डायरेक्ट ड्राइव मोटर्स कैसे काम करती हैं

डायरेक्ट ड्राइव मोटरें अधिकांश ब्रशलेस डीसी मोटरों की तरह ही काम करती हैं। मैग्नेट मोटर के रोटर से जुड़े होते हैं और वाइंडिंग को मोटर के स्टेटर पर व्यवस्थित किया जाता है। जैसे ही वाइंडिंग सक्रिय होती है, वे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो रोटर के चुंबकों को या तो आकर्षित करते हैं या विकर्षित करते हैं। वाइंडिंग्स में बिजली का उचित स्विचिंग या कम्यूटेशन एक नियंत्रित गति उत्पन्न करता है। रैखिक और रोटरी डायरेक्ट ड्राइव मोटर हैं लेकिन रोटरी संस्करण अब तक सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं।

Direct drive motors with diameters of >1m are possible, able to produce a torque of >10,000एनएम. कई डायरेक्ट ड्राइव मोटरें 'फ्रेमलेस' होती हैं जिसका मतलब है कि उन्हें हाउसिंग, बियरिंग्स या फीडबैक सेंसर के बिना आपूर्ति की जाती है। यह मशीन बिल्डरों और सिस्टम इंटीग्रेटर्स को समग्र आकार, आकार, वजन और गतिशील प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए अपने आवास, शाफ्ट और असर डिजाइन को सुव्यवस्थित करने की अनुमति देता है।

एक डिज़ाइन इंजीनियर के लिए डायरेक्ट ड्राइव चुनने के दो मुख्य कारण गतिशील प्रदर्शन और आकार कारक हैं। कपलिंग, गियरबॉक्स, बेल्ट या चेन से निपटने के बजाय, एक डायरेक्ट ड्राइव मोटर सीधे लोड से जुड़ जाती है ताकि गति की किसी भी दिशा में कोई हिस्टैरिसीस, बैकलैश या 'खोई हुई गति' न हो। डिज़ाइन का लाभ उन मोटरों से मिलता है जो बीच में एक बड़े छेद के साथ काफी सपाट होती हैं - जो स्लिप-रिंग, पाइप और केबल को गुजरने की अनुमति देती हैं - इसे कम करके नहीं आंका जाना चाहिए।

प्रत्यक्ष ड्राइव दृष्टिकोण के लाभों में शामिल हैं:

उत्कृष्ट गतिशील प्रदर्शनऔर स्थिति और/या गति का सटीक नियंत्रण

कोई प्रतिक्रिया या घिसाव नहीं

उच्च विश्वसनीयताकम हिस्से की गिनती और गियर, पुली, सील, बीयरिंग इत्यादि के उन्मूलन के कारण।

सघन- कम अक्षीय ऊंचाई और बड़े बोर के साथ संभव

कम टोक़ तरंगया 'कॉगिंग'

ऊर्जा दक्षतामध्यवर्ती यांत्रिक तत्वों में हानियों के उन्मूलन से

कम ध्वनिक शोरया स्व-प्रेरित कंपन

कोई/कम रखरखाव नहीं

कम शीतलन आवश्यकताएँलाभप्रद तापीय ज्यामिति के कारण

अपेक्षाकृत बड़े वायु अंतराल- आसान स्थापना और झटके का प्रतिरोध।

मुख्य नुकसान अक्सर वास्तविक से अधिक माना जाता है - डायरेक्ट ड्राइव मोटर्स (डीडी मोटर्स) को अक्सर पारंपरिक मोटर्स की तुलना में अधिक महंगा माना जाता है। हालांकि यह अक्सर एक साधारण 1:1 तुलना में सच हो सकता है, एक अधिक समग्र दृष्टिकोण (मध्यवर्ती गियर, कपलिंग और रखरखाव के उन्मूलन के साथ-साथ समग्र यांत्रिक सरलीकरण में कमी को ध्यान में रखते हुए) से पता चलता है कि प्रत्यक्ष ड्राइव व्यवस्था, शायद आश्चर्यजनक रूप से, कई अनुप्रयोगों में इष्टतम लागत और प्रदर्शन समाधान।

प्रत्यक्ष ड्राइव अनुप्रयोगों के उत्कृष्ट उदाहरण एंटीना सिस्टम (उदाहरण के लिए वाहन पर लगे उपग्रह संचार), निगरानी और सीसीटीवी कैमरे, स्कैनर, टेलीस्कोप, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक्स, रेट टेबल और रडार सिस्टम जैसे गिंबल्स में पाए जाते हैं। सीएनसी मशीन टूल्स, पैकेजिंग उपकरण, रोबोटिक्स और यहां तक ​​कि हाई-एंड रिकॉर्ड टर्नटेबल्स में भी अनुप्रयोग हैं।

यदि डायरेक्ट ड्राइव का बोर काफी छोटा है (<2") there is a wide choice of position feedback sensors based on optical, magnetic, capacitive, and inductive technologies. For larger bores, the primary options are frameless resolvers, ring encoders, and inductive encoders.

