ब्रश मोटर और ब्रशलेस मोटर: क्या अंतर है?

कई सालों से, हम देख रहे हैं कि ब्रशलेस मोटर पेशेवर उपकरण उद्योग में कॉर्डलेस टूल ड्राइव पर हावी होने लगी है। यह बहुत बढ़िया है, लेकिन बड़ी बात क्या है? क्या यह वास्तव में महत्वपूर्ण है जब तक मैं उस लकड़ी के पेंच को चला सकता हूँ? हाँ, हाँ। ब्रश वाली मोटर और ब्रशलेस मोटर के साथ काम करते समय महत्वपूर्ण अंतर और प्रभाव होते हैं।
इससे पहले कि हम दो-फुट ब्रश और ब्रशलेस मोटरों के बारे में जानें, आइए पहले डीसी मोटरों के वास्तविक कार्य सिद्धांत के बुनियादी ज्ञान को समझें। जब मोटर चलाने की बात आती है, तो यह सब चुंबकों से संबंधित होता है। विपरीत रूप से आवेशित चुंबक एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। डीसी मोटर का मूल विचार यह है कि घूमने वाले हिस्से (रोटर) के विपरीत विद्युत आवेश को उसके सामने अचल चुंबक (स्टेटर) की ओर आकर्षित रखना है, जिससे वह लगातार आगे की ओर खिंचता रहे। यह कुछ ऐसा है जैसे मैं दौड़ते समय अपने सामने एक छड़ी पर बोस्टन बटर डोनट रख दूं-मैं उसे पकड़ने की कोशिश करता रहूंगा!
सवाल यह है कि डोनट्स को कैसे गतिमान रखा जाए। ऐसा करने का कोई आसान तरीका नहीं है। इसकी शुरुआत स्थायी चुम्बकों (स्थायी चुम्बकों) के एक सेट से होती है। विद्युत चुम्बकों का एक सेट घूमते समय आवेश (ध्रुवीयता को उलटना) बदलता है, इसलिए हमेशा विपरीत आवेश वाला एक स्थायी चुम्बक होता है जो गति कर सकता है। इसके अलावा, विद्युत चुम्बकीय कुंडली द्वारा अनुभव किया जाने वाला समान आवेश कुंडली को दूर धकेल देगा। जब हम ब्रश मोटर और ब्रशलेस मोटर को देखते हैं, तो विद्युत चुम्बक ध्रुवता को कैसे बदलता है, यह महत्वपूर्ण है।
ब्रश मोटर में चार बुनियादी घटक होते हैं: स्थायी चुंबक, आर्मेचर, कम्यूटेटिंग रिंग और ब्रश। स्थायी चुंबक तंत्र का बाहरी हिस्सा होता है और हिलता नहीं है (स्टेटर)। एक सकारात्मक रूप से चार्ज होता है और दूसरा नकारात्मक रूप से चार्ज होता है, जिससे एक स्थायी चुंबकीय क्षेत्र बनता है।
आर्मेचर एक कुंडली या कुंडलियों की एक श्रृंखला है जो सक्रिय होने पर विद्युत चुंबक बन जाती है। यह घूमने वाला हिस्सा (रोटर) भी है, जो आमतौर पर तांबे से बना होता है, लेकिन एल्यूमीनियम का भी इस्तेमाल किया जा सकता है।
कम्यूटेटर रिंग को आर्मेचर कॉइल में दो (2-पोल कॉन्फ़िगरेशन), चार (4-पोल कॉन्फ़िगरेशन) या उससे ज़्यादा घटकों में फिक्स किया जाता है। वे आर्मेचर के साथ घूमते हैं। अंत में, कार्बन ब्रश अपनी जगह पर बने रहते हैं और चार्ज को प्रत्येक कम्यूटेटर में स्थानांतरित करते हैं।
