ఆధునిక బ్రష్ లేని DC మోటార్లు

సెమీకండక్టర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు శక్తివంతమైన నియోడైమియం అయస్కాంతాలను సృష్టించే సాంకేతికతలో గణనీయమైన పురోగతికి ధన్యవాదాలు, బ్రష్‌లెస్ DC మోటార్లు నేడు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. వాషింగ్ మెషీన్లు, వాక్యూమ్ క్లీనర్లు, ఫ్యాన్లు, డ్రోన్లు మొదలైన వాటిలో వీటిని ఉపయోగిస్తారు.

మరియు బ్రష్‌లెస్ మోటారు యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం యొక్క ఆలోచన 19 వ శతాబ్దం ప్రారంభంలోనే వ్యక్తీకరించబడినప్పటికీ, సెమీకండక్టర్ యుగం ప్రారంభం వరకు, సాంకేతికతలను ఆచరణాత్మకంగా అమలు చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నప్పుడు, ఇది రెక్కలలో వేచి ఉంది. ఈ ఆసక్తికరమైన మరియు సమర్థవంతమైన కాన్సెప్ట్, బ్రష్‌లెస్ డైరెక్ట్ కరెంట్ మోటార్‌లు ఈ రోజు వలె విస్తృతంగా నడవడానికి అనుమతించింది. …

ఆంగ్ల సంస్కరణలో, వాటిని ఈ రకమైన ఇంజిన్లు అంటారు BLDC మోటార్ — బ్రష్ లేని DC మోటార్లు - బ్రష్ లేని DC మోటార్. మోటార్ రోటర్ కలిగి ఉంటుంది శాశ్వత అయస్కాంతాలు, మరియు వర్కింగ్ వైండింగ్‌లు స్టేటర్‌పై ఉన్నాయి, అంటే, BLDC మోటార్ పరికరం క్లాసిక్ బ్రష్డ్ మోటార్‌లో ఉన్నదానికి పూర్తిగా వ్యతిరేకం. BLDC మోటార్ అనే ఎలక్ట్రానిక్ కంట్రోలర్ ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది ESC - ఎలక్ట్రానిక్ స్పీడ్ కంట్రోలర్ - ఎలక్ట్రానిక్ క్రూయిజ్ నియంత్రణ.

ఎలక్ట్రానిక్ రెగ్యులేటర్ మరియు అధిక సామర్థ్యం

ఎలక్ట్రానిక్ రెగ్యులేటర్ బ్రష్‌లెస్ మోటారుకు సరఫరా చేయబడిన విద్యుత్ శక్తిని సజావుగా మార్చడానికి అనుమతిస్తుంది. రెసిస్టివ్ స్పీడ్ గవర్నర్‌ల యొక్క సరళమైన సంస్కరణల వలె కాకుండా, అధిక శక్తిని వేడిగా మార్చే మోటారుతో సిరీస్‌లో రెసిస్టివ్ లోడ్‌ను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా శక్తిని పరిమితం చేస్తుంది, ఎలక్ట్రానిక్ స్పీడ్ కంట్రోల్ పంపిణీ చేయబడిన విద్యుత్ శక్తిని వృధా చేయకుండా గణనీయమైన అధిక సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది. ..

బ్రష్‌లెస్ DC మోటార్‌ను ఇలా వర్గీకరించవచ్చు స్వీయ-సమకాలీకరణ సింక్రోనస్ మోటార్, సాధారణ నిర్వహణ అవసరమయ్యే స్పార్కింగ్ నోడ్ పూర్తిగా ఆఫ్ చేయబడింది - కలెక్టర్… కలెక్టర్ యొక్క పనితీరు ఎలక్ట్రానిక్స్ ద్వారా తీసుకోబడుతుంది, దీని కారణంగా ఉత్పత్తి యొక్క మొత్తం రూపకల్పన చాలా సరళీకృతం చేయబడింది మరియు మరింత కాంపాక్ట్ అవుతుంది.

బ్రష్‌లు వాస్తవానికి ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌ల ద్వారా భర్తీ చేయబడతాయి, వీటిలో నష్టాలు యాంత్రిక స్విచింగ్ కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటాయి. రోటర్‌పై శక్తివంతమైన నియోడైమియమ్ అయస్కాంతాలు షాఫ్ట్‌పై ఎక్కువ టార్క్‌ని అనుమతిస్తాయి. మరియు అటువంటి ఇంజిన్ దాని కలెక్టర్ పూర్వీకుల కంటే తక్కువగా వేడెక్కుతుంది.

ఫలితంగా, ఇంజిన్ యొక్క సామర్థ్యం ఉత్తమంగా ఉంటుంది మరియు కిలోగ్రాము బరువుకు శక్తి ఎక్కువగా ఉంటుంది, అంతేకాకుండా చాలా విస్తృతమైన రోటర్ స్పీడ్ రెగ్యులేషన్ మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన రేడియో జోక్యం దాదాపు పూర్తిగా లేకపోవడం. నిర్మాణాత్మకంగా, ఈ రకమైన ఇంజిన్లు నీటిలో మరియు దూకుడు వాతావరణంలో పని చేయడానికి సులభంగా స్వీకరించబడతాయి.

