ब्रशलेस डीसी मोटर क्या है?

 

A ब्रशलेस डीसी मोटर (बीएलडीसी)एक विशिष्ट मेक्ट्रोनिक उत्पाद है जिसमें एक मोटर बॉडी और एक ड्राइवर होता है। इसे "कम्यूटेटर रहित मोटर" भी कहा जाता है क्योंकि इसमें कोई ब्रश और कोई कम्यूटेटर (या कलेक्टर रिंग) नहीं है।

 

ब्रशलेस मोटरों का इतिहास उन्नीसवीं शताब्दी का है। उस समय, अमेरिकी आविष्कारक निकोला टेस्ला ने 1887 में एसिंक्रोनस मोटर का आविष्कार किया था। हालांकि कुछ लोग एसिंक्रोनस मोटर को "ब्रशलेस मोटर के पूर्ववर्तियों में से एक" के रूप में संदर्भित करते हैं, लेकिन उस समय की तकनीकी सीमाओं ने मोटर के विकास को अपेक्षाकृत धीमी प्रक्रिया बना दिया था। . 19वीं सदी के मध्य तक ट्रांजिस्टर के आविष्कार और अनुप्रयोग के साथ मोटर प्रौद्योगिकी में कोई बड़ी सफलता नहीं मिली थी। पारंपरिक ब्रश और कम्यूटेटर के बजाय ट्रांजिस्टर कम्यूटेशन सर्किट के उपयोग के माध्यम से, इलेक्ट्रॉनिक रूप से कम्यूटेटेड डीसी मोटर्स का आधिकारिक तौर पर जन्म हुआ। यह नई ब्रशलेस मोटर न केवल एसिंक्रोनस मोटर के तकनीकी दोषों को दूर करती है, बल्कि दक्षता और विश्वसनीयता में भी काफी सुधार करती है।

 

आजकल, उच्च दक्षता, कम रखरखाव और लंबे जीवन के लाभों के कारण ब्रशलेस डीसी मोटर का व्यापक रूप से बिजली उपकरणों, घरेलू उपकरणों और औद्योगिक स्वचालन के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है।

 

 

1. गति विनियमन के तरीके

ब्रशलेस मोटर गति विनियमन के लिए पारंपरिक ब्रश डीसी मोटर की जगह ले सकती है, और यहां तक ​​कि इन्वर्टर + इन्वर्टर मोटर या एसिंक्रोनस मोटर + रेड्यूसर की गति विनियमन प्रणाली को भी बदल सकती है। इसे अतिरिक्त गति परिवर्तन उपकरण की आवश्यकता नहीं है और यह सीधे कुशल गति विनियमन का एहसास कराता है।

 

2. कार्बन ब्रश और स्लिप रिंग निर्माण

ब्रश की गई मोटरें विद्युत ऊर्जा के संचरण को साकार करने के लिए कार्बन ब्रश और स्लिप रिंग का उपयोग करती हैं, और ये हिस्से उपयोग के साथ खराब हो जाएंगे, जिससे रखरखाव कार्य बढ़ जाएगा। दूसरी ओर, ब्रशलेस मोटरें कार्बन ब्रश और स्लिप रिंग संरचना को खत्म करती हैं, इन घटकों की टूट-फूट को खत्म करती हैं और मोटर की सेवा जीवन और विश्वसनीयता में सुधार करती हैं।

 

3. कम गति, उच्च शक्ति संचालन

ब्रशलेस मोटरें कम गति पर उच्च शक्ति उत्पादन प्राप्त कर सकती हैं और यांत्रिक उपकरणों की जटिलता और आकार को कम करते हुए स्पीड रिड्यूसर के बिना सीधे बड़े भार चला सकती हैं।

 

4. आयतन और वजन

ब्रशलेस मोटरें छोटी और हल्की होती हैं, फिर भी इनका पावर आउटपुट बहुत अधिक होता है, जो उन्हें पोर्टेबल और कॉम्पैक्ट उपकरणों में लाभ देता है।

 

