- ఆపరేషన్ సూత్రం మరియు నిర్మాణం
- బ్రష్డ్ DC మోటార్
- బ్రష్‌లెస్ డిసి మోటార్స్
- ప్రయోజనం మరియు అప్రయోజనాలు
- అప్లికేషన్స్
- బ్రష్‌లెస్ మరియు బ్రష్డ్ డిసి మోటార్ల మధ్య ఎంచుకునేటప్పుడు పరిగణించవలసిన అంశాలు
ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు మన జీవితంలో చాలా భాగం అయ్యాయి. ఎలక్ట్రిక్ కార్ల నుండి డ్రోన్లు, రోబోట్లు మరియు ఇతర ఎలక్ట్రానిక్స్ పరికరాల వరకు అన్ని రకాల పరికరాలలో ఇవి కనిపిస్తాయి. సాధారణంగా, ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ అనేది విద్యుత్ శక్తిని యాంత్రిక శక్తిగా మార్చే పరికరం. సారూప్య సూత్రాలపై పనిచేస్తున్నందున వాటిని సాధారణంగా జనరేటర్లకు ఖచ్చితమైన వ్యతిరేకం అని పిలుస్తారు మరియు సిద్ధాంతపరంగా జనరేటర్లుగా మార్చవచ్చు. భ్రమణ కదలిక అవసరమయ్యే పరిస్థితులలో ఇవి తప్పనిసరిగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు అవి ఉపకరణాలు (వైబ్రేషన్ మోటార్లు), రోబోట్లు, వైద్య పరికరాలు, బొమ్మలు మరియు మరెన్నో వాటిలో అనువర్తనాలను కనుగొంటాయి.
ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు వాటి కోసం ఉపయోగించే విద్యుత్ వనరుల ఆధారంగా రెండు విస్తృత వర్గాలుగా వర్గీకరించవచ్చు: ఎసి మోటార్స్ మరియు డిసి మోటార్స్. పేరు సూచించినట్లుగా, ఎసి మోటార్లు ఎసి విద్యుత్ వనరులను (సింగిల్ ఫేజ్ లేదా త్రీ ఫేజ్) ఉపయోగించి సాధారణంగా శక్తితో పనిచేస్తాయి మరియు ఎక్కువగా టార్క్ అవసరమయ్యే పారిశ్రామిక మరియు హెవీ డ్యూటీ అనువర్తనాలలో ఉపయోగిస్తారు. మరోవైపు DC మోటార్లు (ఇవి ఈ రోజు మన దృష్టి) సాధారణంగా చిన్నవి మరియు బ్యాటరీ (లేదా DC మూలాల్లో ప్లగ్ చేయబడినవి) ఆధారిత అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడతాయి, ఇక్కడ AC మోటారులతో పోలిస్తే తక్కువ పని అవసరం. షేవింగ్ క్లిప్పర్స్, పిల్లల కోసం బొమ్మలు, రోబోలు మరియు డ్రోన్‌ల వంటి రోజువారీ పరికరాల నుండి అనేక పరికరాల్లో వారు అనువర్తనాలను కనుగొంటారు.
DC మోటారుల యొక్క అవసరం ఒక అనువర్తనం నుండి మరొక అనువర్తనానికి భిన్నంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఒక అనువర్తనానికి ఎక్కువ టార్క్ అవసరం మరియు వేగాన్ని తగ్గించవచ్చు, మరొకదానికి ఎక్కువ వేగం మరియు తగ్గిన టార్క్ అవసరం కావచ్చు, అందువల్ల DC మోటార్లు కొన్నిసార్లు దీని ఆధారంగా అమ్మకందారులచే వర్గీకరించబడతాయి. ఏదేమైనా, DC మోటార్లు మూడు వేర్వేరు వర్గాలు లేదా రకాలుగా వర్గీకరించబడతాయి;
- బ్రష్డ్ DC మోటార్
- బ్రష్‌లెస్ డిసి మోటార్స్
- సర్వో మోటార్స్.
నేటి ఆర్టికల్ కోసం, మా దృష్టి బ్రష్‌లెస్ మరియు బ్రష్డ్ DC మోటారులపై ఉంటుంది, ఎందుకంటే కార్యకలాపాల సూత్రం, నిర్మాణం, అనువర్తనాలు, ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు వంటి వాటి మధ్య వ్యత్యాసాన్ని పరిశీలిస్తాము. మూడవ రకం కోసం, మీరు సర్వో మోటార్ యొక్క వివరణాత్మక వ్యాసం ద్వారా వెళ్ళవచ్చు.
