నిర్వచనం
బ్రష్ లేని DC మోటారులో రోఫెర్ శాశ్వత అయస్కాంతం మరియు పాలిఫేస్ ఆర్మేచర్ వైండింగ్ల రూపంలో స్టేటర్ ఉంటుంది. ఇది సాంప్రదాయిక డిసి మోటారుకు భిన్నంగా ఉంటుంది, దీనిలో బ్రష్‌లు ఉండవు మరియు స్టేటర్ వైండింగ్స్‌కు ఆహారం ఇవ్వడానికి ఎలక్ట్రానిక్ డ్రైవ్‌ను ఉపయోగించి ఎలక్ట్రికల్‌ను ఉపయోగించి మార్పిడి జరుగుతుంది.
ప్రాథమికంగా ఒక BLDC మోటారును రెండు విధాలుగా నిర్మించవచ్చు- కోర్ వెలుపల రోటర్ మరియు వైండింగ్లను కోర్లో ఉంచడం ద్వారా మరియు మరొకటి కోర్ వెలుపల వైండింగ్లను ఉంచడం ద్వారా. మునుపటి అమరికలో, రోటర్ అయస్కాంతాలు అవాహకం వలె పనిచేస్తాయి మరియు మోటారు నుండి వేడి వెదజల్లే రేటును తగ్గిస్తాయి మరియు తక్కువ విద్యుత్తుతో పనిచేస్తాయి. ఇది సాధారణంగా అభిమానులలో ఉపయోగించబడుతుంది. తరువాతి అమరికలో, మోటారు ఎక్కువ వేడిని వెదజల్లుతుంది, తద్వారా దాని టార్క్ పెరుగుతుంది. ఇది హార్డ్ డిస్క్ డ్రైవ్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
బిఎల్‌డిసి
4 పోల్ 2 ఫేజ్ మోటార్ ఆపరేషన్
బ్రష్ లేని DC మోటారు ఎలక్ట్రానిక్ డ్రైవ్ ద్వారా నడపబడుతుంది, ఇది రోటర్ తిరిగేటప్పుడు స్టేటర్ వైండింగ్ల మధ్య సరఫరా వోల్టేజ్ను మారుస్తుంది. రోటర్ స్థానాన్ని ట్రాన్స్డ్యూసెర్ (ఆప్టికల్ లేదా మాగ్నెటిక్) పర్యవేక్షిస్తుంది, ఇది ఎలక్ట్రానిక్ కంట్రోలర్‌కు సమాచారాన్ని అందిస్తుంది మరియు ఈ స్థానం ఆధారంగా, శక్తినిచ్చే స్టేటర్ వైండింగ్ నిర్ణయించబడుతుంది. ఈ ఎలక్ట్రానిక్ డ్రైవ్‌లో మైక్రోప్రాసెసర్ ద్వారా పనిచేసే ట్రాన్సిస్టర్‌లు (ప్రతి దశకు 2) ఉంటాయి.
BLDC-DC
శాశ్వత అయస్కాంతాల ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే అయస్కాంత క్షేత్రం స్టేటర్ వైండింగ్లలోని ప్రవాహం ద్వారా ప్రేరేపించబడిన క్షేత్రంతో సంకర్షణ చెందుతుంది, ఇది యాంత్రిక టార్క్ను సృష్టిస్తుంది. ఎలక్ట్రానిక్ స్విచింగ్ సర్క్యూట్ లేదా డ్రైవ్ ఇంటరాక్టింగ్ ఫీల్డ్‌ల మధ్య 0 నుండి 90 డిగ్రీల స్థిరమైన కోణాన్ని నిర్వహించడానికి సరఫరా కరెంటును స్టేటర్‌కు మారుస్తుంది. హాల్ సెన్సార్లను ఎక్కువగా స్టేటర్‌పై లేదా రోటర్‌పై అమర్చారు. రోటర్ ఉత్తర లేదా దక్షిణ ధ్రువం ఆధారంగా హాల్ సెన్సార్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, అది అధిక లేదా తక్కువ సంకేతాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ సంకేతాల కలయిక ఆధారంగా, శక్తినిచ్చే వైండింగ్ నిర్వచించబడుతుంది. మోటారును నడుపుతూ ఉండటానికి, విండరింగ్స్ ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే అయస్కాంత క్షేత్రం స్థానం మారాలి, ఎందుకంటే రోటర్ స్టేటర్ ఫీల్డ్‌ను పట్టుకోవటానికి కదులుతుంది.
