ब्रश मोटर और ब्रश रहित मोटर के कार्य सिद्धांत का ज्ञान

ब्रश मोटर का कार्य सिद्धांत

मुख्य संरचनाब्रश रहित मोटरइसमें स्टेटर + रोटर + ब्रश होता है, और घूर्णनशील चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न गतिज ऊर्जा से टॉर्क प्राप्त होता है। ब्रश विद्युत का संचालन करने और घूर्णन में कला परिवर्तन करने के लिए लगातार कम्यूटेटर के संपर्क में रहता है।

ब्रश मोटर में यांत्रिक कम्यूटेटर का उपयोग होता है, चुंबकीय ध्रुव स्थिर रहता है, केवल कॉइल घूमती है। मोटर के चलने पर, कॉइल और कम्यूटेटर घूमते हैं, जबकि चुंबकीय स्टील और कार्बन ब्रश स्थिर रहते हैं। कॉइल में धारा की दिशा में प्रत्यावर्ती परिवर्तन कम्यूटेटर और ब्रश द्वारा होता है, जो मोटर के साथ घूमते हैं।

ब्रश मोटर में, इस प्रक्रिया में कॉइल के दो पावर इनपुट सिरों को एक साथ समूहित किया जाता है, जो बारी-बारी से एक वलय में व्यवस्थित होते हैं, जिनके बीच इन्सुलेटिंग सामग्री होती है, जिससे सिलेंडर जैसा आकार बनता है, जो मोटर शाफ्ट के साथ बार-बार जुड़कर एक जैविक इकाई बन जाता है। दो छोटे कार्बन से बने स्तंभों (कार्बन ब्रश) के माध्यम से बिजली की आपूर्ति होती है, जो स्प्रिंग के दबाव की क्रिया के तहत, दो विशिष्ट निश्चित स्थितियों से पावर इनपुट पर दबाव डालते हैं, जिससे वृत्ताकार बेलनाकार कॉइल के दो बिंदुओं से कॉइल में बिजली का प्रवाह होता है।

जैसेमोटरमोटर को घुमाने के लिए, अलग-अलग कुंडलियों या एक ही कुंडल के अलग-अलग ध्रुवों को अलग-अलग समय पर ऊर्जा दी जाती है, जिससे चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाली कुंडल के ns ध्रुव और निकटतम स्थायी चुंबक स्टेटर के ns ध्रुव के बीच उपयुक्त कोण अंतर होता है। चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे को आकर्षित और प्रतिकर्षित करते हैं, जिससे बल उत्पन्न होता है और मोटर घूमने लगती है। कार्बन इलेक्ट्रोड तार के सिरे पर ब्रश की तरह किसी वस्तु की सतह पर सरकता है, इसलिए इसका नाम "ब्रश" है।

एक दूसरे के साथ फिसलने से घर्षण और कार्बन ब्रशों का क्षरण होगा, जिन्हें नियमित रूप से बदलना आवश्यक है। कार्बन ब्रश और कॉइल के तार के सिरे के बीच बार-बार चालू और बंद होने से विद्युत चिंगारी, विद्युत चुम्बकीय अवरोध और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में व्यवधान उत्पन्न हो सकता है।

ब्रशलेस मोटर का कार्य सिद्धांत

ब्रश रहित मोटर में, कम्यूटेशन नियंत्रक में नियंत्रण परिपथ द्वारा किया जाता है (सामान्यतः हॉल सेंसर + नियंत्रक, और अधिक उन्नत तकनीक चुंबकीय एनकोडर है)।

ब्रशलेस मोटर में इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेटर का उपयोग होता है, कॉइल नहीं घूमती, चुंबकीय ध्रुव घूमता है। ब्रशलेस मोटर में लगे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हॉल एलिमेंट SS2712 के माध्यम से स्थायी चुंबक के चुंबकीय ध्रुव की स्थिति का पता लगाते हैं। इस स्थिति के आधार पर, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट कॉइल में करंट की दिशा को सही समय पर बदल देता है, जिससे मोटर को चलाने के लिए सही दिशा में चुंबकीय बल उत्पन्न होता है। इस प्रकार ब्रश मोटर की कमियों को दूर किया जाता है।

इन सर्किटों को मोटर कंट्रोलर कहा जाता है। ब्रशलेस मोटर का कंट्रोलर कुछ ऐसे कार्य भी कर सकता है जो ब्रशलेस मोटर द्वारा नहीं किए जा सकते, जैसे कि पावर स्विचिंग एंगल को एडजस्ट करना, मोटर को ब्रेक करना, मोटर को रिवर्स में चलाना, मोटर को लॉक करना और ब्रेक सिग्नल का उपयोग करके मोटर की पावर सप्लाई को रोकना। अब बैटरी कार इलेक्ट्रॉनिक अलार्म लॉक इन सभी कार्यों का पूरी तरह से उपयोग करता है।