ఆపరేషన్ సూత్రం మరియు నిర్మాణం
అన్ని మోటారుల ఆపరేషన్ సాధారణంగా రెండు సూత్రాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది ; ఆంపియర్స్ చట్టం మరియు ఫెరడే యొక్క చట్టం. మొదటి సూత్రం ఒక అయస్కాంత క్షేత్రం లో ఉంచుతారు ఒక విద్యుత్ వాహకం ఒక శక్తి సాధించగలదు అని వాహకం ద్వారా ప్రవహించే ఏ ప్రస్తుత ఆ క్షేత్రములో లంబ కోణాలు వద్ద ఒక భాగం ఉంది ఉంటే. రెండవ సూత్రం ఒక కండక్టర్ ఒక అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా కదులుతుంది ఉంటే, అప్పుడు ఆ క్షేత్రములో మోషన్ లంబంగా ఏ భాగం ఒక సంభావ్య భేదం ఉత్పత్తి చేసే సూత్రధార చివరల మధ్య.
ఈ చట్టాల ఆధారంగా, ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు రెండు ప్రధాన భాగాలను కలిగి ఉంటాయి; శాశ్వత అయస్కాంతం మరియు కండక్టర్ల సమూహం కాయిల్‌లో గాయపడుతుంది. కాయిల్‌కు విద్యుత్తును వర్తింపజేయడం ద్వారా ఇది అయస్కాంతంగా మారుతుంది మరియు అయస్కాంతాలు ధ్రువాల మాదిరిగా తిప్పికొట్టడం మరియు ధ్రువాల మాదిరిగా ఆకర్షించడం అనే వాస్తవం ఆధారంగా, భ్రమణ కదలిక సాధించబడుతుంది.
బ్రష్డ్ DC మోటార్
బ్రష్ చేసిన DC మోటారు ప్రారంభ మరియు సరళమైన మోటారులలో ఒకటిగా పిలువబడుతుంది, ఎందుకంటే ఇది పైన వివరించిన చట్టాలను సరళమైన పద్ధతిలో అమలు చేస్తుంది. బ్రష్ చేసిన DC మోటారు నిర్మాణం క్రింద ఉన్న చిత్రంలో వివరించినట్లుగా, శాశ్వత అయస్కాంతం మరియు కదిలే ఆర్మేచర్ (రోటర్) తో తయారు చేయబడిన స్థిరమైన స్టేటర్‌ను కలిగి ఉంటుంది, వీటిలో కమ్యుటేటర్, బ్రష్లు మరియు స్ప్లిట్ రింగ్ వంటి భాగాలు మోటారు చుట్టూ ఉంచబడతాయి షాఫ్ట్.
మోటారుకు విద్యుత్తు సరఫరా చేయబడినప్పుడు (బ్యాటరీ ద్వారా లేదా ఎసి నుండి డిసికి ప్లగ్ ఇన్ సోర్స్), మోటారు షాఫ్ట్ యొక్క వ్యతిరేక వైపులా ఉండే బ్రష్‌ల ద్వారా విద్యుత్తు మూలం నుండి ఆర్మేచర్ వరకు ప్రవహిస్తుంది. బ్రష్లు (దీని రూపకల్పనలో మోటారు పేరు వెనుక ఒక ప్రధాన అంశం), కమ్యుటేటర్‌తో శారీరక సంబంధం ద్వారా ఆర్మేచర్‌కు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని బదిలీ చేస్తుంది. ఆర్మేచర్ (వైర్ కాయిల్) శక్తివంతం అయిన వెంటనే, అది ఒక అయస్కాంతంలా ప్రవర్తించడం ప్రారంభిస్తుంది మరియు ఆ సమయంలో దాని ధ్రువాలు స్టేటర్‌ను తయారుచేసే శాశ్వత అయస్కాంతం యొక్క ధ్రువాలను తిప్పికొట్టడం ప్రారంభిస్తాయి. ధ్రువాలు తిప్పికొట్టేటప్పుడు, ఆర్మేచర్ జతచేయబడిన మోటారు షాఫ్ట్ ఆర్మేచర్ చుట్టూ ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం మీద ఆధారపడి ఉండే వేగం మరియు టార్క్ తో తిరగడం ప్రారంభిస్తుంది.
అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం సాధారణంగా బ్రష్‌ల వద్ద వర్తించే వోల్టేజ్ యొక్క పని మరియు స్టేటర్ కోసం ఉపయోగించే శాశ్వత అయస్కాంతం యొక్క బలం.