5. टोक़ विशेषताएँ

ब्रशलेस मोटर में उत्कृष्ट टॉर्क विशेषताएँ होती हैं, खासकर कम और मध्यम गति पर। इसका उच्च शुरुआती टॉर्क और कम शुरुआती करंट इसे उन अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त बनाता है, जिनमें बार-बार शुरू करने और रोकने की आवश्यकता होती है।

 

6. गति विनियमन और अधिभार क्षमता

ब्रशलेस मोटर में चरणहीन गति विनियमन फ़ंक्शन, गति विनियमन की विस्तृत श्रृंखला होती है, और इसमें मजबूत अधिभार क्षमता होती है, जो विभिन्न प्रकार की जटिल कामकाजी परिस्थितियों के अनुकूल होती है।

 

7. स्टार्टिंग और ब्रेकिंग विशेषताएँ

अच्छी सॉफ्ट-स्टार्ट और सॉफ्ट-स्टॉप विशेषताओं वाली ब्रशलेस मोटरें पारंपरिक मैकेनिकल या इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ब्रेकिंग उपकरणों की आवश्यकता को समाप्त कर सकती हैं, जिससे सिस्टम की जटिलता और सरल हो जाती है।

 

8. दक्षता और ऊर्जा संरक्षण

ब्रशलेस मोटरें अत्यधिक कुशल होती हैं क्योंकि इनमें कोई कार्बन ब्रश या उत्तेजना हानि नहीं होती है। साथ ही, क्योंकि ब्रशलेस मोटर्स मल्टी-स्टेज गति में कमी की आवश्यकता को खत्म करते हैं, संयुक्त बिजली बचत 20% से 60% या इससे भी अधिक हो सकती है।

 

9. विश्वसनीयता और स्थिरता

ब्रशलेस मोटरें स्थिर, मरम्मत और रखरखाव में आसान, अनुकूलनीय होती हैं, और विभिन्न प्रकार के कठोर वातावरणों, जैसे ऊबड़-खाबड़ और कंपन वाले अवसरों में अच्छा प्रदर्शन करती हैं।

 

10. शोर और जीवनकाल

ब्रशलेस मोटरें कम कंपन और शोर के साथ शांत और सुचारू रूप से चलती हैं, और ब्रश की गई मोटरों की तुलना में उनका सेवा जीवन लंबा होता है क्योंकि उनमें पहनने के लिए कार्बन ब्रश नहीं होते हैं।

 

11. चिंगारी और विस्फोटकता

ब्रश की गई मोटरें कार्बन ब्रश के संपर्क के कारण चिंगारी उत्पन्न कर सकती हैं, जबकि ब्रशलेस मोटरों में यह समस्या नहीं होती है और वे विशेष रूप से उन स्थानों के लिए उपयुक्त होते हैं जहां विस्फोट सुरक्षा की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, प्रदर्शन को और अधिक अनुकूलित करने के लिए आवश्यकतानुसार ब्रशलेस मोटरों को ट्रैपेज़ॉइडल या साइनसॉइडल चुंबकीय क्षेत्रों के साथ चुना जा सकता है।

 

 

ब्रशलेस डीसी मोटर की बुनियादी अवधारणाओं और फायदों को समझने के बाद, हमें यह भी समझना चाहिए कि यह कैसे काम करता है। पारंपरिक ब्रश मोटर्स के विपरीत, यह रोटर को चलाने के लिए करंट और कम्यूटेशन को विनियमित करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करता है। ब्रशलेस डीसी मोटर कैसे काम करती है और इसके मुख्य घटकों का परिचय निम्नलिखित है।

 

1. इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन सिस्टम

ब्रशलेस डीसी मोटर की केंद्रीय विशेषता पारंपरिक मोटरों में पाए जाने वाले ब्रश और मैकेनिकल कम्यूटेटर की अनुपस्थिति है। इसके बजाय, एक इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन सिस्टम है, जिसे पीसीबी असेंबली द्वारा नियंत्रित किया जाता है। सिस्टम रोटर की स्थिति के अनुसार करंट की दिशा बदलता है, जिससे रोटर लगातार घूमता रहता है। रोटर की स्थिति की निगरानी आमतौर पर हॉल सेंसर या अन्य स्थिति डिटेक्टरों के माध्यम से की जाती है, और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक सेंसर संकेतों के अनुसार लगातार घुमावदार वर्तमान को समायोजित करता है।