एक बार जब आर्मेचर सक्रिय हो जाता है, तो आवेशित कुंडली विपरीत रूप से आवेशित स्थायी चुंबक की ओर खिंच जाएगी। जब इसके ऊपर स्थित कम्यूटेटर रिंग भी घूमती है, तो यह एक कार्बन ब्रश के कनेक्शन से दूसरे तक जाती है। जब यह अगले ब्रश तक पहुँचती है, तो इसे एक ध्रुवीयता उलट प्राप्त होगी और अब यह एक अन्य स्थायी चुंबक द्वारा आकर्षित होती है जबकि उसी तरह के विद्युत आवेश द्वारा प्रतिकर्षित होती है। मूर्त रूप से, जब कम्यूटेटर ऋणात्मक ब्रश तक पहुँचता है, तो यह अब धनात्मक स्थायी चुंबक द्वारा आकर्षित होता है। कम्यूटेटर समय पर पहुँचता है और धनात्मक इलेक्ट्रोड ब्रश के साथ कनेक्शन बनाता है और ऋणात्मक स्थायी चुंबक का अनुसरण करता है। ब्रश जोड़े में होते हैं, इसलिए धनात्मक कुंडली ऋणात्मक चुंबक की ओर खींचेगी, और ऋणात्मक कुंडली उसी समय धनात्मक चुंबक की ओर खींचेगी।
यह ऐसा है जैसे मैं बोस्टन बटर डोनट का पीछा करने वाला एक आर्मेचर कॉइल हूं। मैं करीब पहुंच गया, लेकिन फिर अपना मन बदल लिया और एक स्वस्थ स्मूदी का पीछा किया (मेरी ध्रुवता या इच्छा बदल गई)। आखिरकार, डोनट्स कैलोरी और वसा से भरपूर होते हैं। अब मैं बोस्टन क्रीम से दूर धकेले जाने के दौरान स्मूदी का पीछा कर रहा हूं। जब मैं वहां पहुंचा, तो मुझे एहसास हुआ कि डोनट्स स्मूदी से कहीं बेहतर हैं। जब तक मैं ट्रिगर खींचता हूं, हर बार जब मैं अगले ब्रश पर पहुंचता हूं, तो मैं अपना मन बदल लेता हूं और साथ ही उन वस्तुओं का पीछा करता हूं जो मुझे उन्मत्त सर्कल में पसंद हैं। यह एडीएचडी के लिए अंतिम अनुप्रयोग है। इसके अलावा, हम में से दो लोग हैं, इसलिए बोस्टन बटर डोनट्स और स्मूदी का हमेशा हममें से एक द्वारा उत्साहपूर्वक पीछा किया जाता है, लेकिन अनिर्णायक।
ब्रशलेस मोटर में, आप कम्यूटेटर और ब्रश खो देते हैं और एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक प्राप्त करते हैं। स्थायी चुंबक अब रोटर के रूप में कार्य करता है और अंदर घूमता है, जबकि स्टेटर अब एक बाहरी स्थिर विद्युत चुम्बकीय कुंडल से बना है। नियंत्रक स्थायी चुंबक को आकर्षित करने के लिए आवश्यक चार्ज के आधार पर प्रत्येक कॉइल को बिजली की आपूर्ति करता है।
इलेक्ट्रॉनिक रूप से आवेशों को स्थानांतरित करने के अलावा, नियंत्रक स्थायी चुंबकों का मुकाबला करने के लिए समान आवेश भी प्रदान कर सकता है। चूँकि एक ही तरह के आवेश एक दूसरे के विपरीत होते हैं, इसलिए यह स्थायी चुंबक को धक्का देता है। अब रोटर खींचने और धकेलने वाले बलों के कारण चलता है।
इस मामले में, स्थायी चुंबक गतिमान हैं, इसलिए अब वे मेरे रनिंग पार्टनर और मैं हैं। हम अब इस विचार को नहीं बदलते कि हम क्या चाहते हैं। इसके बजाय, हम जानते थे कि मुझे बोस्टन बटर डोनट्स चाहिए, और मेरे पार्टनर को स्मूदी चाहिए।
इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोलर हमारे नाश्ते के आनंद को हमारे सामने ले जाने की अनुमति देते हैं, और हम हर समय उन्हीं चीजों का पीछा करते रहते हैं। कंट्रोलर उन चीजों को भी पीछे रख देता है जिन्हें हम धक्का देने के लिए नहीं चाहते हैं।
