परिभाषा
एक ब्रशलेस डीसी मोटर में एक स्थायी चुंबक के रूप में एक रोटर होता है और पॉलीपेज आर्मेचर वाइंडिंग के रूप में स्टेटर होता है। यह पारंपरिक डीसी मोटर से भिन्न होता है, जिसमें ब्रश नहीं होता है और स्टेटर वाइंडिंग को खिलाने के लिए इलेक्ट्रॉनिक ड्राइव का उपयोग करते हुए विद्युत का उपयोग किया जाता है।
मूल रूप से एक BLDC मोटर का निर्माण दो तरीकों से किया जा सकता है- कोर के बाहर रोटर रखकर और कोर में वाइंडिंग्स और दूसरे में कोर के बाहर वाइंडिंग्स रखकर। पूर्व की व्यवस्था में, रोटर मैग्नेट एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करता है और मोटर से गर्मी अपव्यय की दर को कम करता है और कम वर्तमान में काम करता है। यह आमतौर पर प्रशंसकों में उपयोग किया जाता है। बाद की व्यवस्था में, मोटर अधिक गर्मी को नष्ट कर देता है, इस प्रकार इसके टोक़ में वृद्धि होती है। इसका उपयोग हार्ड डिस्क ड्राइव में किया जाता है।
बीएलडीसी
4 पोल 2 चरण मोटर ऑपरेशन
ब्रशलेस डीसी मोटर एक इलेक्ट्रॉनिक ड्राइव द्वारा संचालित होती है जो रोटर के मुड़ते ही स्टेटर वाइंडिंग के बीच सप्लाई वोल्टेज को स्विच कर देती है। रोटर स्थिति की निगरानी ट्रांसड्यूसर (ऑप्टिकल या चुंबकीय) द्वारा की जाती है जो इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक को सूचना की आपूर्ति करता है और इस स्थिति के आधार पर, सक्रिय होने के लिए स्टेटर वाइंडिंग निर्धारित किया जाता है। इस इलेक्ट्रॉनिक ड्राइव में ट्रांजिस्टर होते हैं (प्रत्येक चरण के लिए 2) जो एक माइक्रोप्रोसेसर के माध्यम से संचालित होते हैं।
बीएलडीसी-डीसी
स्थायी मैग्नेट द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र स्टेटर वाइंडिंग्स में धारा द्वारा प्रेरित क्षेत्र के साथ बातचीत करता है, एक यांत्रिक टोक़ बनाता है। इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग सर्किट या ड्राइव स्टेटर को सप्लाई करंट को स्विच करता है ताकि इंटरेक्टिंग फ़ील्ड के बीच 0 से 90 डिग्री का निरंतर कोण बना रहे। हॉल सेंसर ज्यादातर स्टेटर पर या रोटर पर लगाए जाते हैं। जब रोटर उत्तरी या दक्षिणी ध्रुव के आधार पर हॉल सेंसर से गुजरता है, तो यह एक उच्च या निम्न संकेत उत्पन्न करता है। इन संकेतों के संयोजन के आधार पर, सक्रिय होने वाली घुमावदार को परिभाषित किया गया है। मोटर को चालू रखने के लिए, वाइंडिंग द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र को स्थिति को स्थानांतरित करना चाहिए, क्योंकि रोटर स्टेटर क्षेत्र के साथ पकड़ने के लिए चलता है।
सर्किट
