موتور دایرِکت درایو (Direct Drive ) چیست و چه تفاوتی با موتور گیربکسی دارد؟

در مقاله امروز کالا پایا قصد داریم که شما را با تفاوت موتور دایرکت درایو با موتور گیربکسی آشنا کنیم. بسیاری از شرکت های موتورسازی و ناظر اصطلاح دایرِکت درایو را کاملاً آزادانه (و در بعضی مواقع به اشتباه) برای توصیف سیستم های خود (OEM های بالقوه و سیستم اینتگریتورها) استفاده می کنند. موتورهای دایرِکت درایو به سادگی موتورهایی هستند که قدرت سیستم را تامین می کنند (به عنوان مثال پمپ، پره های فن، تسمه نقاله، دربازکن ها و غیره)، مستقیماً بدون نیاز به گیربکس برای دستیابی به گشتاور لازم.

بسیاری از سیستم ها به طور سنتی از موتورهای القایی گیربکس دار استفاده می کنند که عمدتاً برای رسیدن به هزینه مورد نظر خود است. اما یک طراحی جدید اختصاصیِ موتور DC بدون براش که توسط ETM در سال 2013 ارائه شد، گشتاور مداوم لازم را بدون گیربکس تولید می کند. مزایای استفاده از موتورهای دایرِکت درایو بسیار زیاد هستند، از جمله اندازه کوچکتر، نویز کمتر، قابل اعتماد، دامنه سرعت بیشتر، بازده بالاتر و در بیشتر موارد هزینه های کمتر. مفهوم کلی این طراحی ساده است – اگر بتوانید قسمت بزرگ، پر سر و صدا، ناکارآمد (گیربکس) را بردارید و گشتاور را فقط با موتور برآورده کنید، سیستم شما از هر نظر بهتر خواهد بود.

چگونه می توان موتور دایرِکت درایو را با چیزی که هم اکنون از آن استفاده میکنم، مقایسه کرد؟

چندین نوآوری های فنی در موتورهای دایرِکت درایو مستقیم ETM وجود دارند، طراحی دسته موتور تا طراحی سیم پیچ مس که گشتاور قابل توجهی فراهم می کند، اندازه و هزینه مناسبی نیز دارد. ثابت شده است که موتورهای ETM جایگزینی مستقیم برای موتورهای القایی AC و BLCD هستند که هم اکنون در چرخه های بالا و سرعت کم مورد استفاده قرار می گیرند.

گشتاور موتورها 4 برابر بیشتر از موتورهای BLCD معمولی و 10 برابر بیشتر از موتورهای القایی AC است.  این قابلیت طراحان را قادر می سازد نه تنها گیربکس را حذف کنند، بلکه به طور قابل توجهی از اندازه و در نتیجه از هزینه موتور نیز بکاهند. دایرِکت درایو، موتوری ساده تر، قابل اعتمادتر و کارآمد است که می تواند هدررفت انرژی را 60 تا 80 درصد کاهش دهد.

کجا می توان از موتور دایرِکت درایو استفاده کرد؟

موتورهای دایرِکت درایو در گشتاورهای بالا و سرعت نسبتاً کم (کمتر از 1500 دور در دقیقه) عالی عمل می کنند. همچنین موتورهای ETM می توانند در سرعت چرخش کم در محل اصطکاک به قدرت بالایی دست پیدا کنند! این امر نسبت های چرخش بسیار بالا را بدون گیربکس ایجاد می کند. در موارد زیر می توان از موتورهای دایرِکت درایو استفاده کرد: موتورهای فن دار HVLS و محوری، موتورهای صنعتی درب ها، موتورهای پمپ جابه جایی مثبت، نوار نقاله و سایر موارد.

مکانیسم های موتور دایرِکت درایو را می توان در چند گروه دسته بندی کرد:

الف) مکانیسم های موتور گشتاور: میله خروج توسط موتور گشتاور برس دار یا بدون برس به حرکت میوفتد. موتور گشتاور بدون برس به تبدیل نیاز دارد. در دستگاه هایی که با باتری کار می کنند از جمله دریل دستی بدون سیم معمولاً از موتور گشتاور برس دار استفاده می شود.

• بشتر بخوانید:راهنمای انتخاب ماشین لباسشویی ال جی

ب) درایوهای AC: به طور کلی با ولتاژ 60 cycle هدایت می شوند. مثال ها: میزهای گردان (با سرعت پایین)، فن ها (با سرعت متوسط)، هارد درایوها (با سرعت بالا).

اصلی ترین جایگزین برای مکانیسم دایرِکت درایو، مکانیسم موتور پله ای دنده ای است.

مزایای موتور دایرِکت درایو

کارآیی بالا: نیرو در اصطکاک (از کمربند، زنجیر و غیره) به هدر نمی رود.

سر و صدای کم: مکانیسم دایرِکت درایو ساده است و در آن از قطعات کمتری استفاده شده است، در نتیجه لرزش و صدای کلی سیستم کمتر است.

