কিভাবে একটি ব্রাশ মোটর কাজ করে? মূল উপাদান, কাজের নীতি এবং ব্যবহার

একটি কর্ডলেস স্ক্রু ড্রাইভারের উপর ট্রিগারটি টানুন এবং আপনি যে ঘূর্ণিটি শুনতে পাচ্ছেন তা একটি ব্রাশ করা ডিসি মোটর থেকে আসে যা মার্জিতভাবে সহজ কিছু করছে: স্প্রিং-লোডেড কার্বন ব্লক এবং একটি সেগমেন্টেড কপার রিং ব্যবহার করে ব্যাটারি কারেন্টকে ঘূর্ণনে রূপান্তর করা। এটি কিভাবে কাজ করে তার সংক্ষিপ্ত উত্তর। একটি স্থির শক্তির উৎস থেকে কারেন্ট প্রবাহিত হয়, ব্রাশের মাধ্যমে যা একটি ঘূর্ণায়মান কমিউটারের বিরুদ্ধে স্লাইড করে, আর্মেচারে লাগানো তারের উইন্ডিংয়ে। উজ্জীবিত উইন্ডিংগুলি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটে পরিণত হয় যা স্থির স্থায়ী চুম্বকের বিরুদ্ধে ধাক্কা দেয় এবং কমিউটেটর প্রতি অর্ধেক বাঁকের প্রতিটি ঘুরতে বর্তমান দিকটিকে বিপরীত করে যাতে পুশিং বল খাদটিকে এক দিকে ঘোরাতে থাকে।

সেই যান্ত্রিক স্যুইচিং ক্রিয়াটি ডিজাইনের সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য। এটি ব্যাখ্যা করে যে কেন ব্রাশ করা মোটরগুলি সস্তা, নিয়ন্ত্রণ করা সহজ এবং অনুমানযোগ্য থাকে এবং এটি তাদের একটি সৎ সীমাবদ্ধতাও ব্যাখ্যা করে: যোগাযোগ ইন্টারফেস পরিধান করে। যে কেউ উচ্চ-ভলিউম পণ্যগুলির জন্য উপাদানগুলি নির্দিষ্ট করে, এই প্রক্রিয়াটি বোঝার জন্য মোটর প্রকারের প্রায় প্রতিটি ব্যবহারিক বৈশিষ্ট্যের জন্য দায়ী, এর স্বল্প ইউনিট খরচ থেকে এর পরিষেবা-জীবনের বাজেট।

চারটি অংশ যা ঘূর্ণনকে সম্ভব করে তোলে

প্রতিটি ব্রাশ করা ডিসি মোটর, একটি ছোট খেলনা ইউনিট থেকে শুরু করে একটি আরএস-সিরিজ শিল্প মডেল, চারটি প্রয়োজনীয় অংশের চারপাশে তৈরি করা হয়।

স্টেটর হল নির্দিষ্ট ক্ষেত্রের উৎস। ছোট এবং মাঝারি আকারের ডিসি মোটরগুলিতে এটি প্রায় সবসময়ই একজোড়া স্থায়ী চুম্বক থাকে, সাধারণত ফেরাইট বা নিওডিয়ামিয়াম, ইস্পাত হাউজিংয়ের ভিতরে মাউন্ট করা হয়। স্টেটর কখনো নড়ে না; এটি রটার জুড়ে একটি ধ্রুবক চৌম্বক ক্ষেত্র প্রদান করে।

রটার, যাকে আর্মেচারও বলা হয়, এটি ঘূর্ণায়মান অংশ। এটি স্তূপীকৃত স্তরিত ইস্পাত শীট থেকে নির্মিত হয় যার স্লটগুলি উত্তাপযুক্ত তামার উইন্ডিং ধারণ করে। যখন এই উইন্ডিংগুলির মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়, তখন আর্মেচারটি তার নিজস্ব উত্তর এবং দক্ষিণ মেরু সহ একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটে পরিণত হয়।

কমিউটেটর হল তামার অংশগুলির একটি রিং যা খাদের উপর স্থাপন করা হয় এবং একে অপরের থেকে অন্তরক, সাধারণত মাইকা দিয়ে। এটি আর্মেচারের সাথে ঘোরে এবং মোটরের যান্ত্রিক সুইচ হিসাবে কাজ করে।