సర్క్యూట్
4 పోల్, 2 ఫేజ్ బ్రష్‌లెస్ డిసి మోటారులో, సింగిల్ హాల్ సెన్సార్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది స్టేటర్‌లో పొందుపరచబడింది. రోటర్ తిరిగేటప్పుడు, హాల్ సెన్సార్ ఈ స్థితిని గ్రహించి, అయస్కాంతం యొక్క ధ్రువం (ఉత్తర లేదా దక్షిణ) ను బట్టి అధిక లేదా తక్కువ సిగ్నల్ను అభివృద్ధి చేస్తుంది. హాల్ సెన్సార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లకు రెసిస్టర్ ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంది. సెన్సార్ యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద అధిక వోల్టేజ్ సిగ్నల్ సంభవించినప్పుడు, కాయిల్ A కి అనుసంధానించబడిన ట్రాన్సిస్టర్ నిర్వహించడం ప్రారంభిస్తుంది, ప్రవాహం ప్రవహించే మార్గాన్ని అందిస్తుంది మరియు తద్వారా కాయిల్‌ను శక్తివంతం చేస్తుంది. కెపాసిటర్ పూర్తి సరఫరా వోల్టేజ్‌కు ఛార్జింగ్ ప్రారంభమవుతుంది. హాల్ సెన్సార్ రోటర్ యొక్క ధ్రువణతలో మార్పును గుర్తించినప్పుడు, అది దాని అవుట్పుట్ వద్ద తక్కువ వోల్టేజ్ సిగ్నల్ను అభివృద్ధి చేస్తుంది మరియు ట్రాన్సిస్టర్ 1 కి సరఫరా లభించనందున, అది కటాఫ్ స్థితిలో ఉంటుంది. కెపాసిటర్ చుట్టూ అభివృద్ధి చేయబడిన వోల్టేజ్ Vcc, ఇది 2 కి సరఫరా వోల్టేజ్ndట్రాన్సిస్టర్, మరియు కాయిల్ B ఇప్పుడు శక్తివంతం అయ్యాయి, ఎందుకంటే ప్రస్తుత దాని గుండా వెళుతుంది.
BLDC మోటార్లు స్థిరమైన శాశ్వత అయస్కాంతాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి తిరిగేవి మరియు స్థిరమైన ఆర్మేచర్, కదిలే ఆర్మేచర్‌కు కరెంట్‌ను కనెక్ట్ చేసే సమస్యలను తొలగిస్తాయి. మరియు స్టేటర్ లేదా అయిష్టత మోటార్లు కంటే రోటర్‌పై ఎక్కువ స్తంభాలు ఉండవచ్చు. తరువాతి శాశ్వత అయస్కాంతాలు లేకుండా ఉండవచ్చు, రోటర్‌పై ప్రేరేపించబడిన స్తంభాలు, ఆపై సమయం ముగిసిన స్టేటర్ వైండింగ్ల ద్వారా అమరికలోకి లాగబడతాయి. ఎలక్ట్రానిక్ కంట్రోలర్ బ్రష్ చేసిన DC మోటారు యొక్క బ్రష్ / కమ్యుటేటర్ అసెంబ్లీని భర్తీ చేస్తుంది, ఇది మోటారును తిప్పికొట్టడానికి నిరంతరం దశలను వైండింగ్‌లకు మారుస్తుంది. నియంత్రిక బ్రష్ / కమ్యుటేటర్ వ్యవస్థకు బదులుగా ఘన-స్థితి సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా తులనాత్మక సమయ విద్యుత్ పంపిణీని నిర్వహిస్తుంది.
