മെക്കാനിക്കൽ ജോലികൾ നിർവഹിക്കുന്നതിന് ഇലക്ട്രിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിനുള്ള വെല്ലുവിളി എഞ്ചിനീയർമാർ അഭിമുഖീകരിക്കുമ്പോൾ, വൈദ്യുത സിഗ്നലുകൾ എങ്ങനെ ഊർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്ന് അവർ ചിന്തിച്ചേക്കാം. അതിനാൽ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളെ ചലനമാക്കി മാറ്റുന്ന ഉപകരണങ്ങളിൽ ആക്യുവേറ്ററുകളും മോട്ടോറുകളും ഉൾപ്പെടുന്നു. മോട്ടോറുകൾ വൈദ്യുതോർജ്ജം മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജത്തിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നു.

ഏറ്റവും ലളിതമായ തരം മോട്ടോർ ബ്രഷ് ചെയ്ത ഡിസി മോട്ടോർ ആണ്. ഇത്തരത്തിലുള്ള മോട്ടോറിൽ, ഒരു നിശ്ചിത കാന്തികക്ഷേത്രത്തിനുള്ളിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്ന കോയിലുകളിലൂടെ വൈദ്യുത പ്രവാഹം കടന്നുപോകുന്നു. വൈദ്യുതധാര കോയിലുകളിൽ കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു; ഇത് കോയിൽ അസംബ്ലി കറങ്ങാൻ കാരണമാകുന്നു, കാരണം ഓരോ കോയിലും സമാനമായ ധ്രുവത്തിൽ നിന്ന് തള്ളപ്പെടുകയും സ്ഥിരമായ ഫീൽഡിൻ്റെ ധ്രുവത്തിലേക്ക് വലിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഭ്രമണം നിലനിർത്തുന്നതിന്, കറൻ്റ് തുടർച്ചയായി റിവേഴ്സ് ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ് - അങ്ങനെ കോയിൽ ധ്രുവങ്ങൾ തുടർച്ചയായി ഫ്ലിപ്പ് ചെയ്യും, ഇത് സ്ഥിരമായ ധ്രുവങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി കോയിലുകൾ "ചാസിംഗ്" തുടരുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. കറങ്ങുന്ന കമ്മ്യൂട്ടേറ്ററുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന സ്ഥിരമായ ചാലക ബ്രഷുകളിലൂടെയാണ് കോയിലുകളിലേക്ക് വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യുന്നത്; കമ്മ്യൂട്ടേറ്ററിൻ്റെ ഭ്രമണമാണ് കോയിലുകളിലൂടെ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിൻ്റെ വിപരീതത്തിന് കാരണമാകുന്നത്. ബ്രഷ് ചെയ്ത ഡിസി മോട്ടോറിനെ മറ്റ് മോട്ടോർ തരങ്ങളിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ് കമ്മ്യൂട്ടേറ്ററും ബ്രഷുകളും. ചിത്രം 1 ബ്രഷ് ചെയ്ത മോട്ടറിൻ്റെ പൊതു തത്വം വ്യക്തമാക്കുന്നു.

ചിത്രം 1: ബ്രഷ് ചെയ്ത DC മോട്ടോറിൻ്റെ പ്രവർത്തനം.

സ്ഥിരമായ ബ്രഷുകൾ കറങ്ങുന്ന കമ്മ്യൂട്ടേറ്ററിലേക്ക് വൈദ്യുതോർജ്ജം നൽകുന്നു. കമ്മ്യൂട്ടേറ്റർ കറങ്ങുമ്പോൾ, അത് കോയിലുകളിലേക്ക് വൈദ്യുതധാരയുടെ ദിശ തുടർച്ചയായി ഫ്ലിപ്പുചെയ്യുന്നു, ഇത് കോയിൽ ധ്രുവങ്ങളെ വിപരീതമാക്കുന്നു, അങ്ങനെ കോയിലുകൾ വലത്തോട്ട് ഭ്രമണം നിലനിർത്തുന്നു. കോയിലുകൾ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന റോട്ടറിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ കമ്മ്യൂട്ടേറ്റർ കറങ്ങുന്നു.

