आधुनिक परिशुद्धता प्रणालियों को नियंत्रित करने की समस्याओं को हल करने के लिए, ब्रश रहित मोटर का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। यह ऐसे उपकरणों के महान लाभ के साथ-साथ माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक की कम्प्यूटेशनल क्षमताओं के सक्रिय गठन की विशेषता है। जैसा कि आप जानते हैं, वे अन्य प्रकार के मोटर्स की तुलना में उच्च लंबी टोक़ घनत्व और ऊर्जा दक्षता प्रदान कर सकते हैं।
ब्रशलेस मोटर की योजना
इंजन में निम्नलिखित भाग होते हैं:
1. केस के पीछे.
2. स्टेटर.
3. असर.
4. चुंबकीय डिस्क (रोटर)।
5. असर.
6. कुंडलित स्टेटर।7. सामने का मामला।
ब्रशलेस मोटर का स्टेटर और रोटर के पॉलीफ़ेज़ वाइंडिंग के बीच संबंध होता है। उनके पास स्थायी चुम्बक और एक अंतर्निर्मित स्थिति संवेदक है। डिवाइस का स्विचिंग वाल्व कनवर्टर का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इसे ऐसा नाम मिला।
ब्रशलेस मोटर के सर्किट में एक रियर कवर और सेंसर का एक प्रिंटेड सर्किट बोर्ड, एक बियरिंग स्लीव, एक शाफ्ट औरबेयरिंग, रोटर मैग्नेट, इंसुलेटिंग रिंग, वाइंडिंग, बेलेविल स्प्रिंग, स्पेसर, हॉल सेंसर, इंसुलेशन, हाउसिंग और वायर।
वाइंडिंग को "स्टार" से जोड़ने के मामले में, डिवाइस में बड़े स्थिर क्षण होते हैं, इसलिए इस असेंबली का उपयोग कुल्हाड़ियों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। "त्रिकोण" के साथ वाइंडिंग को बन्धन के मामले में, उनका उपयोग उच्च गति पर काम करने के लिए किया जा सकता है। अक्सर, ध्रुव जोड़े की संख्या की गणना रोटर मैग्नेट की संख्या से की जाती है, जो विद्युत और यांत्रिक क्रांतियों के अनुपात को निर्धारित करने में मदद करते हैं।
स्टेटर को आयरन-फ्री या आयरन कोर से बनाया जा सकता है। पहले विकल्प के साथ इस तरह के डिजाइनों का उपयोग करके, यह सुनिश्चित करना संभव है कि रोटर मैग्नेट आकर्षित न हों, लेकिन साथ ही, निरंतर टोक़ के मूल्य में कमी के कारण इंजन की दक्षता 20% कम हो जाती है।
आरेख से यह देखा जा सकता है कि स्टेटर में वाइंडिंग में करंट उत्पन्न होता है, और रोटर में इसे उच्च-ऊर्जा स्थायी चुम्बकों की सहायता से बनाया जाता है।
प्रतीक: - VT1-VT7 - ट्रांजिस्टर कम्युनिकेटर; - ए, बी, सी - वाइंडिंग फेज;
- एम - मोटर टॉर्क;
- डीआर - रोटर पोजीशन सेंसर; - यू - मोटर आपूर्ति वोल्टेज नियामक;
- एस (दक्षिण), एन (उत्तर) - चुंबक दिशा;
- यूजेड - आवृत्ति कनवर्टर;
- बीआर - गति सेंसर;
- VD- जेनर डायोड;
- L एक प्रारंभ करनेवाला है।
मोटर आरेख से पता चलता है कि रोटर के मुख्य लाभों में से एक जिसमें स्थायी चुंबक स्थापित होते हैं, इसके व्यास में कमी होती हैऔर, परिणामस्वरूप, जड़ता के क्षण में कमी। इस तरह के उपकरणों को डिवाइस में ही बनाया जा सकता है या इसकी सतह पर स्थित किया जा सकता है। इस सूचक में कमी अक्सर मोटर की जड़ता के क्षण के संतुलन के छोटे मूल्यों और उसके शाफ्ट पर लाए गए भार की ओर ले जाती है, जो ड्राइव के संचालन को जटिल बनाती है। इस कारण से, निर्माता मानक और 2-4 गुना अधिक जड़ता के क्षण की पेशकश कर सकते हैं।