బిఎల్‌డిసి మోటార్
బ్రష్‌లెస్ DC మోటార్స్ యొక్క 7 ప్రయోజనాలు
- టార్క్ లక్షణాలకు వ్యతిరేకంగా మంచి వేగం
- అధిక డైనమిక్ ప్రతిస్పందన
- అధిక సామర్థ్యం
- విద్యుత్ మరియు ఘర్షణ నష్టాలు లేకపోవడం వల్ల దీర్ఘకాలిక నిర్వహణ జీవితం
- శబ్దం లేని ఆపరేషన్
- అధిక వేగం పరిధులు
అప్లికేషన్స్:
పదార్థాలు మరియు రూపకల్పనలో పురోగతి కారణంగా బ్రష్ లెస్ DC మోటార్ యొక్క ధర దాని ప్రదర్శన నుండి తగ్గింది. ఈ వ్యయం తగ్గడం, బ్రష్ డిసి మోటర్‌పై ఉన్న అనేక కేంద్ర బిందువులతో పాటు, బ్రష్‌లెస్ డిసి మోటారును అనేక విలక్షణమైన అనువర్తనాల్లో ప్రసిద్ధ భాగం చేస్తుంది. BLDC మోటారును ఉపయోగించే అనువర్తనాలు వీటిలో ఉన్నాయి, ఇంకా వీటికి పరిమితం కాలేదు:
- కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్స్
- రవాణా
- తాపన మరియు వెంటిలేషన్
- పారిశ్రామిక ఇంజినీరింగు
- మోడల్ ఇంజనీరింగ్
పని సూత్రం
BLDC మోటార్లు పనిచేయడానికి సూత్రాలు బ్రష్ చేసిన DC మోటారుకు సమానం, అనగా, అంతర్గత షాఫ్ట్ స్థానం అభిప్రాయం. బ్రష్ చేసిన DC మోటారు విషయంలో, మెకానికల్ కమ్యుటేటర్ మరియు బ్రష్‌లను ఉపయోగించి అభిప్రాయాన్ని అమలు చేస్తారు. BLDC మోటారులో, ఇది బహుళ అభిప్రాయ సెన్సార్లను ఉపయోగించి సాధించబడుతుంది. BLDC మోటారులలో మేము ఎక్కువగా హాల్-ఎఫెక్ట్ సెన్సార్‌ని ఉపయోగిస్తాము, రోటర్ మాగ్నెటిక్ స్తంభాలు హాల్ సెన్సార్ దగ్గర దాటినప్పుడల్లా, అవి అధిక లేదా తక్కువ-స్థాయి సిగ్నల్ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, వీటిని షాఫ్ట్ యొక్క స్థానాన్ని నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క దిశ తిరగబడితే, అభివృద్ధి చెందిన వోల్టేజ్ కూడా రివర్స్ అవుతుంది.
BLDC మోటారును నియంత్రించడం
కంట్రోల్ యూనిట్ మైక్రో ఎలెక్ట్రానిక్ చేత అమలు చేయబడుతుంది అనేక హైటెక్ ఎంపికలు ఉన్నాయి. మైక్రో కంట్రోలర్, అంకితమైన మైక్రో కంట్రోలర్, హార్డ్-వైర్డ్ మైక్రోఎలక్ట్రానిక్ యూనిట్, పిఎల్‌సి లేదా ఇలాంటి మరొక యూనిట్ ఉపయోగించి దీన్ని అమలు చేయవచ్చు.
అనలాగ్ కంట్రోలర్ ఇప్పటికీ ఉపయోగిస్తోంది, కాని ఫీడ్‌బ్యాక్ సందేశాలను ప్రాసెస్ చేయలేరు మరియు తదనుగుణంగా నియంత్రించలేరు. ఈ రకమైన కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌లతో, వెక్టర్ కంట్రోల్, ఫీల్డ్-ఓరియెంటెడ్ కంట్రోల్, హై-స్పీడ్ కంట్రోల్ వంటి అధిక-పనితీరు నియంత్రణ అల్గారిథమ్‌లను అమలు చేయడం సాధ్యమవుతుంది, ఇవన్నీ మోటారు యొక్క విద్యుదయస్కాంత స్థితికి సంబంధించినవి. స్లైడింగ్ మోటారు నియంత్రణలు, అనుకూల నియంత్రణ, ప్రిడిక్టివ్ కంట్రోల్… వంటి వివిధ డైనమిక్స్ అవసరాలకు బాహ్య లూప్ నియంత్రణ కూడా సాంప్రదాయకంగా అమలు చేయబడుతుంది.
