الخرج: يؤثر حجم المحرك بشكل مباشر على قدرته على إنتاج الطاقة. يمكن للمحركات الأكبر حجمًا التعامل مع الفولتية والتيارات الأعلى، مما ينتج عنه قوة خرج أكبر، في حين أن المحركات الأصغر حجمًا تكون عادةً محدودة في قدراتها على إنتاج الطاقة.
- تبديد الحرارة: تتمتع المحركات الأكبر حجمًا بقدرة أفضل على تبديد الحرارة بسبب مساحتها السطحية المتزايدة، مما يسمح بتبريد أكثر كفاءة أثناء التشغيل لفترات طويلة أو عالية الطاقة.
| نموذج المحرك | القطر (مم) | الطول (مم) | قطر العمود (مم) | الوزن (جم) | تصنيف KV (KV) | التطبيق |
| BLDC-1806 | 18 | 06 | 2 | 35 | 2000-3000 | الطائرات بدون طيار الصغيرة، الكوادكوبتر، الطائرات الصغيرة |
| BLDC-2830 | 28 | 30 | 3 | 65 | 1000-2200 | الطائرات بدون طيار المتوسطة إلى الكبيرة، الطائرات الكهربائية، الطائرات الشراعية |
| BLDC-3536 | 35 | 36 | 5 | 150 | 600-1200 | الطائرات الكهربائية الكبيرة، الطائرات بدون طيار عالية الأداء، الدراجات الكهربائية |
| BLDC-4250 | 42 | 50 | 5 | 220 | 600-1200 | الطائرات الكهربائية الكبيرة، الطائرات بدون طيار فائقة الكفاءة، الدراجات الكهربائية |
| BLDC-5055 | 50 | 55 | 6 | 330 | 200-500 | الدراجات الكهربائية، التطبيقات الصناعية الكبيرة، الطائرات بدون طيار ذات الحمولة الثقيلة |
| BLDC-6374 | 63 | 74 | 8 | 820 | 500 | المركبات الكهربائية، الأتمتة الصناعية |
أحجام المحركات الخارجية عديمة الفرشاة الشائعة وتطبيقاتها
تم تصميم أحجام مختلفة من المحركات الخارجية الخالية من الفرشاة لأنواع محددة من التطبيقات. سنتناول أدناه بعض أحجام المحركات الأكثر شيوعًا وتطبيقاتها المعتادة.
محرك خارجي بدون فرشاة 1806
- الحجم: قطر 18 مم، طول 6 مم
- تصنيف كيلوفولت: 2000-2300 كيلوفولت
- التطبيقات: الطائرات بدون طيار الصغيرة، والطائرات الرباعية المروحيات، والطائرات الصغيرة
- الخصائص: هذه المحركات صغيرة الحجم وخفيفة الوزن ومصممة للتطبيقات الصغيرة حيث الوزن والحجم من العوامل الحاسمة. تُستخدم غالبًا في المركبات الجوية الصغيرة (MAVs) والطائرات بدون طيار المخصصة للسباقات، حيث تكون القدرة على المناورة أكثر أهمية من القوة.
محركات خارجية بدون فرشاة 2204 / 2205
- الحجم: قطر 22 مم، طول 4 مم أو 5 مم
- تصنيف KV: 2300-2500 KV
- التطبيقات: طائرات بدون طيار FPV، طائرات RC
- الخصائص: تحظى هذه المحركات بشعبية كبيرة في طائرات بدون طيار FPV (عرض الشخص الأول) والطائرات RC الصغيرة، وتوفر توازنًا رائعًا بين الوزن والحجم وناتج الطاقة. تشتهر محركات 2204 و2205 باستجابتها وسرعتها العالية في الدقيقة، وهي مثالية للطيران السريع.
محرك خارجي بدون فرشاة 2212 /2620
- الحجم: قطر 22 مم، طول 12 مم
- تصنيف كيلوفولت: 900-1200 كيلوفولت
- التطبيقات: الطائرات بدون طيار متوسطة الحجم، محاور الكاميرا، طائرات الهليكوبتر التي يتم التحكم فيها عن بعد
- الخصائص: غالبًا ما يستخدم هذا المحرك بهذا الحجم في الطائرات بدون طيار التي تحمل الكاميرات، مثل سلسلة DJI Phantom لأنه يوفر توازنًا مثاليًا بين القوة والكفاءة. هذه المحركات قادرة على إنتاج ما يكفي من الدفع للطيران المستقر وهي عالية الكفاءة، مما يضمن أوقات طيران أطول.
محركات خارجية بدون فرشاة 2830 / 2826
- الحجم: قطر 28 مم، طول 26 مم أو 30 مم
- تصنيف كيلوفولت: 1000-2200 كيلوفولت
- التطبيقات: الطائرات بدون طيار المتوسطة إلى الكبيرة، والطائرات الكهربائية، والطائرات الشراعية
- الخصائص: توفر هذه المحركات عزم دوران أعلى وهي مناسبة للطائرات بدون طيار والطائرات الكهربائية الأثقل وزنًا. مع زيادة خرج الطاقة، غالبًا ما تُستخدم في الطائرات الرباعية المروحية الكبيرة أو حتى الطائرات السداسية المروحية التي تحتاج إلى رفع حمولات أثقل مثل الكاميرات أو أجهزة الاستشعار.
محركات خارجية بدون فرشاة 3536 / 4250
- الحجم: قطر 35/42 مم، طول 36 مم أو 50 مم
- تصنيف كيلوفولت: 600-1200 كيلوفولت
- التطبيقات: الطائرات الكهربائية الكبيرة، الطائرات بدون طيار عالية الأداء، الدراجات الكهربائية
- الخصائص: تشتهر محركات 3536 و4250 بإنتاج عزم دوران وقوة عالية، وتُستخدم في تطبيقات أكبر وأكثر تطلبًا. هذه المحركات مثالية للطائرات الكهربائية الكبيرة أو الطائرات بدون طيار التي تتطلب القدرة على حمل حمولات ثقيلة أو الطيران لفترات طويلة. في الدراجات الكهربائية، توفر هذه المحركات دفعًا قويًا وموثوقًا به.
محركات خارجية بدون فرشاة 5055 / 5065
- الحجم: قطر 50 مم، طول 55 مم أو 65 مم
- تصنيف كيلوفولت: 200-500 كيلوفولت
- التطبيقات: الدراجات الكهربائية، التطبيقات الصناعية الكبيرة، الطائرات بدون طيار ذات الرفع الثقيل
- الخصائص: تم تصميم هذه المحركات الأكبر حجمًا للتطبيقات التي تتطلب كميات كبيرة من عزم الدوران. تُستخدم عادةً في الدراجات الكهربائية للدفع، حيث يوفر تصنيف كيلوفولت المنخفض عزم دوران مرتفعًا لتسلق التضاريس شديدة الانحدار. في الطائرات بدون طيار، تُستخدم هذه المحركات في تطبيقات الرفع الثقيل، مثل حمل الكاميرات أو المعدات الكبيرة.
اختيار الحجم المناسب للمحرك الخارجي الخالي من الفرشاة
يتطلب اختيار حجم المحرك المناسب لمشروعك فهم الاحتياجات المحددة لتطبيقك وموازنة الأداء مع الاعتبارات العملية.
الخطوة 1: تحديد احتياجات التطبيق
فكر في نوع التطبيق الذي تقوم بإنشائه. هل تحتاج طائرتك بدون طيار إلى حمل كاميرا؟ هل تم تصميم دراجتك الكهربائية للتضاريس الجبلية؟ ابدأ بمعرفة الأهداف الرئيسية لمحركك من حيث عزم الدوران والسرعة وسعة الوزن.
الخطوة 2: تحديد عزم الدوران والسرعة المطلوبة
يرتبط عزم الدوران والسرعة بشكل عكسي في المحركات عديمة الفرشاة. إذا كان مشروعك يتطلب عزم دوران مرتفعًا (على سبيل المثال، رفع حمولة ثقيلة أو قيادة مركبة)، فستحتاج إلى محرك أكبر مع تصنيف KV أقل. وعلى العكس من ذلك، بالنسبة للتطبيقات عالية السرعة مثل الطائرات بدون طيار، اختر محركات أصغر مع تصنيف KV أعلى.
الخطوة 3: حساب متطلبات الطاقة
إن فهم مقدار الطاقة التي يحتاجها المحرك أمر بالغ الأهمية لتجنب نقص الطاقة أو زيادة التحميل على النظام. ضع في اعتبارك جهد مصدر الطاقة والتيار الذي سيحتاجه المحرك أثناء وجوده تحت الحمل. سيساعدك هذا في اختيار البطارية أو مصدر الطاقة المناسب لمشروعك.
الخطوة 4: ضع في اعتبارك قيود الوزن والمساحة
المحركات الصغيرة المدمجة وخفيفة الوزن مثالية للتطبيقات التي يشكل فيها الوزن مشكلة، مثل الطائرات التي يتم التحكم فيها عن بعد أو الطائرات بدون طيار. ومع ذلك، قد تكون المحركات الأكبر حجمًا ضرورية إذا كان مشروعك يتطلب عزم دوران عاليًا أو رفعًا ثقيلًا. تأكد من أن المحرك يناسب المساحة المتاحة وحدود الوزن لمشروعك.
الخطوة 5: تأكد من التبريد المناسب
ضع في اعتبارك قدرات التبريد التي يتمتع بها المحرك، وخاصة في التطبيقات عالية الطاقة أو الاستخدام الممتد. تتمتع المحركات الأكبر حجمًا عمومًا بتبديد أفضل للحرارة، ولكنك قد تحتاج مع ذلك إلى أنظمة تبريد إضافية (مثل المراوح أو مشعات الحرارة) في البيئات الصعبة.
ختاماً
تلعب أحجام المحركات الخارجية الخالية من الفرشاة دورًا حاسمًا في تحديد الأداء والكفاءة والملاءمة لتطبيقات معينة. من محركات 1806 المدمجة للطائرات بدون طيار الصغيرة إلى محركات 5215 القوية للتطبيقات الصناعية، يعتمد الاختيار الصحيح على عوامل مثل الحمولة وحجم المروحة ومتطلبات الجهد. يمكن الاستفادة من المخططات وتوصيات الشركة المصنعة لتبسيط عملية الاختيار. للحصول على حلول فعالة من حيث التكلفة، توفر محركات BLDC بالجملة خيارات تخصيص لتلبية الاحتياجات المتنوعة، مما يضمن الأداء الأمثل والموثوقية.