ব্রাশগুলি হল কার্বন বা গ্রাফাইটের স্প্রিং-লোড ব্লক বা খুব ছোট মোটর মূল্যবান ধাতু, যা কমিউটারের বিরুদ্ধে চাপ দেয়। তারা স্থির শক্তি টার্মিনাল এবং স্পিনিং আর্মেচারের মধ্যে একমাত্র শারীরিক সেতু তৈরি করে। বিয়ারিং, এন্ড বেল এবং শ্যাফ্ট এসেম্বলি সম্পন্ন করে, কিন্তু এই চারটি উপাদানই বিদ্যুৎকে গতিতে রূপান্তরিত করার প্রকৃত কাজ করে।

ধাপে ধাপে: কারেন্ট থেকে ক্রমাগত ঘূর্ণন পর্যন্ত

যে ক্রমটি ঘূর্ণন তৈরি করে তা মোটর চালানোর সময় ক্রমাগত পুনরাবৃত্তি হয়:

1. কারেন্ট মোটর টার্মিনালের মধ্য দিয়ে প্রবেশ করে এবং ব্রাশগুলিতে পৌঁছায়, যা এটিকে যে কোন কমিউটার সেগমেন্টে স্থানান্তরিত করে যেটি তাত্ক্ষণিকভাবে তাদের স্পর্শ করে।
2. কমিউটার থেকে, কারেন্ট আর্মেচার উইন্ডিংয়ে প্রবাহিত হয়। কারেন্ট বহনকারী একটি কন্ডাক্টর একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে, তাই প্রতিটি উজ্জীবিত বায়ু একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেট হিসাবে কাজ করে।
3. ইলেক্ট্রোম্যাগনেটের মেরুগুলি স্টেটরের নির্দিষ্ট ক্ষেত্রের সাথে যোগাযোগ করে। বিপরীত মেরুগুলিকে আকর্ষণ করে এবং খুঁটির মতো বিকর্ষণ করে, এবং এই ধাক্কা এবং টান টর্ক তৈরি করে যা আর্মেচারটিকে ঘুরিয়ে দেয়।
4. আর্মেচার ঘোরার সাথে সাথে কমিউটার সেগমেন্টগুলি ব্রাশের নীচে স্লাইড করে। যখন একটি ওয়াইন্ডিং অ্যালাইনমেন্ট পয়েন্ট অতিক্রম করে, সেগমেন্ট গ্যাপটি ব্রাশকে অতিক্রম করে এবং সেই উইন্ডিংয়ের মধ্য দিয়ে প্রবাহ বিপরীত হয়।
5. রিভার্সাল ঠিক সঠিক জ্যামিতিক মুহুর্তে উইন্ডিংয়ের চৌম্বকীয় খুঁটিগুলিকে অদলবদল করে, তাই জায়গায় লক করার পরিবর্তে, আর্মেচারটিকে একই দিকে টানতে এবং ঠেলে দিতে থাকে।

10,000 rpm এ চলমান একটি ছোট মোটর প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 330 বার এই বর্তমান রিভার্সালটি সম্পাদন করে এবং কোনো ইলেকট্রনিক্স জড়িত থাকে না। কমিউটারের জ্যামিতি এবং ব্রাশের বসন্ত চাপ স্বয়ংক্রিয়ভাবে সমস্ত সময় পরিচালনা করে। এটি হল ব্রাশবিহীন ডিজাইনের মৌলিক পার্থক্য, যেখানে একটি বহিরাগত নিয়ামক রটার পজিশন ফিডব্যাক ব্যবহার করে বৈদ্যুতিনভাবে একই সুইচিং করে।

কেন গতি এবং টর্ক এত অনুমানযোগ্য আচরণ করে

যেহেতু স্টেটর ক্ষেত্রটি স্থির এবং ওয়্যারিং সহজ, একটি ব্রাশড মোটরের আচরণ এমন নিয়ম অনুসরণ করে যা চারপাশে ডিজাইন করা সহজ:

• গতি ভোল্টেজ অনুসরণ করে। একটি স্থায়ী-চুম্বক ব্রাশ করা মোটরে, নো-লোডের গতি প্রয়োগ করা ভোল্টেজের সাথে প্রায় রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়, যে কারণে একটি মৌলিক ভোল্টেজ পরিবর্তন বা PWM সংকেত এটি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য যথেষ্ট।
• টর্ক কারেন্ট অনুসরণ করে। আউটপুট ঘূর্ণন সঁচারক বল প্রায় আর্মেচার কারেন্টের সমানুপাতিক, তাই একটি কঠিন লোড মোটরকে নিজে থেকে আরও কারেন্ট টানতে বাধ্য করে।
• ব্যাক-ইএমএফ স্ব-নিয়ন্ত্রিত। স্টেটর ফিল্ডের ভিতরে উইন্ডিংগুলি ঘুরলে, তারা সরবরাহের বিরোধিতা করে এমন একটি ভোল্টেজ তৈরি করে। স্থবির অবস্থায় সেখানে কেউ নেই, তাই স্টার্টিং কারেন্ট বেশি; গতি বাড়লে, ব্যাক-ইএমএফ বৃদ্ধি পায় এবং কারেন্ট কমে যায় যতক্ষণ না মোটর ভারসাম্য বজায় রাখে, এতে কোনো সেন্সর জড়িত থাকে না।
• রিভার্সালের জন্য শুধুমাত্র একটি পোলারিটি অদলবদল প্রয়োজন। সাপ্লাই টার্মিনালগুলিকে উল্টানো ঘূর্ণনকে বিপরীত করে, যা গাড়ির দরজার তালা, জানালার নিয়ন্ত্রক এবং মোটর চালিত পর্দাগুলির জন্য অ্যাকুয়েটর ডিজাইনকে সহজ করে।

একই সরলতা সুপরিচিত ট্রেড-অফ তৈরি করে: স্টার্টআপের সময়, যখন ব্যাক-ইএমএফ শূন্য হয়, কারেন্ট চলমান স্তরের অনেক উপরে স্পাইক করতে পারে, তাই ব্যাটারি-চালিত পণ্যগুলিকে অবশ্যই সেই চাপ সহ্য করতে হবে বা সীমিত করতে হবে।

ব্রাশ এবং কমিউটারগুলি পরিধানের অংশ

স্লাইডিং যোগাযোগ যা যান্ত্রিক পরিবর্তন সম্ভব করে তোলে তাও এর প্রধান দুর্বলতা। ব্রাশগুলি স্প্রিং ফোর্সের অধীনে কমিউটারের বিরুদ্ধে চাপ দেয় এবং উভয় পৃষ্ঠই প্রতিটি বিপ্লবের সাথে পরিধান করে। কার্বন ধীরে ধীরে ঘর্ষণ থেকে এবং ছোট আর্কগুলি থেকে ক্ষয় হয় যা ব্রাশের প্রান্তের নীচের অংশগুলি অতিক্রম করার সাথে সাথে আঘাত করে এবং অবশেষে ব্রাশের উপাদানটি গ্রাস করা হয়। ছোট ব্রাশ করা মোটরগুলির পরিষেবা জীবন সাধারণত এক থেকে পাঁচ হাজার অপারেটিং ঘন্টার মধ্যে কোথাও পড়ে, যদিও স্প্রেডটি প্রশস্ত, যেহেতু টেকসই ভারী বোঝা, উচ্চ গতি এবং আর্দ্র পরিস্থিতি সবই এটিকে ছোট করে।

কমিউটারেরও বয়স। এর তামার পৃষ্ঠটি একটি প্রতিরোধী কার্বন ফিল্ম পিট, খাঁজ বা বিকাশ করতে পারে এবং প্রতিটি স্যুইচিং ইভেন্ট থেকে আর্কগুলি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ তৈরি করে যা কাছাকাছি ইলেকট্রনিক্স সাধারণত মোটর টার্মিনাল জুড়ে ছোট ক্যাপাসিটার দিয়ে দমন করে।

এর কোনোটাই নিয়ন্ত্রণহীন ক্ষয় নয়। ব্রাশ ম্যাটেরিয়াল গ্রেড, স্প্রিং প্রেসার, এবং কমিউটার ফিনিস প্রয়োগের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, এবং সিল করা নির্মাণ ব্রাশের কণা থাকা অবস্থায় দূষককে দূরে রাখে। একজন ক্রেতার জন্য, ব্যবহারিক প্রশ্নটি ব্রাশ পরিধান করে কিনা তা নয় বরং পণ্যের শুল্ক চক্র মোটর পরিধানের বাজেটের মধ্যে আরামদায়কভাবে বসে কিনা।

ব্রাশড বনাম ব্রাশলেস: মেকানিজম কি সিদ্ধান্ত নেয়

পরা ইন্টারফেস সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করার জন্য ব্রাশবিহীন মোটর তৈরি করা হয়েছিল। তারা উইন্ডিংগুলিকে স্থির আবাসনে নিয়ে যায়, রটারে চুম্বক রাখে এবং একটি ইলেকট্রনিক কন্ট্রোলার দিয়ে ব্রাশ এবং কমিউটার প্রতিস্থাপন করে যা রটারের অবস্থান অনুযায়ী কারেন্ট পরিবর্তন করে। দুই ধরনের মধ্যে প্রায় প্রতিটি পার্থক্য সেই একক পরিবর্তন থেকে অনুসরণ করে।

কিছু বিভাগের প্রবণতা স্পষ্টভাবে ব্রাশবিহীন, বিশেষ করে ড্রোন এবং প্রিমিয়াম পাওয়ার টুলের পক্ষে। তবে ব্রাশ করা ডিজাইনগুলি এখনও উচ্চ-ভলিউম অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি বড় অংশ ধারণ করে যেখানে ইউনিট খরচ, দুই-তারের সরলতা এবং প্রমাণিত কম-গতির টর্ক সর্বাধিক আয়ুষ্কালের চেয়ে বেশি। আমাদের ওভারভিউ কেন ব্রাশ করা ডিসি মোটরগুলি শিল্প-গ্রেড সরঞ্জামের ভিত্তিপ্রস্তর থাকে আরও বিশদে সেই ভারসাম্য পরীক্ষা করে।

যেখানে ব্রাশড মোটর এখনও সেরা ফিট

মেকানিজমের শক্তি সরাসরি পণ্যের শ্রেণীতে ম্যাপ করে। ব্রাশ করা মোটরগুলি এমন ডিভাইসগুলিতে আধিপত্য বিস্তার করে যেগুলির উত্পাদনের পরিমাণ, সাধারণ নিয়ন্ত্রণ, শক্তিশালী স্টার্টিং টর্ক এবং কমপ্যাক্ট আকারের প্রয়োজন হয়: রান্নাঘরের যন্ত্রপাতি, ব্যক্তিগত যত্নের পণ্য, পরিষ্কারের সরঞ্জাম, স্বয়ংচালিত অ্যাকুয়েটর, পাওয়ার টুল এবং খেলনা।

কংক্রিট উদাহরণ দেখায় কিভাবে নির্মাণ কর্তব্যের সাথে মিলে যায়। একটি স্ক্রু ড্রাইভার মোটর স্টল এবং ধূলিময় অবস্থায় পূর্ণ গতির মধ্যে সাইকেল চালানোর মধ্যে তার জীবন ব্যয় করে, তাই অভ্যন্তরীণ সুরক্ষা গ্রাম বাঁচানোর চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ; RS735, বৈদ্যুতিক স্ক্রু ড্রাইভারের জন্য একটি সিলিং প্রক্রিয়ার সাথে উন্নত, ঠিক সেই প্রয়োজনীয়তাকে ঘিরে ডিজাইন করা হয়েছে।

RS-735 42mm ব্রাশড ডিসি মোটর গৃহস্থালীর যন্ত্রপাতির জন্য একটি 42 মিমি ব্রাশ করা স্থায়ী চুম্বক ডিসি মোটর 25000 RPM পর্যন্ত পৌঁছায়, কমপ্যাক্ট নির্মাণ এবং প্রান্ত-মাউন্ট করা তারের আউটলেট সহ। এটি বৈদ্যুতিক স্ক্রু ড্রাইভার এবং অন্যান্য গৃহস্থালী এবং পাওয়ার টুল ড্রাইভের জন্য আলোচিত সিল করা, ধুলো-উন্মুক্ত ডিউটি ​​চক্রের জন্য উপযুক্ত। পণ্য দেখুন →