ब्रश्ड डीसी मोटर के पुर्जे बनाना अपेक्षाकृत सरल और सस्ता है (हालाँकि तांबा सस्ता नहीं हुआ है)। चूँकि ब्रशलेस मोटर के लिए इलेक्ट्रॉनिक कम्युनिकेटर की आवश्यकता होती है, इसलिए आप वास्तव में कॉर्डलेस उपकरण में कंप्यूटर बनाना शुरू कर रहे हैं। ब्रशलेस मोटर की लागत बढ़ने का यही कारण है।
डिज़ाइन कारणों से, ब्रशलेस मोटर्स में ब्रश मोटर्स की तुलना में कई फायदे हैं। उनमें से अधिकांश ब्रश और कम्यूटेटर के नुकसान से संबंधित हैं। चूंकि चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए ब्रश को कम्यूटेटर के संपर्क में रहने की आवश्यकता होती है, इसलिए यह घर्षण का कारण भी बनता है। घर्षण प्राप्त करने योग्य गति को कम कर देता है और साथ ही गर्मी भी पैदा करता है। यह हल्के ब्रेक के साथ साइकिल चलाने जैसा है। यदि आपके पैर समान बल का उपयोग करते हैं, तो आपकी गति धीमी हो जाएगी। इसके विपरीत, यदि आप गति बनाए रखना चाहते हैं, तो आपको अपने पैरों से अधिक ऊर्जा प्राप्त करने की आवश्यकता है। आप घर्षण गर्मी के कारण रिम्स को भी गर्म करेंगे। इसका मतलब है कि ब्रश मोटर्स की तुलना में ब्रशलेस मोटर्स कम तापमान पर चलती हैं। इससे उन्हें उच्च दक्षता मिलती है, इसलिए वे अधिक विद्युत ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
कार्बन ब्रश भी समय के साथ खराब हो जाते हैं। यही कारण है कि कुछ औजारों के अंदर चिंगारी निकलती है। औजार को चालू रखने के लिए, समय-समय पर ब्रश को बदलना पड़ता है। ब्रशलेस मोटर को इस तरह के रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है।
हालाँकि ब्रशलेस मोटरों को इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों की आवश्यकता होती है, रोटर/स्टेटर संयोजन अधिक कॉम्पैक्ट होता है। इससे हल्के वजन और अधिक कॉम्पैक्ट आकार के अवसर मिलते हैं। यही कारण है कि हम अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट डिज़ाइन और शक्तिशाली शक्ति के साथ Makita XDT16 इम्पैक्ट ड्राइवर जैसे कई उपकरण देखते हैं।
ऐसा लगता है कि ब्रशलेस मोटर और टॉर्क के बारे में गलतफहमी है। ब्रश या ब्रशलेस मोटर डिज़ाइन अपने आप में टॉर्क की मात्रा को नहीं दर्शाता है। उदाहरण के लिए, पहले मिल्वौकी M18 फ्यूल हैमर ड्रिल का वास्तविक टॉर्क पिछले ब्रश मॉडल से छोटा था।
हालांकि, अंत में निर्माता को कुछ बहुत महत्वपूर्ण बातें समझ में आईं। ब्रशलेस मोटरों में इस्तेमाल होने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स जरूरत पड़ने पर इन मोटरों को अधिक शक्ति प्रदान कर सकते हैं।