వీటన్నిటితో పాటు, అధిక-పనితీరు గల PIC (పవర్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్), ASIC (అప్లికేషన్ స్పెసిఫిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు)… మొదలైనవి మనకు కనిపిస్తాయి. ఇది నియంత్రణ మరియు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ యూనిట్ నిర్మాణాన్ని బాగా సులభతరం చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఈ రోజు మనకు ఒకే ఐసిలో పూర్తి పిడబ్ల్యుఎం (పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్) రెగ్యులేటర్ ఉంది, అది కొన్ని సిస్టమ్స్‌లో మొత్తం కంట్రోల్ యూనిట్‌ను భర్తీ చేయగలదు. కాంపౌండ్ డ్రైవర్ ఐసి మూడు-దశల కన్వర్టర్‌లో మొత్తం ఆరు పవర్ స్విచ్‌లను నడపడానికి పూర్తి పరిష్కారాన్ని అందిస్తుంది. రోజురోజుకు ఎక్కువ జోడించే అనేక సారూప్య ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు ఉన్నాయి. రోజు చివరిలో, సిస్టమ్ అసెంబ్లీ అన్ని హార్డ్‌వేర్‌లతో సరైన ఆకారం మరియు రూపంలోకి వచ్చే నియంత్రణ సాఫ్ట్‌వేర్‌ను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది.
మోటారు వేగాన్ని నియంత్రించడానికి పిడబ్ల్యుఎం (పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్) వేవ్ ఉపయోగించవచ్చు. ఇక్కడ సగటు వోల్టేజ్ ఇవ్వబడుతుంది లేదా మోటారు ద్వారా ప్రవహించే సగటు కరెంట్ మోటారు వేగాన్ని నియంత్రించే పప్పుల యొక్క ఆన్ మరియు ఆఫ్ సమయాన్ని బట్టి మారుతుంది, అనగా వేవ్ యొక్క విధి చక్రం దాని వేగాన్ని నియంత్రిస్తుంది. విధి చక్రం (ఆన్ టైమ్) మార్చినప్పుడు, మేము వేగాన్ని మార్చవచ్చు. అవుట్పుట్ పోర్టులను పరస్పరం మార్చుకోవడం ద్వారా, ఇది మోటారు దిశను సమర్థవంతంగా మారుస్తుంది.
వేగ నియంత్రణ
మోటారును కావలసిన రేటుకు పని చేయడానికి BLDC మోటారు యొక్క వేగ నియంత్రణ అవసరం. ఇన్పుట్ డిసి వోల్టేజ్ను నియంత్రించడం ద్వారా బ్రష్ లేని డిసి మోటార్ యొక్క వేగాన్ని నియంత్రించవచ్చు. అధిక వోల్టేజ్, ఎక్కువ వేగం. మోటారు సాధారణ మోడ్‌లో పనిచేసేటప్పుడు లేదా రేట్ చేసిన వేగం కంటే తక్కువగా నడుస్తున్నప్పుడు, ఆర్మేచర్ యొక్క ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ PWM మోడల్ ద్వారా మార్చబడుతుంది. రేట్ వేగం కంటే మోటారును ఆపరేట్ చేసినప్పుడు, నిష్క్రమించే ప్రవాహాన్ని అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా ఫ్లక్స్ బలహీనపడుతుంది.
స్పీడ్ కంట్రోల్ క్లోజ్డ్-లూప్ లేదా ఓపెన్-లూప్ స్పీడ్ కంట్రోల్ కావచ్చు.
ఓపెన్ లూప్ స్పీడ్ కంట్రోల్ - ఇది మోటారు టెర్మినల్స్కు వర్తించే డిసి వోల్టేజ్ను డిసి వోల్టేజ్ను కత్తిరించడం ద్వారా నియంత్రించడం. అయితే, ఇది కొంతవరకు ప్రస్తుత పరిమితికి దారితీస్తుంది.
