आधुनिक ब्रशलेस डीसी मोटर्स
सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्समधील महत्त्वपूर्ण प्रगती आणि शक्तिशाली निओडीमियम मॅग्नेट तयार करण्याच्या तंत्रज्ञानामुळे, ब्रशलेस डीसी मोटर्स आज मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात. ते वॉशिंग मशीन, व्हॅक्यूम क्लीनर, पंखे, ड्रोन इत्यादींमध्ये वापरले जातात.
आणि जरी ब्रशलेस मोटरच्या ऑपरेशनच्या तत्त्वाची कल्पना 19 व्या शतकाच्या सुरूवातीस व्यक्त केली गेली होती, परंतु सेमीकंडक्टर युगाच्या सुरुवातीपर्यंत, जेव्हा तंत्रज्ञान व्यावहारिक अंमलबजावणीसाठी तयार झाले तेव्हा ते पंखांमध्ये थांबले. ही मनोरंजक आणि कार्यक्षम संकल्पना, ज्याने ब्रशलेस डायरेक्ट करंट मोटर्सला आजच्या प्रमाणेच मोठ्या प्रमाणात चालण्याची परवानगी दिली. …
इंग्रजी आवृत्तीमध्ये, त्यांना या प्रकारचे इंजिन म्हणतात BLDC मोटर - ब्रशलेस डीसी मोटर्स - ब्रशलेस डीसी मोटर. मोटर रोटर समाविष्टीत आहे कायम चुंबक, आणि कार्यरत विंडिंग स्टेटरवर स्थित आहेत, म्हणजेच, BLDC मोटर डिव्हाइस क्लासिक ब्रश केलेल्या मोटरच्या पूर्णपणे विरुद्ध आहे. BLDC मोटर नावाच्या इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोलरद्वारे नियंत्रित केली जाते ESC - इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलर - इलेक्ट्रॉनिक क्रूझ नियंत्रण.
इलेक्ट्रॉनिक नियामक आणि उच्च कार्यक्षमता
इलेक्ट्रॉनिक रेग्युलेटर ब्रशलेस मोटरला पुरवलेली विद्युत उर्जा सहजतेने बदलू देतो. रेझिस्टिव्ह स्पीड गव्हर्नरच्या सोप्या आवृत्त्यांपेक्षा वेगळे, जे मोटरसह मालिकेतील रेझिस्टिव्ह लोड जोडून पॉवर मर्यादित करतात, जे जास्तीची शक्ती उष्णतेमध्ये रूपांतरित करते, इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोल वितरित विद्युत उर्जा वाया न घालवता लक्षणीय उच्च कार्यक्षमता प्रदान करते. अनावश्यक गरम करण्यासाठी ऊर्जा. ..
ब्रशलेस डीसी मोटर असे वर्गीकृत केले जाऊ शकते सेल्फ-सिंक्रोनाइझिंग सिंक्रोनस मोटर, जेथे नियमित देखभाल आवश्यक असलेला स्पार्किंग नोड पूर्णपणे बंद आहे — कलेक्टर… कलेक्टरचे कार्य इलेक्ट्रॉनिक्सद्वारे घेतले जाते, ज्यामुळे उत्पादनाची संपूर्ण रचना मोठ्या प्रमाणात सरलीकृत होते आणि अधिक संक्षिप्त होते.
प्रत्यक्षात ब्रशेस इलेक्ट्रॉनिक स्विचने बदलले जातात, ज्यात यांत्रिक स्विचिंगमुळे होणारे नुकसान त्यापेक्षा खूपच कमी असते. रोटरवरील शक्तिशाली निओडीमियम चुंबक शाफ्टवर जास्त टॉर्क तयार करण्यास अनुमती देतात. आणि असे इंजिन त्याच्या कलेक्टर पूर्ववर्तीपेक्षा कमी गरम होते.