चूंकि ब्रशलेस मोटर अब उन्नत इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण का उपयोग करते हैं, इसलिए वे यह समझ सकते हैं कि लोड के तहत वे कब धीमा होने लगते हैं। जब तक बैटरी और मोटर तापमान विनिर्देश सीमा के भीतर हैं, तब तक ब्रशलेस मोटर इलेक्ट्रॉनिक्स बैटरी पैक से अधिक करंट का अनुरोध और प्राप्त कर सकते हैं। यह ब्रशलेस ड्रिल और आरी जैसे उपकरणों को लोड के तहत उच्च गति बनाए रखने की अनुमति देता है। यह उन्हें तेज़ बनाता है। यह आमतौर पर बहुत तेज़ होता है। इसके कुछ उदाहरणों में मिल्वौकी रेडलिंक प्लस, मकिता एलएक्सटी एडवांटेज और डेवॉल्ट परफॉर्म एंड प्रोटेक्ट शामिल हैं।
ये प्रौद्योगिकियां उपकरण के मोटरों, बैटरियों और इलेक्ट्रॉनिक्स को एक सुसंगत प्रणाली में एकीकृत करती हैं, जिससे इष्टतम प्रदर्शन और रनटाइम प्राप्त होता है।
कम्यूटेशन - चार्ज की ध्रुवता बदलें - ब्रशलेस मोटर को चालू करें और उसे घुमाते रहें। इसके बाद, आपको गति और टॉर्क को नियंत्रित करने की आवश्यकता है। BLDC मोटर स्टेटर के वोल्टेज को बदलकर गति को नियंत्रित किया जा सकता है। उच्च आवृत्ति पर वोल्टेज को मॉड्यूलेट करने से आप मोटर की गति को अधिक हद तक नियंत्रित कर सकते हैं।
टॉर्क को नियंत्रित करने के लिए, जब मोटर का टॉर्क लोड एक निश्चित स्तर से ऊपर बढ़ जाता है, तो आप स्टेटर वोल्टेज को कम कर सकते हैं। बेशक, यह मुख्य आवश्यकताओं को प्रस्तुत करता है: मोटर निगरानी और सेंसर।
हॉल-इफ़ेक्ट सेंसर रोटर की स्थिति का पता लगाने का एक सस्ता तरीका प्रदान करते हैं। वे टाइमिंग सेंसर स्विचिंग के समय और आवृत्ति द्वारा गति का भी पता लगा सकते हैं।
संपादक की टिप्पणी: उन्नत बीएलडीसी मोटर प्रौद्योगिकी किस प्रकार विद्युत उपकरणों में परिवर्तन लाती है, यह जानने के लिए हमारा लेख "सेंसर रहित ब्रशलेस मोटर क्या है" पढ़ें।
इन लाभों के संयोजन का एक और प्रभाव है-लंबा जीवनकाल। हालाँकि ब्रांड के भीतर ब्रश और ब्रशलेस मोटर (और उपकरण) के लिए वारंटी आमतौर पर एक जैसी होती है, लेकिन आप ब्रशलेस मॉडल के लिए लंबे जीवन की उम्मीद कर सकते हैं। यह आमतौर पर वारंटी अवधि से कई साल आगे हो सकता है।
याद है जब मैंने कहा था कि इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक अनिवार्य रूप से आपके उपकरणों में कंप्यूटर बना रहे हैं? ब्रशलेस मोटर भी स्मार्ट उपकरणों के लिए उद्योग को प्रभावित करने के लिए एक महत्वपूर्ण बिंदु हैं। इलेक्ट्रॉनिक संचार पर ब्रशलेस मोटर की निर्भरता के बिना, मिल्वौकी की एक-बटन तकनीक काम नहीं करेगी।
घड़ी पर, केनी विभिन्न उपकरणों की व्यावहारिक सीमाओं का गहराई से पता लगाता है और अंतरों की तुलना करता है। काम से छुट्टी मिलने के बाद, उसका विश्वास और अपने परिवार के प्रति प्रेम उसकी सर्वोच्च प्राथमिकता है। आप आमतौर पर रसोई में होंगे, साइकिल चलाएँगे (वह एक ट्रायथलॉन है) या लोगों को टैम्पा खाड़ी में एक दिन मछली पकड़ने के लिए ले जाएँगे।