4 पोल, 2 चरण ब्रशलेस डीसी मोटर में, एक सिंगल हॉल सेंसर का उपयोग किया जाता है, जो स्टेटर पर एम्बेडेड होता है। जैसा कि रोटर घूमता है, हॉल सेंसर स्थिति को समझ लेता है और चुंबक (उत्तर या दक्षिण) के पोल के आधार पर एक उच्च या निम्न संकेत विकसित करता है। हॉल सेंसर ट्रांजिस्टर के लिए एक रोकनेवाला के माध्यम से जुड़ा हुआ है। जब सेंसर के आउटपुट पर एक हाई वोल्टेज सिग्नल होता है, तो कॉइल ए से जुड़ा ट्रांजिस्टर कंडक्ट करना शुरू कर देता है, जिससे करंट प्रवाह के लिए रास्ता प्रदान करता है और इस तरह से कॉइल ए को एनर्जेटिक करने से कैपेसिटर फुल सप्लाई वोल्टेज पर चार्ज होने लगता है। जब हॉल सेंसर रोटर की ध्रुवीयता में परिवर्तन का पता लगाता है, तो यह अपने आउटपुट पर एक कम वोल्टेज संकेत विकसित करता है और चूंकि ट्रांजिस्टर 1 को कोई आपूर्ति नहीं मिलती है, यह कटऑफ स्थिति में है। संधारित्र के चारों ओर विकसित वोल्टेज Vcc है, जो 2 को आपूर्ति वोल्टेज हैएन डीट्रांजिस्टर, और कॉइल बी अब सक्रिय है, क्योंकि वर्तमान इसके माध्यम से गुजरता है।
BLDC मोटर्स ने स्थायी मैग्नेट तय किए हैं, जो घूमते हैं और एक निश्चित आर्मेचर है, जो चालू आर्मेचर से कनेक्ट करने की समस्याओं को समाप्त करता है। और संभवतः स्टेटर या अनिच्छा मोटर्स की तुलना में रोटर पर अधिक पोल। उत्तरार्द्ध स्थायी मैग्नेट के बिना हो सकता है, बस पोल जो रोटर पर प्रेरित होते हैं, फिर समयबद्ध स्टेटर वाइंडिंग द्वारा एक व्यवस्था में खींच लिया जाता है। एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक ब्रश डीसी मोटर के ब्रश / कम्यूटेटर असेंबली की जगह लेता है, जो मोटर को चालू रखने के लिए चरण को लगातार विंडिंग पर स्विच करता है। नियंत्रक ब्रश / कम्यूटेटर प्रणाली के बजाय एक ठोस-राज्य सर्किट का उपयोग करके तुलनात्मक समयबद्ध बिजली वितरण करता है।
बीएलडीसी मोटर
ब्रशलेस डीसी मोटर्स के 7 फायदे
- बेहतर गति बनाम टोक़ विशेषताओं
- उच्च गतिशील प्रतिक्रिया
- उच्च दक्षता
- विद्युत और घर्षण घाटे की कमी के कारण लंबे समय से परिचालन जीवन
- नीरव ऑपरेशन
- उच्च गति पर्वतमाला
अनुप्रयोग:
सामग्री और डिजाइन में प्रगति के कारण, ब्रशलेस डीसी मोटर की लागत में गिरावट आई है। लागत में यह कमी, ब्रश डीसी मोटर के ऊपर कई केंद्र बिंदुओं के साथ मिलकर ब्रशलेस डीसी मोटर को कई विशिष्ट अनुप्रयोगों में एक लोकप्रिय घटक बनाती है। BLDC मोटर का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों में शामिल हैं, फिर भी इसके लिए विवश नहीं हैं:
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स
- ट्रांसपोर्ट
- हीटिंग और वेंटिलेशन
- औद्योगिक इंजीनियरिंग
- मॉडल इंजीनियरिंग
कार्य करने का सिद्धांत
बीएलडीसी मोटर्स के काम के लिए सिद्धांत ब्रश डीसी मोटर, यानी, आंतरिक शाफ्ट स्थिति प्रतिक्रिया के लिए समान हैं। ब्रश डीसी मोटर के मामले में, एक यांत्रिक कम्यूटेटर और ब्रश का उपयोग करके प्रतिक्रिया को लागू किया जाता है। BLDC मोटर के भीतर, यह कई फीडबैक सेंसर का उपयोग करके हासिल किया जाता है। BLDC मोटर्स में हम ज्यादातर एक हॉल-इफेक्ट सेंसर का उपयोग करते हैं, जब भी रोटर चुंबकीय पोल हॉल सेंसर के पास से गुजरते हैं, तो वे एक High या LOW- लेवल सिग्नल उत्पन्न करते हैं, जिसका उपयोग शाफ्ट की स्थिति निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। यदि चुंबकीय क्षेत्र की दिशा उलट जाती है, तो विकसित वोल्टेज उल्टा भी होगा।