 

2. स्टेटर-रोटर इंटरेक्शन

ब्रशलेस डीसी मोटर का स्टेटर स्थिर होता है और इसमें एक स्टेटर कोर और उसके चारों ओर वाइंडिंग लगी होती है। जब करंट वाइंडिंग से होकर गुजरता है, तो एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। स्टेटर द्वारा उत्पन्न यह चुंबकीय क्षेत्र रोटर को चलाने के लिए रोटर में मौजूद चुम्बकों (स्थायी चुम्बकों) के साथ संपर्क करता है।

 

स्टेटर:स्टेटर वाइंडिंग एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है जो धारा के साथ घूमती है, जो एक इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन नियंत्रक द्वारा संचालित होती है।

 

रोटर:रोटर में मैग्नेट और एक रोटर कोर होता है। जब स्टेटर का विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बदलता है, तो रोटर पर स्थायी चुंबक आकर्षक और प्रतिकारक बलों के अधीन होते हैं और घूमने लगते हैं।

 

3. संचालन में मुख्य चरण

प्रारंभ:जब करंट स्टेटर वाइंडिंग से होकर गुजरता है, तो स्टेटर वाइंडिंग द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र रोटर पर स्थायी चुंबक के साथ संपर्क करता है, जिससे एक टॉर्क उत्पन्न होता है जो रोटर को घूमना शुरू कर देता है। ब्रशलेस मोटर में उच्च स्टार्टिंग टॉर्क और अपेक्षाकृत कम स्टार्टिंग करंट होता है।

 

नो-लोड ऑपरेशन:बाहरी भार की अनुपस्थिति में, मोटर उच्च दक्षता पर काम करती है और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक रोटर को लगातार घुमाते रहने के लिए सेंसर फीडबैक के अनुसार वाइंडिंग में करंट को समायोजित करता है।

 

लोड के तहत चल रहा है:जब मोटर किसी लोड से जुड़ा होता है, तो रोटर लोड पर काबू पाने के लिए अधिक टॉर्क उत्पन्न करेगा। इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेटर स्वचालित रूप से लोड परिवर्तन के अनुसार वर्तमान को समायोजित करता है, यह सुनिश्चित करता है कि मोटर विभिन्न भार के तहत सुचारू रूप से चलती है।

 

4. टॉर्क विशेषताएँ और गति विनियमन

ब्रशलेस डीसी मोटर्स उत्कृष्ट टॉर्क विशेषताएँ प्रदान करते हैं, खासकर कम और मध्यम गति पर। चरणरहित गति विनियमन फ़ंक्शन और विस्तृत गति सीमा के कारण, मोटर विभिन्न गति पर एक स्थिर टॉर्क आउटपुट बनाए रखने में सक्षम है। यह सुविधा बीएलडीसी मोटर्स को औद्योगिक स्वचालन और बिजली उपकरण जैसे उच्च-परिशुद्धता नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त बनाती है।

 

5. इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण के लाभ

पारंपरिक मोटरों में कार्बन ब्रश और कम्यूटेटर की जगह लेने वाले इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन सिस्टम के कारण बीएलडीसी मोटर्स के जीवन और दक्षता में काफी सुधार हुआ है। मोटर में घिसने के लिए कोई ब्रश नहीं हैं, जिससे रखरखाव की आवश्यकताएं कम हो जाती हैं, साथ ही शोर और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप भी कम हो जाता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक सॉफ्ट स्टार्टिंग और सॉफ्ट स्टॉपिंग को सक्षम बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप मोटर का संचालन सुचारू होता है और यांत्रिक संरचना पर कम प्रभाव पड़ता है।

 

 

ब्रशलेस डीसी मोटर की निर्माण प्रक्रिया में, प्रमुख घटकों की असेंबली मोटर के कुशल संचालन को सुनिश्चित करने का आधार है। हमारे (वीएसडी) आंतरिक रोटर ब्रशलेस डीसी मोटर्स में से एक की विशिष्ट संरचना और विनिर्माण प्रक्रिया निम्नलिखित है।

 

मुख्य घटकों का परिचय

1. फ्रंट एंड कवर 2. हाउसिंग 3. वाइंडिंग्स 4. स्टेटर कोर

5. स्थायी चुंबक 6. रोटर कोर 7. रियर वाइंडिंग बॉबिन और फ्रंट वाइंडिंग बॉबिन 8. पीसीबी असेंबली

9. फ्रंट बियरिंग और रियर बियरिंग 10. रियर एंड कवर 11. शाफ्ट 12. स्पेसर और रिटेनिंग रिंग्स

 

विनिर्माण प्रक्रिया

स्टेटर असेंबली असेंबली

सबसे पहले, स्टेटर कोर को आवास में तय किया जाता है, इसके बाद स्टेटर कोर पर वाइंडिंग को घुमाया जाता है और वाइंडिंग को ठीक करने के लिए सामने और पीछे की वाइंडिंग बॉबिन का उपयोग किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कॉइल अच्छी तरह से संरेखित हैं और बाहरी कंपन या घर्षण से प्रभावित नहीं हैं। वाइंडिंग पूरी होने के बाद, मोटर के वर्तमान विनियमन और नियंत्रण के लिए सहायता प्रदान करने के लिए पीसीबी असेंबली को जोड़ा जाता है।

 

रोटर असेंबली असेंबली

चुस्त फिट सुनिश्चित करने के लिए रोटर कोर पर स्थायी चुंबक लगाए जाते हैं। चुंबकीय क्षेत्र की प्रभावी कार्रवाई सुनिश्चित करने के लिए स्थायी चुंबक और स्टेटर वाइंडिंग के बीच एक सटीक अंतर सुनिश्चित करने के लिए रोटर कोर को शाफ्ट पर तय किया जाता है।

 

बीयरिंगों और अन्य समर्थनों का संयोजन

मोटर शाफ्ट के सुचारू घुमाव का समर्थन करने के लिए फ्रंट एंड कैप और रियर एंड कैप पर फ्रंट और रियर बेयरिंग स्थापित करें। इसके अलावा, यह सुनिश्चित करने के लिए कि बीयरिंग और अन्य भाग सुरक्षित हैं और ढीले नहीं हैं, स्पेसर और स्नैप रिंग स्थापित करें।

 

पूरी मशीन असेंबली

केस, स्टेटर, रोटर, शाफ्ट और फ्रंट और रियर एंड कैप को क्रम से एक साथ इकट्ठा करें। सुनिश्चित करें कि प्रत्येक भाग कसकर फिट बैठता है, विशेष रूप से मोटर के कुशल संचालन को सुनिश्चित करने के लिए स्टेटर और रोटर के बीच के अंतर को ठीक से समायोजित किया जाना चाहिए।

 

परीक्षण और डिबगिंग

मोटर को इकट्ठा करने के बाद, संचालन के लिए मोटर का परीक्षण किया जाता है, जिसमें नो-लोड परीक्षण, लोड परीक्षण और टॉर्क विशेषता परीक्षण शामिल है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि मोटर डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करती है और बिना किसी असामान्यता के सुचारू रूप से संचालित होती है।

 

 

एक अच्छी तरह से निर्मित ब्रशलेस डीसी मोटर के उचित संचालन और स्थिर प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए, समय-समय पर मोटर की स्थिति की जांच करना आवश्यक है। ब्रशलेस डीसी मोटर की जाँच के लिए निम्नलिखित सामान्य तरीके हैं:

 

1. नो-लोड परीक्षण

नो लोड टेस्ट ब्रशलेस डीसी मोटर के संचालन की जांच करने के लिए है जब कोई बाहरी लोड कनेक्ट नहीं होता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि मोटर चालू होगी और ठीक से चलेगी। चरण इस प्रकार हैं:

 

परीक्षण चरण:

कोई बाहरी भार न रखते हुए मोटर को ड्राइव बिजली आपूर्ति से कनेक्ट करें।

 

