بهترین سازندگان موتورهای 12 ولت جریان مستقیم این موتورها بر اساس سه عامل اصلی برجسته میشوند: مقدار گشتاوری که میتوانند در بستهبندیهای کوچک جای دهند، بازده مصرف انرژی و نحوه مدیریت حرارت. موتورهایی با چگالی گشتاور مناسب میتوانند بسیار کوچک باشند، گاهی حتی از یک چهارم اینچ هم کوچکتر، و با این حال کارهای سنگین را به خوبی انجام دهند. این ویژگی باعث ضروری شدن استفاده از این موتورها در دستگاههایی مانند رباتها، قطعات داخلی خودروها و تجهیزات پزشکی که نیازمند فضای محدود هستند، میشود. از نظر بازده، هر مقدار بالاتر از ۸۵٪ به معنای هدررفت کمتر انرژی است که برای دستگاههای کارکرد باتری بسیار مهم است، زیرا مستقیماً بر مدت زمان کارکرد بین شارژها تأثیر میگذارد. ثبات حرارتی نیز به همان اندازه مهم است. موتورهای با کیفیت بالا دمای پوسته خود را در حین کار مداوم و شدید، زیر ۶۵ درجه سانتیگراد نگه میدارند. آنها این کار را از طریق روشهای بهتر سیمپیچی، طراحیهای مغناطیسی پیشرفتهتر و مواد مخصوص پوسته که حرارت را به خوبی منتقل میکنند، محقق میسازند. این ویژگیها به حفظ سطح عملکرد با کاهش حداقلی در طول زمان کمک میکنند و معمولاً در عملیات طولانیمدت، افت بازده به حدود ۱۵٪ محدود میشود.
قابلیت اطمینان این اجزا تنها چیزی نیست که در محیطهای آزمایشگاهی کنترلشده اثبات شده باشد، بلکه در شرایط واقعی میدانی نیز پابرجاست. تولیدکنندگان پیشرو محصولات خود را با تحمل ولتاژ حدود ۲۰ درصد طراحی میکنند که برای دستگاههایی که از باتری استفاده میکنند یا در کاربردهای سیار بهکار میروند و در آنها سطح تغذیه تمایل به نوسان دارد، اهمیت زیادی دارد. این سیستمها معمولاً پیش از نیاز به نگهداری، بهراحتی بیش از ۱۵۰۰۰ ساعت دوام میآورند. آزمونهای انجامشده در دورههای طولانی نشان میدهد که حتی پس از ۱۰۰۰۰ ساعت کار مداوم، بیش از ۹۰ درصد گشتاور خود را حفظ میکنند. سازندگان تجهیزات پزشکی، نرخ خرابی کمتر از نیم درصد را هر سال گزارش میدهند، بهشرطیکه تمام پارامترها در محدوده بار و دمای مشخصشده باقی بمانند. این عملکرد در واقع طبق گزارش مجله Drive Systems در سال گذشته، ۶۰ درصد بهتر از آنچه که گزارشهای صنعتی متداول نشان میدهند است. عامل این همه موفقیت چیست؟ مدلهای دارای جاروبک از مجموعههای مقاوم جابجاییکننده و جاروبک استفاده میکنند، در حالی که مدلهای بدون جاروبک از روتورهای دقیقاً متعادل همراه با بلبرینگهای دربسته بهره میبرند که آلایندهها را در بیرون نگه میدارند.
وقتی صحبت از کار کردن روی چیزهای کوچک با عملکرد عالی است، شرکت نیدک قطعاً استانداردها را تعیین میکند. پلتفرمهای موتور DC 12 ولت آنها، توان قابل توجهی را در بستههایی به قطر کمتر از 25 میلیمتر جای دادهاند. چگونه؟ خب، آنها تکنیکهای خاصی برای پیچش سیم مسی و طراحی مدارهای مغناطیسی دارند که بیشتر رقبا قادر به رقابت با آن نیستند. نتیجه چیست؟ موتورهایی که میتوانند سرعت دقیق خود را حفظ کنند و در عین حال در فضاهای تنگ که معمولاً تجمع گرما مشکلساز است، گرم نشوند. به ابزارهای پزشکی فکر کنید که جراحان در حین عمل جراحی در دست دارند یا بازوی رباتیکی که باید بدون اشغال کردن فضای زیاد، حرکات دقیقی انجام دهد. برای شرکتهایی که این محصولات را میسازند، همکاری با نیدک به معنای فرآیند مونتاژ سادهتر است، چون قطعات کمتری باید به هم متصل شوند. همچنین زمان کمتری صرف آمادهسازی محصول برای عرضه به بازار میشود، چون همه چیز از ابتدا بهتر در کنار هم جای میگیرد. بنابراین، برخلاف تصور برخی، داشتن عملکرد عالی و در عین حال اندازه فوقالعاده فشرده غیرممکن نیست، مشروط بر اینکه مهندسان واقعاً رفتار مواد را در شرایط واقعی درک کنند.
