Brushless motor nedir? ve neden dronelarda brushless motor kullanılır?

Brushless motor lar (Fırçasız motorlar) dronlar için daha mı âlâ?

Brushless motor lar son on yılda bilhassa dronlarda ve öbür birtakım insansız hava araçlarında kullanılmaları nedeniyle tanınan hale geldi. Pekala hava araçlarında neden ezeli düşmanı Brushed motorlar yerine Brushless motorlar tercih ediliyor? Bu makalede, RC uçak ve dronlardaki uygulamalar için Brushless motorların Brushed motorlara nazaran avantajlarını araştırıyoruz.

Brushless motor nedir?

Elektrik kontaklarını yapmak için Brushed döner armatürlerin kullanıldığı mekanik bir komutasyon kullanan klasik Brushed motorların tersine. Brushless motorların mekanik komutasyonu yoktur, bunun yerine anahtarlamaları için elektrik sinyallerine dayanırlar. Motorun dönüş suratı, motorun elektromıknatıslarına periyodik akım darbeleri gönderen bir kontrolör tarafından denetim edilir. Brushless motorlara birebir vakitte Brushless DC elektrik motoru (BLDC motor yahut BL motor), elektronik olarak değiştirilen motor (ECM yahut EC motor) yahut senkron DC motor da denir.

Brushless motor ‘un çalışma prensibi

Brushless motorlar, Brushed motorlara nazaran zıt bir dizayna sahiptir. Brushless motorun çalışma prensibi iki ana bileşene dayanmaktadır. Kalıcı mıknatısı tutan bir rotor ve içinden elektrik akımı geçtiğinde elektromanyetik alan oluşturan bakır bir bobinle sarılmış bir stator. Inrunner Brushless motorların statoru dış taraftadır ve rotoru içeride döner; Outrunner Brushless motorlar, rotorun statorun dışında dönmesine sahiptir. Yazılımda Brushless motor komütasyonunu uygulamak için bir mikro denetleyici kullanılabilir, lakin bu birebir vakitte analog yahut dijital devreler kullanılarak da yapılabilir. Elektronik komütasyon, fırça komütasyonunun (mekanik) bilakis, sürat sınırlaması, yavaş ve hassas hareket denetimi için mikro adımlı çalışma ve Brushed DC motorlarla mümkün olmayan, sabitken tutma torku üzere daha fazla esneklik ve yetenek sunar. Daha yüksek komütasyon verimliliği için kontrolör yazılımı, uygulamada kullanılan motora nazaran uyarlanabilir.

İHA motorları ne işe fayda?

Uçan makinelerin işleyişinde motorların temel rol oynadığı konusunda hiçbir belirsizlik yoktur; lakin bu motorlar tam olarak ne yapar?

Çok rotorlu bir İHA’da, bir motor her pervaneye yahut rotora özel olarak güç sağlar. Drone pervanelerine yerden havalanmasını ve kaldırma yapmasını sağlayan dönüş hareketini verir. Bir robot yüksekliğe ulaştığında pervaneleri, motorların daha süratli hareket etmesini ve İHA bataryasından daha güzel güç elde etmesini sağlayan gelişmiş kaldırma kuvvetini kesinlikle sağlayacaktır.

Bu otomasyon araçları, kaldırma sağlamanın yanı sıra makul taraflarda hareket etmek için de pervanelerine bağımlıdır. İHA’lar, her pervanenin dönme suratını değiştirerek rastgele bir yola gerçek hareket etmelerini sağlayan bir istikamet eğimine ulaşır. Bu türlü bir döngü, uçan robotun planlanan tarafta hareket edebilmesi için her pervanenin dönüş suratının değişmesi gerektiğinden biraz daha karmaşıklık içerir.

Bilginize, her drone motorunun ESC (Elektronik Sürat Denetim Cihazı) modülü bu türlü bir denetim sağlar.

Brushless motor ‘lar nerede kullanılır?

Brushless motorlara yönelik uygulamalar ortasında el tipi elektrikli aletler, Uzaktan kumandalı model uçaklar, dronlar, arabalar ve bilgisayar etraf üniteleri (disk şoförleri, yazıcılar) bulunur. Brushless DC motorlar, mevcut çamaşır makinelerindeki kauçuk kayışların ve dişli kutularının direkt tahrikli dizaynla değiştirilmesini mümkün kılmıştır.

Brushless Motor ‘ların Brushed motorlara nazaran avantajları nelerdir?