ब्रशलेस डीसी मोटर एक विशिष्ट मेकाट्रॉनिक्स उत्पाद है, जो मोटर बॉडी और ड्राइवर से मिलकर बना होता है। चूंकि ब्रशलेस डीसी मोटर स्वचालित नियंत्रण मोड में संचालित होती है, इसलिए यह वेरिएबल फ्रीक्वेंसी स्पीड रेगुलेशन और हेवी लोड स्टार्ट वाले सिंक्रोनस मोटर की तरह रोटर में स्टार्टिंग वाइंडिंग नहीं जोड़ती है, और लोड में बदलाव होने पर ऑसिलेशन और स्टेप आउट की समस्या उत्पन्न नहीं करती है।

ब्रश मोटर और ब्रश रहित मोटर के बीच गति विनियमन मोड का अंतर

दरअसल, दोनों प्रकार की मोटरों का नियंत्रण वोल्टेज विनियमन पर आधारित है, लेकिन ब्रश रहित डीसी मोटर इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेटर का उपयोग करती है, इसलिए इसे डिजिटल नियंत्रण द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है, जबकि ब्रश रहित डीसी मोटर कार्बन ब्रश कम्यूटेटर के माध्यम से सिलिकॉन नियंत्रित पारंपरिक एनालॉग सर्किट का उपयोग करके नियंत्रित की जा सकती है, जो अपेक्षाकृत सरल है।

1. ब्रश मोटर की गति नियंत्रण प्रक्रिया में मोटर की विद्युत आपूर्ति के वोल्टेज को समायोजित किया जाता है। समायोजन के बाद, कम्यूटेटर और ब्रश द्वारा वोल्टेज और धारा को परिवर्तित किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रोड द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता में परिवर्तन होता है और गति में परिवर्तन होता है। इस प्रक्रिया को दाब नियंत्रण के नाम से जाना जाता है।

2. ब्रशलेस मोटर की गति नियंत्रण प्रक्रिया में, मोटर की विद्युत आपूर्ति का वोल्टेज अपरिवर्तित रहता है, विद्युत समायोजन के नियंत्रण संकेत को बदला जाता है, और माइक्रोप्रोसेसर द्वारा उच्च-शक्ति MOS ट्यूब की स्विचिंग दर को बदलकर गति में परिवर्तन किया जाता है। इस प्रक्रिया को आवृत्ति रूपांतरण कहा जाता है।

प्रदर्शन अंतर

1. ब्रश मोटर की संरचना सरल है, इसका विकास लंबे समय से हो रहा है और इसकी तकनीक परिपक्व है।

19वीं शताब्दी में, जब मोटर का आविष्कार हुआ, तब व्यावहारिक मोटर ब्रश रहित रूप की थी, जिसे एसी स्क्विरल-केज अतुल्यकालिक मोटर कहा जाता था। प्रत्यावर्ती धारा के आविष्कार के बाद इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा। हालांकि, अतुल्यकालिक मोटर में कई ऐसी खामियां थीं जिन्हें दूर करना असंभव था, जिसके कारण मोटर प्रौद्योगिकी का विकास धीमा रहा। विशेष रूप से, ब्रश रहित डीसी मोटर व्यावसायिक उपयोग में नहीं आ पाई। इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के तीव्र विकास के साथ, हाल के वर्षों तक इसका व्यावसायिक उपयोग धीरे-धीरे शुरू हो पाया है। मूल रूप से, यह अभी भी एसी मोटर की श्रेणी में ही आती है।

ब्रशलेस मोटर का आविष्कार कुछ समय पहले ही हुआ है, जब लोगों ने ब्रशलेस डीसी मोटर बनाई थी। चूंकि डीसी ब्रश मोटर की कार्यप्रणाली सरल है, इसका उत्पादन और प्रसंस्करण आसान है, रखरखाव आसान है और नियंत्रण आसान है; डीसी मोटर में त्वरित प्रतिक्रिया, उच्च प्रारंभिक टॉर्क और शून्य गति से निर्धारित गति तक निर्धारित टॉर्क प्रदर्शन प्रदान करने की क्षमता भी होती है, इसलिए इसके आने के बाद से ही इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा है।

2. ब्रश रहित डीसी मोटर में तीव्र प्रतिक्रिया गति और उच्च आरंभिक टॉर्क होता है।

डीसी ब्रशलेस मोटर में तीव्र स्टार्टिंग रिस्पॉन्स, उच्च स्टार्टिंग टॉर्क, स्थिर गति परिवर्तन, शून्य से अधिकतम गति तक लगभग नगण्य कंपन और स्टार्टिंग के समय अधिक भार वहन करने की क्षमता होती है। ब्रशलेस मोटर में उच्च स्टार्टिंग प्रतिरोध (प्रेरक प्रतिघात) होता है, इसलिए पावर फैक्टर कम होता है, स्टार्टिंग टॉर्क अपेक्षाकृत कम होता है, स्टार्टिंग के समय भिनभिनाहट जैसी ध्वनि उत्पन्न होती है, साथ ही तीव्र कंपन भी होता है, और स्टार्टिंग के समय ड्राइविंग लोड कम होता है।