هر دو شرکت ABB و زیمنس موتورهای جریان مستقیم ۱۲ ولت را بهطور خاص برای شرایط صنعتی سخت طراحی کردهاند که در آن تجهیزات تحت فشارهای شدید قرار میگیرند. این محیطها با ارتعاشات مداوم ماشینآلات، گرد و غبار فراوان، تغییرات بزرگ دما در طول روز و همچنین نوسانات ولتاژ مکرر و آزاردهنده سروکار دارند. طراحی این موتورها شامل سیستمهای مس brushes مقاومتر (در صورت استفاده از جاروبک) و سیمپیچهایی است که بهطور کامل در پوستههای محافظ قرار گرفتهاند و بر اساس استانداردهای مختلفی از نظر مقاومت در برابر نفوذ گرد و غبار و آب ردهبندی شدهاند. این ساختار باعث حفظ خروجی گشتاور پایدار حتی زمانی که منبع تغذیه بین ۱۰ تا ۱۴ ولت نوسان دارد، میشود. چیزی که این موتورها را متمایز میکند، فناوری مدیریت حرارت داخلی آنهاست که بهصورت خودکار میزان جریان الکتریکی عبوری از موتور را در دورههای طولانی کارکرد تنظیم میکند؛ این موضوع توضیحدهنده این است که چرا بسیاری از این موتورها در وسایل نقلیه هدایتشونده خودکار و سیستمهای نوار نقاله بهراحتی بیش از ۲۰ هزار ساعت دوام میآورند. علاوه بر این، این موتورها بهراحتی با سیستمهای کنترلر موجود کار میکنند که نصب آنها را برای انبارها و کارخانههایی که با انتقال مواد سروکار دارند، بسیار آسان میسازد. وقتی ماشینآلات بدون خرابیهای غیرمنتظره کار خود را ادامه میدهند، شرکتها هزینههای کمتری میپردازند و تولید بهصورت روان ادامه مییابد.
تغییر از موتورهای سنتی دارای جاروبک به فناوری موتورهای بیجاروبک مستقیم (BLDC) در دنیای کاربردهای 12 ولتی که عملکرد اهمیت بالایی دارد، به سرعت در حال وقوع است. به عنوان مثال در رباتیک پزشکی، موتورهای BLDC تقریباً بیصدا کار میکنند و تداخل الکترومغناطیسی بسیار کمی تولید میکنند و حدود 15 تا 30 درصد نسبت به مدلهای دارای جاروبک کارآمدتر هستند. این افزایش کارایی تفاوت چشمگیری در رباتهای جراحی باتریدار و سیستمهای موقعیتیابی پیچیده مورد استفاده در تجهیزات تصویربرداری تشخیصی ایجاد میکند. کارگاههای تولیدی و انبارها نیز تحولات مشابهی را تجربه میکنند. رباتهای متحرک خودمختار از فناوری BLDC به شدت بهره میبرند، زیرا بر اساس تحقیقات کینمور در سال گذشته، این فناوری نیاز به تعمیرات برنامهریزیشده را حدود 85 درصد کاهش میدهد. این بدین معناست که وقفههای کمتری در طول شیفتهای طولانی تولید رخ میدهد. برای مصرفکنندگان عادی که به ابزارهای برقی نگاه میکنند، مزایا به همان اندازه قابل توجه است. موتورهای بیجاروبک 12 ولتی به سادگی بین شارژها دوام بیشتری دارند و مدت کارکرد را تا نیمی بیشتر از مدلهای قدیمیتر دارای جاروبک افزایش میدهند. تعجبی ندارد که شاهد افزایش محبوبیت در میزان تقاضا برای دریلهای بیسیم، پیچگوشتیهای ضربهای و حتی ارههای کوچک دستی هستیم. به نظر متخصصان این حوزه، تقاضا برای این راهحلهای کوچک BLDC در سالهای آینده با نرخ قابل توجهی رشد خواهد کرد.