బ్రష్‌లెస్ డిసి మోటార్స్
వారు విద్యుదయస్కాంతత్వం యొక్క అదే సూత్రాన్ని ఉపయోగిస్తున్నప్పటికీ, మరోవైపు బ్రష్ లేని మోటార్లు మరింత క్లిష్టంగా ఉంటాయి. అవి బ్రష్డ్ డిసి మోటారుల సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపర్చడానికి చేసిన ప్రయత్నాల యొక్క ప్రత్యక్ష ఫలితం మరియు ప్రయాణానికి బ్రష్‌ల వాడకాన్ని అవలంబించని మోటార్లుగా వర్ణించవచ్చు. ఏదేమైనా, ఆ వివరణ యొక్క సరళమైన స్వభావం మోటారు ఎలా శక్తిని పొందుతుంది మరియు బ్రష్లు లేకుండా కదలిక ఎలా సాధించబడుతుందనే ప్రశ్నలకు దారి తీస్తుంది, నేను వివరించడానికి ప్రయత్నిస్తాను.
బ్రష్ చేసిన మోటారుల నిర్మాణానికి విరుద్ధంగా, బ్రష్ లేని మోటారులలో విషయాలు చుట్టూ తిప్పబడతాయి. బ్రష్ చేసిన మోటారు విషయంలో, స్టేటర్ లోపల తిరిగే ఆర్మేచర్ బ్రష్ లేని మోటారులలో స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు బ్రష్డ్ మోటారులలో స్థిరంగా ఉండే శాశ్వత అయస్కాంతం బ్రష్ లేని మోటారులో రోటర్‌గా పనిచేస్తుంది. సరళంగా చెప్పాలంటే, బ్రష్ లేని DC మోటారుల యొక్క స్టేటర్ కాయిల్స్‌తో తయారవుతుంది, అయితే దాని రోటర్ (మోటారు షాఫ్ట్ జతచేయబడినది) శాశ్వత అయస్కాంతంతో రూపొందించబడింది.
బ్రష్ లేని మోటారు ఆర్మేచర్‌కు శక్తినిచ్చే బ్రష్‌ల వాడకాన్ని తొలగిస్తుంది కాబట్టి, స్విచ్చింగ్ (కమ్యుటేషన్) మరింత క్లిష్టంగా మారుతుంది మరియు కదలికను సాధించడానికి అదనపు ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను (ఆప్టికల్ ఎన్‌కోడర్ వంటి ప్రయాణించే భాగం ద్వారా ప్రేరేపించబడిన యాంప్లిఫైయర్ వంటిది) ఉపయోగించి ఎలక్ట్రానిక్‌గా నిర్వహిస్తారు.. బ్రష్‌లెస్ DC మోటారుల కోసం మార్పిడి అల్గోరిథంలను రెండుగా విభజించవచ్చు; సెన్సార్-ఆధారిత మరియు తెలివిలేని మార్పిడి.
సెన్సార్-ఆధారిత మార్పిడిలో, రోటర్ స్థానాన్ని అంచనా వేయడంలో సహాయపడటానికి కంట్రోల్ సర్క్యూట్రీకి అభిప్రాయాన్ని అందించడానికి సెన్సార్లు (ఉదా. హాల్ సెన్సార్) మోటారు యొక్క స్తంభాల వెంట ఉంచబడతాయి. సెన్సార్-ఆధారిత మార్పిడి కోసం మూడు ప్రసిద్ధ అల్గోరిథంలు ఉపయోగించబడుతున్నాయి;
- ట్రాపెజోయిడల్ మార్పిడి
- సైనూసోయిడల్ మార్పిడి
- వెక్టర్ (లేదా ఫీల్డ్-ఓరియెంటెడ్) నియంత్రణ.
ఈ నియంత్రణ అల్గోరిథం ప్రతి దాని లాభాలు మరియు నష్టాలను కలిగి ఉంది మరియు అవసరమైన మార్పులు చేయడానికి సాఫ్ట్‌వేర్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ హార్డ్‌వేర్ రూపకల్పనను బట్టి అల్గోరిథంలను వివిధ మార్గాల్లో అమలు చేయవచ్చు.
మరోవైపు సెన్సార్లెస్ కమ్యుటేషన్‌లో, మోటార్లు లోపల సెన్సార్లను ఉంచడానికి బదులుగా, రోటర్ స్థానాన్ని అంచనా వేయడానికి కంట్రోల్ సర్క్యూట్రీ వెనుక EMF ను కొలవడానికి రూపొందించబడింది.