അവരുടെ പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ, ബ്രഷ് ഇല്ലാത്ത ഡിസി മോട്ടോറുകൾ ബ്രഷുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല. ബ്രഷ് ചെയ്ത മോട്ടോറുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, ബ്രഷുകൾ കമ്മ്യൂട്ടേറ്ററിലൂടെ കറൻ്റ് റോട്ടറിലെ കോയിലുകളിലേക്ക് എത്തിക്കുന്നു. അപ്പോൾ എങ്ങനെയാണ് ബ്രഷ് ഇല്ലാത്ത മോട്ടോർ റോട്ടർ കോയിലുകളിലേക്ക് കറൻ്റ് കടത്തിവിടുന്നത്? അത് ഇല്ല-കാരണം കോയിലുകൾ റോട്ടറിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നില്ല. പകരം, റോട്ടർ ഒരു സ്ഥിരമായ കാന്തം ആണ്; കോയിലുകൾ കറങ്ങുന്നില്ല, പകരം സ്റ്റേറ്ററിൽ ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. കോയിലുകൾ നീങ്ങാത്തതിനാൽ, ബ്രഷുകളുടെയും കമ്മ്യൂട്ടേറ്ററിൻ്റെയും ആവശ്യമില്ല. (ചിത്രം 3 കാണുക.)

ബ്രഷ് ചെയ്ത മോട്ടോർ ഉപയോഗിച്ച്, റോട്ടറിലെ കോയിലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ ഭ്രമണം കൈവരിക്കാനാകും, അതേസമയം നിശ്ചലമായ കാന്തങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം സ്ഥിരമായി തുടരുന്നു. ഭ്രമണ വേഗത മാറ്റാൻ, നിങ്ങൾ കോയിലുകൾക്കുള്ള വോൾട്ടേജ് മാറ്റുന്നു. ഒരു BLDC മോട്ടോർ ഉപയോഗിച്ച്, അത് കറങ്ങുന്ന സ്ഥിരമായ കാന്തം ആണ്; ചുറ്റുമുള്ള സ്റ്റേഷണറി കോയിലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളുടെ ദിശ മാറ്റുന്നതിലൂടെയാണ് ഭ്രമണം കൈവരിക്കുന്നത്. ഭ്രമണം നിയന്ത്രിക്കാൻ, നിങ്ങൾ ഈ കോയിലുകളിലേക്ക് വൈദ്യുതധാരയുടെ അളവും ദിശയും ക്രമീകരിക്കുന്നു.

റോട്ടർ ഒരു സ്ഥിര കാന്തമായതിനാൽ, അതിന് കറൻ്റ് ആവശ്യമില്ല, ബ്രഷുകളുടെയും കമ്മ്യൂട്ടേറ്ററിൻ്റെയും ആവശ്യകത ഇല്ലാതാക്കുന്നു. നിശ്ചിത കോയിലുകളിലേക്കുള്ള വൈദ്യുത പ്രവാഹം പുറത്ത് നിന്ന് നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.

സ്റ്റേറ്ററിൽ മൂന്ന് കോയിലുകളുള്ള ഒരു BLDC മോട്ടോറിന് ഈ കോയിലുകളിൽ നിന്ന് ആറ് വൈദ്യുത വയറുകൾ (ഓരോ കോയിലിനും രണ്ട്) ഉണ്ടായിരിക്കും. മിക്ക നിർവ്വഹണങ്ങളിലും ഈ വയറുകളിൽ മൂന്നെണ്ണം ആന്തരികമായി ബന്ധിപ്പിക്കും, ശേഷിക്കുന്ന മൂന്ന് വയറുകൾ മോട്ടോർ ബോഡിയിൽ നിന്ന് നീളുന്നു (നേരത്തെ വിവരിച്ച ബ്രഷ്ഡ് മോട്ടോറിൽ നിന്ന് നീളുന്ന രണ്ട് വയറുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി). BLDC മോട്ടോർ കെയ്‌സിലെ വയറിംഗ് പവർ സെല്ലിൻ്റെ പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ടെർമിനലുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനേക്കാൾ സങ്കീർണ്ണമാണ്; ഈ സീരീസിൻ്റെ രണ്ടാം സെഷനിൽ ഈ മോട്ടോറുകൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾ കൂടുതൽ സൂക്ഷ്മമായി പരിശോധിക്കും. ചുവടെ, BLDC മോട്ടോറുകളുടെ ഗുണങ്ങൾ പരിശോധിച്ചുകൊണ്ട് ഞങ്ങൾ അവസാനിപ്പിക്കുന്നു.

