موتور DC JGB37-3530A: تجزیه و تحلیل مشکلات و راه حل های بهینه سازی
در حوزه دستگاه های هوشمند، موتورهای کارآمد و قابل اعتماد برای دستیابی به عملکرد هوشمندانه کلیدی هستند. اخیراً، شرکتی متخصص در توسعه دستگاه های هوشمند، موتور DC JGB37-3530A با قطر 37 میلی متر را در ویلچر برقی هوشمند جدید خود ادغام کرد و عملکرد و تجربه کاربری محصول را به طور قابل توجهی بهبود بخشید. با این حال، در طول فاز آزمایش اولیه، تیم تحقیق و توسعه با چندین مشکل مواجه شد که به طور قابل توجهی بر عملکرد و تجربه کاربری محصول تأثیر گذاشت. پس از تجزیه و تحلیل و بهینه سازی عمیق، این مشکلات به طور موثر حل شدند.
I. پیشینه
این شرکت به توسعه ویلچرهای برقی هوشمند برای پاسخگویی به تقاضای بازار برای دستگاه های کارآمد، راحت و کم صدا اختصاص دارد. در طول فاز آزمایش اولیه محصول، تیم تحقیق و توسعه دریافت که موتورهای سنتی در حین کار، صدای قابل توجهی تولید می کنند و گشتاور ناپایداری را تحت بار زیاد نشان می دهند، که بر عملکرد کلی دستگاه و تجربه کاربری تأثیر می گذارد. برای حل این مشکلات، تیم تحقیق و توسعه شروع به جستجوی یک موتور مینیاتوری با عملکرد بالا کرد و در نهایت موتور DC JGB37-3530A را انتخاب کرد.
II. شرح مشکل
(1) مشکل صدا
در حین کار، موتور سطوح صدای نسبتاً بالایی تولید می کرد، به خصوص هنگام کار با سرعت کم. این نه تنها بر تجربه کاربری تأثیر می گذاشت، بلکه پتانسیل ایجاد آلودگی صوتی در محیط های مسکونی را نیز داشت.
(2) خروجی گشتاور ناپایدار
تحت بار زیاد، خروجی گشتاور موتور به طور قابل توجهی نوسان داشت و در نتیجه فرآیند رانندگی ناهمواری برای ویلچر ایجاد می شد. این نه تنها بر راندمان عملیاتی دستگاه تأثیر می گذاشت، بلکه نگرانی هایی را در مورد مشکلات مکانیکی احتمالی در درازمدت ایجاد می کرد.
(3) مشکل اتلاف حرارت
پس از کارکرد طولانی مدت، دمای موتور افزایش یافت و بر پایداری و طول عمر دستگاه تأثیر گذاشت. این مشکل به ویژه در طول استفاده با فرکانس بالا قابل توجه بود و می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد و خاموش شدن خودکار دستگاه شود.
III. تجزیه و تحلیل مشکل
(1) مشکل صدا
صدا در درجه اول از درگیری چرخ دنده ها در داخل موتور و لرزش های محفظه موتور ناشی می شد. در سرعت های کم، فرکانس درگیری کمتر بود، اما هر رویداد درگیری مقدار قابل توجهی انرژی آزاد می کرد و در نتیجه صدای بیشتری ایجاد می شد.
(2) خروجی گشتاور ناپایدار
ناپایداری در خروجی گشتاور احتمالاً به دلیل یک الگوریتم کنترلی نادرست بود که باعث نوسانات جریان قابل توجهی در هنگام تغییر بار می شد و در نتیجه بر تحویل گشتاور تأثیر می گذاشت. علاوه بر این، ممکن است نقص هایی در طراحی سیستم انتقال دنده موتور وجود داشته باشد که منجر به انتقال گشتاور ناهموار شده است.
(3) مشکل اتلاف حرارت
اتلاف حرارت ضعیف احتمالاً به دلیل طراحی خنک کننده ناکافی در موتور بود که از اتلاف موثر گرما جلوگیری می کرد. در نتیجه، دمای داخلی موتور در طول عملکرد طولانی مدت افزایش یافت و بر عملکرد و طول عمر آن تأثیر گذاشت.
IV. راه حل ها
(1) بهینه سازی صدا
-
بهبود طراحی چرخ دنده: جایگزینی چرخ دنده های خاردار با چرخ دنده های مارپیچ با دقت بالا برای بهینه سازی زاویه درگیری چرخ دنده و کاهش صدا در حین درگیری.
-
مواد عایق صدا: افزودن مواد عایق صدا، مانند پدهای لاستیکی یا اسفنج های جاذب صدا، در داخل محفظه موتور برای جذب صدای تولید شده در حین کار.
-
بهینه سازی نصب موتور: اطمینان از محکم بسته شدن موتور در حین نصب برای کاهش لرزش های محفظه و در نتیجه کاهش سطح صدا.
(2) افزایش پایداری گشتاور
-
بهینه سازی الگوریتم کنترل: پیاده سازی یک الگوریتم کنترل حلقه بسته برای نظارت بر جریان و خروجی گشتاور موتور در زمان واقعی و تنظیم خودکار پارامترهای عملیاتی با توجه به تغییرات بار برای اطمینان از تحویل گشتاور پایدار.
-
ماژول جبران گشتاور: ادغام یک ماژول جبران گشتاور در سیستم کنترل موتور برای جبران دینامیکی خروجی گشتاور از طریق الگوریتم های نرم افزاری، کاهش نوسانات گشتاور در هنگام راه اندازی و خاموش شدن.
(3) بهینه سازی اتلاف حرارت
-
افزودن هیت سینک: نصب هیت سینک بر روی محفظه موتور برای افزایش سطح اتلاف حرارت و بهبود راندمان خنک کننده.
-
بهینه سازی ساختار داخلی: طراحی مجدد کانال های جریان هوا در داخل موتور برای افزودن سوراخ های تهویه، اطمینان از اتلاف حرارت موثر در حین کار.
-
مواد رسانای حرارتی: استفاده از سیلیکون رسانای حرارتی برای اجزای کلیدی داخل موتور برای انتقال سریع گرما به محفظه، افزایش بیشتر عملکرد خنک کننده.
V. نتایج پیاده سازی
(1) کاهش صدا
پس از بهینه سازی، صدای عملکرد موتور از 60 دسی بل به 50 دسی بل کاهش یافت که به طور قابل توجهی تجربه کاربری را بهبود بخشید و آلودگی صوتی را در محیط های مسکونی کاهش داد.
(2) افزایش پایداری گشتاور
پایداری خروجی گشتاور 30٪ بهبود یافت که منجر به فرآیند رانندگی نرم تر برای ویلچر و افزایش قابل توجهی در راندمان عملیاتی دستگاه شد. پایداری طولانی مدت موتور نیز افزایش یافت.
(3) بهبود اتلاف حرارت
دمای عملکرد موتور 20٪ کاهش یافت و موارد گرم شدن بیش از حد و خاموش شدن خودکار از بین رفت و قابلیت عملکرد مداوم دستگاه به طور قابل توجهی افزایش یافت.
VI. نتیجه گیری
با پرداختن به مشکلات صدا، پایداری گشتاور و اتلاف حرارت موتور DC JGB37-3530A، تیم تحقیق و توسعه با موفقیت مشکلات عملی مواجه شده در این کاربرد را حل کرد و عملکرد و تجربه کاربری ویلچر برقی هوشمند را به طور قابل توجهی بهبود بخشید. این پیشرفت ها نه تنها مشکلات فوری را حل کردند، بلکه بینش های ارزشمندی را برای سناریوهای کاربردی مشابه ارائه کردند. با نگاهی به آینده، با پیشرفت های مداوم فناوری، انتظار می رود موتور JGB37-3530A نقش مهمی در دستگاه های هوشمند بیشتری ایفا کند و راحتی و نوآوری بیشتری را برای زندگی مردم به ارمغان آورد.