Brushless bir motorun Brushed bir motora nazaran avantajları, yüksek güç-ağırlık oranı, yüksek sürat, pratik olarak anında sürat (rpm) ve tork denetimi, yüksek verimlilik ve az bakımdır. Genel olarak Brushless motorlar, klâsik Brushed motorlara nazaran daha süratli ve daha güçlüdür, ayrıyeten daha az ses çıkarırlar. Ek olarak, Brushed motorlara nazaran daha verimli çalışırlar ve daha az güç kaybı yaşarlar yahut hiç güç kaybı yaşamazlar; bu da fırçaların sürtünme üretmesi nedeniyle sorun olabilir.

Brushless Motor ‘larda Pervane Nasıl Seçilir?

Brushless motorların yanlışsız kombinasyonunu seçmek, bilhassa RC uçakları ve Drone dizaynına yeni başlayanlar için kolay bir süreç değildir. Dikkate alınması gereken pek çok şey var. Brushless motorların özellikleri;

-Değişme oryantasyonu (İç koşucular/dış koşucular)
-Hız (Kv değerleri)
-Fiziksel boyut (Çap ve yükseklik)
-Güç
-İtme
-Tork

Drone motorunuz ne kadar verimli?

Bu, üretilen itme kuvveti ile motorunuzun çektiği güç ölçüsü ortasındaki oran ile karakterize edilir ve çoklukla g/w (watt başına gram) cinsinden gösterilir. Randımanının gaz kelebeği derecesine nazaran farklılık göstermesi nedeniyle, bir motorun tek bir verimlilik kıymetinin olmadığını unutmayın.

Dahası? İHA motor verimliliğinin gaz kelebeğine nasıl reaksiyon vereceği her motor için farklılık gösterir. %100 gaz kelebeğine yakın biçimde daha verimli çalışan birkaç motor vardır; bu ortada, başkalarının gaz kelebeğinin daha düşük derecelerinde en yüksek randımana ulaşması mümkündür.

Ayrıca birçok İHA motorunda verimlilik davranışlarını açıklayan gaz kelebeği eğrileri bulunur. Bu doğrultuda en uygun motoru seçmek, robotunuzu nasıl uçurmak istediğinize bağlıdır.

Quadcopter için Brushed (Fırçalı) Motorlar ve Brushless (Fırçasız) Motorlar

Brushed motorlar ve Brushless motorlar, FPV drone’larda (quadcopters) kullanılan iki yaygın motor tipidir. Bu yazıda ortalarındaki farkları ve neden birini başkasına tercih edebileceğinizi tartışacağız. FPV drone’ların çoğunluğu Brushless motorlar kullanıyor zira bunlar Brushed motorlardan çok daha güçlü ve sağlam. Fakat düşük maliyet ve kompaktlık nedeniyle bazen mikro ve nano drone’larda Brushed motorların kullanıldığını görebilirsiniz.

Brushless Motor ‘ların Brushed Motorlara Nazaran Avantajları

-Fırça yok – daha az bakım ve daha uzun dayanıklılık
-Daha verimli – ısı olarak daha az güç israfı
-Fırçaların olmaması nedeniyle daha düzgün sürat ve tork, zira fırça sürtünmesi sürat arttıkça artar
-Daha geniş sürat aralığı
-Brushed motorlara kıyasla yapı nedeniyle daha âlâ ısı dağılımı
-Yüksek hız/güç süreçleri için daha uygun maliyetli

Popüler uygulamalar: Radyo denetimli model uçaklar ve drone’lar, elektrikli araçlar ve yüksek dönüş suratı ve güç gerektiren endüstriyel makineler

Brushed motorların kullanımı epey kolaydır. Şeyin üzerine bir DC voltajı koyarsınız ve masraf. Voltajı değiştirerek suratı değiştirebilirsiniz. Bunu yapmak için gereken elektronik ekipman çok ucuz ve sağlamdır. Brushless motorlar için gereken elektronik modüller daha karmaşık, daha kıymetli ve daha az sağlamdır. Genel olarak, elbette anekdotsal olarak, bunun bir yıkama olduğunu düşünüyorum ve şahsî olarak herkes üzere fırçalanmış motorlara çarpma konusunda isteksizim. Bu kadar kolay değil.

Dolayısıyla Brushless motorlar, motorun verimliliği ve dayanıklılığı açısından avantaja sahip olsa da, bunları çalıştırmanın artan maliyeti ve karmaşıklığıyla karşılaştırmalısınız. Bazen Brushed motor kullanmak maliyet açısından daha düzgün olabilir, bu yüzden onları küçük drone’larda, uçaklarda ve helikopterlerde görürsünüz.