परिणामी, इंजिनची कार्यक्षमता सर्वोत्कृष्ट आहे, आणि प्रति किलोग्रॅम वजनाची शक्ती जास्त आहे, तसेच रोटर गती नियमनाची बऱ्यापैकी विस्तृत श्रेणी आणि व्युत्पन्न रेडिओ हस्तक्षेपाची जवळजवळ पूर्ण अनुपस्थिती आहे. संरचनात्मकदृष्ट्या, या प्रकारच्या इंजिनांना पाण्यात आणि आक्रमक वातावरणात काम करण्यासाठी सहजपणे अनुकूल केले जाते.
इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल युनिट हा ब्रशलेस डीसी मोटरचा एक अतिशय महत्त्वाचा आणि महाग भाग आहे, परंतु तो वितरीत केला जाऊ शकत नाही.या डिव्हाइसवरून, इंजिनला उर्जा प्राप्त होते, ज्याचे पॅरामीटर्स एकाच वेळी वेग आणि शक्ती या दोन्हीवर परिणाम करतात जे इंजिन लोड अंतर्गत विकसित करण्यास सक्षम असेल.
जरी रोटेशन गती समायोजित करण्याची आवश्यकता नसली तरीही, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण युनिट अद्याप आवश्यक आहे, कारण ते केवळ नियंत्रण कार्य करत नाही तर त्यात वीज पुरवठा घटक देखील असतो. आम्ही असे म्हणू शकतो की ESC चे एक अॅनालॉग आहे एसिंक्रोनस एसी मोटर्ससाठी वारंवारता नियंत्रकविशेषत: ब्रशलेस डीसी मोटरला शक्ती देण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी डिझाइन केलेले.
BLDC मोटर नियंत्रण
BLDC मोटर कशी नियंत्रित केली जाते हे समजून घेण्यासाठी, प्रथम कम्युटेटर मोटर कशी कार्य करते हे लक्षात घेऊ या. त्याच्या मुळाशी चुंबकीय क्षेत्रामध्ये प्रवाहासह फ्रेमच्या रोटेशनचे सिद्धांत.
प्रत्येक वेळी प्रवाह असलेली फ्रेम फिरते आणि समतोल स्थिती शोधते तेव्हा कम्युटेटर (कलेक्टरच्या विरूद्ध दाबलेले ब्रश) फ्रेममधून प्रवाहाची दिशा बदलतो आणि फ्रेम चालू राहते. फ्रेम खांबापासून खांबाकडे जाताना ही प्रक्रिया पुनरावृत्ती होते. केवळ कलेक्टर मोटरमध्ये अशा अनेक फ्रेम्स आहेत आणि चुंबकीय ध्रुवांच्या अनेक जोड्या आहेत, म्हणूनच ब्रश कलेक्टरमध्ये दोन संपर्क नसतात, परंतु बरेच असतात.
ECM तेच करते. रोटरला समतोल स्थितीपासून दूर जावे लागताच ते चुंबकीय क्षेत्राची ध्रुवीयता उलट करते. रोटरला फक्त कंट्रोल व्होल्टेज पुरवले जात नाही, तर स्टेटर विंडिंगला दिले जाते आणि हे सेमीकंडक्टर स्विचच्या मदतीने योग्य वेळी (रोटरचे टप्पे) केले जाते.
हे स्पष्ट आहे की ब्रशलेस मोटरच्या स्टेटर विंडिंगला विद्युत प्रवाह योग्य वेळी, म्हणजे रोटर विशिष्ट ज्ञात स्थितीत असताना पुरवला जाणे आवश्यक आहे. हे करण्यासाठी, खालीलपैकी एक पद्धत वापरा.पहिले रोटर पोझिशन सेन्सरवर आधारित आहे, दुसरे म्हणजे सध्या पॉवर प्राप्त होत नसलेल्या कॉइलपैकी एकाचा EMF मोजणे.