ഒരു വലിയ നേട്ടം കാര്യക്ഷമതയാണ്, കാരണം ഈ മോട്ടോറുകൾക്ക് പരമാവധി ഭ്രമണബലത്തിൽ (ടോർക്ക്) തുടർച്ചയായി നിയന്ത്രിക്കാനാകും. ബ്രഷ് ചെയ്ത മോട്ടോറുകൾ, വിപരീതമായി, ഭ്രമണത്തിലെ ചില പോയിൻ്റുകളിൽ മാത്രം പരമാവധി ടോർക്ക് എത്തുന്നു. ബ്രഷ് ചെയ്ത മോട്ടോറിന് ബ്രഷ്‌ലെസ് മോഡലിൻ്റെ അതേ ടോർക്ക് നൽകാൻ, അതിന് വലിയ കാന്തങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതുകൊണ്ടാണ് ചെറിയ BLDC മോട്ടോറുകൾക്ക് പോലും ഗണ്യമായ പവർ നൽകാൻ കഴിയുന്നത്.

രണ്ടാമത്തെ വലിയ നേട്ടം-ആദ്യത്തേതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടത്-നിയന്ത്രണക്ഷമതയാണ്. ആവശ്യമുള്ള ടോർക്കും റൊട്ടേഷൻ വേഗതയും കൃത്യമായി നൽകുന്നതിന് ഫീഡ്ബാക്ക് മെക്കാനിസങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് BLDC മോട്ടോറുകൾ നിയന്ത്രിക്കാനാകും. കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും താപ ഉൽപാദനവും കുറയ്ക്കുന്നു, കൂടാതെ മോട്ടോറുകൾ ബാറ്ററിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സന്ദർഭങ്ങളിൽ ബാറ്ററിയുടെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

BLDC മോട്ടോറുകൾ ഉയർന്ന ഡ്യൂറബിളിറ്റിയും കുറഞ്ഞ വൈദ്യുത ശബ്ദ ഉൽപ്പാദനവും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ബ്രഷുകളുടെ അഭാവത്തിന് നന്ദി. ബ്രഷ് ചെയ്‌ത മോട്ടോറുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, തുടർച്ചയായ ചലിക്കുന്ന സമ്പർക്കത്തിൻ്റെ ഫലമായി ബ്രഷുകളും കമ്മ്യൂട്ടേറ്ററും ക്ഷയിക്കുന്നു, കൂടാതെ കോൺടാക്റ്റ് ഉണ്ടാക്കുന്നിടത്ത് സ്പാർക്കുകൾ ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വൈദ്യുത ശബ്‌ദം, പ്രത്യേകിച്ച്, കമ്മ്യൂട്ടേറ്ററിലെ വിടവുകളിലൂടെ ബ്രഷുകൾ കടന്നുപോകുന്ന സ്ഥലങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്ന ശക്തമായ തീപ്പൊരികളുടെ ഫലമാണ്. അതുകൊണ്ടാണ് വൈദ്യുത ശബ്‌ദം ഒഴിവാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമായ പ്രയോഗങ്ങളിൽ BLDC മോട്ടോറുകൾ പലപ്പോഴും അഭികാമ്യമായി കണക്കാക്കുന്നത്.

BLDC മോട്ടോറുകൾ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും നിയന്ത്രണവും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നുവെന്നും അവയ്ക്ക് ദീർഘമായ പ്രവർത്തന ജീവിതമുണ്ടെന്നും ഞങ്ങൾ കണ്ടു. അപ്പോൾ അവ എന്തിനുവേണ്ടിയാണ് നല്ലത്? അവയുടെ കാര്യക്ഷമതയും ദീർഘായുസ്സും കാരണം, തുടർച്ചയായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളിൽ അവ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. വാഷിംഗ് മെഷീനുകൾ, എയർ കണ്ടീഷണറുകൾ, മറ്റ് ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്സ് എന്നിവയിൽ അവ വളരെക്കാലമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു; അടുത്തിടെ, അവർ ആരാധകരിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു, അവിടെ അവരുടെ ഉയർന്ന ദക്ഷത വൈദ്യുതി ഉപഭോഗത്തിൽ ഗണ്യമായ കുറവുണ്ടാക്കി.