ఈ అల్గోరిథం చాలా చక్కగా పనిచేస్తుంది మరియు హాల్ సెన్సార్ల ఖర్చు తొలగించబడినందున తక్కువ ఖర్చుతో ఉంటుంది, అయితే సెన్సార్ ఆధారిత అల్గారిథమ్‌లతో పోలిస్తే దీని అమలు చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది.
ప్రయోజనం మరియు అప్రయోజనాలు
బ్రష్ చేసిన DC మోటారులలో, బ్రష్లు తిరిగే కమ్యుటేటర్‌తో నిరంతరం సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. ఇది గణనీయమైన స్థాయిలో ఘర్షణకు దారితీస్తుంది మరియు ఇది వేడికి శక్తిని కోల్పోవటానికి మరియు బ్రష్లు క్రమంగా ధరించడానికి దారితీస్తుంది. అందువల్ల, బ్రష్డ్ DC మోటార్లు తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు ఆవర్తన నిర్వహణ అవసరం. ఇది చాలా ఘర్షణను సృష్టిస్తుంది, మరియు ఘర్షణ వేడి (శక్తి నష్టం) కు సమానం మరియు ధరించడం మరియు కన్నీటి. మరోవైపు బ్రష్‌లెస్ DC తప్పనిసరిగా ఘర్షణ లేనిది మరియు అందువల్ల అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, సున్నా నిర్వహణ అవసరం మరియు బ్రష్ చేసిన DC మోటార్లు కంటే ఎక్కువసేపు ఉంటుంది.
అయినప్పటికీ, బ్రష్ లేని DC మోటార్లు వాటి రూపకల్పన యొక్క సాధారణ స్వభావం కారణంగా వారి బ్రష్ లేని ప్రతిరూపాలతో పోలిస్తే చాలా చౌకగా ఉంటాయి. మరోవైపు బ్రష్‌లెస్ డిసి మోటార్లు వాటి సంక్లిష్ట రూపకల్పన మరియు వాటిని నడపడానికి అవసరమైన అదనపు ఎలక్ట్రానిక్స్ భాగాల (కంట్రోలర్లు) అదనపు ఖర్చు కారణంగా చాలా ఖరీదైనవి.
అప్లికేషన్స్
ఈ రోజుల్లో బ్రష్‌లెస్ డిసి మోటార్లు మరింత ప్రాచుర్యం పొందాయి, బ్రష్డ్ డిసి మోటార్లు ఇప్పటికీ రోజువారీ గృహోపకరణాలు, పిల్లల బొమ్మలు మరియు పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడుతున్నాయి, ఎందుకంటే టార్క్ నిష్పత్తికి వారి వేగం వైవిధ్యంగా ఉంటుంది. తక్కువ ఖర్చుతో, మోటారుల ముందు హోస్ట్ పరికరం విఫలం అయ్యే అనువర్తనాల్లో ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.
మరోవైపు బ్రష్‌లెస్ డిసి మోటార్లు వైద్య పరికరాలు, రోబోట్లు మరియు డ్రోన్‌ల నుండి ఎలక్ట్రిక్ కార్లు, పవర్ టూల్స్ మొదలైన అన్ని రకాల పరికరాల్లో అనువర్తనాలను కనుగొన్నాయి. ఇవి తప్పనిసరిగా అధిక సామర్థ్యం, దీర్ఘాయువు అవసరమయ్యే అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి మరియు ఖర్చుతో కూడుకున్నవి.
బ్రష్‌లెస్ మరియు బ్రష్డ్ డిసి మోటార్ల మధ్య ఎంచుకునేటప్పుడు పరిగణించవలసిన అంశాలు
మీ అప్లికేషన్ కోసం వేగం, టార్క్, పవర్ రేటింగ్ మరియు ఇతర ప్రాథమిక అవసరాలు పక్కన పెడితే, మీ అప్లికేషన్ కోసం మోటారు రకంపై నిర్ణయం తీసుకునేటప్పుడు కూడా పరిగణించటం మంచిది అని నేను భావిస్తున్నాను.