एक BLDC मोटर को नियंत्रित करना
नियंत्रण इकाई को माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक द्वारा कार्यान्वित किया जाता है जिसमें कई उच्च तकनीक विकल्प होते हैं। यह एक माइक्रो-कंट्रोलर, एक समर्पित माइक्रो-कंट्रोलर, एक हार्ड-वायर्ड माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक यूनिट, एक पीएलसी, या इसी तरह की अन्य यूनिट का उपयोग करके लागू किया जा सकता है।
एनालॉग कंट्रोलर अभी भी उपयोग कर रहा है, लेकिन फीडबैक संदेशों और नियंत्रण को तदनुसार संसाधित नहीं कर सकता है। इस प्रकार के नियंत्रण सर्किटों के साथ, उच्च-प्रदर्शन नियंत्रण एल्गोरिदम को लागू करना संभव है, जैसे वेक्टर नियंत्रण, क्षेत्र-उन्मुख नियंत्रण, उच्च-गति नियंत्रण सभी जो मोटर के विद्युत चुम्बकीय राज्य से संबंधित हैं। इसके अलावा बाहरी गतिशीलता नियंत्रण के लिए विभिन्न गतिशीलता आवश्यकताओं जैसे फिसलने वाले मोटर नियंत्रण, अनुकूली नियंत्रण, पूर्वानुमान नियंत्रण ... आदि को भी पारंपरिक रूप से लागू किया जाता है।
इन सभी के अलावा, हम उच्च-प्रदर्शन पीआईसी (पावर इंटीग्रेटेड सर्किट), एएसआईसी (एप्लीकेशन स्पेसिफिक इंटीग्रेटेड सर्किट)… आदि पाते हैं। यह नियंत्रण और बिजली इलेक्ट्रॉनिक इकाई दोनों के निर्माण को बहुत सरल कर सकता है। उदाहरण के लिए, आज हमारे पास एक एकल आईसी में पूर्ण पीडब्लूएम (पल्स चौड़ाई मॉडुलन) नियामक है जो कुछ प्रणालियों में संपूर्ण नियंत्रण इकाई को बदल सकता है। कंपाउंड ड्राइवर आईसी तीन चरण कनवर्टर में सभी छह पावर स्विच को चलाने का संपूर्ण समाधान प्रदान कर सकता है। दिन-ब-दिन अधिक से अधिक जोड़ने के साथ कई समान सर्किट हैं। दिन के अंत में, सिस्टम असेंबली में केवल नियंत्रण सॉफ्टवेयर का एक टुकड़ा शामिल होगा जिसमें सभी हार्डवेयर सही आकार और रूप में आते हैं।
मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए पीडब्लूएम (पल्स चौड़ाई मॉडुलन) तरंग का उपयोग किया जा सकता है। यहां पर औसत वोल्टेज दिया जाता है या मोटर के माध्यम से बहने वाली औसत धारा मोटर की गति को नियंत्रित करने वाली दालों के चालू और बंद समय के आधार पर बदल जाएगी यानी लहर का कर्तव्य चक्र इसकी गति को नियंत्रित करता है। कर्तव्य चक्र (समय पर) बदलने पर, हम गति को बदल सकते हैं। आउटपुट पोर्ट को इंटरचेंज करके, यह प्रभावी रूप से मोटर की दिशा बदल देगा।
गति नियंत्रण
वांछित दर पर मोटर कार्य करने के लिए BLDC मोटर का गति नियंत्रण आवश्यक है। एक ब्रशलेस डीसी मोटर की गति को इनपुट डीसी वोल्टेज को नियंत्रित करके नियंत्रित किया जा सकता है। उच्च वोल्टेज, अधिक गति है। जब मोटर सामान्य मोड में काम करता है या रेटेड गति से नीचे चलता है, तो PWM मॉडल के माध्यम से आर्मेचर के इनपुट वोल्टेज को बदल दिया जाता है। जब मोटर को रेटेड गति से ऊपर संचालित किया जाता है, तो प्रवाह वर्तमान को आगे बढ़ाने के माध्यम से कमजोर हो जाता है।
