در این مقاله سعی داریم به معرفی جرقه های الکتریکی و علل ایجاد آن در موتورهای الکتریکی براش، خطرات و محدودیت‌های استفاده از این موتورها بپردازیم تا در انتهاء به علت این که چرا توصیه می‌شود در صورت امکان موتورهای براشلس جایگزین موتورهای براش گردند، برای ما روشن شود.
اولین مورد تفاوت بین موتورهای براش و براشلس از نام این موتورها مشخص است و آن وجود یا عدم وجود جاروبک‌ها، ذغال و کموتاتور است؛ به عبارت دیگر مزیت اصلی موتورهای براشلس در عدم وجود جاروبک و کموتاتور است. این مورد است که یکی از علل اصلی ایجاد جرقه الکتریکی در موتورهای براش است؛ در بخش‌های بعدی ۱۲ مورد از علل ایجاد جرقه در موتورهای الکتریکی معرفی می‌شود که حذف این ساز و کار در ساختار موتور، به تنهایی می‌تواند ۱۰ مورد از آن را حذف کند.
چگونگی تولید جرقه در موتورهای براش
با رسیدن انرژی به سیم‌پیچ‌ها و قرار گرفتن آن‌ها در جهت آهنرباها و جذب شدن آن‌ها در اطراف موتور، موتور به چرخش در می‌آید در طی این روند جاروبک‌ها به کموتاتور تماس پیدا می‌کنند. این تماس سبب کاهش سرعت و افزایش اصطکاک و بالا رفتن دما می‌شود. این روند در طول عمر کارکرد این موتورها به همین شکل ادامه می‌یابد تا به مرور زمان علاوه بر موارد قبل با کاهش طول جاروبک کربنی موجود در ساختار موتورهای براش، جرقه در داخل سیستم رخ می‌دهد.
عامل دیگری نیز می‌تواند در ایجاد جرقه‌ی درون موتورها، مؤثر باشد. این عامل ساختار ایزوله‌ای است که برای بخش‌های کموتاتور طراحی شده است. در عبور کموتاتور از جاروبک‌ها زمانی است که جاروبک‌ها با دو قسمت از کموتاتور اتصال دارند، ولتاژی که القا می‌شود صفر است، اما اگر به هر دلیلی این ساختار ایزوله از بین برود جاروبک‌ها سبب می‌شوند انتهای سیم‌پیچ‌ها اتصال کوتاه شده و جرقه اتفاق افتد.
در ذیل به ذکر چند مورد اساسی دیگری که می‌توانند علت ایجاد جرقه باشند، پرداخته می‌شود:
-
نگهدارنده‌های جاروبک فاصله مساوی ندارند.
-
جاروبک‌ها در جای خود جابجا شده باشند.
-
کثیف شدن و یا آسیب دیدن نگهدارنده‌های جاروبک
-
وجود مواد خارجی در سطح حرکت جاروبک‌ها
-
وجود گوگرد یا رطوبت بیش از حد و یا سایر مواد قابل اشتعال بر روی سطوح
-
نگهدارنده‌های جاروبک‌ها از سطح حرکت فاصله دارند.
-
ایجاد فشار نامتعادل توسط جاروبک‌ها بر سطح حرکت
-
وجود ضعف در کموتاتور
-
اضافه بار
-
وجود نقص در سیم‌پیچ‌ها
-
لرزش دستگاه
محدودیت استفاده از موتورهایی که امکان تولید جرقه الکتریکی دارند
همانطور که بیان شد در موتورهای براش با تماس مداوم جاروبک با کموتاتور امکان تولید جرقه وجود دارد همین امر سبب می‌شود در کاربردهایی که نباید جرقه و نویز وجود داشته باشد مانند محیط‌هایی که تحت فشار و دمای بالا کار می‌کنند و یا در محیط‌هایی که امکان وجود گازها و مواد اشتعال‌زا می‌رود نتوان از این موتورها بهره برد.
بدیهی است این دسته از موتورها با توجه به روند راه‌اندازی و چرخش خود دارای قطعاتی هستند که احتیاج به نظارت و نگهداری بیشتری دارند تا موتورهایی که فاقد این قطعات‌اند. بنابر این می‌توان گفت که با در نظر گرفتن این دو منظر اساسی، استفاده از موتورهای براشلس با آسودگی خاطر بیشتری صورت می‌گیرد.
اگر چه که در ابتداء ممکن است هزینه بیشتری پرداخت شود اما می‌توان گفت این هزینه به مرور زمان باز می‌گردد چرا که طول عمر موتورهای براشلس نسبت به موتورهای براش بیشتر است یکی از عوامل طولانی‌تر شدن عمر مفید آن‌ها همین مورد حذف جاروبک‌ها و کموتاتور می‌باشد که مفصلاً در بالا به روند استهلاک آن‌ها و خطراتی که در پی دارد پرداخته شد. قرار گرفتن کنترولر الکترونیکی به جای کموتاتور و جاروبک‌ها و هم‌چنین ترکیب استاتور و روتور سبب شده تا ضمن افزایش طول عمر مفید موتورهای براشلس، سبک‌تر شدن و کم حجم‌تر شدن را نسبت به نمونه‌های دارای جاروبک شاهد باشیم؛ افزایش سرعت نیز در پی حذف جاروبک‌ها و کموتاتور روی می‌دهد. به تمام این موارد باید اضافه کرد نکته اصلی را که سعی شده بود تا معرفی شود و آن ایمنی بیشتری است که این موتورها با حذف عوامل مهم ایجاد جرقه ( جاروبک و کموتاتور) در ساختار خود، به همراه دارند.
منابع)
- Motors Week: Brushes, Sparking, and Machine Maintenance، Manufaturing، هفدهم اسفند ۱۳۹۸
- Maintenance and Troubleshooting of Electric Motors، Maintenance World، هفدهم اسفند ۱۳۹۸
- موتور BLDC چیست؟، آقایی،م. فرادرس، هفدهم اسفند ۱۳۹۸
- موتورها و انتخاب درست آن‌ها-بخش دوم(معرفی موتورهای براش و براشلس)، زبرجدی‌نیا،ح. فرادرس، هفدهم اسفند ۱۳۹۸
- تفاوت موتورهای ذغالی و موتورهای بدون ذغال، ابزار و یراق، هفدهم اسفند ۱۳۹۸
ثبت ديدگاه