ఎలక్ట్రానిక్ కంట్రోల్ యూనిట్ అనేది బ్రష్‌లెస్ DC మోటారులో చాలా ముఖ్యమైన మరియు ఖరీదైన భాగం, కానీ అది పంపిణీ చేయబడదు.ఈ పరికరం నుండి, ఇంజిన్ శక్తిని పొందుతుంది, దీని పారామితులు ఏకకాలంలో ఇంజిన్ లోడ్ కింద అభివృద్ధి చేయగల వేగం మరియు శక్తి రెండింటినీ ప్రభావితం చేస్తాయి.

భ్రమణ వేగం సర్దుబాటు చేయనవసరం లేనప్పటికీ, ఎలక్ట్రానిక్ నియంత్రణ యూనిట్ ఇప్పటికీ అవసరమవుతుంది, ఎందుకంటే ఇది నియంత్రణ పనితీరును మాత్రమే కాకుండా, విద్యుత్ సరఫరా భాగాన్ని కూడా కలిగి ఉంటుంది. ESC అనలాగ్ అని మనం చెప్పగలం అసమకాలిక AC మోటార్లు కోసం ఫ్రీక్వెన్సీ కంట్రోలర్ప్రత్యేకంగా బ్రష్‌లెస్ DC మోటారును శక్తివంతం చేయడానికి మరియు నియంత్రించడానికి రూపొందించబడింది.

BLDC మోటార్ నియంత్రణ

BLDC మోటారు ఎలా నియంత్రించబడుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, కమ్యుటేటర్ మోటార్ ఎలా పనిచేస్తుందో ముందుగా గుర్తుంచుకుందాం. దాని కోర్ వద్ద అయస్కాంత క్షేత్రంలో కరెంట్‌తో ఫ్రేమ్ యొక్క భ్రమణ సూత్రం.

కరెంట్‌తో ఫ్రేమ్ తిరిగే ప్రతిసారి మరియు సమతౌల్య స్థితిని కనుగొన్నప్పుడు, కమ్యుటేటర్ (కలెక్టర్‌కు వ్యతిరేకంగా నొక్కిన బ్రష్‌లు) ఫ్రేమ్ ద్వారా కరెంట్ యొక్క దిశను మారుస్తుంది మరియు ఫ్రేమ్ కొనసాగుతుంది. ఫ్రేమ్ పోల్ నుండి పోల్‌కు కదులుతున్నప్పుడు ఈ ప్రక్రియ పునరావృతమవుతుంది. కలెక్టర్ మోటారులో మాత్రమే ఇటువంటి అనేక ఫ్రేమ్‌లు ఉన్నాయి మరియు అనేక జతల అయస్కాంత ధ్రువాలు ఉన్నాయి, అందుకే బ్రష్ కలెక్టర్‌లో రెండు పరిచయాలు కాదు, చాలా ఉన్నాయి.

ECM కూడా అదే చేస్తుంది. రోటర్ సమతౌల్య స్థానం నుండి దూరంగా మారిన వెంటనే ఇది అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ధ్రువణతను తిప్పికొడుతుంది. నియంత్రణ వోల్టేజ్ మాత్రమే రోటర్‌కు సరఫరా చేయబడదు, కానీ స్టేటర్ వైండింగ్‌లకు, మరియు ఇది సరైన సమయంలో (రోటర్ దశలు) సెమీకండక్టర్ స్విచ్‌ల సహాయంతో చేయబడుతుంది.

బ్రష్‌లెస్ మోటారు యొక్క స్టేటర్ వైండింగ్‌లకు కరెంట్ సరైన సమయంలో సరఫరా చేయబడాలి, అంటే రోటర్ నిర్దిష్టంగా తెలిసిన స్థితిలో ఉన్నప్పుడు. దీన్ని చేయడానికి, కింది పద్ధతుల్లో ఒకదాన్ని ఉపయోగించండి.మొదటిది రోటర్ పొజిషన్ సెన్సార్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది, రెండవది ప్రస్తుతం శక్తిని పొందని కాయిల్స్‌లో ఒకదాని యొక్క EMFని కొలవడం ద్వారా.

సెన్సార్లు భిన్నంగా ఉంటాయి, అయస్కాంత మరియు ఆప్టికల్, అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందినవి అయస్కాంత సెన్సార్లు హాల్ ప్రభావం… రెండవ పద్ధతి (EMF కొలత ఆధారంగా), సమర్థవంతమైనది అయినప్పటికీ, తక్కువ వేగంతో మరియు ప్రారంభంలో ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అనుమతించదు. హాల్ సెన్సార్లు, మరోవైపు, అన్ని మోడ్‌లలో మరింత ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అందిస్తాయి. మూడు-దశ BLDC మోటార్‌లలో మూడు అటువంటి సెన్సార్లు ఉన్నాయి.

