موتورهای بدون ذغال (Brushless DC یا BLDC) قلب تپنده جاروبرقی‌های رباتیک و شارژی مدرن هستند. این موتورها جایگزین موتورهای ذغالی قدیمی شده‌اند و به دلیل کارایی بالاتر، صدای کمتر و طول عمر بیشتر محبوبیت یافته‌اند. با این حال، تعمیر آن‌ها پیچیده‌تر است، زیرا خرابی‌ها اغلب در الکترونیک کنترلی (برد اینورتر) و نه در خود سیم‌پیچ‌های موتور، رخ می‌دهد.
۱. معرفی موتورهای BLDC و مزایای آن‌ها
موتور BLDC از آهنرباهای دائمی در روتور (بخش چرخنده) و سیم‌پیچ‌های ثابت (استاتور) استفاده می‌کند. برای چرخش، نیاز به یک برد الکترونیکی (درایور یا اینورتر) دارند که با استفاده از سنسورهای موقعیت (Hall Sensors) یا نرم‌افزارهای پیچیده (کنترل بدون سنسور)، توالی روشن و خاموش شدن سیم‌پیچ‌ها را کنترل می‌کند.
| موتور BLDC | موتور ذغالی |
| بدون اصطکاک مکانیکی (ذغال) | سایش دائمی ذغال و کلکتور |
| کارایی بسیار بالا و صدای کم | تولید گرما و صدای بیشتر |
| کنترل سرعت دقیق توسط الکترونیک | کنترل سرعت با دیمر (Triac) ساده |
| پیچیدگی تعمیر بالا (الکترونیکی) | سادگی تعمیر (تعویض ذغال) |
۲. عیب‌یابی موتور BLDC (بخش فیزیکی و سیم‌پیچ)
قبل از ورود به مبحث اینورتر، باید سلامت فیزیکی موتور بررسی شود.
الف) تشخیص خرابی مکانیکی
صدای سایش یا زوزه: معمولاً نشان‌دهنده خرابی بلبرینگ‌های موتور است. با وجود طول عمر بالای BLDC، بلبرینگ‌ها همچنان مصرفی هستند.
تست دستی: دستگاه را خاموش کرده و محور موتور را با دست بچرخانید. اگر حرکت خشن یا همراه با صدای ساییدگی باشد، نیاز به تعویض بلبرینگ‌ها دارد.
ب) تست سیم‌پیچ‌ها (Stator Coils)
موتورهای BLDC سه سیم‌پیچ اصلی دارند (موتور سه‌فاز) که خروجی برد اینورتر به آن‌ها متصل می‌شود.
تست پیوستگی: مولتی‌متر را روی حالت مقاومت (Ohms) تنظیم کنید و مقاومت بین هر جفت از سه سیم موتور را اندازه بگیرید.
نتیجه: هر سه اندازه‌گیری باید برابر و بسیار پایین (در حد زیر 1 اهم) باشند. اگر یکی از جفت‌ها مقاومت بسیار بالا (OL) نشان دهد، سیم‌پیچ قطع شده است.
تست اتصال به بدنه: مقاومت بین هر سیم و بدنه موتور را تست کنید. باید مقاومت بسیار بالا (OL) نشان دهد؛ مقاومت پایین نشان‌دهنده اتصال کوتاه به بدنه است.
۳. عیب‌یابی تخصصی و تعمیر برد اینورتر (درایور موتور)
برد اینورتر، که گران‌ترین و پیچیده‌ترین جزء است، اغلب منشأ خرابی‌های الکتریکی است.
الف) علائم خرابی برد اینورتر
موتور اصلاً نمی‌چرخد: موتور توان دریافت نمی‌کند.
صدای تق‌تق یا تقطیع هنگام چرخش: موتور تلاش می‌کند بچرخد اما درگیر می‌شود یا ارتعاش دارد (نشان‌دهنده سوختن یک فاز یا مشکل در Hall Sensors).
گرم شدن بیش از حد برد: نشانه جریان‌کشی بالا به دلیل اتصال کوتاه.
ب) تمرکز بر قطعات کلیدی برد
ترانزیستورهای قدرت (MOSFET):
MOSFET : ها سوئیچ‌های اصلی هستند که توالی جریان را در سیم‌پیچ‌ها کنترل می‌کنند. درایور BLDC از شش عدد MOSFET استفاده می‌کند (هر فاز دو عدد).
تست: با مولتی‌متر و با استفاده از حالت تست دیود، اتصال کوتاه یا مدار باز بودن $\text{MOSFET}$ها را تست کنید. سوختن یک MOSFET می‌تواند باعث عدم چرخش یا چرخش نامنظم شود.
تعمیر: تعویض MOSFET های سوخته (که اغلب از نوع SMD هستند) نیاز به هیتر هوای گرم و دقت بالایی دارد.
سنسورهای Hall (Hall Sensors):
در برخی موتورها برای تعیین موقعیت روتور به کار می‌روند. اگر یکی از سنسورها خراب شود، موتور نمی‌تواند توالی صحیح را حفظ کند و صدای تق‌تق می‌دهد یا می‌لرزد.
تست: سنسورهای Hall ولتاژ خروجی خود را بر اساس میدان مغناطیسی تغییر می‌دهند. این سنسورها باید با ولتاژ DC تغذیه شوند و خروجی آن‌ها در حالت چرخش دستی موتور تست شود.
خازن‌های صافی (Capacitors):
خازن‌های الکترولیتی بزرگ در بخش ورودی ولتاژ، وظیفه صاف کردن جریان DC قبل از MOSFET ها را دارند. خازن‌های متورم یا نشتی‌دار، ولتاژ تمیزی به درایور نمی‌رسانند و باعث عملکرد نامنظم موتور می‌شوند.
۴. چالش‌های تخصصی در جاروبرقی‌های رباتیک و شارژی
انرژی باتری: در جاروبرقی‌های شارژی، مشکلات باتری (کاهش ولتاژ) می‌تواند به عنوان خرابی موتور یا اینورتر تشخیص داده شود. همیشه از سلامت و شارژ کامل باتری مطمئن شوید.
طراحی فشرده: بردهای PCB در این دستگاه‌ها بسیار فشرده و چند لایه هستند که تعویض قطعات SMD را دشوار می‌سازد.
پروتکل‌های ارتباطی: در جاروبرقی‌های رباتیک، برد اینورتر موتور اصلی، اغلب از طریق پورت‌های سریال با برد اصلی (میکروکنترلر) ارتباط برقرار می‌کند. خطاهای نرم‌افزاری یا ارتباطی می‌توانند به اشتباه به عنوان خرابی سخت‌افزاری موتور تفسیر شوند.
نتیجه‌گیری: تعمیر موتور BLDC در جاروبرقی‌های نسل جدید، کمتر یک مشکل مکانیکی (مانند موتورهای ذغالی) و بیشتر یک چالش الکترونیکی است. تمرکز بر عیب‌یابی و تعویض دقیق MOSFET ها در برد اینورتر، همراه با بررسی پیوستگی سیم‌پیچ‌های موتور و سلامت بلبرینگ‌ها، کلید اصلی برای بازیابی عملکرد این دستگاه‌های پیشرفته است