धीरे-धीरे इनपुट वोल्टेज बढ़ाएं और देखें कि मोटर सुचारू रूप से चालू हो सकती है या नहीं।

 

यह सुनिश्चित करने के लिए मोटर की गति और ऑपरेटिंग करंट की निगरानी करता है कि मोटर की गति और करंट रेटेड वोल्टेज के लिए सामान्य सीमा में हैं।

 

चेकप्वाइंट:

क्या मोटर संपूर्ण वोल्टेज रेंज पर सुचारू रूप से चलती है।

 

क्या स्टार्टअप के दौरान कोई असामान्य शोर या ज़्यादा गरमी हो रही है?

 

क्या नो-लोड करंट तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करता है, यदि नो-लोड करंट बहुत बड़ा है, तो यह संकेत दे सकता है कि वाइंडिंग या सर्किट में कोई खराबी है।

 

2. लोड परीक्षण

लोड परीक्षण का उद्देश्य लोड के तहत मोटर के प्रदर्शन की जांच करना है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। विशिष्ट ऑपरेशन इस प्रकार हैं:

 

परीक्षण चरण:

मोटर को बाहरी भार जैसे ड्राइव, उपकरण या परीक्षण रिग से कनेक्ट करें।

 

मोटर को विभिन्न लोड स्थितियों में चलाएं और मोटर की गति, टॉर्क और करंट को रिकॉर्ड करें।

 

धीरे-धीरे लोड बढ़ाएं और विभिन्न भारों के तहत मोटर की प्रतिक्रिया और स्थिरता का निरीक्षण करें।

 

चेकप्वाइंट:

क्या मोटर रेटेड लोड पर निरंतर सुचारू संचालन में सक्षम है।

 

क्या लोड बढ़ने पर मोटर करंट और टॉर्क उम्मीद के मुताबिक बदल जाता है।

 

असामान्य कंपन, ज़्यादा गरम होने या शोर की जाँच करें और सुनिश्चित करें कि लोड के तहत मोटर खराब नहीं हो रही है।

 

3. टॉर्क विशेषता परीक्षण

टॉर्क कैरेक्टराइजेशन टेस्ट विभिन्न गति पर ब्रशलेस डीसी मोटर के टॉर्क आउटपुट का मूल्यांकन करने के लिए है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि मोटर स्टार्टअप और ऑपरेशन के दौरान पर्याप्त शक्ति प्रदान करने में सक्षम है।

 

परीक्षण चरण:

विभिन्न गति और भार पर मोटर के टॉर्क आउटपुट की निगरानी के लिए टॉर्क माप उपकरण का उपयोग करें।

 

यह सुनिश्चित करने के लिए मोटर के शुरुआती टॉर्क का परीक्षण करें कि कम शुरुआती करंट के साथ पर्याप्त टॉर्क है।

 

डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा किया गया है या नहीं यह जांचने के लिए कम और मध्यम गति के संचालन पर मोटर की टॉर्क विशेषताओं का परीक्षण करें।

 

चेकप्वाइंट:

यह सुनिश्चित करने के लिए कि उपकरण को सुचारू रूप से चालू किया जा सके, स्टार्टअप के दौरान पर्याप्त स्टार्टिंग टॉर्क है या नहीं।

 

क्या टॉर्क कम और मध्यम गति पर स्थिर रहता है, और क्या यह लंबे समय तक मोटर की परिचालन स्थितियों के लिए उपयुक्त है।

 

परीक्षण के दौरान अस्थिर टॉर्क आउटपुट होता है या नहीं, यह वाइंडिंग या नियंत्रण सर्किट की विफलता से संबंधित हो सकता है।

 

उपरोक्त तीन परीक्षणों के माध्यम से, आप मूल रूप से ब्रशलेस डीसी मोटर के प्रदर्शन की व्यापक समझ प्राप्त कर सकते हैं ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत स्थिर और विश्वसनीय रूप से काम कर सकता है। नियमित निरीक्षण से संभावित समस्याओं का समय पर पता लगाने और मोटर की सेवा जीवन को बढ़ाने में मदद मिलती है।