திசைமாறா மின்னோட்ட மோட்டார் எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

திசைமாறா மின்னோட்ட மோட்டார் எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

A DC மோட்டார் மின்சார பொறியியலின் வரலாற்றில் மிக முக்கியமான கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்றாகும், நேர்மின்னோட்ட மின்னாற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. தொழில்துறை இயந்திரங்கள் மற்றும் போக்குவரத்து அமைப்புகளிலிருந்து வீட்டு உபயோகப் பொருட்கள் மற்றும் ரோபோட்டிக்ஸ் வரை, இது பல கோடி சாதனங்களில் முக்கிய பகுதியாக உள்ளது. எனவே ஒரு DC மோட்டார் செயல்பாடு எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை பொறியாளர்கள், தொழில்நுட்பவியலாளர்கள் மற்றும் மின்னியல் இயந்திர அமைப்புகளில் ஆர்வமுள்ளவர்களுக்கு அறிவது அவசியம்.

இந்த கட்டுரை டிசி மோட்டாரின் செயல்பாட்டு கோட்பாடுகள், அதன் பாகங்கள், வகைகள் மற்றும் பயன்பாடுகள், அதன் செயல்பாட்டின் பின்னணியில் உள்ள அறிவியல் ஆகியவற்றை விளக்குகிறது. மேலும் திருப்புதல் விசை எவ்வாறு உருவாகிறது, கம்யூட்டேஷனின் பங்கு என்ன, வேகம் மற்றும் திசை எவ்வாறு கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது என்பதையும் பார்ப்போம்.

செயல்பாட்டின் அடிப்படை கோட்பாடு

ஒரு DC மோட்டாரின் அடிப்படை இயங்கும் தத்தி மின்காந்தவியல் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது. ஒரு மின்காந்த புலத்திற்குள் மின்னோட்டம் கொண்ட கடத்தியை வைத்தால், அது ஒரு இயந்திர விசையை உணர்கிறது. இதை ஃபிளெமிங்கின் இடது கை விதி விவரிக்கிறது, இது கூறுகிறது:

• அந்த நடுவிரல் விசையின் (இயக்கம்) திசையைக் குறிக்கிறது.

• அந்த முதல் விரல் மின்காந்த புலத்தின் திசையை (வடக்கு முதல் தெற்கு) குறிக்கிறது.

• அந்த இரண்டாம் விரல் மின்னோட்டத்தின் திசையை (நேர்முகமானது முதல் எதிர்மறை வரை) குறிக்கிறது.

மோட்டாரின் உள்ளே கடத்தியை ஒரு குறிப்பிட்ட அமைப்பில் ஏற்பாடு செய்வதன் மூலம், இந்த விசையை தொடர்ந்து சுழற்சியை உருவாக்க பயன்படுத்தலாம்.

DC மோட்டாரின் முதன்மை பாகங்கள்

ஆர்மேச்சர் (ரோட்டர்)

சுற்றுகள் வழியாக மின்னோட்டத்தை கொண்டு செல்லும் மோட்டாரின் சுழலும் பகுதி. ஷாஃப்டில் பொருத்தப்பட்ட ஆர்மேச்சர், திருப்புதிறனை உருவாக்க காந்தப்புலத்துடன் தொடர்பு கொள்கிறது.

Commutator

ஆர்மேச்சர் சுற்றுகளுடன் இணைக்கப்பட்ட பகுதியாக அமைந்த துண்டுதுண்டான தாமிர வளையம். சுழலும் போது ஒவ்வொரு ஆர்மேச்சர் கம்பிச்சுருளிலும் மின்னோட்டத்தின் திசையை மாற்றுவதற்கான பங்கு இதனுடையது, இதனால் எப்போதும் ஒரே திசையில் திருப்புதிறன் உருவாகிறது.

கரி உலோகத் தொடர்புகள்

கார்பன் அல்லது கிராஃபைட்டிலிருந்து செய்யப்பட்டவை, நிலையான மின்சார வழங்கலுக்கும் சுழலும் காமுடேட்டருக்கும் இடையே மின்சார தொடர்பை பராமரிக்கின்றது.

ஃபீல்டு வைண்டிங் அல்லது நிரந்தர காந்தங்கள்

ஆர்மேச்சர் சுழலும் நிலையான காந்தப்புலத்தை இவை உருவாக்குகின்றன. சில வடிவமைப்புகளில் மின்காந்தங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன; மற்றவற்றில், நிரந்தர காந்தங்கள் புலத்தை வழங்குகின்றன.

அரைகள்

சுழலும் ஷாஃப்டை ஆதரிக்கின்றன, உராவலைக் குறைக்கின்றன மற்றும் சீரான இயக்கத்தை சாத்தியமாக்குகின்றன.

ஹவுசிங் (ஃபிரேம்)

பாகங்களை ஒன்றாக வைத்திரு்கும் வெளிப்புற கூடு, அவற்றை சேதத்திலிருந்து பாதுகாக்கிறது மற்றும் வெப்ப சிதறலுக்கு உதவலாம்.

படிப்படியான இயங்கும் செயல்முறை

1. மின்சார விநியோக இணைப்பு
   திசைமாறா மின்னோட்டம் மோட்டார் டெர்மினல்களுக்கு வழங்கப்படுகிறது, மேலும் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை கம்பிகள் சிதறிகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

2. ஆர்மேச்சர் வழியாக மின்னோட்டம் பாய்வது
   சிதறிகள் மின்சாரத்தை கம்யூட்டேட்டருக்கு கொண்டு சேரக்கின்றன, இது ஆர்மேச்சர் வைண்டிங்ஸுக்கு மின்சாரத்தை வழிமாற்றுகிறது.

3. காந்த புல தொடர்பு
   ஆர்மேச்சர் வைண்டிங்ஸில் பாயும் மின்னோட்டம் அதன் சொந்த காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. இது புல வைண்டிங்ஸ் அல்லது நிலையான காந்தங்களிலிருந்து வரும் நிலையான காந்தப்புலத்துடன் தொடர்பு கொள்கிறது.

4. விசை உருவாக்கம்
   இரண்டு காந்தப்புலங்களுக்கு இடையேயான தொடர்பு ஆர்மேச்சர் கடத்திகளில் ஒரு விசையை உருவாக்குகிறது, இதனால் ரோட்டார் சுழல ஆரம்பிக்கிறது.

5. கம்யூட்டேஷன்
   ரோட்டார் சுழலும் போது, கம்யூட்டேட்டர் அரை சுழற்சிக்கு ஒருமுறை ஆர்மேச்சர் வைண்டிங்ஸில் மின்னோட்டத்தின் திசையை மாற்றுகிறது. இது உருவாக்கப்பட்ட திருப்புதல் ஒரே சுழற்சி திசையில் தொடர்ந்து இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.

6. தொடர்ச்சியான சுழல்
   விநியோக மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் வரை இந்த செயல்முறை தொடர்ந்து மீண்டும் மீண்டும் நிகழ்கிறது, இதனால் தொடர்ந்து இயந்திர சுழற்சி உருவாகிறது.

டிசி மோட்டாரில் உள்ள கம்யூட்டேஷனின் பங்கு

சுழற்சி சீராக இருப்பதை உறுதி செய்வதற்கு கம்யூட்டேஷன் முக்கியமானது. ஆர்மேச்சர் வைண்டிங்கில் மின்னோட்டத்தை சரியான நேரத்தில் மாற்றவில்லை என்றால், டார்க் (திருப்புவிசை) திசை மாறும் மற்றும் மோட்டார் நின்று போகும் அல்லது தடுமாறும். சிதறிய மோட்டார்களில், மெக்கானிக்கல் கம்யூட்டேஷனை பிரஷ்களும் கம்யூட்டேட்டர் பகுதிகளும் செய்கின்றன. பிரஷ்லெஸ் வடிவமைப்புகளில், எலெக்ட்ரானிக் சர்க்யூட்கள் கம்யூட்டேஷனை செய்கின்றன.

டிசி மோட்டார்களின் வகைகள் மற்றும் அவற்றின் வேறுபாடுகள்

தொடரிணைப்பு வைண்டிங் டிசி மோட்டார்

• ஆர்மேச்சர் வைண்டிங்குடன் தொடரிணைப்பில் வைண்டிங் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

• கிரேன்கள் மற்றும் மின்சார ரயில்கள் போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக இருக்கும் அளவிற்கு அதிக தொடக்க டார்க் (திருப்புவிசை) உருவாகிறது.

• சுமை மாற்றங்களுடன் வேகம் மிகவும் மாறுபடுகிறது.

ஷண்ட் வைண்டிங் டிசி மோட்டார்

• ஆர்மேச்சர் வைண்டிங்குடன் இணையாக வைண்டிங் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

• மாறுபடும் சுமைகளுக்கு கீழ் நல்ல வேக ஒழுங்குமுறையை வழங்குகிறது.

• தொடர்ந்து இயங்கும் தொழில்துறை இயந்திரங்களில் பொதுவானது.

காம்பௌண்ட் வைண்ட் டிசி மோட்டார்

• தொடர் மற்றும் ஷண்ட் கள விண்டிங்குகள் இரண்டையும் சேர்க்கிறது.

• தொடக்க டார்க் மற்றும் நல்ல வேக ஒழுங்குமுறைக்கு இடையே சமநிலையை வழங்குகிறது.

நிலையான காந்த டிசி மோட்டார்

• விண்டிங்குகளுக்கு பதிலாக களத்திற்கு நிலையான காந்தங்களை பயன்படுத்துகிறது.

• எளிய வடிவமைப்பு, உயர் செயல்திறன் மற்றும் சிறிய அளவு.

• சிறிய உபகரணங்கள், விளையாட்டுப் பொருட்கள் மற்றும் வாகன பயன்பாடுகளில் காணப்படுகிறது.

பிரஷ் இல்லாத DC மோட்டார் (BLDC)

• பிரஷ்களுக்கு பதிலாக எலக்ட்ரானிக் கம்யூட்டேஷனை பயன்படுத்துகிறது.

• சிறப்பான செயல்திறன், நீண்ட ஆயுள் மற்றும் குறைவான பராமரிப்பு.

• மின்சார வாகனங்கள், ட்ரோன்கள் மற்றும் துல்லியமான கருவிகளில் பிரபலமானது.

டிசி மோட்டார் எவ்வாறு திருப்புவிசையை உருவாக்குகிறது

திருப்புவிசை என்பது மோட்டாரால் உற்பத்தி செய்யப்படும் சுழல் விசையாகும். டிசி மோட்டாரில், திருப்புவிசை பின்வரும் காரணிகளை சார்ந்துள்ளது:

• காந்தப்புலத்தின் வலிமை.

• ஆர்மேச்சர் விண்டிங்கில் உள்ள மின்னோட்டத்தின் அளவு.

• காந்தப்புலத்தில் உள்ள செயலில் உள்ள கடத்திகளின் எண்ணிக்கை.

டிசி மோட்டாருக்கான அடிப்படை திருப்புவிசை சமன்பாடு:

T = k × Φ × Ia

இங்கே:

• T = திருப்புவிசை

• k = மோட்டார் மாறிலி

• φ = துருவத்திற்கு காந்தப்பாயம்

• Ia = ஆமேச்சர் மின்னோட்டம்

ஆமேச்சர் மின்னோட்டம் அல்லது காந்தப்பாயத்தை அதிகரிப்பது திருப்புதலை அதிகரிக்கும்.

டிசி மோட்டாரில் வேக கட்டுப்பாடு

வேகத்தை சரிசெய்ய கட்டுப்படுத்தலாம்:

• ஆமேச்சர் மின்னழுத்தம் : அதிக மின்னழுத்தம் வேகத்தை அதிகரிக்கிறது.

• துறை மின்னோட்டம் : துறை மின்னோட்டத்தை அதிகரிப்பது காந்த புலத்தை வலுப்படுத்துகிறது மற்றும் வேகத்தை குறைக்கிறது; அதை குறைப்பது வேகத்தை அதிகரிக்கிறது.

• PWM கட்டுப்பாடு : பல்ஸ் வீதி மாடுலேஷன் துல்லியமான மற்றும் செயல்திறன் மிகு வேக சரிசெய்தலை அனுமதிக்கிறது.

திசை கட்டுப்பாடு

ஒரு DC மோட்டாரில் சுழற்சியின் திசையை ஆர்மேச்சர் சப்ளை அல்லது ஃபீல்ட் சப்ளையின் (ஆனால் இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் அல்ல) முனைத்தன்மையை மாற்றுவதன் மூலம் மாற்ற முடியும். இது மின்சார வின்ச்செஸ் மற்றும் தொழில்துறை கொண்டுசெல்லும் பொருட்களை மாற்றியமைக்கும் பயன்பாடுகளில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

செயல்திறன் காரணிகள்

DC மோட்டாரின் செயல்திறன் இழப்புகளை குறைப்பதை சார்ந்துள்ளது, அவற்றுள்:

• சுற்றுகளில் மின் இழப்புகள் (மின்தடை இழப்புகள்).

• தாங்கிகளில் மற்றும் உராய்வில் இயந்திர இழப்புகள்.

• காந்த ஹிஸ்டெரிசிஸ் மற்றும் எடிகரண்ட்களால் உட்கரு இழப்புகள்.

பிரஷ்லெஸ் வடிவமைப்புகள் பொதுவாக அதிக செயல்திறனை வழங்குகின்றன, ஏனெனில் இவை பிரஷ் உராய்வை நீக்குகின்றன மற்றும் மின்னாக்கும் வில்லைகளை குறைக்கின்றன.

நடைமுறை பயன்பாடுகளில் திசைமாறா மின்மோட்டார்களின் நன்மைகள்

• துல்லியமான மற்றும் சீரான வேகக் கட்டுப்பாடு.

• கனமான சுமைகளுக்குத் தொடக்க முறுக்கு விசை அதிகம்.

• கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞைகளுக்கு விரைவான பதில்.

• பேட்டரி மின்சக்தி மூலங்களுடன் ஒத்துழைப்பு.

ருத்தில் கொள்ள வேண்டிய குறைபாடுகள்

• பிரஷ் வடிவமைப்புகளுக்கான பராமரிப்பு தேவைகள்.

• மோசமான பராமரிப்பின் கீழ் அதிக சுமை நிலைமைகளில் குறைந்த ஆயுட்காலம்.

• பிரஷ் மற்றும் காமுடேட்டர்களிலிருந்து மின்சார இரைச்சல்.

திசைமாறா மின்மோட்டார்களின் பயன்பாடுகள்

• போக்குவரத்து : மின்சார கார்கள், தொடர்வண்டிகள் மற்றும் டிராம்கள்.

• தொழில்நுட்ப இயந்திரங்கள் : உருட்டு மில்கள், கொண்டுசெல்லும் பெட்டிகள் மற்றும் லிப்ட்கள்.

• தானூக்கம் : ரோபோட்டிக்ஸ், சிஎன்சி இயந்திரங்கள் மற்றும் நடவடிக்கை மேற்கொள்பவை.

• தொழிலாளர் எlektronicals : மின்சார கருவிகள், சின்ன விசிறிகள் மற்றும் வீட்டு உபயோகப் பொருட்கள்.

டிசி மோட்டார் தொழில்நுட்பத்தின் எதிர்காலம்

புனரமைக்கத்தக்க ஆற்றல் மின்சக்தி அமைப்புகள், மின்சார நடமாட்டம் மற்றும் மேம்பட்ட தானியங்குமாதலுடன், டிசி மோட்டார் தொடர்ந்தும் பொருத்தமானதாக உள்ளது. பொருள்களில் மேம்பாடுகள், மின்னணு கட்டுப்பாட்டு சாதனங்கள் மற்றும் உற்பத்தி முறைகள் செயல்திறனை மேம்படுத்துகின்றன, பராமரிப்பை குறைக்கின்றன மற்றும் அவற்றின் பயன்பாட்டு வரம்பை விரிவாக்குகின்றன. குறிப்பாக, சித்திரவில்லா டிசி மோட்டார்கள் அவற்றின் செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மை காரணமாக எதிர்கால வடிவமைப்புகளில் ஆதிக்கம் செலுத்தும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

முடிவு

ஒரு டிசி மோட்டார் (DC Motor) என்பது காந்த புலங்கள் மற்றும் மின்னோட்டம் கொண்ட கடத்திகளின் தொடர்பின் மூலம் நேரடி மின்னோட்ட மூலத்திலிருந்து மின்னாற்றலை இயந்திர சுழற்சி ஆற்றலாக மாற்றுவதன் மூலம் செயல்படுகிறது. இதன் பாகங்களின் ஒருங்கிணைந்த செயல்பாடு - ஆர்மேச்சர், காமியூடேட்டர், பிரஷ்கள் மற்றும் புல அமைப்பு - தொடர்ந்து டார்க் (திருப்புதிறன்) உருவாக்க உதவுகிறது. பிரஷ் உள்ள அல்லது பிரஷ் இல்லா கட்டமைப்பில், டிசி மோட்டாரின் துல்லியமான வேக கட்டுப்பாடு, அதிக டார்க் மற்றும் தகவமைப்பு திறன் பல தொழில்களில் இதனை முக்கியமானதாக ஆக்குகிறது.

தேவையான கேள்விகள்

டிசி மோட்டாரின் (DC Motor) முதன்மை செயல்பாடு என்ன?

இதன் முதன்மை செயல்பாடு நேரடி மின்னோட்ட மின்சார ஆற்றலை இயந்திர சுழற்சி ஆற்றலாக மாற்றுவதுதான்.

டிசி மோட்டாரின் (DC Motor) வேகம் எவ்வாறு கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது?

ஆர்மேச்சர் மின்னழுத்தம், புல மின்னோட்டம் அல்லது எலெக்ட்ரானிக் பிடப்பிள்யூஎம் (PWM) கட்டுப்பாட்டை சரிசெய்வதன் மூலம் வேகம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

ஏன் டிசி மோட்டாருக்கு காமியூடேட்டர் தேவை?

சரியான நேரத்தில் ஆர்மேச்சர் வைண்டிங்களில் மின்னோட்டத்தின் திசையை மாற்ற காமியூடேட்டர் உதவுகிறது, இதன் மூலம் ஒரே திசையில் தொடர்ந்து சுழற்சி நிலைத்தன்மை பெறப்படுகிறது.

டிசி மோட்டார் பிரஷ்கள் இல்லாமல் இயங்க முடியுமா?

ஆம், தூரிகையில்லா திசைமாற்ற மின்னோட்ட (DC) மோட்டார்களில், மின்சுற்றுகள் திசைமாற்றத்திற்கான தூரிகைகளை மாற்றுகின்றன.

திசைமாற்ற மின்னோட்ட (DC) மோட்டாரின் இயந்திர விசை வெளியீட்டை எது தீர்மானிக்கிறது?

இயந்திர விசை காந்த பாயம், ஆர்மேச்சர் மின்னோட்டம் மற்றும் மோட்டாரின் கட்டமைப்பை பொறுத்து அமைகிறது.