تزداد شعبية محركات التيار المستمر بلا فرشاة (BLDC) بشكل متزايد بسبب توصيل عزم الدوران السلس والكفاءة العالية والموثوقية. ومن بين هذه المحركات، تُستخدم محركات التيار المستمر بلا فرشاة ثلاثية الطور على نطاق واسع في التطبيقات التي تتراوح من المعدات الصناعية إلى المركبات الكهربائية والطائرات بدون طيار. يعد توصيل محرك التيار المستمر بلا فرشاة ثلاثي الطور بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية لتشغيله الأمثل وطول عمره. سترشدك هذه المقالة خلال أساسيات توصيل محرك التيار المستمر بلا فرشاة ثلاثي الطور، والتعليمات خطوة بخطوة، وأفضل الممارسات.
يتكون محرك التيار المستمر بلا فرشاة ثلاثي الطور من
- الدوار: مغناطيسات دائمة تدور.
- الجزء الثابت: لفات ثابتة في ثلاث مراحل – تسمى A وB وC.
- وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC): تحول طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد ثلاثية الطور خاصة بالمحرك.
يعمل المحرك بتيارات ثلاثية الطور خارج الطور بمقدار 120 درجة. يتم توليد عزم دوران ثابت من خلال تفاعل هذه التيارات مع المجال المغناطيسي للدوار.
المكونات اللازمة للأسلاك
قبل توصيل محرك BLDC ثلاثي الطور، تأكد من توفر المكونات التالية:
- محرك BLDC ثلاثي الطور
- وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC)
- مصدر الطاقة (بطارية أو مصدر طاقة)
- مستشعرات هول (اختيارية للتحكم في الحلقة المغلقة)
- الأسلاك (مقاسة بشكل مناسب لتصنيفات التيار)
- الموصلات (على سبيل المثال، موصلات الرصاصة أو المحطات اللولبية)
دليل خطوة بخطوة للتوصيل
تحديد أطوار المحرك
سيكون للمحرك ثلاثة أسلاك تتوافق مع مراحله الثلاثة. وعادة ما تكون هذه الأسلاك مشفرة بالألوان (على سبيل المثال، الأصفر والأخضر والأزرق). إذا لم يتم وضع علامة عليها، فراجع ورقة بيانات الشركة المصنعة أو استخدم مقياسًا متعددًا لاختبار استمرارية الملف.
توصيل أطوار المحرك بوحدة التحكم الإلكترونية في السرعة
تحتوي وحدة التحكم الإلكتروني في السرعات أيضًا على ثلاثة أطراف إخراج (عادةً ما تكون ملونة) لتتناسب مع أطوار المحرك. قم بالتوصيل:
- طور المحرك أ → خرج وحدة التحكم الإلكتروني في السرعات أ
- طور المحرك ب → خرج وحدة التحكم الإلكتروني في السرعات ب
- طور المحرك ج → خرج وحدة التحكم الإلكتروني في السرعات ج
لا توجد قطبية صارمة للتوصيل الأولي، حيث يمكن لوحدة التحكم الإلكتروني في السرعة (ESC) التكيف مع ترتيب التوصيل.
توصيل مستشعر هول (إن وجد)
إذا كان المحرك الخاص بك يحتوي على مستشعرات هول، فقم بتوصيل أسلاك مستشعر هول من المحرك بوحدة التحكم الإلكتروني في السرعة. تتضمن هذه الأسلاك عادةً:
- ثة أسلاك إشارة: للمستشعرات المقابلة للمراحل أ، ب، ج.
- سلك طاقة واحد: يزود المستشعرات بالطاقة (عادةً 5 فولت أو 3.3 فولت).
- سلك أرضي واحد: يتصل بأرضية وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة.
تأكد من أن موصل مستشعر هول يطابق توصيلات وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة. إذا لم يكن الأمر كذلك، فاستخدم حزمة أسلاك مخصصة.
توصيل مصدر الطاقة
قم بتوصيل أطراف إدخال الطاقة الخاصة بوحدة التحكم الإلكتروني في السرعة بمصدر الطاقة أو البطارية. تأكد من:
- دقة القطبية الموجبة إلى الموجبة أو السالبة إلى السالبة.
- توافق الجهد بين وحدة التحكم الإلكترونية والمحرك.
اختبار اتجاه المحرك
- بمجرد توصيل الأسلاك، قم بتشغيل النظام. يمكن تبديل أي سلكين من أسلاك الطور الثلاثة للمحرك إذا كان المحرك يدور في الاتجاه الخاطئ.