गति नियंत्रण बंद-लूप या ओपन-लूप गति नियंत्रण हो सकता है।
ओपन लूप स्पीड कंट्रोल - इसमें डीसी वोल्टेज को काटकर मोटर टर्मिनलों पर लागू डीसी वोल्टेज को नियंत्रित करना शामिल है। हालांकि, यह किसी न किसी रूप में वर्तमान सीमितता का परिणाम है।
बंद लूप स्पीड कंट्रोल - इसमें मोटर से गति प्रतिक्रिया के माध्यम से इनपुट आपूर्ति वोल्टेज को नियंत्रित करना शामिल है। इस प्रकार त्रुटि संकेत के आधार पर आपूर्ति वोल्टेज को नियंत्रित किया जाता है।
बंद-लूप गति नियंत्रण में तीन बुनियादी घटक होते हैं।
- एक PWM सर्किट आवश्यक PWM दालों को उत्पन्न करने के लिए। यह या तो एक माइक्रोकंट्रोलर या टाइमर आईसी हो सकता है।
- वास्तविक मोटर गति को समझने के लिए एक संवेदन उपकरण। यह एक हॉल इफेक्ट सेंसर, एक इन्फ्रारेड सेंसर या एक ऑप्टिकल एनकोडर हो सकता है।
- मोटर संचालन को नियंत्रित करने के लिए एक मोटर ड्राइव।
त्रुटि संकेत के आधार पर आपूर्ति वोल्टेज को बदलने की यह तकनीक या तो पीआईडी नियंत्रण तकनीक के माध्यम से हो सकती है या फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग कर सकती है।
Brushless डीसी मोटर की गति नियंत्रण के लिए आवेदन
बीएलडीसी डीसी मोटर नियंत्रण
मोटर ऑपरेशन को ऑप्टोकॉपलर और एमओएसएफईटी व्यवस्था का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है, जहां इनपुट डीसी पावर को माइक्रोकंट्रोलर से पीडब्लूएम तकनीक के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। जैसा कि मोटर घूमता है, इसके शाफ्ट पर मौजूद अवरक्त एलईडी प्रकाश की रोशनी के कारण इसके शाफ्ट पर सफेद रोशनी से रोशन हो जाता है और अवरक्त प्रकाश को दर्शाता है। फोटोडियोड इस अवरक्त प्रकाश को प्राप्त करता है और इसके प्रतिरोध में परिवर्तन से गुजरता है, इस प्रकार कनेक्टेड ट्रांजिस्टर को आपूर्ति वोल्टेज में बदलाव होता है और प्रति मिनट घुमाव की संख्या उत्पन्न करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर को एक पल्स दिया जाता है। यह गति एलसीडी पर प्रदर्शित होती है।
आवश्यक गति कीपैड में प्रवेश किया जाता है जो माइक्रोकंट्रोलर के लिए हस्तक्षेप करता है। सेंसिड स्पीड और वांछित गति के बीच का अंतर एरर सिग्नल है और माइक्रोकंट्रोलर पीडब्लू लॉजिक के आधार पर मोटर को dc पॉवर इनपुट देने के लिए पॉवर लॉजिक के आधार पर पीडब्लूएम सिग्नल उत्पन्न करता है।
इस प्रकार बंद लूप नियंत्रण का उपयोग करते हुए, ब्रशलेस डीसी मोटर की गति को नियंत्रित किया जा सकता है और इसे किसी भी वांछित गति से घुमाने के लिए बनाया जा सकता है।
चित्र का श्रेय देना:
- द्वारा बी.एल.डी.सी. nmbtc
- द्वारा BLDC-DC एक प्रकार का पौधा