3. ब्रश रहित डीसी मोटर सुचारू रूप से चलती है और इसमें अच्छा ब्रेकिंग प्रभाव होता है।

ब्रशलेस मोटर वोल्टेज नियंत्रण द्वारा नियंत्रित होती है, इसलिए इसकी स्टार्टिंग और ब्रेकिंग स्थिर होती है, और निरंतर गति पर संचालन भी स्थिर रहता है। ब्रशलेस मोटर आमतौर पर डिजिटल आवृत्ति रूपांतरण द्वारा नियंत्रित होती है, जो पहले एसी को डीसी में और फिर डीसी को एसी में परिवर्तित करती है, और आवृत्ति परिवर्तन के माध्यम से गति को नियंत्रित करती है। इसलिए, ब्रशलेस मोटर स्टार्टिंग और ब्रेकिंग के दौरान सुचारू रूप से नहीं चलती, इसमें कंपन अधिक होता है, और यह केवल स्थिर गति पर ही चलती है।

4. डीसी ब्रश मोटर नियंत्रण की सटीकता उच्च है।

डीसी ब्रशलेस मोटर का उपयोग आमतौर पर रिड्यूसर बॉक्स और डिकोडर के साथ किया जाता है ताकि मोटर की आउटपुट पावर को बढ़ाया जा सके और नियंत्रण सटीकता को उच्चतर बनाया जा सके। नियंत्रण सटीकता 0.01 मिमी तक पहुंच सकती है, जिससे लगभग सभी गतिशील पुर्जों को वांछित स्थान पर रोका जा सकता है। सभी सटीक मशीन टूल्स डीसी मोटर नियंत्रण सटीकता पर निर्भर करते हैं। चूंकि ब्रशलेस मोटर स्टार्ट और ब्रेकिंग के दौरान स्थिर नहीं होती है, इसलिए गतिशील पुर्जे हर बार अलग-अलग स्थानों पर रुकते हैं, और वांछित स्थान पर केवल पोजिशनिंग पिन या पोजिशन लिमिटर द्वारा ही रोका जा सकता है।

5. डीसी ब्रश मोटर का उपयोग लागत कम है, रखरखाव आसान है।

ब्रशलेस डीसी मोटर की सरल संरचना, कम उत्पादन लागत, कई निर्माताओं और परिपक्व तकनीक के कारण, इसका व्यापक रूप से उपयोग कारखानों, प्रसंस्करण मशीन टूल्स, सटीक उपकरणों आदि में किया जाता है। मोटर खराब होने पर, केवल कार्बन ब्रश को बदलना होता है, प्रत्येक कार्बन ब्रश की कीमत कुछ डॉलर ही होती है, जो बहुत सस्ता है। ब्रशलेस मोटर तकनीक अभी परिपक्व नहीं है, इसलिए इसकी कीमत अधिक है और इसका अनुप्रयोग क्षेत्र सीमित है। इसका मुख्य उपयोग स्थिर गति वाले उपकरणों में होना चाहिए, जैसे कि फ्रीक्वेंसी कन्वर्जन एयर कंडीशनिंग, रेफ्रिजरेटर आदि। ब्रशलेस मोटर खराब होने पर उसे केवल बदला जा सकता है।

6. बिना ब्रश के, कम हस्तक्षेप

ब्रश रहित मोटरों में ब्रश नहीं होता है, सबसे प्रत्यक्ष परिवर्तन ब्रश मोटर के चलने से उत्पन्न होने वाली चिंगारी की अनुपस्थिति है, जिससे दूरस्थ रेडियो उपकरणों में विद्युत चिंगारी के कारण होने वाला हस्तक्षेप काफी कम हो जाता है।

7. कम शोर और सुचारू संचालन

ब्रश रहित मोटर में संचालन के दौरान घर्षण बहुत कम होता है, जिससे संचालन सुचारू होता है और शोर भी बहुत कम होता है, जो मॉडल के संचालन की स्थिरता के लिए एक बड़ा सहारा है।

8. लंबी सेवा अवधि और कम रखरखाव लागत

ब्रश रहित मोटर में घिसाव मुख्य रूप से बेयरिंग में होता है; यांत्रिक दृष्टिकोण से, ब्रश रहित मोटर लगभग रखरखाव-मुक्त मोटर है; आवश्यकता पड़ने पर ही थोड़ी-बहुत धूल साफ की जा सकती है।

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