कार्य सिद्धांत
आज, ब्रशलेस मोटर बहुत लोकप्रिय हो रही है, जिसके संचालन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि डिवाइस नियंत्रक स्टेटर वाइंडिंग को स्विच करना शुरू कर देता है। इसके कारण, चुंबकीय क्षेत्र वेक्टर हमेशा रोटर के सापेक्ष 900 (-900) के कोण से स्थानांतरित होता रहता है। नियंत्रक को मोटर वाइंडिंग के माध्यम से चलने वाले करंट को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण भी शामिल है। इसलिए, डिवाइस पर कार्य करने वाले पल को समायोजित करना संभव है। सदिशों के बीच के कोण का एक घातांक उस पर कार्य करने वाले घूर्णन की दिशा निर्धारित कर सकता है।
यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि हम विद्युत डिग्री के बारे में बात कर रहे हैं (वे ज्यामितीय से बहुत छोटे हैं)। उदाहरण के लिए, आइए रोटर के साथ ब्रशलेस मोटर की गणना करें, जिसमें 3 जोड़े डंडे हों। तब इसका इष्टतम कोण 900/3=300 होगा। ये जोड़े स्विचिंग वाइंडिंग के 6 चरणों के लिए प्रदान करते हैं, फिर यह पता चलता है कि स्टेटर वेक्टर 600 की छलांग में आगे बढ़ सकता है। इससे यह देखा जा सकता है कि वैक्टर के बीच का वास्तविक कोण आवश्यक रूप से 600 से भिन्न होगा1200 रोटर रोटेशन से शुरू।
वाल्व मोटर, जिसके संचालन का सिद्धांत स्विचिंग चरणों के रोटेशन पर आधारित है, जिसके कारण आर्मेचर के अपेक्षाकृत निरंतर आंदोलन द्वारा उत्तेजना प्रवाह बनाए रखा जाता है, उनकी बातचीत के बाद एक घूर्णन शुरू होता है पल। वह रोटर को इस तरह घुमाने के लिए दौड़ता है कि सभी उत्तेजना और आर्मेचर प्रवाह एक साथ मेल खाते हैं। लेकिन अपनी बारी के दौरान, सेंसर वाइंडिंग को स्विच करना शुरू कर देता है, और प्रवाह अगले चरण में चला जाता है। इस बिंदु पर, परिणामी वेक्टर गति करेगा, लेकिन रोटर फ्लक्स के सापेक्ष पूरी तरह से स्थिर रहेगा, जो अंततः एक शाफ्ट टॉर्क बनाएगा।
लाभ
ब्रशलेस मोटर का उपयोग करके हम इसके फायदे नोट कर सकते हैं:
- गति को संशोधित करने के लिए एक विस्तृत श्रृंखला का उपयोग करने की संभावना;
- उच्च गतिशीलता और प्रदर्शन;
- अधिकतम स्थिति सटीकता;
- कम रखरखाव लागत;
- डिवाइस को विस्फोट-सबूत वस्तुओं के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है;
- रोटेशन के समय बड़े ओवरलोड को सहने की क्षमता रखता है;
- उच्च दक्षता, जो 90% से अधिक है;
- स्लाइडिंग इलेक्ट्रॉनिक संपर्क हैं, जो कामकाजी जीवन और सेवा जीवन में काफी वृद्धि करते हैं;
- लंबे समय तक ऑपरेशन के दौरान इलेक्ट्रिक मोटर का ओवरहीटिंग नहीं होना।
खामियां
लाभों की बड़ी संख्या के बावजूद, ब्रश रहित मोटर के संचालन में भी कमियां हैं:
- बल्कि जटिल मोटर नियंत्रण;- अपेक्षाकृतइसके डिजाइन में रोटर के उपयोग के कारण डिवाइस की उच्च कीमत, जिसमें महंगे स्थायी चुंबक हैं।