যন্ত্রপাতি মোটর মসৃণতা এবং শব্দ বিচার করা হয়. একটি কফি মেশিন ইতিমধ্যেই নাকাল এবং পাকানোর সময় শব্দ করে, তাই ড্রাইভ মোটরের নিজস্ব কম্পন যোগ করা উচিত নয়, এই কারণেই সেই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য মসৃণ-চলমান ভেরিয়েন্টগুলি নির্দিষ্ট করা হয়েছে।

RS-550SL লো নয়েজ ব্রাশ ডিসি মোটর পেপার শ্রেডারের জন্য এই 65 মিমি ব্রাশ করা ডিসি মোটর স্ট্যান্ডার্ড RS550 সংস্করণের তুলনায় স্থিতিশীল টর্ক, মসৃণ কম-গতি চালানো এবং উন্নত তাপীয় স্থিতিশীলতা প্রদান করে। এটি কফি মেশিন এবং অনুরূপ ক্রমাগত-শুল্ক সরঞ্জামগুলিতে শান্ত, কম্পন-মুক্ত অপারেশনের প্রয়োজনীয়তার সাথে মেলে। পণ্য দেখুন →

স্তন্যপান পণ্য বিপরীত চরমে বসে: একটি ভ্যাকুয়াম ক্লিনার মোটর ক্রমাগত উচ্চ গতিতে চলে, একটি স্থায়ী-চুম্বক স্টেটর একটি কমপ্যাক্ট ফ্রেমে উচ্চ শক্তির ঘনত্ব প্রদান করে।

হেয়ার ড্রায়ার, এগ বিটার, মোটর চালিত পর্দা, গাড়ির এয়ার পাম্প এবং বাগানের স্প্রেয়ার সবই একই পদার্থবিদ্যা ব্যবহার করে বিভিন্ন দিকে সুর করা। একটি সম্পূর্ণ পর্যালোচনা অ্যাপ্লিকেশন দ্বারা ব্রাশ ডিসি মোটর পরিসীমা সাধারণত জেনেরিক স্পেসিফিকেশন থেকে শুরু করার চেয়ে দ্রুত।

আপনি নির্দিষ্ট করার আগে ব্যবহারিক নির্বাচন নোট

একটি নতুন পণ্যের জন্য ব্রাশ করা মোটর মূল্যায়ন করার সময় চারটি প্রশ্ন নির্বাচনের বেশিরভাগ কাজ করে:

• ডিউটি সাইকেল: ক্রমাগত দৌড়ানো ব্রাশের জীবনকে সংক্ষিপ্ত বিরতিহীন চক্রের তুলনায় অনেক দ্রুত খরচ করে, তাই একটি কফি মেশিন এবং একটি গাড়ির দরজার লক এমনকি একই রকম পাওয়ার লেভেলেও খুব আলাদা পরিধানের বাজেট বহন করে।
• লোড প্রোফাইল: ঘন ঘন স্টল বা উচ্চ স্টার্টিং-টর্কের চাহিদা পুশ কারেন্ট, এবং কারেন্ট হল যা ব্রাশ এবং পিট কমিউটারদের ক্ষয় করে।
• পরিবেশ: ধুলো, আর্দ্রতা এবং কম্পন নির্ধারণ করে যে খোলা, সিল করা, বা ইস্পাত-টিউব নির্মাণ উপযুক্ত কিনা।
• গোলমাল এবং ইএমআই লক্ষ্য: সংবেদনশীল ইলেকট্রনিক্স বা কঠোর শব্দের প্রয়োজনীয়তা সহ পণ্যগুলির জন্য দমন উপাদান এবং নিরিবিলি ব্রাশ গ্রেডগুলি প্রারম্ভিক সময়ে ফ্যাক্টর করা প্রয়োজন, রেট্রোফিটেড নয়।

শেষ পর্যন্ত, একটি ব্রাশ করা মোটর একটি ইচ্ছাকৃতভাবে সহজ মেশিন: একটি স্থির চৌম্বক ক্ষেত্র, একটি ঘূর্ণায়মান ইলেক্ট্রোম্যাগনেট, এবং একটি যান্ত্রিক সুইচ যা এক শতাব্দীরও বেশি সময় ধরে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করেছে। অ্যাপ্লিকেশনটির সাথে নির্মাণের বিশদটি মিলে যাওয়াই একটি মোটরকে আলাদা করে যা কেবলমাত্র একটি মোটর থেকে স্পিন করে যা পণ্যের পুরো পরিষেবা জীবন ধরে চলে৷