షాఫ్ట్ లోడ్ (ఫ్యాన్, ప్రొపెల్లర్, మొదలైనవి) లేకుండా మోటారు ప్రారంభమయ్యే సందర్భాలలో రోటర్ పొజిషన్ సెన్సార్లు లేని మోటార్లు వర్తిస్తాయి. ప్రారంభించడం లోడ్ కింద జరిగితే, రోటర్ పొజిషన్ సెన్సార్‌లతో కూడిన మోటారు అవసరం. రెండు ఎంపికలు వాటి లాభాలు మరియు నష్టాలు ఉన్నాయి.

సెన్సార్‌తో కూడిన పరిష్కారం మరింత సౌకర్యవంతమైన నియంత్రణగా మారుతుంది, అయితే కనీసం ఒక సెన్సార్ విఫలమైతే, ఇంజిన్‌ను విడదీయవలసి ఉంటుంది, అదనంగా, సెన్సార్‌లకు ప్రత్యేక వైర్లు అవసరం. సెన్సార్‌లెస్ వెర్షన్‌లో, ప్రత్యేక వైర్లు అవసరం లేదు, కానీ ప్రారంభ సమయంలో రోటర్ ముందుకు వెనుకకు స్వింగ్ అవుతుంది. ఇది ఆమోదయోగ్యం కానట్లయితే, సిస్టమ్లో సెన్సార్లను ఇన్స్టాల్ చేయడం అవసరం.

రోటర్ మరియు స్టేటర్, దశల సంఖ్య

BLDC మోటార్ యొక్క రోటర్ వరుసగా బాహ్య లేదా అంతర్గత మరియు స్టేటర్ అంతర్గత లేదా బాహ్యంగా ఉంటుంది. స్టేటర్ అయస్కాంత వాహక పదార్థంతో తయారు చేయబడింది, దంతాల సంఖ్య పూర్తిగా దశల సంఖ్యతో విభజించబడింది. రోటర్ తప్పనిసరిగా అయస్కాంత వాహక పదార్థంతో తయారు చేయబడదు, కానీ తప్పనిసరిగా దానికి గట్టిగా జోడించబడిన అయస్కాంతాలతో.

అయస్కాంతాలు ఎంత బలంగా ఉంటే, అందుబాటులో ఉన్న టార్క్ అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. స్టేటర్ దంతాల సంఖ్య రోటర్ అయస్కాంతాల సంఖ్యకు సమానంగా ఉండకూడదు.దంతాల కనీస సంఖ్య నియంత్రణ దశల సంఖ్యకు సమానం.

చాలా ఆధునిక బ్రష్‌లెస్ DC మోటార్లు మూడు-దశలు, కేవలం డిజైన్ మరియు నియంత్రణ యొక్క సరళత కోసం. AC ఇండక్షన్ మోటార్‌లలో వలె, మూడు దశల వైండింగ్‌లు ఇక్కడ "డెల్టా" లేదా "స్టార్" ద్వారా స్టేటర్‌కి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.

రోటర్ పొజిషన్ సెన్సార్లు లేని ఇటువంటి మోటార్లు 3 పవర్ వైర్లు కలిగి ఉంటాయి మరియు సెన్సార్లతో కూడిన మోటార్లు 8 వైర్లు కలిగి ఉంటాయి: సెన్సార్లను శక్తివంతం చేయడానికి రెండు అదనపు వైర్లు మరియు సెన్సార్ల సిగ్నల్ అవుట్‌పుట్‌ల కోసం మూడు.

స్టేటర్ వైండింగ్ ఇన్సులేటెడ్ కాపర్ వైర్‌తో తయారు చేయబడింది, తద్వారా ఇది అవసరమైన సంఖ్యలో దశల అయస్కాంత ధ్రువాలను ఏర్పరుస్తుంది, రోటర్ చుట్టుకొలతతో సమానంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది.ప్రతి దశకు అవసరమైన మోటారు ఆధారంగా ఫ్రీ-స్టాండింగ్ స్టేటర్ స్తంభాల సంఖ్య ఎంపిక చేయబడుతుంది. వేగం (మరియు తిరిగే క్షణం).

నియంత్రణ కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే గణనీయంగా తక్కువ కోణీయ ఫ్రీక్వెన్సీతో భ్రమణాన్ని పొందేందుకు తక్కువ-వేగం బాహ్య రోటర్ మోటార్లు ఒక దశకు పెద్ద సంఖ్యలో స్తంభాలతో (అందువలన దంతాలు) తయారు చేయబడతాయి. కానీ హై-స్పీడ్ మూడు-దశల మోటార్లు కూడా, 9 కంటే తక్కువ దంతాల సంఖ్య సాధారణంగా ఉపయోగించబడదు.