सेन्सर भिन्न आहेत, चुंबकीय आणि ऑप्टिकल, सर्वात लोकप्रिय चुंबकीय सेन्सर आहेत हॉल प्रभाव… दुसरी पद्धत (EMF मापनावर आधारित), जरी प्रभावी असली तरी, कमी वेगाने आणि स्टार्ट-अपवर अचूक नियंत्रणास अनुमती देत नाही. दुसरीकडे, हॉल सेन्सर सर्व मोडमध्ये अधिक अचूक नियंत्रण प्रदान करतात. थ्री-फेज बीएलडीसी मोटर्समध्ये असे तीन सेन्सर आहेत.
रोटर पोझिशन सेन्सर नसलेली मोटर्स अशा प्रकरणांमध्ये लागू होतात जिथे मोटर शाफ्ट लोडशिवाय (पंखा, प्रोपेलर इ.) सुरू होते. लोड अंतर्गत प्रारंभ केले असल्यास, रोटर पोझिशन सेन्सर्ससह मोटर आवश्यक आहे. दोन्ही पर्यायांमध्ये त्यांचे साधक आणि बाधक आहेत.
सेन्सरसह सोल्यूशन अधिक सोयीस्कर नियंत्रणात बदलते, परंतु कमीतकमी एक सेन्सर अयशस्वी झाल्यास, इंजिन वेगळे करावे लागेल, त्याव्यतिरिक्त, सेन्सरला वेगळ्या वायरची आवश्यकता असते. सेन्सरलेस व्हर्जनमध्ये, विशेष वायर्सची आवश्यकता नाही, परंतु स्टार्ट-अप दरम्यान रोटर मागे-पुढे स्विंग होईल. हे अस्वीकार्य असल्यास, सिस्टममध्ये सेन्सर स्थापित करणे आवश्यक आहे.
रोटर आणि स्टेटर, टप्प्यांची संख्या
BLDC मोटरचा रोटर अनुक्रमे बाह्य किंवा अंतर्गत आणि स्टेटर अंतर्गत किंवा बाह्य असू शकतो. स्टेटर चुंबकीय प्रवाहकीय सामग्रीचा बनलेला असतो, दातांची संख्या पूर्णतः टप्प्यांच्या संख्येने विभाजित केली जाते. रोटर चुंबकीय प्रवाहकीय सामग्रीचा नसून, चुंबकांनी घट्टपणे जोडलेले असावे.
चुंबक जितके मजबूत तितके उपलब्ध टॉर्क जास्त. स्टेटर दातांची संख्या रोटर मॅग्नेटच्या संख्येइतकी नसावी.दातांची किमान संख्या नियंत्रण टप्प्यांच्या संख्येइतकी असते.
बहुतेक आधुनिक ब्रशलेस डीसी मोटर्स थ्री-फेज आहेत, फक्त डिझाइन आणि नियंत्रणाच्या साधेपणासाठी. एसी इंडक्शन मोटर्सप्रमाणे, तीन टप्प्यांचे विंडिंग येथे स्टेटरला "डेल्टा" किंवा "स्टार" द्वारे जोडलेले असतात.
रोटर पोझिशन सेन्सर नसलेल्या अशा मोटर्समध्ये 3 पॉवर वायर असतात आणि सेन्सर असलेल्या मोटर्समध्ये 8 वायर असतात: सेन्सर्सला पॉवर देण्यासाठी दोन अतिरिक्त वायर आणि सेन्सर्सच्या सिग्नल आउटपुटसाठी तीन.
कमी-स्पीड बाह्य रोटर मोटर्स प्रति टप्प्यात मोठ्या संख्येने ध्रुवांसह (आणि म्हणून दात) बनविल्या जातात ज्यामुळे नियंत्रण प्रवाहाच्या वारंवारतेपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी कोनीय वारंवारतासह रोटेशन प्राप्त होते. परंतु हाय-स्पीड थ्री-फेज मोटर्ससह, 9 पेक्षा कमी दातांची संख्या सहसा वापरली जात नाही.