വാക്വം മെഷീനുകൾ ഓടിക്കാനും അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരു സാഹചര്യത്തിൽ, കൺട്രോൾ പ്രോഗ്രാമിലെ മാറ്റം ഭ്രമണ വേഗതയിൽ വലിയ കുതിച്ചുചാട്ടത്തിന് കാരണമായി - ഈ മോട്ടോറുകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന അതിമനോഹരമായ നിയന്ത്രണത്തിൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണം.

ഹാർഡ് ഡിസ്ക് ഡ്രൈവുകൾ സ്പിൻ ചെയ്യാനും BLDC മോട്ടോറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവിടെ അവയുടെ ഡ്യൂറബിലിറ്റി ഡ്രൈവുകളെ ദീർഘകാലത്തേക്ക് ആശ്രയിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അതേസമയം അവയുടെ ശക്തി കാര്യക്ഷമത കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമുള്ള ഒരു പ്രദേശത്ത് ഊർജ്ജം കുറയ്ക്കുന്നതിന് സഹായിക്കുന്നു.

ഭാവിയിൽ വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ BLDC മോട്ടോറുകൾ ഉപയോഗിക്കുമെന്ന് നമുക്ക് പ്രതീക്ഷിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, സേവന റോബോട്ടുകളെ ഓടിക്കാൻ അവ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെട്ടേക്കാം-നിർമ്മാണം ഒഴികെയുള്ള മേഖലകളിൽ സേവനങ്ങൾ നൽകുന്ന ചെറിയ റോബോട്ടുകൾ. പൊസിഷനിംഗ് കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ പൾസുകൾ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഇത്തരത്തിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനിൽ സ്റ്റെപ്പർ മോട്ടോറുകൾ കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണെന്ന് ഒരാൾ ചിന്തിച്ചേക്കാം. എന്നാൽ ബലം നിയന്ത്രിക്കാൻ BLDC മോട്ടോറുകൾ കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണ്. ഒരു സ്റ്റെപ്പർ മോട്ടോർ ഉപയോഗിച്ച്, റോബോട്ട് ആം പോലുള്ള ഒരു ഘടനയുടെ സ്ഥാനം പിടിക്കുന്നതിന് താരതമ്യേന വലുതും തുടർച്ചയായതുമായ വൈദ്യുതധാര ആവശ്യമാണ്. ഒരു BLDC മോട്ടോറിനൊപ്പം, ആവശ്യമായതെല്ലാം ബാഹ്യബലത്തിന് ആനുപാതികമായ ഒരു വൈദ്യുതധാരയാണ്-കൂടുതൽ ഊർജ്ജ-കാര്യക്ഷമമായ നിയന്ത്രണം അനുവദിക്കുന്നു. ഗോൾഫ് കാർട്ടുകളിലും മൊബിലിറ്റി കാർട്ടുകളിലും ലളിതമായ ബ്രഷ് ചെയ്ത ഡിസി മോട്ടോറുകൾക്ക് പകരം BLDC മോട്ടോറുകൾ വന്നേക്കാം. അവരുടെ മികച്ച കാര്യക്ഷമതയ്‌ക്ക് പുറമേ, BLDC മോട്ടോറുകൾക്ക് കൂടുതൽ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം നൽകാനും കഴിയും-അത് ബാറ്ററിയുടെ ആയുസ്സ് കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കും.

BLDC മോട്ടോറുകളും ഡ്രോണുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം നൽകാനുള്ള അവരുടെ കഴിവ് അവയെ മൾട്ടിറോട്ടർ ഡ്രോണുകൾക്ക് യോജിച്ചതാക്കുന്നു, അവിടെ ഓരോ റോട്ടറിൻ്റെയും ഭ്രമണ വേഗത കൃത്യമായി നിയന്ത്രിച്ചുകൊണ്ട് ഡ്രോണിൻ്റെ മനോഭാവം നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.

ഈ സെഷനിൽ, BLDC മോട്ടോറുകൾ എങ്ങനെയാണ് മികച്ച കാര്യക്ഷമതയും നിയന്ത്രണവും ദീർഘായുസ്സും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നതെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടു. എന്നാൽ ഈ മോട്ടോറുകളുടെ സാധ്യതകൾ പൂർണ്ണമായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നതിന് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വവും ശരിയായതുമായ നിയന്ത്രണം അത്യാവശ്യമാണ്. ഞങ്ങളുടെ അടുത്ത സെഷനിൽ, ഈ മോട്ടോറുകൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾ നോക്കും.