ఇంజనీర్లు మెకానికల్ పనులను చేయడానికి ఎలక్ట్రికల్ పరికరాలను రూపొందించే సవాలును ఎదుర్కొన్నప్పుడు, వారు విద్యుత్ సంకేతాలు శక్తిగా ఎలా మారతాయో ఆలోచించవచ్చు. కాబట్టి ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌లను మోషన్‌గా మార్చే పరికరాలలో యాక్యుయేటర్లు మరియు మోటార్లు ఉన్నాయి. మోటార్లు విద్యుత్ శక్తిని యాంత్రిక శక్తికి మార్పిడి చేస్తాయి.

మోటారు యొక్క సరళమైన రకం బ్రష్డ్ DC మోటార్. ఈ రకమైన మోటారులో, విద్యుత్ ప్రవాహం స్థిరమైన అయస్కాంత క్షేత్రంలో అమర్చబడిన కాయిల్స్ ద్వారా పంపబడుతుంది. కరెంట్ కాయిల్స్‌లో అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది; ఇది కాయిల్ అసెంబ్లీని తిప్పడానికి కారణమవుతుంది, ఎందుకంటే ప్రతి కాయిల్ లైక్ పోల్ నుండి దూరంగా నెట్టివేయబడుతుంది మరియు స్థిర క్షేత్రం యొక్క పోల్ వలె కాకుండా లాగబడుతుంది. భ్రమణాన్ని కొనసాగించడానికి, కరెంట్‌ను నిరంతరం రివర్స్ చేయడం అవసరం-తద్వారా కాయిల్ ధ్రువణాలు నిరంతరం ఫ్లిప్ అవుతాయి, దీని వలన కాయిల్స్ స్థిర స్తంభాల వలె కాకుండా "వెంబడించడం" కొనసాగుతుంది. తిరిగే కమ్యుటేటర్‌తో సంబంధాన్ని ఏర్పరుచుకునే స్థిర వాహక బ్రష్‌ల ద్వారా కాయిల్స్‌కు శక్తి సరఫరా చేయబడుతుంది; ఇది కమ్యుటేటర్ యొక్క భ్రమణం, ఇది కాయిల్స్ ద్వారా కరెంట్ యొక్క రివర్సల్‌కు కారణమవుతుంది. కమ్యుటేటర్ మరియు బ్రష్‌లు బ్రష్ చేయబడిన DC మోటారును ఇతర మోటారు రకాల నుండి వేరు చేసే కీలక భాగాలు. మూర్తి 1 బ్రష్ చేయబడిన మోటారు యొక్క సాధారణ సూత్రాన్ని వివరిస్తుంది.

మూర్తి 1: బ్రష్డ్ DC మోటార్ యొక్క ఆపరేషన్.

స్థిర బ్రష్‌లు తిరిగే కమ్యుటేటర్‌కు విద్యుత్ శక్తిని సరఫరా చేస్తాయి. కమ్యుటేటర్ తిరిగేటప్పుడు, అది నిరంతరంగా కాయిల్స్‌లోకి కరెంట్ దిశను తిప్పుతుంది, కాయిల్ ధ్రువణాలను తిప్పికొడుతుంది, తద్వారా కాయిల్స్ కుడివైపు భ్రమణాన్ని నిర్వహిస్తాయి. కమ్యుటేటర్ తిరుగుతుంది ఎందుకంటే ఇది కాయిల్స్ మౌంట్ చేయబడిన రోటర్కు జోడించబడింది.

వారి పేరు సూచించినట్లుగా, బ్రష్ లేని DC మోటార్లు బ్రష్‌లను ఉపయోగించవు. బ్రష్ చేయబడిన మోటారులతో, బ్రష్‌లు కమ్యుటేటర్ ద్వారా కరెంటును రోటర్‌లోని కాయిల్స్‌లోకి అందిస్తాయి. కాబట్టి బ్రష్ లేని మోటారు రోటర్ కాయిల్స్‌కు కరెంట్‌ను ఎలా పంపుతుంది? అది కాదు-ఎందుకంటే కాయిల్స్ రోటర్‌లో లేవు. బదులుగా, రోటర్ శాశ్వత అయస్కాంతం; కాయిల్స్ రొటేట్ చేయవు, బదులుగా స్టేటర్‌పై స్థిరంగా ఉంటాయి. కాయిల్స్ కదలనందున, బ్రష్‌లు మరియు కమ్యుటేటర్ అవసరం లేదు. (చిత్రం 3 చూడండి.)

బ్రష్ చేయబడిన మోటారుతో, రోటర్‌పై కాయిల్స్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే అయస్కాంత క్షేత్రాలను నియంత్రించడం ద్వారా భ్రమణం సాధించబడుతుంది, అయితే స్థిరమైన అయస్కాంతాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం స్థిరంగా ఉంటుంది. భ్రమణ వేగాన్ని మార్చడానికి, మీరు కాయిల్స్ కోసం వోల్టేజ్ని మార్చండి. BLDC మోటారుతో, అది తిరిగే శాశ్వత అయస్కాంతం; పరిసర స్థిర కాయిల్స్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే అయస్కాంత క్షేత్రాల దిశను మార్చడం ద్వారా భ్రమణం సాధించబడుతుంది. భ్రమణాన్ని నియంత్రించడానికి, మీరు ఈ కాయిల్స్‌లో కరెంట్ యొక్క పరిమాణం మరియు దిశను సర్దుబాటు చేస్తారు.

రోటర్ శాశ్వత అయస్కాంతం కాబట్టి, బ్రష్‌లు మరియు కమ్యుటేటర్‌ల అవసరాన్ని తొలగిస్తూ దానికి కరెంట్ అవసరం లేదు. స్థిర కాయిల్స్‌కు కరెంట్ బయటి నుండి నియంత్రించబడుతుంది.

స్టేటర్‌పై మూడు కాయిల్స్‌తో కూడిన BLDC మోటారు ఆరు విద్యుత్ వైర్లు (ప్రతి కాయిల్‌కు రెండు) ఈ కాయిల్స్ నుండి విస్తరించి ఉంటుంది. చాలా అమలులలో ఈ మూడు వైర్లు అంతర్గతంగా అనుసంధానించబడతాయి, మిగిలిన మూడు వైర్లు మోటార్ బాడీ నుండి విస్తరించి ఉంటాయి (ముందు వివరించిన బ్రష్డ్ మోటారు నుండి విస్తరించి ఉన్న రెండు వైర్‌లకు భిన్నంగా). BLDC మోటార్ కేస్‌లో వైరింగ్ అనేది పవర్ సెల్ యొక్క పాజిటివ్ మరియు నెగటివ్ టెర్మినల్‌లను కనెక్ట్ చేయడం కంటే చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది; ఈ సిరీస్‌లోని రెండవ సెషన్‌లో ఈ మోటార్లు ఎలా పని చేస్తాయో మేము మరింత నిశితంగా పరిశీలిస్తాము. క్రింద, మేము BLDC మోటార్ల ప్రయోజనాలను చూడటం ద్వారా ముగించాము.

ఒక పెద్ద ప్రయోజనం సామర్థ్యం, ​​ఎందుకంటే ఈ మోటార్లు గరిష్ట భ్రమణ శక్తి (టార్క్) వద్ద నిరంతరం నియంత్రించగలవు. బ్రష్డ్ మోటార్లు, దీనికి విరుద్ధంగా, భ్రమణంలో కొన్ని పాయింట్ల వద్ద మాత్రమే గరిష్ట టార్క్‌ను చేరుకుంటాయి. బ్రష్డ్ మోటర్ అదే టార్క్‌ను బ్రష్‌లెస్ మోడల్‌గా అందించాలంటే, అది పెద్ద అయస్కాంతాలను ఉపయోగించాల్సి ఉంటుంది. అందుకే చిన్న BLDC మోటార్లు కూడా గణనీయమైన శక్తిని అందించగలవు.

రెండవ పెద్ద ప్రయోజనం-మొదటి దానికి సంబంధించినది-నియంత్రణ. BLDC మోటార్లు ఫీడ్‌బ్యాక్ మెకానిజమ్‌లను ఉపయోగించి, కావలసిన టార్క్ మరియు భ్రమణ వేగాన్ని ఖచ్చితంగా అందించడానికి నియంత్రించబడతాయి. ఖచ్చితమైన నియంత్రణ శక్తి వినియోగం మరియు ఉష్ణ ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తుంది మరియు-మోటార్లు బ్యాటరీతో నడిచే సందర్భాలలో-బ్యాటరీ జీవితాన్ని పొడిగిస్తుంది.

BLDC మోటార్లు అధిక మన్నికను మరియు తక్కువ విద్యుత్ శబ్దం ఉత్పత్తిని అందిస్తాయి, బ్రష్‌ల కొరత కారణంగా. బ్రష్ చేయబడిన మోటార్‌లతో, బ్రష్‌లు మరియు కమ్యుటేటర్ నిరంతరం కదిలే సంపర్కం ఫలితంగా అరిగిపోతాయి మరియు పరిచయం ఏర్పడిన చోట స్పార్క్‌లను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తాయి. విద్యుత్ శబ్దం, ముఖ్యంగా, కమ్యుటేటర్‌లోని ఖాళీల మీదుగా బ్రష్‌లు వెళ్ళే ప్రదేశాలలో సంభవించే బలమైన స్పార్క్‌ల ఫలితం. అందుకే BLDC మోటార్‌లు తరచుగా ఎలక్ట్రికల్ శబ్దాన్ని నివారించడంలో ముఖ్యమైనవిగా పరిగణించబడుతున్నాయి.

BLDC మోటార్లు అధిక సామర్థ్యం మరియు నియంత్రణను అందిస్తాయి మరియు అవి సుదీర్ఘమైన ఆపరేటింగ్ జీవితాన్ని కలిగి ఉన్నాయని మేము చూశాము. కాబట్టి అవి దేనికి మంచివి? వారి సామర్థ్యం మరియు దీర్ఘాయువు కారణంగా, అవి నిరంతరంగా పనిచేసే పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. వాషింగ్ మెషీన్లు, ఎయిర్ కండిషనర్లు మరియు ఇతర వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో ఇవి చాలా కాలంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి; మరియు ఇటీవల, వారు అభిమానులలో కనిపిస్తారు, ఇక్కడ వారి అధిక సామర్థ్యం విద్యుత్ వినియోగంలో గణనీయమైన తగ్గింపుకు దోహదపడింది.

వాక్యూమ్ మిషన్లను నడపడానికి కూడా వీటిని ఉపయోగిస్తున్నారు. ఒక సందర్భంలో, నియంత్రణ ప్రోగ్రామ్‌లో మార్పు ఫలితంగా భ్రమణ వేగం పెద్ద ఎత్తున పెరిగింది-ఈ మోటార్లు అందించే అతిశయోక్తి నియంత్రణకు ఉదాహరణ.

BLDC మోటార్లు హార్డ్ డిస్క్ డ్రైవ్‌లను స్పిన్ చేయడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, ఇక్కడ వాటి మన్నిక డ్రైవ్‌లను దీర్ఘకాలికంగా ఆధారపడేలా చేస్తుంది, అయితే వాటి శక్తి సామర్థ్యం ఇది చాలా ముఖ్యమైన ప్రాంతంలో శక్తి తగ్గింపుకు దోహదం చేస్తుంది.

భవిష్యత్తులో విస్తృత శ్రేణి అప్లికేషన్లలో BLDC మోటార్లు ఉపయోగించబడతాయని మేము ఆశించవచ్చు. ఉదాహరణకు, సర్వీస్ రోబోట్‌లను డ్రైవ్ చేయడానికి అవి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి-తయారీలో కాకుండా ఇతర రంగాలలో సేవలను అందించే చిన్న రోబోట్‌లు. ఈ రకమైన అప్లికేషన్‌లో స్టెప్పర్ మోటార్‌లు మరింత అనుకూలంగా ఉంటాయని అనుకోవచ్చు, ఇక్కడ పప్పులను స్థానీకరణను ఖచ్చితంగా నియంత్రించవచ్చు. కానీ BLDC మోటార్లు శక్తిని నియంత్రించడానికి బాగా సరిపోతాయి. మరియు స్టెప్పర్ మోటారుతో, రోబోట్ ఆర్మ్ వంటి నిర్మాణం యొక్క స్థానాన్ని పట్టుకోవడం సాపేక్షంగా పెద్ద మరియు నిరంతర కరెంట్ అవసరం. BLDC మోటారుతో, బాహ్య శక్తికి కరెంట్ అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది-మరింత శక్తి-సమర్థవంతమైన నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది. BLDC మోటార్లు గోల్ఫ్ కార్ట్‌లు మరియు మొబిలిటీ కార్ట్‌లలో సాధారణ బ్రష్డ్ డిసి మోటార్‌లను కూడా భర్తీ చేస్తాయి. వారి మెరుగైన సామర్థ్యంతో పాటు, BLDC మోటార్లు మరింత ఖచ్చితమైన నియంత్రణను కూడా అందించగలవు-దీని వలన బ్యాటరీ జీవితకాలం మరింత పొడిగించవచ్చు.

BLDC మోటార్లు కూడా డ్రోన్‌లకు అనువైనవి. ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అందించగల వారి సామర్థ్యం మల్టీరోటర్ డ్రోన్‌లకు ప్రత్యేకంగా సరిపోయేలా చేస్తుంది, ఇక్కడ ప్రతి రోటర్ యొక్క భ్రమణ వేగాన్ని ఖచ్చితంగా నియంత్రించడం ద్వారా డ్రోన్ యొక్క వైఖరి నియంత్రించబడుతుంది.

ఈ సెషన్‌లో, BLDC మోటార్‌లు అద్భుతమైన సామర్థ్యం, ​​నియంత్రణ మరియు దీర్ఘాయువును ఎలా అందిస్తాయో చూశాము. కానీ ఈ మోటార్ల సామర్థ్యాన్ని పూర్తిగా ఉపయోగించుకోవడానికి జాగ్రత్తగా మరియు సరైన నియంత్రణ అవసరం. మా తదుపరి సెషన్‌లో, ఈ మోటార్లు ఎలా పనిచేస్తాయో చూద్దాం.