Bu bölümde ele alacağımız konular şunlardır:
Hız, doğruluk/pürüzsüzlük/ömür ve bakım kolaylığı/toz oluşumu/verimlilik/ısı/titreşim ve gürültü/egzoz önlemleri/kullanım ortamı
1. Jiroskopik stabilite ve doğruluk
Motor sabit bir hızda çalıştırıldığında, yüksek hızlarda atalet nedeniyle sabit bir hız korur, ancak düşük hızlarda motorun çekirdek şekline göre hız değişir.
Oluklu fırçasız motorlarda, oluklu dişler ile rotor mıknatısı arasındaki çekim düşük hızlarda titreşime neden olur. Ancak, fırçasız oluksuz motorumuzda, stator çekirdeği ile mıknatıs arasındaki mesafe çevre boyunca sabit olduğundan (yani manyetodirenç çevre boyunca sabit olduğundan), düşük voltajlarda bile dalgalanma oluşması olası değildir.
2. Ömür, bakım kolaylığı ve toz oluşumu
Fırçalı ve fırçasız motorları karşılaştırırken en önemli faktörler ömür, bakım kolaylığı ve toz oluşumudur. Fırçalı motor dönerken fırça ve komütatör birbirine temas ettiğinden, temas eden kısım sürtünme nedeniyle kaçınılmaz olarak aşınacaktır.
Sonuç olarak, motorun tamamının değiştirilmesi gerekiyor ve aşınma parçacıklarından kaynaklanan toz bir sorun haline geliyor. Adından da anlaşılacağı gibi, fırçasız motorlarda fırça bulunmadığı için, fırçalı motorlara göre daha uzun ömürlü, daha kolay bakım yapılabilen ve daha az toz üreten motorlardır.
3. Titreşim ve gürültü
Fırçalı motorlar, fırça ile komütatör arasındaki sürtünme nedeniyle titreşim ve gürültü üretirken, fırçasız motorlar üretmez. Oluklu fırçasız motorlar, oluk torku nedeniyle titreşim ve gürültü üretirken, oluklu motorlar ve içi boş kap motorları üretmez.
Rotorun dönme ekseninin ağırlık merkezinden sapması durumuna dengesizlik denir. Dengesiz rotor döndüğünde titreşim ve gürültü oluşur ve bunlar motor hızının artmasıyla birlikte artar.
4. Verimlilik ve ısı üretimi
Motorun verimliliği, üretilen mekanik enerjinin giriş elektrik enerjisine oranıdır. Mekanik enerjiye dönüşmeyen kayıpların çoğu ısı enerjisine dönüşür ve bu da motorun ısınmasına neden olur. Motor kayıpları şunlardır:
(1). Bakır kaybı (sargı direncinden kaynaklanan güç kaybı)
(2). Demir kaybı (stator çekirdeği histerezis kaybı, girdap akımı kaybı)
(3) Mekanik kayıp (rulmanların ve fırçaların sürtünme direncinden kaynaklanan kayıp ve hava direncinden kaynaklanan kayıp: rüzgar direnci kaybı)
Bakır kaybı, sargı direncini azaltmak için emaye telin kalınlaştırılmasıyla azaltılabilir. Bununla birlikte, emaye tel kalınlaştırılırsa, sargıların motora takılması zorlaşacaktır. Bu nedenle, çalışma çevrim faktörünü (iletkenin sargının kesit alanına oranı) artırarak motora uygun bir sargı yapısı tasarlamak gereklidir.
Dönen manyetik alanın frekansı ne kadar yüksek olursa, demir kaybı da o kadar artar; bu da daha yüksek dönüş hızına sahip elektrikli makinenin demir kaybı nedeniyle çok fazla ısı üreteceği anlamına gelir. Demir kayıplarında, lamine çelik levhanın inceltilmesiyle girdap akımı kayıpları azaltılabilir.
Mekanik kayıplara gelince, fırçalı motorlarda fırça ile komütatör arasındaki sürtünme direncinden kaynaklanan mekanik kayıplar her zaman mevcuttur, fırçasız motorlarda ise bu durum söz konusu değildir. Yataklar açısından, bilyalı yatakların sürtünme katsayısı düz yataklara göre daha düşüktür, bu da motorun verimliliğini artırır. Motorlarımızda bilyalı yataklar kullanılmaktadır.
Isıtma ile ilgili sorun şu ki, uygulamanın kendi ısı limiti olmasa bile, motorun ürettiği ısı performansını düşürecektir.
Sargı ısındığında direnç (empedans) artar ve akımın akması zorlaşır, bu da torkta azalmaya neden olur. Dahası, motor ısındığında, mıknatısın manyetik kuvveti termal manyetik bozunma nedeniyle azalır. Bu nedenle, ısı oluşumu göz ardı edilemez.
Samaryum-kobalt mıknatıslar, ısı nedeniyle neodimyum mıknatıslara göre daha düşük termal manyetik bozunmaya sahip olduklarından, motor sıcaklığının daha yüksek olduğu uygulamalarda tercih edilirler.
Yayın tarihi: 21 Temmuz 2023