Faktor Apa yang Mempengaruhi Kecekapan Motor Tanpa Berus?

Bahan magnet yang digunakan dalam rotor motor berusless memainkan peranan besar terhadap kecekapan motor tersebut. Kebanyakan motor berusless prestasi tinggi menggunakan magnet kekal logam nadir seperti neodimium besi boron. Bahan-bahan ini mempunyai sifat magnet yang kuat, membantu motor menjana medan magnet yang stabil dan berkuasa dengan kehilangan tenaga yang kurang. Jika bahan magnet adalah berkualiti rendah—seperti ketumpatan magnet yang tidak sekata atau kemagnetan yang lemah—motor berusless akan memerlukan lebih arus untuk mengekalkan tork yang diperlukan. Ini tidak sahaja membazirkan tenaga, malah juga menyebabkan motor beroperasi lebih panas, seterusnya mengurangkan kecekapan. Sebagai contoh, sesetengah motor berusless murah menggunakan magnet ferit gred rendah sebagai ganti magnet logam nadir. Magnet ferit ini hilang kekuatan magnetnya dengan lebih cepat pada suhu tinggi, yang bermakna motor perlu bekerja lebih keras hanya untuk mengekalkan operasi asas. Memilih motor berusless dengan bahan magnet berkualiti tinggi dan bersijil (seperti yang memenuhi piawaian industri) adalah kunci kepada pengekalan kecekapan yang tinggi.

Cara motor tanpa berus dikawal dan sejauh mana sistem pemacunya sesuai dengannya secara langsung mempengaruhi kecekapan. Sistem pemacu yang baik menggunakan strategi kawalan tepat untuk melaras arus dan voltan motor secara masa nyata. Sebagai contoh, kawalan puncak arus—di mana pemacu mengekalkan kitaran kawalan tetap dan memastikan arus stator mengikut arus yang diberikan—membantu motor tanpa berus beroperasi dengan lancar tanpa pembaziran tenaga yang tidak perlu. Jika sistem pemacu tidak sesuai, seperti menggunakan pengawal umum yang tidak serasi dengan julat kuasa motor, motor tanpa berus mungkin mengalami aliran arus yang tidak stabil. Ini boleh menyebabkan kehilangan rintangan stator yang lebih tinggi dan kecekapan keseluruhan yang lebih rendah. Sesetengah motor tanpa berus yang lebih maju malah dilengkapi dengan sistem pemacu tersuai yang dikalibrasi mengikut parameter khusus motor, seperti lengkung tork dan julat kelajuan. Penyesuaian ini memastikan motor tanpa berus sentiasa beroperasi dalam zon paling cekapnya, sama ada berjalan pada kelajuan rendah dengan tork tinggi atau kelajuan tinggi dengan beban ringan.

Reka bentuk stator dan rotor motor tanpa berus memberi kesan besar terhadap kecekapan penggunaan tenaga. Mari mulakan dengan stator: jika lilitan disusun dengan cara yang menghasilkan medan magnet tidak sekata—seperti menggunakan lilitan yang berserabut dan tidak teratur—akan berlaku kehilangan tembaga akibat rintangan. Sebaliknya, lilitan berkonsentrasi jejaka penuh (concentrated full pitch windings) yang direka bentuk dengan baik membantu motor tanpa berus menjana voltan gerak elekrik (EMF) belakang berbentuk trapezoid yang licin, yang mengurangkan kehilangan tenaga semasa operasi. Reka bentuk rotor juga penting. Rotor dengan nisbah saliency yang tinggi (nisbah kearuhan paksi d kepada paksi q) boleh meningkatkan kilas enggan motor tanpa berus. Ini bermakna motor boleh mengekalkan kecekapan tinggi walaupun prestasi magnet kekal berkurang sedikit. Sebagai contoh, sesetengah motor tanpa berus menggunakan struktur rotor yang mengukuhkan litar magnet, memastikan ketumpatan magnet celah udara adalah seragam. Ini mengelakkan pemanasan setempat dan mengekalkan operasi motor yang cekap untuk jangka masa lebih panjang.

Motor tanpa berus kehilangan kecekapan apabila terlalu panas, jadi suhu pengendalian dan penyusutan haba adalah faktor-faktor kritikal. Kebanyakan motor tanpa berus menggunakan magnet kekal yang menjadi lemah apabila suhu meningkat. Jika motor terlalu panas—mungkin kerana ia beroperasi dalam persekitaran panas atau beban berat terlalu lama—kekuatan magnetnya akan menurun. Ini memaksa motor untuk menarik lebih banyak arus bagi menghasilkan tork yang sama, yang menyebabkan kehilangan tenaga yang lebih tinggi dan kecekapan yang lebih rendah. Penyusutan haba yang baik membantu mengekalkan suhu motor tanpa berus pada tahap stabil dan sejuk. Ini boleh termasuk perkara seperti perumahan logam yang mengalirkan haba dengan baik, perolahan haba binaan, atau malah kipas kecil untuk penyejukan aktif. Sebagai contoh, motor tanpa berus industri yang digunakan dalam peralatan automasi sering kali mempunyai salutan aluminium yang menyebarkan haba dengan cepat. Jika motor tanpa berus tidak mempunyai penyusutan haba yang mencukupi, ia mungkin mati secara tiba-tiba atau mengalami kerosakan kekal pada magnet, yang merosakkan kecekapan motor tersebut buat selama-lamanya.

Beban yang dibawa oleh motor tanpa berus dan kelajuan ia beroperasi juga mempengaruhi kecekapan. Setiap motor tanpa berus mempunyai 'zona pengendalian cekap'—julat beban dan kelajuan di mana ia menggunakan tenaga paling berkesan. Jika anda menjalankan motor pada kelajuan yang jauh lebih tinggi atau lebih rendah daripada julat optimumnya, atau jika anda letakkan beban yang terlalu berat (atau terlalu ringan) di atasnya, kecekapan akan menurun. Sebagai contoh, motor tanpa berus yang direka untuk beban sederhana dan kelajuan sederhana akan membazirkan tenaga jika digunakan untuk beban ringan pada kelajuan sangat tinggi. Motor itu masih akan menarik arus untuk mengekalkan kelajuan tinggi tersebut, tetapi memandangkan beban adalah ringan, kebanyakan arus itu tidak digunakan untuk kerja berguna. Sebaliknya, beban berlebihan pada motor tanpa berus membuatkan ia berfungsi melebihi kapasitinya, menyebabkan arus yang lebih tinggi dan kehilangan tembaga yang lebih banyak. Untuk mengekalkan kecekapan yang tinggi, adalah penting untuk memilih motor tanpa berus yang sepadan dengan keperluan beban dan kelajuan sebenar anda. Sebagai contoh, jika anda memerlukan sebuah motor untuk tali sawat yang bergerak pada kelajuan sederhana yang stabil, pilih motor tanpa berus dengan zon cekap yang sesuai dengan operasi khusus itu.