अनिच्छा मोटर
वाल्व-अनिच्छा मोटर एक उपकरण है जिसमें एक स्विचिंग चुंबकीय प्रतिरोध प्रदान किया जाता है। इसमें, वाइंडिंग के अधिष्ठापन में परिवर्तन के कारण ऊर्जा रूपांतरण होता है, जो दांतेदार चुंबकीय रोटर के चलने पर स्पष्ट स्टेटर दांतों पर स्थित होते हैं। डिवाइस एक इलेक्ट्रिक कनवर्टर से बिजली प्राप्त करता है, जो रोटर की गति के अनुसार बारी-बारी से मोटर वाइंडिंग को सख्ती से स्विच करता है।
स्विच्ड अनिच्छा मोटर एक जटिल जटिल प्रणाली है जिसमें विभिन्न भौतिक प्रकृति के घटक एक साथ काम करते हैं। ऐसे उपकरणों के सफल डिजाइन के लिए मशीन और यांत्रिक डिजाइन के साथ-साथ इलेक्ट्रॉनिक्स, इलेक्ट्रोमैकेनिक्स और माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी का गहन ज्ञान आवश्यक है।
आधुनिक उपकरण एक इलेक्ट्रिक मोटर के रूप में कार्य करता है, जो एक इलेक्ट्रॉनिक कनवर्टर के संयोजन में कार्य करता है, जिसे माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग करके एकीकृत तकनीक द्वारा निर्मित किया जाता है। यह आपको ऊर्जा प्रसंस्करण में सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन के साथ उच्च गुणवत्ता वाला इंजन नियंत्रण करने की अनुमति देता है।
इंजन गुण
ऐसे उपकरणों में उच्च गतिशीलता, उच्च अधिभार क्षमता और सटीक स्थिति होती है। चूंकि कोई गतिमान भाग नहीं हैं,विस्फोटक आक्रामक वातावरण में उनका उपयोग संभव है। ऐसे मोटर्स को ब्रशलेस मोटर्स भी कहा जाता है, कलेक्टर मोटर्स की तुलना में उनका मुख्य लाभ गति है, जो लोडिंग टॉर्क की आपूर्ति वोल्टेज पर निर्भर करता है। साथ ही, एक और महत्वपूर्ण गुण संपर्क स्विच करने वाले अपघर्षक और रगड़ने वाले तत्वों की अनुपस्थिति है, जो डिवाइस के उपयोग के संसाधन को बढ़ाता है।
बीएलडीसी मोटर्स
सभी डीसी मोटर्स को ब्रशलेस कहा जा सकता है। ये डायरेक्ट करंट पर काम करते हैं। रोटर और स्टेटर सर्किट के विद्युत संयोजन के लिए ब्रश असेंबली प्रदान की जाती है। ऐसा हिस्सा सबसे कमजोर होता है और इसे बनाए रखना और मरम्मत करना मुश्किल होता है।
बीएलडीसी मोटर इस प्रकार के सभी सिंक्रोनस उपकरणों के समान सिद्धांत पर काम करता है। यह एक बंद प्रणाली है जिसमें एक पावर सेमीकंडक्टर कनवर्टर, एक रोटर स्थिति सेंसर और एक समन्वयक शामिल है।
एसी एसी मोटर
इन उपकरणों को एसी मेन से बिजली मिलती है। रोटर के रोटेशन की गति और स्टेटर के चुंबकीय बल के पहले हार्मोनिक की गति पूरी तरह से मेल खाती है। इंजन के इस उपप्रकार का उपयोग उच्च शक्तियों पर किया जा सकता है। इस समूह में चरण और प्रतिक्रियाशील वाल्व डिवाइस शामिल हैं। स्टेपिंग उपकरणों की एक विशिष्ट विशेषता इसके संचालन के दौरान रोटर का असतत कोणीय विस्थापन है। वाइंडिंग की बिजली आपूर्ति अर्धचालक घटकों का उपयोग करके बनाई गई है। वाल्व मोटर द्वारा नियंत्रित किया जाता हैरोटर का क्रमिक विस्थापन, जो अपनी शक्ति को एक वाइंडिंग से दूसरी वाइंडिंग में स्विच करता है। इस डिवाइस को सिंगल-, थ्री- और मल्टी-फेज में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से पहले में स्टार्टिंग वाइंडिंग या फेज-शिफ्टिंग सर्किट हो सकता है, साथ ही इसे मैन्युअल रूप से शुरू किया जा सकता है।
सिंक्रोनस मोटर के संचालन का सिद्धांत
वाल्व सिंक्रोनस मोटर रोटर और स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के आधार पर संचालित होती है। योजनाबद्ध रूप से, रोटेशन के दौरान चुंबकीय क्षेत्र को उसी मैग्नेट के प्लसस द्वारा दर्शाया जा सकता है, जो स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र की गति से चलते हैं। रोटर क्षेत्र को एक स्थायी चुंबक के रूप में भी दर्शाया जा सकता है जो स्टेटर क्षेत्र के साथ समकालिक रूप से घूमता है। उपकरण के शाफ्ट पर लागू होने वाले बाहरी टोक़ की अनुपस्थिति में, अक्ष पूरी तरह से मेल खाते हैं। आकर्षण की अभिनय शक्तियाँ ध्रुवों की संपूर्ण धुरी के साथ गुजरती हैं और एक दूसरे की क्षतिपूर्ति कर सकती हैं। उनके बीच का कोण शून्य पर सेट है।
अगर ब्रेकिंग टॉर्क को मशीन के शाफ्ट पर लगाया जाता है, तो रोटर देरी से साइड में चला जाता है। इसके कारण, आकर्षक बलों को उन घटकों में विभाजित किया जाता है जो सकारात्मक संकेतकों की धुरी के साथ निर्देशित होते हैं और ध्रुवों की धुरी के लंबवत होते हैं। यदि एक बाहरी क्षण लागू किया जाता है, जो त्वरण बनाता है, अर्थात, यह शाफ्ट के रोटेशन की दिशा में कार्य करना शुरू कर देता है, तो क्षेत्रों की बातचीत की तस्वीर पूरी तरह से विपरीत में बदल जाएगी। कोणीय विस्थापन की दिशा विपरीत दिशा में बदलने लगती है, और इसके संबंध में स्पर्शरेखा बलों की दिशा बदल जाती है औरविद्युत चुम्बकीय क्षण। इस परिदृश्य में, इंजन एक ब्रेक बन जाता है, और डिवाइस एक जनरेटर के रूप में काम करता है, जो शाफ्ट को आपूर्ति की गई यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। फिर इसे उस नेटवर्क पर रीडायरेक्ट किया जाता है जो स्टेटर को फीड करता है।
जब कोई बाहरी, मुख्य-ध्रुव क्षण एक स्थिति लेना शुरू कर देगा जिसमें स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र के ध्रुवों की धुरी अनुदैर्ध्य के साथ मेल खाएगी। यह प्लेसमेंट स्टेटर में न्यूनतम प्रवाह प्रतिरोध के अनुरूप होगा।
यदि ब्रेकिंग टॉर्क मशीन शाफ्ट पर लगाया जाता है, तो रोटर विचलित हो जाएगा, जबकि स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र विकृत हो जाएगा, क्योंकि प्रवाह कम से कम प्रतिरोध पर बंद हो जाता है। इसे निर्धारित करने के लिए, बल की रेखाओं की आवश्यकता होती है, जिसकी दिशा प्रत्येक बिंदु पर बल की गति के अनुरूप होगी, इसलिए क्षेत्र में परिवर्तन से स्पर्शरेखा संपर्क का आभास होगा।
सिंक्रोनस मोटर्स में इन सभी प्रक्रियाओं पर विचार करने के बाद, हम विभिन्न मशीनों की उत्क्रमणीयता के प्रदर्शन सिद्धांत की पहचान कर सकते हैं, अर्थात किसी भी विद्युत उपकरण की परिवर्तित ऊर्जा की दिशा को विपरीत दिशा में बदलने की क्षमता।
स्थायी चुंबक ब्रशलेस मोटर
स्थायी चुंबक मोटर का उपयोग गंभीर रक्षा और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, क्योंकि इस तरह के उपकरण में एक बड़ा पावर रिजर्व और दक्षता होती है।
इन उपकरणों का उपयोग अक्सर उन उद्योगों में किया जाता है जहां अपेक्षाकृत कम बिजली की खपत होती है औरछोटे आयाम। तकनीकी प्रतिबंधों के बिना, उनके पास कई प्रकार के आयाम हो सकते हैं। इसी समय, बड़े उपकरण पूरी तरह से नए नहीं हैं, वे अक्सर उन कंपनियों द्वारा उत्पादित किए जाते हैं जो इन उपकरणों की सीमा को सीमित करने वाली आर्थिक कठिनाइयों को दूर करने की कोशिश कर रहे हैं। उनके अपने फायदे हैं, जिनमें रोटर के नुकसान और उच्च शक्ति घनत्व के कारण उच्च दक्षता है। ब्रशलेस मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए, आपको एक चर आवृत्ति ड्राइव की आवश्यकता होती है।
लागत-लाभ विश्लेषण से पता चलता है कि स्थायी चुंबक उपकरण अन्य वैकल्पिक तकनीकों की तुलना में कहीं अधिक बेहतर हैं। अक्सर उनका उपयोग सैन्य और रक्षा उद्योगों और अन्य इकाइयों में समुद्री इंजनों के संचालन के लिए भारी शेड्यूल वाले उद्योगों के लिए किया जाता है, जिनकी संख्या लगातार बढ़ रही है।
जेट इंजन
स्विच की गई अनिच्छा मोटर दो-चरण वाइंडिंग का उपयोग करके संचालित होती है जो कि स्टेटर के विपरीत ध्रुवों के आसपास स्थापित होती हैं। बिजली की आपूर्ति ध्रुवों के अनुसार रोटर की ओर बढ़ती है। इस प्रकार, उनका विरोध पूरी तरह से न्यूनतम हो गया है।
हस्तनिर्मित डीसी मोटर रिवर्सिंग ऑपरेशन के लिए अनुकूलित चुंबकत्व के साथ उच्च कुशल ड्राइव गति प्रदान करती है। वोल्टेज आपूर्ति के चरणों को नियंत्रित करने के लिए रोटर के स्थान के बारे में जानकारी का उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह निरंतर और चिकनी टोक़ प्राप्त करने के लिए इष्टतम है।टोक़ और उच्च दक्षता।
जेट इंजन द्वारा उत्पादित संकेतों को अधिष्ठापन के कोणीय असंतृप्त चरण पर आरोपित किया जाता है। न्यूनतम ध्रुव प्रतिरोध पूरी तरह से डिवाइस के अधिकतम अधिष्ठापन से मेल खाता है।
एक सकारात्मक क्षण केवल कोणों पर प्राप्त किया जा सकता है जब संकेतक सकारात्मक हों। कम गति पर, इलेक्ट्रॉनिक्स को उच्च वोल्ट-सेकंड से बचाने के लिए चरण धारा आवश्यक रूप से सीमित होनी चाहिए। रूपांतरण तंत्र को एक प्रतिक्रियाशील ऊर्जा रेखा द्वारा चित्रित किया जा सकता है। शक्ति क्षेत्र उस शक्ति की विशेषता है जो यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। अचानक बंद होने की स्थिति में, स्टेटर पर अतिरिक्त या अवशिष्ट बल वापस आ जाता है। डिवाइस के प्रदर्शन पर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव का न्यूनतम संकेतक समान उपकरणों से इसका मुख्य अंतर है।
