આધુનિક બ્રશલેસ ડીસી મોટર્સ
સેમિકન્ડક્ટર ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ અને શક્તિશાળી નિયોડીમિયમ ચુંબક બનાવવાની ટેક્નોલોજી માટે આભાર, બ્રશલેસ ડીસી મોટર્સ આજે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેનો ઉપયોગ વોશિંગ મશીન, વેક્યુમ ક્લીનર્સ, પંખા, ડ્રોન વગેરેમાં થાય છે.
અને તેમ છતાં બ્રશલેસ મોટરના સંચાલનના સિદ્ધાંતનો વિચાર 19મી સદીની શરૂઆતમાં વ્યક્ત કરવામાં આવ્યો હતો, તે સેમિકન્ડક્ટર યુગની શરૂઆત સુધી પાંખોમાં રાહ જોતો હતો, જ્યારે તકનીકો તેના વ્યવહારિક અમલીકરણ માટે તૈયાર થઈ હતી. આ રસપ્રદ અને કાર્યક્ષમ ખ્યાલ, જેણે બ્રશલેસ ડાયરેક્ટ કરંટ મોટર્સને આજની જેમ વ્યાપક રીતે ચાલવાની મંજૂરી આપી. …
અંગ્રેજી સંસ્કરણમાં, તેઓને આ પ્રકારના એન્જિન કહેવામાં આવે છે BLDC મોટર - બ્રશલેસ ડીસી મોટર્સ - બ્રશલેસ ડીસી મોટર. મોટર રોટર સમાવે છે કાયમી ચુંબક, અને કાર્યકારી વિન્ડિંગ્સ સ્ટેટર પર સ્થિત છે, એટલે કે, BLDC મોટર ઉપકરણ ક્લાસિક બ્રશ મોટરમાં જે છે તેનાથી સંપૂર્ણપણે વિરુદ્ધ છે. BLDC મોટર નામના ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રક દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે ESC - ઇલેક્ટ્રોનિક સ્પીડ કંટ્રોલર - ઇલેક્ટ્રોનિક ક્રુઝ નિયંત્રણ.
ઇલેક્ટ્રોનિક રેગ્યુલેટર અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા
ઈલેક્ટ્રોનિક રેગ્યુલેટર બ્રશલેસ મોટરને પૂરી પાડવામાં આવતી વિદ્યુત ઊર્જાને સરળતાથી વૈવિધ્યસભર બનાવવા દે છે. રેઝિસ્ટિવ સ્પીડ ગવર્નર્સની સરળ આવૃત્તિઓથી વિપરીત, જે મોટર સાથે સિરીઝમાં રેઝિસ્ટિવ લોડને જોડીને પાવરને મર્યાદિત કરે છે, જે વધારાની શક્તિને ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરે છે, ઈલેક્ટ્રોનિક સ્પીડ કંટ્રોલ વિદ્યુત શક્તિને બગાડ્યા વિના નોંધપાત્ર રીતે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે. બિનજરૂરી ગરમી માટે ઊર્જા. ..
બ્રશલેસ ડીસી મોટરને આ રીતે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે સ્વ-સિંક્રનાઇઝિંગ સિંક્રનસ મોટર, જ્યાં નિયમિત જાળવણીની આવશ્યકતા ધરાવતા સ્પાર્કિંગ નોડ સંપૂર્ણપણે બંધ છે — કલેક્ટર… કલેક્ટરનું કાર્ય ઇલેક્ટ્રોનિક્સ દ્વારા લેવામાં આવે છે, જેના કારણે ઉત્પાદનની સંપૂર્ણ ડિઝાઇન ખૂબ જ સરળ બને છે અને વધુ કોમ્પેક્ટ બને છે.
વાસ્તવમાં બ્રશને ઇલેક્ટ્રોનિક સ્વિચ દ્વારા બદલવામાં આવે છે, જેમાં નુકસાન યાંત્રિક સ્વિચિંગ કરતાં ઘણું ઓછું હોય છે. રોટર પરના શક્તિશાળી નિયોડીમિયમ ચુંબક શાફ્ટ પર વધુ ટોર્ક માટે પરવાનગી આપે છે. અને આવા એન્જિન તેના કલેક્ટર પુરોગામી કરતા ઓછું ગરમ કરે છે.
પરિણામે, એન્જિનની કાર્યક્ષમતા શ્રેષ્ઠ છે, અને વજનના કિલોગ્રામ દીઠ શક્તિ વધારે છે, ઉપરાંત રોટર ગતિ નિયમનની એકદમ વિશાળ શ્રેણી અને જનરેટેડ રેડિયો હસ્તક્ષેપની લગભગ સંપૂર્ણ ગેરહાજરી છે. માળખાકીય રીતે, આ પ્રકારના એન્જિનો સરળતાથી પાણીમાં અને આક્રમક વાતાવરણમાં કામ કરવા માટે અનુકૂળ છે.
ઈલેક્ટ્રોનિક કંટ્રોલ યુનિટ એ બ્રશલેસ ડીસી મોટરનો ખૂબ જ મહત્વનો અને ખર્ચાળ ભાગ છે, પરંતુ તેને વિતરિત કરી શકાતો નથી.આ ઉપકરણમાંથી, એન્જિન પાવર મેળવે છે, જેનાં પરિમાણો વારાફરતી ઝડપ અને શક્તિ બંનેને અસર કરે છે જે એન્જિન લોડ હેઠળ વિકસાવવામાં સક્ષમ હશે.
જો પરિભ્રમણની ગતિને સમાયોજિત કરવાની જરૂર ન હોય તો પણ, ઇલેક્ટ્રોનિક કંટ્રોલ યુનિટની જરૂર છે, કારણ કે તે માત્ર નિયંત્રણ કાર્યને જ વહન કરતું નથી, પરંતુ તેમાં પાવર સપ્લાય ઘટક પણ છે. આપણે કહી શકીએ કે ESC એ એનાલોગ છે અસુમેળ એસી મોટર્સ માટે આવર્તન નિયંત્રકબ્રશલેસ ડીસી મોટરને પાવરિંગ અને કંટ્રોલ કરવા માટે ખાસ રચાયેલ છે.
BLDC મોટર નિયંત્રણ
BLDC મોટર કેવી રીતે નિયંત્રિત થાય છે તે સમજવા માટે, ચાલો પહેલા યાદ કરીએ કે કોમ્યુટેટર મોટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે. તેના મૂળમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વર્તમાન સાથે ફ્રેમના પરિભ્રમણનો સિદ્ધાંત.
દર વખતે જ્યારે વર્તમાન સાથેની ફ્રેમ ફરે છે અને સંતુલન સ્થિતિ શોધે છે, ત્યારે કોમ્યુટેટર (કલેક્ટર સામે દબાવવામાં આવેલા પીંછીઓ) ફ્રેમ દ્વારા પ્રવાહની દિશા બદલે છે અને ફ્રેમ ચાલુ રહે છે. આ પ્રક્રિયા પુનરાવર્તિત થાય છે કારણ કે ફ્રેમ ધ્રુવથી ધ્રુવ તરફ જાય છે. ફક્ત કલેક્ટર મોટરમાં આવી ઘણી ફ્રેમ્સ છે અને ત્યાં ચુંબકીય ધ્રુવોની ઘણી જોડી છે, તેથી જ બ્રશ કલેક્ટરમાં બે સંપર્કો નથી, પરંતુ ઘણા બધા છે.
ECM એ જ કરે છે. તે ચુંબકીય ક્ષેત્રની ધ્રુવીયતાને ઉલટાવી દે છે કારણ કે રોટરને સંતુલન સ્થિતિથી દૂર જવું પડે છે. માત્ર કંટ્રોલ વોલ્ટેજ જ રોટરને આપવામાં આવતું નથી, પરંતુ સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સને આપવામાં આવે છે, અને આ યોગ્ય સમયે (રોટર તબક્કાઓ) પર સેમિકન્ડક્ટર સ્વીચોની મદદથી કરવામાં આવે છે.
તે સ્પષ્ટ છે કે બ્રશલેસ મોટરના સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સને વર્તમાન યોગ્ય સમયે, એટલે કે જ્યારે રોટર ચોક્કસ જાણીતી સ્થિતિમાં હોય ત્યારે સપ્લાય થવો જોઈએ. આ કરવા માટે, નીચેની પદ્ધતિઓમાંથી એકનો ઉપયોગ કરો.પ્રથમ રોટર પોઝિશન સેન્સર પર આધારિત છે, બીજું કોઇલમાંથી એકના EMFને માપવા દ્વારા છે જે હાલમાં પાવર પ્રાપ્ત કરી રહ્યું નથી.
સેન્સર અલગ, ચુંબકીય અને ઓપ્ટિકલ છે, સૌથી વધુ લોકપ્રિય ચુંબકીય સેન્સર છે હોલ અસર… બીજી પદ્ધતિ (EMF માપન પર આધારિત), અસરકારક હોવા છતાં, ઓછી ઝડપે અને સ્ટાર્ટ-અપ પર ચોક્કસ નિયંત્રણની મંજૂરી આપતી નથી. બીજી તરફ, હોલ સેન્સર તમામ મોડ્સમાં વધુ ચોક્કસ નિયંત્રણ પ્રદાન કરે છે. થ્રી-ફેઝ BLDC મોટર્સમાં આવા ત્રણ સેન્સર છે.
રોટર પોઝિશન સેન્સર વિનાની મોટર્સ એવા કિસ્સાઓમાં લાગુ પડે છે કે જ્યાં મોટર શાફ્ટ લોડ (પંખો, પ્રોપેલર, વગેરે) વગર શરૂ થાય છે. જો પ્રારંભ લોડ હેઠળ કરવામાં આવે છે, તો રોટર પોઝિશન સેન્સર સાથે મોટર જરૂરી છે. બંને વિકલ્પોમાં તેમના ગુણદોષ છે.
સેન્સર સાથેનું સોલ્યુશન વધુ અનુકૂળ નિયંત્રણમાં ફેરવાય છે, પરંતુ જો ઓછામાં ઓછું એક સેન્સર નિષ્ફળ જાય, તો એન્જિનને ડિસએસેમ્બલ કરવું પડશે, વધુમાં, સેન્સરને અલગ વાયરની જરૂર પડશે. સેન્સરલેસ વર્ઝનમાં, કોઈ ખાસ વાયરની જરૂર નથી, પરંતુ સ્ટાર્ટ-અપ દરમિયાન રોટર આગળ-પાછળ સ્વિંગ કરશે. જો આ અસ્વીકાર્ય છે, તો સિસ્ટમમાં સેન્સર ઇન્સ્ટોલ કરવું જરૂરી છે.
રોટર અને સ્ટેટર, તબક્કાઓની સંખ્યા
BLDC મોટરનું રોટર અનુક્રમે બાહ્ય અથવા આંતરિક અને સ્ટેટર આંતરિક અથવા બાહ્ય હોઈ શકે છે. સ્ટેટર ચુંબકીય રીતે વાહક સામગ્રીથી બનેલું છે, જેમાં દાંતની સંખ્યાને તબક્કાઓની સંખ્યા દ્વારા સંપૂર્ણપણે વિભાજિત કરવામાં આવે છે. રોટર ચુંબકીય રીતે વાહક સામગ્રીથી બનેલું હોવું જરૂરી નથી, પરંતુ તેની સાથે નિશ્ચિતપણે જોડાયેલા ચુંબક સાથે જરૂરી છે.
ચુંબક જેટલા મજબૂત, ઉપલબ્ધ ટોર્ક વધુ. સ્ટેટર દાંતની સંખ્યા રોટર મેગ્નેટની સંખ્યા જેટલી ન હોવી જોઈએ.દાંતની ન્યૂનતમ સંખ્યા નિયંત્રણ તબક્કાઓની સંખ્યા જેટલી છે.
મોટાભાગની આધુનિક બ્રશલેસ ડીસી મોટર્સ ત્રણ તબક્કાની હોય છે, ફક્ત ડિઝાઇન અને નિયંત્રણની સરળતા માટે. AC ઇન્ડક્શન મોટર્સની જેમ, ત્રણ તબક્કાના વિન્ડિંગ્સ અહીં સ્ટેટર સાથે "ડેલ્ટા" અથવા "સ્ટાર" દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
રોટર પોઝિશન સેન્સર વિનાના આવા મોટર્સમાં 3 પાવર વાયર હોય છે, અને સેન્સરવાળી મોટર્સમાં 8 વાયર હોય છે: સેન્સરને પાવર કરવા માટે બે વધારાના વાયર અને સેન્સરના સિગ્નલ આઉટપુટ માટે ત્રણ.
કંટ્રોલ કરંટની આવર્તન કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી કોણીય આવર્તન સાથે પરિભ્રમણ મેળવવા માટે લો-સ્પીડ બાહ્ય રોટર મોટર્સ તબક્કા દીઠ મોટી સંખ્યામાં ધ્રુવો (અને તેથી દાંત) સાથે બનાવવામાં આવે છે. પરંતુ હાઇ-સ્પીડ થ્રી-ફેઝ મોટર્સ સાથે પણ, સામાન્ય રીતે 9 કરતા ઓછા દાંતની સંખ્યાનો ઉપયોગ થતો નથી.