Fırçasız DC Servo Motor

Brushless ( fırçasız) motorlarda fırça ve kollektör bulunmaz bu yüzden bu motorlara fırçasız denir. Fırçasız (Brushless) BLDC motor, teknolojinin gelişmesi ile robotik alanda da kullanılmaya başlanmıştır. Yeni bir tip motor olmalarına karşın her ortamda karşılaşmak mümkündür. (Fırçasız) Brushless DC’nin kısaltması BLDC olarak da yazılır.

Brushless DC motor çalışma prensibi fırçalı DC motor ile aynıdır. Aralarındaki tek fark motorun gövdesinde bobinlerin, endüvide ise sabit mıknatısların bulunmasıdır.

Brushless DC servo motorda endüvi ve endüktörün yeri değişmiştir. Bunun artı yönü, kollektör ve fırça sisteminin kalkması, bundan dolayı sürtünmeden ve kollektör -fırça ikilisinin meydana getirdiği dirençten dolayı meydana gelen elektrik/mekanik kayıpları ortadan kalkmış olur.

Fırçasız DC motorun prensip şeması;

Bu tasarım, mekanik olarak kontrolü yapılmadığından bobinlerin sayılarının arttırılmasına izin verdiği için, bu motorlardan yüksek tork alınabilir.

Eksi yönü ise kollektörün yerini elektronik bir devre almıştır. Yani motorun çalışması için ek donanımlara ihtiyaç vardır. Fırça -kollektör sistemiyle kolayca elde edilen bobinler sıralı enerjilendirilme işlemi elektronik devrelerin yardımı ile yapılmalıdır. Bu da motor kullanacak kişilere ilave masraf getirir. Aynı güçte olan bir motora kıyasla daha hafif olması, daha küçük, sağlıklı devir kontrolü yapması ile ilave masrafı kaldırır. Buna karşın elektronik sensörlerin kollektör- fırça ikilisi kadar hassas olmadıkları için bu motorların kullanım alanını daraltmıştır.

Fırçasız servo motorlarda endüvinin nerede olduğunu tespit etmek için sensörler kullanılmaktadır. Servo motorlarda şaftın yerinin bilinmesi; doğru sargıya doğru zamanda ve doğru yönde enerji verilmesi yönünden mutlaka bilinmelidir. Şaftın yerinin bilinmesi için genellikle iki tip sensör kullanılmaktadır.

Foto sensör
Alan etkili sensör ( Hall effect sensors)

Alan etkili bir sensöre manyetik bir araç yaklaştırıldığı zaman çıkışında bir gerilim elde edilir. Elde edilen bu gerilim bir veya sıfır olur. Alan etkili sensör fiyatları pahalıdır. Bu yüzden küçük güçlü uygulamada ve küçük gerilimlerde kullanılmaktadırlar.

Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi ışık kaynağının ışığı şaft miline bağlı özel bir şekilde biçimlendirilmiş bir parçayla kesilmektedir. Bu mekanizmanın yardımı ile uygun transistör uygun zamanda iletken yapılarak uygun bobinden gereken akım geçer.

Foto transistörlü motorun şaft görünüşleri

Üç kutuplu bir servo motorun foto sensörlerle çalıştırılmasında devrede üç tane foto transistör, motor arka kapağına 120°aralıklarla yerleştirilir. Kaynaktan gelen ışığı kesen parça motor miline her türlü şartlar altında iki transistörün ışığını kapatacak, yalnızca birine ışık gönderecek şekilde montajı yapılır. Foto transistörlerde kutup sargılarının enerjisini karşılayacak diğer transistörleri iletime geçirir.

Brushless DC motor fiyatları marka, boyut, kaliteye ve dc motor firmalarına göre değişmektedir.