- డ్యూటీ సైకిల్ / సర్వీస్ లైఫ్
- సమర్థత
- నియంత్రణ / యాక్చుయేషన్
- ధర
డ్యూటీ సైకిల్ / సర్వీస్ లైఫ్
సేవా జీవితం విఫలమయ్యే ముందు మోటారు ఎంతసేపు పనిచేయాలి మరియు ఏ విధి చక్రంలో వివరిస్తుంది. ఇది చాలా ముఖ్యం ఎందుకంటే బ్రష్లు మరియు కమ్యుటేటర్ మధ్య ఘర్షణ కారణంగా ముందు చెప్పినట్లుగా బ్రష్ చేసిన DC మోటారు ధరించే అవకాశం ఉంది. అందువల్ల అప్లికేషన్ అనేది మోటారు సేవా జీవితమంతా పనిచేస్తుందని లేదా బ్రష్ చేసిన డిసి మోటార్లు ఉపయోగించాలంటే మోటారుకు సేవలను సాధారణ మరియు చవకైనదిగా భావించే ఒక అనువర్తనం అని నిర్ధారించడం చాలా ముఖ్యం. దీనికి మంచి ఉదాహరణ పిల్లల బొమ్మలలో ఉంది, ఇక్కడ బొమ్మలు సాధారణంగా మోటారు ధరించే ముందు విసిరివేయబడతాయి లేదా దెబ్బతింటాయి. సుదీర్ఘ సేవా జీవితం మరియు మోటారుకు సేవలు అందించే అనువర్తనాల్లో ఆచరణీయమైన ఎంపిక కాదు, బ్రష్ లేని DC మోటార్లు సాధారణంగా తెలివైన ఎంపిక.
సమర్థత
సాధారణంగా, బ్రష్ లేని DC మోటార్లు బ్రష్ చేసిన DC మోటారులతో పోలిస్తే ఎక్కువ మొత్తం సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కాని సమానమైన బ్రష్‌లెస్ మోటారులతో పోల్చితే ఐరన్-తక్కువ కోర్ బ్రష్డ్ మోటార్లు ఉన్నతమైన సామర్థ్యంతో ఉన్నాయి. ఏదేమైనా, నిర్ణయం తీసుకునే ముందు మొత్తం అవసరమైన సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడం మరియు ప్రతి మోటారుతో పోల్చడం చాలా ముఖ్యం. సామర్థ్యం నిర్ణయించే కారకంగా ఉన్న చాలా సందర్భాలలో, బ్రష్ లేని DC మోటార్లు సాధారణంగా గెలుస్తాయి.
నియంత్రణ / యాక్చుయేషన్
బ్రష్‌లెస్ డిసి మోటారుల వాడకం విషయానికి వస్తే ఇది సాధారణంగా పెద్ద ఎదురుదెబ్బలలో ఒకటి. కంట్రోలర్లు మొదలైన అదనపు అవసరాలు, బ్రష్ చేసిన DC మోటారులతో పోలిస్తే యాక్చుయేషన్‌ను మరింత క్లిష్టంగా చేస్తుంది, ఇది బ్యాటరీని దాని టెర్మినల్‌లలో కనెక్ట్ చేసేటప్పుడు చిన్నవిగా శక్తినిచ్చే / యాక్చువేటెడ్ పద్ధతులను కలిగి ఉంటుంది. ప్రాజెక్ట్ కోసం బ్రష్ లేని DC మోటారును ఉపయోగించడంలో సంక్లిష్టత ఎంతవరకు ఉందో మీరు నిర్ధారించుకోవాలి మరియు కంట్రోలర్లు వంటి సహాయక ఎలక్ట్రానిక్స్ తక్షణమే అందుబాటులో ఉన్నాయి. బ్రష్ చేసిన DC మోటార్లు యొక్క సరళతతో సంబంధం లేకుండా, అవి కొన్నిసార్లు అధిక ఖచ్చితత్వ అనువర్తనాలకు తగినవి కావు. బ్రష్డ్ డిసి మోటారును ఆర్డునో వంటి కంట్రోలర్‌కు సులభంగా కనెక్ట్ చేయగలిగినప్పటికీ, బిఎల్‌డిసిని ఆర్డునో యునోతో అనుసంధానించడం చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది, అయితే ఇఎస్‌సి (ఎలక్ట్రానిక్ స్పీడ్ కంట్రోలర్) మైక్రోకంట్రోలర్‌తో BLDC ని ఇంటర్‌ఫేస్ చేయడం సులభం చేస్తుంది.
ధర
బ్రష్ లేని DC మోటారుల రూపకల్పన యొక్క సంక్లిష్టత బ్రష్ చేసిన DC మోటారులతో పోల్చినప్పుడు వాటిని నిజంగా ఖరీదైనదిగా చేస్తుంది. బ్రష్ లేని DC మోటారుల కోసం వెళ్ళే ముందు అదనపు ఖర్చులు ప్రాజెక్ట్ కోసం సరసమైన పరిమితుల్లో ఉన్నాయని నిర్ధారించుకోండి. నిర్ణయం తీసుకునే ముందు BLDC ల వాడకానికి అవసరమైన ఇతర ఉపకరణాల ధరను కూడా పరిగణించండి.