طول عمر زیاد: داشتن قطعات محرک کمتر به این معنی است که قطعات کمتری در معرض خرابی قرار دارند. خرابی در سیستم های دیگر معمولاً بر اثر کهنگی قطعه با فشار و ضربه رخ می دهد.

گشتاور بالا در دور پایین در دقیقه

موقعیت سریع و دقیق: گشتاور بالا و اینرسی (لَختی) پایین موجب این امر می شوند.

• بیشتر بخوانید: اجزای تشکیل دهنده ماشین لباسشویی

سفتی درایو: عکس العمل مکانیکی، هیسترِزیس و کشش از بین می روند و از مکانیسم های گیربکس یا پیچ استفاده نمی شود.

معایب

عیب اصلی سیستم این است که به موتور الکتریکی خاصی احتیاج دارد. معمولاً موتورها برای دستیابی به حداکثر گشتاور در سرعت چرخش بالا، 1500 تا 3000 دور در دقیقه ساخته می شوند. گرچه برای بسیاری از کاربردها مفید است (مانند فن برقی)، مکانیسم های دیگر به گشتاور نسبتاً زیاد در سرعت های پایین نیاز دارند.

تفاوت گیربکس و دایرِکت درایو

درایوهای کششی را برای وسایل نقلیه جاده ای و اتومبیل های آفرودی می توان با گیربکس یا بدون آن طراحی کرد. هر دو گزینه می توانند در عمل مفید باشند. هدف از این مقاله نشان دادن مزایا و معایب گیربکس و دایرِکت درایو است. همچنین توضیح داده می شود که چه زمانی گیربکس و چه زمانی دایرِکت درایو انتخاب مناسبی است.

کارکرد گیربکس ها

هدف گیربکس ها انتقال قدرت موتور به چرخ ها و همچنین کاهش همین قدرت برای دستیابی به گشتاورد بیشتر و سرعت کمتر است. در مقایسه با موتورهای الکتریکی، موتورهای احتراقی در سرعت پایین، گشتاور کمی دارند. بدون گیربکس، این امر نمی تواند باعث انتقال قدرت کافی برای شروع، شتاب و صعود شود. علاوه بر هدف دستیابی به بهترین کارایی ممکن با بیشترین سهم در محدوده سرعت مطلوب، این، یکی دیگر از دلایلی است که گیربکس ها همیشه در موتورهای کششی با درایوهای احتراقی به کار می روند.

گیربکس که موتور را به Direct Train متصل می کند، گشتاور را با وضعیت بار نسبی تطبیق می دهد. این امر موجب می شود قدرت موتور به طور موثر مورد استفاده قرار بگیرد. چرخ دنده ها نیز متناسب با گشتاور عمل می کنند، امری که هر وسیله نقلیه برای راه اندازی و شتاب گیری به آن نیاز دارد – گیربکس در دنده 1 به اندازه کافی تغییر می کند تا موتور نمیرد و بیش از حد دور نگیرد. گسترش چرخ دنده، محدوده نسبت گیربکس را نشان می دهد، بنابراین نسبت بین دنده های جداگانه ایجاد می شود.

چگونه درایوهای الکتریکی بدون گیربکس کار می کنند؟

مهم ترین تفاوت بین موتور احتراقی و موتور الکتریکی این است که یک موتور الکتریکی در هنگام راه اندازی – تقریباً مستقل از سرعت – گشتاور کامل دارد. این مزیت موتورهای الکتریکی علاوه بر این توسط VECTOPOWER (توسعه یافته توسط ARADEX) پشتیبانی می شود. این بدان معنا است که گیربکس برخلاف موتورهای احتراقی، به خودی خود برای انتقال نیرو ضروری نیست. با این وجود، تجهیز Drive Train به گیربکس نیز می تواند مفید باشد.

• بیشتر بخوانید: معرفی کامل برنامه های ماشین لباسشویی

موتور گیربکس و موتور دایرِکت درایو

استفاده از موتور گیربکس و همچنین موتور دایرِکت درایو مزایا و معایب مختلفی دارند که باید به طور جداگانه مورد مقایسه قرار می گیرند.

موتور دایرِکت درایو

عدم افزایش ضایعات ناشی از اجزای اضافی: اتصال مستقیم موتور به میل کاردان باعث می شود تا از بروز مشکلاتی نظیر از بین رفتن اصطکاک، واکنش شدید دنده، تکان های بیش از حد یا فرسودگی جلوگیری شود و به بازده کلی بهتری رسید.

• عدم نیاز به تعمیر بیش از حد گیربکس
• حذف هزینه خرید گیربکس

موتور گیربکس

• موتور می تواند کوچک تر و سبک تر طراحی شود.
• هزینه خرید موتور پایین است، زیرا می توان آن را با گشتاور کمتری نسبت به یک دایرِکت درایو طراحی کرد.
• گسترش دنده که هنگام ضعیف شدن میدان وجود دارد.