تكوينات الأسلاك الشائعة
يمكن تكوين محركات BLDC ثلاثية الطور بطريقتين أساسيتين:
تكوين Wye (Star)
- يتكون شكل Y من خلال توصيل جميع اللفات الثلاث في نقطة واحدة.
- يتم توصيل أطراف اللفات بأطراف U وV وW الخاصة بوحدة التحكم.
- شائع في التطبيقات التي تتطلب عزم دوران أعلى بسرعات منخفضة.
تكوين Delta
- يتم توصيل اللفات من طرف إلى طرف، لتكوين مثلث.
- يتصل كل لف مباشرة بطرفين لوحدة التحكم.
- مفضل للتطبيقات التي تتطلب سرعات عالية.
مخطط المقارنة: تكوين Wye مقابل تكوين دلتا
| الميزة | تكوين الواي (Wye) | تكوين دلتا (Delta) |
| العزم عند السرعة المنخفضة | أعلى | أقل |
| نطاق السرعة | أقل | أعلى |
| الكفاءة | أعلى عند السرعات المنخفضة | أعلى عند السرعات العالية |
| متطلبات التيار | أقل | أعلى |
مخططات الأسلاك الشائعة
إعداد الأسلاك الأساسي
يمكن العثور أدناه على مخطط أسلاك مختصر لمحرك BLDC ثلاثي الطور بدون مستشعرات Hall:
| المكون | الاتصال |
| طور المحرك A | طور ESC A |
| طور المحرك B | طور ESC B |
| طور المحرك C | طور ESC C |
| الموجب من مصدر الطاقة (+) | المدخل الموجب لمزود الطاقة ESC |
| السالب من مصدر الطاقة (-) | المدخل السالب لمزود الطاقة ESC |
الأسلاك باستخدام مستشعرات هول
بالنسبة للمحركات المجهزة بمستشعر Hall، أضف هذه التوصيلات:
| سلك حساس هول | مدخل حساس هول ESC |
| حساس هول A | مدخل هول A |
| حساس هول B | مدخل هول B |
| حساس هول C | مدخل هول C |
| الطاقة (+) | دبوس الطاقة لحساس هول |
| الأرضي (-) | دبوس الأرضي لحساس هول |
اعتبارات مهمة
تقييمات الجهد والتيار
تأكد من:
- توافق المحرك وESC ومصدر الطاقة من حيث الجهد والتيار.
- يتم تحديد حجم الأسلاك بشكل صحيح للتيار لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
العزل والسلامة
- استخدم موصلات معزولة لمنع حدوث ماس كهربائي.
- تجنب الأسلاك المفكوكة التي قد تلامس مكونات أخرى.
التأريض
- يعمل التأريض المناسب على تقليل الضوضاء الكهربائية وتحسين موثوقية النظام. تأكد من توصيل مصدر الطاقة ووحدة التحكم الإلكتروني في السرعة ومصدر الطاقة بمستشعرات هول.
نصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها
إذا لم يعمل المحرك بشكل صحيح، ففكر في هذه المشكلات المحتملة:
| المشكلة | السبب المحتمل | الحل |
| المحرك لا يبدأ | توصيلات غير صحيحة أو اتصالات غير محكمة | تحقق من الاتصالات والاستمرارية. |
| الاتجاه غير الصحيح لدوران المحرك | خطأ في ترتيب الأطوار | يمكن تبديل أسلاك أطوار المحرك. |
| الحركة المتقطعة أو المتذبذبة | أسلاك حساس هول معطلة أو تكوين ESC غير صحيح | تحقق من اتصالات حساس هول. |
| ارتفاع درجة حرارة ESC | تيار زائد أو معلمات المحرك غير صحيحة | تحقق من الحمولة وإعدادات ESC. |
تطبيقات محركات BLDC ثلاثية الطور
- المركبات الكهربائية: عزم الدوران السلس والكفاءة العالية يجعلان محركات BLDC مثالية للمركبات الكهربائية.
- الطائرات بدون طيار والروبوتات: التحكم الدقيق وخفة الوزن.
- المعدات الصناعية: موثوقة ومتينة للبيئات الصعبة.
الخاتمة
يعتمد طول عمر محرك BLDC ثلاثي الطور وأدائه على الأسلاك الخاصة به. سواء كنت تستخدمه في تطبيق صناعي عالي السرعة أو طائرة بدون طيار يتم التحكم فيها بدقة، فإن اتباع إجراءات الأسلاك الصحيحة سيضمن التشغيل السلس. ضع السلامة دائمًا في الأولوية، واستشر أوراق بيانات المحرك وESC، وتحقق من التوصيلات قبل توصيل الطاقة.