संयुक्त राज्य अमेरिका में अभी भी कुशल श्रमिकों की कमी है। कुछ लोग इसे "कौशल अंतर" कहते हैं। हालाँकि 4 साल की यूनिवर्सिटी डिग्री प्राप्त करना "बहुत प्रचलित" लग सकता है, लेकिन श्रम सांख्यिकी ब्यूरो के नवीनतम सर्वेक्षण के परिणाम बताते हैं कि वेल्डर और इलेक्ट्रीशियन जैसे कुशल उद्योगों को एक बार फिर से सबसे कम रैंक मिली है।
2010 की शुरुआत में, हमने ग्राफीन नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग करके बेहतर बैटरी के बारे में लिखा था। यह ऊर्जा विभाग और वोरबेक मैटेरियल्स के बीच एक सहयोग है। वैज्ञानिक ग्राफीन का उपयोग करके लिथियम-आयन बैटरी को घंटों के बजाय मिनटों में चार्ज करने में सक्षम बनाते हैं। यह काफी समय हो गया है। हालाँकि ग्राफीन को अभी तक लागू नहीं किया गया है, हम कुछ नवीनतम लिथियम-आयन बैटरियों के साथ वापस आ गए हैं […]
सूखी दीवार पर भारी पेंटिंग टांगना बहुत मुश्किल नहीं है। हालाँकि, आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि आप इसे अच्छी तरह से करें। अन्यथा, आपको एक नया फ्रेम खरीदना पड़ेगा! सिर्फ़ दीवार पर पेंच लगाने से काम नहीं चलेगा। आपको यह जानना होगा कि कैसे [...]
120V बिजली के तारों को भूमिगत बिछाना असामान्य नहीं है। आप अपने शेड, वर्कशॉप या गैरेज को बिजली देना चाह सकते हैं। एक और आम उपयोग लैंप पोस्ट या इलेक्ट्रिक डोर मोटर्स को बिजली देना है। किसी भी मामले में, आपको कुछ भूमिगत वायरिंग आवश्यकताओं को समझना चाहिए [...]
स्पष्टीकरण के लिए धन्यवाद। यह एक ऐसी बात है जिसके बारे में मैं लंबे समय से सोच रहा था, क्योंकि अधिकांश लोग ब्रशलेस के पक्ष में हैं (कम से कम इसे अधिक महंगे बिजली उपकरणों और ड्रोन के लिए एक तर्क के रूप में इस्तेमाल किया जाता है)।
मैं जानना चाहता हूँ: क्या नियंत्रक गति को भी पहचानता है? क्या इसे सिंक्रनाइज़ करने के लिए ऐसा करना ज़रूरी नहीं है? क्या इसमें हॉल तत्व हैं जो चुम्बकों को पहचानते (घुमाते) हैं?
सभी ब्रशलेस मोटर सभी ब्रश मोटर से बेहतर नहीं होती हैं। मैं देखना चाहता हूँ कि मध्यम से भारी भार के तहत जनरेशन 5X की बैटरी लाइफ अपने पूर्ववर्ती X4 की तुलना में कैसी है। किसी भी मामले में, ब्रश लगभग कभी भी जीवन-सीमित कारक नहीं होते हैं। कॉर्डलेस टूल की मूल मोटर गति लगभग 20,000 से 25,000 है। और लुब्रिकेटेड प्लैनेटरी गियर सेट के माध्यम से, उच्च गियर में कमी लगभग 12:1 और निम्न गियर में लगभग 48:1 है। ट्रिगर मैकेनिज्म और मोटर रोटर बियरिंग जो धूल भरी हवा की धारा में 25,000RPM रोटर का समर्थन करते हैं, आमतौर पर कमजोर बिंदु होते हैं
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