دستاوردهای اخیر در مدلسازی الکترومغناطیسی همراه با بهبودهای ایجادشده در الکترونیک قدرت با فرکانس بالا، به این معناست که موتورهای BLDC با اندازهای کوچکتر از 25 میلیمتر واقعاً میتوانند گشتاور مفیدی در ولتاژ تنها 12 ولت تولید کنند. این امر بازارهای کاملاً جدیدی را در الکترونیک مصرفی گشوده است جایی که موتورهای DC سنتی به سادگی جا نمیشوند. عدم وجود جاروبک به این معناست که این موتورهای کوچک هیچ ذره سایشی تولید نمیکنند؛ همین موضوع است که باعث شده آنها در دستگاههای پوشیدنی پزشکی که باید در داخل بدن تمیز بمانند، بسیار محبوب شوند. سازندگان حدود 40 درصد کاهش ضخامت را در سیستمهای لرزشی گوشیهای هوشمند گزارش کردهاند، در حالی که سازندگان پهپادها از توانایی آنها در حفظ سرعتهای ثابت حتی در مدلهای سبکوزن زیر 200 گرم استقبال میکنند. مهندسان همچنین پیشرفت قابل توجهی در مدیریت حرارتی از طریق روشهایی مانند سیستمهای خنککننده میکروکانال و ترکیبات پُتینگ خاص که گرما را بهطور کارآمدی دفع میکنند، به دست آوردهاند. اکنون این موتورهای BLDC با ولتاژ 12 ولت در همه جا از قفلهای هوشمند درب گرفته تا اندامهای رباتی تاشو، لوازم آشپزخانه کوچک و دستکشهای پیشرفته هاپتیک برای واقعیت مجازی دیده میشوند. آنچه واقعاً هیجانانگیز است، این است که تمام این فناوریها به دستگاهها اجازه میدهد هوشمندتر شوند بدون اینکه بزرگتر شوند یا باطریها سریعتر تخلیه شوند.
هنگام جستجوی تولیدکننده موتورهای 12 ولت مستقیم (DC)، شرکتها باید هم به تخصص فنی و هم به نوع رابطه بلندمدتی که میخواهند برقرار کنند توجه داشته باشند. تولیدکنندگان خوب تنها مشخصات استاندارد ارائه نمیدهند، بلکه چیزهایی مانند محدوده تحمل ولتاژ (معمولاً حدود 15± درصد اما گاهی اوقات تا 20± درصد) را سفارشی میکنند. همچنین راههای مختلفی برای مدیریت حرارت ارائه میدهند، چه به معنای هیت سینکهای داخلی باشد و چه پدهای حرارتی خاص. و مهمتر از همه، آنها میتوانند پیکربندی سیمپیچها را بر اساس کاربردهای خاص تغییر دهند، نه اینکه به راهحلهای عمومی بسنده کنند. اهمیت پشتیبانی خوب پس از فروش نیز نمیتواند بیش از حد برجسته شود. یک مطالعه اخیر از مؤسسه پونمون نشان داد که وقتی تجهیزات به طور غیرمنتظره از کار میافتند، به طور متوسط سالانه حدود 740 هزار دلار به کارخانهها هزینه تحمیل میکند. به همین دلیل، کار با تأمینکنندگانی که سیاستهای گارانتی خوبی دارند، زمان پاسخگویی سریع برای خدمات محلی فراهم میکنند و مهندسینشان به راحتی در دسترس هستند، تفاوت بزرگی ایجاد میکند. در نهایت، توانایی گسترش عملیات نیز بسیار مهم است. مطمئن شوید که شرکای بالقوه میتوانند از نمونههای اولیه تا تولید انبوه همه چیز را بدون ایجاد تأخیر در فرآیندهای صلاحیتسنجی مدیریت کنند. به دنبال کسانی باشید که دید شفافی از زنجیره تأمین خود دارند و گزینههای تأمین پشتیبان آماده دارند تا بتوانند بدون وقفه در برابر نوسانات بازار مقاومت کنند.
2024 © شرکت موتور میکرو جیکسین شنتن - سیاست حریم خصوصی