క్లోజ్డ్ లూప్ స్పీడ్ కంట్రోల్ - ఇది మోటారు నుండి స్పీడ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ ద్వారా ఇన్పుట్ సరఫరా వోల్టేజ్ను నియంత్రించడం. అందువల్ల లోపం సిగ్నల్ ఆధారంగా సరఫరా వోల్టేజ్ నియంత్రించబడుతుంది.
క్లోజ్డ్-లూప్ స్పీడ్ కంట్రోల్ మూడు ప్రాథమిక భాగాలను కలిగి ఉంటుంది.
- అవసరమైన PWM పప్పులను ఉత్పత్తి చేయడానికి PWM సర్క్యూట్. ఇది మైక్రోకంట్రోలర్ లేదా టైమర్ ఐసి కావచ్చు.
- వాస్తవ మోటారు వేగాన్ని గ్రహించడానికి సెన్సింగ్ పరికరం. ఇది హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్, ఇన్ఫ్రారెడ్ సెన్సార్ లేదా ఆప్టికల్ ఎన్కోడర్ కావచ్చు.
- మోటారు ఆపరేషన్‌ను నియంత్రించడానికి మోటారు డ్రైవ్.
లోపం సిగ్నల్ ఆధారంగా సరఫరా వోల్టేజ్ను మార్చే ఈ సాంకేతికత పిడ్ కంట్రోలింగ్ టెక్నిక్ ద్వారా లేదా మసక తర్కాన్ని ఉపయోగించడం.
బ్రష్‌లెస్ DC మోటార్ యొక్క స్పీడ్ కంట్రోల్‌కు అప్లికేషన్
బిఎల్‌డిసి డిసి మోటార్ కంట్రోల్
మోటారు ఆపరేషన్ ఆప్టోకపులర్ మరియు మోస్ఫెట్ అమరికను ఉపయోగించి నియంత్రించబడుతుంది, ఇక్కడ మైక్రోకంట్రోలర్ నుండి పిడబ్ల్యుఎం టెక్నిక్ ద్వారా ఇన్పుట్ డిసి శక్తి నియంత్రించబడుతుంది. మోటారు తిరిగేటప్పుడు, దాని షాఫ్ట్ వద్ద ఉన్న ఇన్ఫ్రారెడ్ లీడ్ దాని షాఫ్ట్ మీద తెల్లని మచ్చ ఉండటం వల్ల తెల్లని కాంతితో ప్రకాశిస్తుంది మరియు పరారుణ కాంతిని ప్రతిబింబిస్తుంది. ఫోటోడియోడ్ ఈ పరారుణ కాంతిని అందుకుంటుంది మరియు దాని నిరోధకతలో మార్పుకు లోనవుతుంది, తద్వారా అనుసంధానించబడిన ట్రాన్సిస్టర్‌కు సరఫరా వోల్టేజ్‌లో మార్పు వస్తుంది మరియు నిమిషానికి భ్రమణాల సంఖ్యను ఉత్పత్తి చేయడానికి మైక్రోకంట్రోలర్‌కు పల్స్ ఇవ్వబడుతుంది. ఈ వేగం LCD లో ప్రదర్శించబడుతుంది.
మైక్రోకంట్రోలర్‌కు ఇంటర్‌ఫేస్ చేసిన కీప్యాడ్‌లో అవసరమైన వేగం నమోదు చేయబడుతుంది. ఇంద్రియ వేగం మరియు కావలసిన వేగం మధ్య వ్యత్యాసం లోపం సిగ్నల్ మరియు మోటారుకు డిసి పవర్ ఇన్పుట్ ఇవ్వడానికి మసక తర్కం ఆధారంగా మైక్రోకంట్రోలర్ లోపం సిగ్నల్ ప్రకారం పిడబ్ల్యుఎం సిగ్నల్ ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
అందువల్ల క్లోజ్డ్-లూప్ కంట్రోల్ ఉపయోగించి, బ్రష్ లేని డిసి మోటర్ యొక్క వేగాన్ని నియంత్రించవచ్చు మరియు అది కావలసిన వేగంతో తిప్పడానికి తయారు చేయవచ్చు.
ఫోటో క్రెడిట్:
