محرك التيار المستمر JGB37-3530A: تحليل المشكلات وحلول التحسين
في عالم الأجهزة الذكية، تعد المحركات الفعالة والموثوقة أساسية لتحقيق وظائف ذكية. في الآونة الأخيرة، قامت شركة متخصصة في تطوير الأجهزة الذكية بدمج محرك التيار المستمر JGB37-3530A بقطر 37 مم في كرسيها المتحرك الكهربائي الذكي الجديد، مما أدى إلى تحسين أداء المنتج وتجربة المستخدم بشكل كبير. ومع ذلك، خلال مرحلة الاختبار الأولية، واجه فريق البحث والتطوير العديد من المشكلات التي أثرت بشكل كبير على أداء المنتج وتجربة المستخدم. بعد تحليل وتحسين متعمقين، تم حل هذه المشكلات بشكل فعال.
أولاً: الخلفية
تكرس الشركة جهودها لتطوير كراسي متحركة كهربائية ذكية لتلبية طلب السوق على الأجهزة الفعالة والمريحة والمنخفضة الضوضاء. خلال مرحلة الاختبار الأولية للمنتج، وجد فريق البحث والتطوير أن المحركات التقليدية تولد ضوضاء كبيرة أثناء التشغيل وتظهر خرج عزم دوران غير مستقر تحت الحمل العالي، مما أثر على الأداء العام للجهاز وتجربة المستخدم. لمعالجة هذه المشكلات، بدأ فريق البحث والتطوير في البحث عن محرك مصغر عالي الأداء واختار في النهاية محرك التيار المستمر JGB37-3530A.
ثانياً: وصف المشكلة
(1) مشكلة الضوضاء
أثناء التشغيل، يولد المحرك مستويات ضوضاء عالية نسبيًا، خاصة عند التشغيل بسرعات منخفضة. هذا لا يؤثر فقط على تجربة المستخدم ولكنه قد يتسبب أيضًا في تلوث الضوضاء في البيئات السكنية.
(2) خرج عزم دوران غير مستقر
تحت الحمل العالي، يتقلب خرج عزم دوران المحرك بشكل كبير، مما يؤدي إلى عملية قيادة غير متساوية للكرسي المتحرك. هذا لا يؤثر فقط على الكفاءة التشغيلية للجهاز ولكنه يثير أيضًا مخاوف بشأن المشكلات الميكانيكية المحتملة على المدى الطويل.
(3) مشكلة تبديد الحرارة
بعد التشغيل لفترة طويلة، ترتفع درجة حرارة المحرك، مما يؤثر على استقرار الجهاز وعمره الافتراضي. كانت هذه المشكلة ملحوظة بشكل خاص أثناء الاستخدام المتكرر ويمكن أن تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة والإغلاق التلقائي للجهاز.
ثالثاً: تحليل المشكلة
(1) مشكلة الضوضاء
نشأت الضوضاء في المقام الأول من تعشيق التروس داخل المحرك واهتزازات غلاف المحرك. عند السرعات المنخفضة، كان تردد التعشيق أقل، ولكن كل حدث تعشيق يطلق كمية كبيرة من الطاقة، مما يؤدي إلى ضوضاء أكثر وضوحًا.
(2) خرج عزم دوران غير مستقر
من المحتمل أن يكون عدم الاستقرار في خرج عزم الدوران ناتجًا عن خوارزمية تحكم غير دقيقة تسببت في تقلبات كبيرة في التيار عند تغير الحمل، مما يؤثر على توصيل عزم الدوران. بالإضافة إلى ذلك، ربما كانت هناك عيوب تصميم في نظام نقل التروس في المحرك مما أدى إلى نقل عزم دوران غير متساوٍ.
(3) مشكلة تبديد الحرارة
ربما كان تبديد الحرارة الضعيف ناتجًا عن تصميم تبريد غير كافٍ في المحرك، مما يمنع تبديد الحرارة بشكل فعال. نتيجة لذلك، ارتفعت درجة الحرارة الداخلية للمحرك أثناء التشغيل المطول، مما أثر على أدائه وطول عمره.
رابعاً: الحلول
(1) تحسين الضوضاء
-
تحسين تصميم التروس: استبدال التروس المسننة بتروس حلزونية عالية الدقة لتحسين زاوية تعشيق التروس وتقليل الضوضاء أثناء التعشيق.مواد عازلة للصوت: إضافة مواد عازلة للصوت، مثل وسادات مطاطية أو إسفنجات ماصة للصوت، داخل غلاف المحرك لامتصاص الضوضاء المتولدة أثناء التشغيل.
-
تحسين تركيب المحرك: التأكد من تثبيت المحرك بإحكام أثناء التركيب لتقليل اهتزازات الغلاف، وبالتالي خفض مستويات الضوضاء.(2) تعزيز استقرار عزم الدوران
-
تحسين خوارزمية التحكم: تطبيق خوارزمية تحكم مغلقة الحلقة لمراقبة خرج التيار وعزم الدوران للمحرك في الوقت الفعلي وضبط معلمات التشغيل تلقائيًا وفقًا لتغيرات الحمل لضمان توصيل عزم دوران مستقر.وحدة تعويض عزم الدوران: دمج وحدة تعويض عزم الدوران في نظام التحكم في المحرك لتعويض خرج عزم الدوران ديناميكيًا من خلال خوارزميات البرامج، مما يقلل من تقلبات عزم الدوران أثناء بدء التشغيل والإغلاق.
(3) تحسين تبديد الحرارة
-
إضافة مبدد حرارة: تركيب مبددات حرارة على غلاف المحرك لزيادة مساحة السطح لتبديد الحرارة وتحسين كفاءة التبريد.تحسين الهيكل الداخلي: إعادة تصميم قنوات تدفق الهواء داخل المحرك لإضافة فتحات تهوية، مما يضمن تبديد الحرارة بشكل فعال أثناء التشغيل.
-
مواد موصلة للحرارة: تطبيق السيليكون الموصل للحرارة على المكونات الرئيسية داخل المحرك لنقل الحرارة بسرعة إلى الغلاف، مما يعزز أداء التبريد.خامساً: نتائج التنفيذ
(1) تقليل الضوضاء
-
بعد التحسين، انخفضت ضوضاء تشغيل المحرك من 60 ديسيبل إلى 50 ديسيبل، مما أدى إلى تحسين تجربة المستخدم بشكل كبير وتقليل تلوث الضوضاء في البيئات السكنية.(2) تعزيز استقرار عزم الدوران
-
تحسن استقرار خرج عزم الدوران بنسبة 30٪، مما أدى إلى عملية قيادة أكثر سلاسة للكرسي المتحرك وزيادة ملحوظة في الكفاءة التشغيلية للجهاز. كما تم تعزيز الاستقرار طويل الأجل للمحرك.(3) تحسين تبديد الحرارة
-
انخفضت درجة حرارة تشغيل المحرك بنسبة 20٪، مما أدى إلى القضاء على حالات ارتفاع درجة الحرارة والإغلاق التلقائي، وتعزيز قدرة التشغيل المستمر للجهاز بشكل كبير.سادساً: الخاتمة