फ़्रेमलेस रिज़ॉल्वर

एक रिज़ॉल्वर जिसकी अक्षीय ऊंचाई उसके व्यास की तुलना में छोटी है, उसे फ़्रेमलेस रिज़ॉल्वर, स्लैब रिज़ॉल्वर या पैनकेक रिज़ॉल्वर के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। कड़ाई से कहें तो 'फ्रेमलेस' का मतलब है कि रिज़ॉल्वर हाउसिंग को हटा दिया गया है, लेकिन कई इंजीनियर कम ऊंचाई और बड़े व्यास वाले रिज़ॉल्वर का संदर्भ देते समय फ़्रेमलेस शब्द का उपयोग करेंगे।

अधिकांश रिज़ॉल्वर ब्रश के बजाय ब्रश रहित होते हैं, लेकिन सभी ट्रांसफार्मर सिद्धांतों पर आधारित होते हैं। दूसरे शब्दों में, वे आगमनात्मक कोण सेंसर हैं। चूंकि रिज़ॉल्वर के रोटर की स्थिति उसके स्टेटर के सापेक्ष भिन्न होती है, रोटर और स्टेटर के बीच विद्युत चुम्बकीय युग्मन भिन्न होता है। इसे देखा जा सकता है क्योंकि रिज़ॉल्वर के आउटपुट सिग्नल उत्तेजना या इनपुट सिग्नल के सापेक्ष साइनसॉइडल रूप से भिन्न होते हैं।

कुछ रिज़ॉल्वर को 'एकल गति', 'दो गति', 'चार-गति' आदि कहा जाता है। यह उस संख्या को संदर्भित करता है कि रिज़ॉल्वर का आउटपुट 1 क्रांति में विशिष्ट रूप से भिन्न होता है। एक सिंगल-स्पीड रिज़ॉल्वर का आउटपुट 1 रेव से अधिक अद्वितीय होता है; दो-स्पीड रिज़ॉल्वर का आउटपुट 1 रेव के भीतर किसी भी 180 डिग्री पर अद्वितीय होता है; चार-स्पीड रिज़ॉल्वर का आउटपुट 1 रेव के भीतर किसी भी 90 डिग्री पर अद्वितीय होता है और इसी तरह आगे भी।

रिज़ॉल्वर का सुरक्षा-संबंधित अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट ट्रैक रिकॉर्ड है - विशेष रूप से सिविल एयरोस्पेस में। वे बेहद मजबूत और भरोसेमंद हैं लेकिन भारी, भारी और अनुकूलित करने में मुश्किल होते हैं।

रिंग एनकोडर

रिंग एनकोडर को बड़े खोखले बोर एनकोडर या बड़े शाफ्ट एनकोडर के रूप में भी जाना जाता है। फ़्रेमलेस रिज़ॉल्वर की तरह - ऐसे सभी शब्द एक एनकोडर को संदर्भित करते हैं जिसकी अक्षीय ऊंचाई उसके व्यास की तुलना में छोटी होती है। रिंग एनकोडर आमतौर पर ऑप्टिकल या चुंबकीय होते हैं।

ऑप्टिकल एनकोडर एक एलईडी प्रकाश स्रोत द्वारा प्रकाशित एक महीन झंझरी या "स्केल" की स्कैनिंग का उपयोग करता है। स्केल, रोटरी या रैखिक, पारदर्शी और अपारदर्शी "रेखाओं" से बना होता है जो 50-50 कर्तव्य चक्र में व्यवस्थित होते हैं। डिस्क पर पारदर्शी क्षेत्रों की संख्या स्केल पिच से मेल खाती है जो एनकोडर के रिज़ॉल्यूशन को परिभाषित करती है। सेंसर आपतित प्रकाश की तीव्रता के अनुपात में वोल्टेज उत्पन्न करता है। जैसे-जैसे सेंसर स्केल के सापेक्ष चलता है, वोल्टेज साइनसॉइडल रूप से बदलता रहता है। ऑप्टिकल एनकोडर उच्च स्तर की सटीकता प्रदान करते हैं लेकिन अपेक्षाकृत नाजुक और दूषित पदार्थों के प्रति संवेदनशील होते हैं।

एक चुंबकीय एनकोडर एक बहु-ध्रुव चुंबक ट्रैक का उपयोग करता है। सेंसर, हॉल-इफ़ेक्ट या मैग्नेटोरेसिस्टिव, चुंबकीय ध्रुवों के सेंसर के सापेक्ष घूमने पर चुंबक प्रवाह में परिवर्तन को मापता है। ऑप्टिकल एनकोडर की तरह साइन और कोसाइन सिग्नल उत्पन्न किए जा सकते हैं। चुंबकीय एनकोडर मजबूत, कॉम्पैक्ट होते हैं और बहुत लागत प्रभावी हो सकते हैं। हालाँकि, वे चुंबकीय क्षेत्र के प्रति अतिसंवेदनशील होते हैं। फाइन-पिच चुंबकीय ट्रैक सीमित रिज़ॉल्यूशन का उत्पादन करना मुश्किल है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा पर हिस्टैरिसीस और सटीकता में बदलाव से दोहराव योग्यता से समझौता किया जाता है। चुंबकीय ट्रैक अपेक्षाकृत भंगुर होता है और झटके के प्रति संवेदनशील हो सकता है।

आगमनात्मक एनकोडर

इंडक्टिव एनकोडर (इंकोडर) रिज़ॉल्वर के समान मौलिक भौतिकी का उपयोग करते हैं लेकिन ऑप्टिकल एनकोडर के समान ही डिजिटल विद्युत आउटपुट प्रदान करते हैं। इसका मतलब यह है कि वे रिज़ॉल्वर के समान ही मजबूती और विश्वसनीयता प्रदान करते हैं, लेकिन उपयोग में आसान, विद्युत इंटरफ़ेस के साथ।

रिज़ॉल्वर के विपरीत, संचालन के लिए आवश्यक सभी इलेक्ट्रॉनिक्स IncOder के स्टेटर के अंदर होते हैं। इसका मतलब यह है कि विद्युत इंटरफ़ेस आम तौर पर एक कम वोल्टेज डीसी आपूर्ति है जो एक पूर्ण कोण या कोण में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करने वाला डिजिटल डेटा आउटपुट उत्पन्न करता है।

रिंग एनकोडर के विपरीत, इनकोडर का माप केवल एक बिंदु पर नहीं बल्कि रोटर और स्टेटर के पूर्ण समतलीय सतहों पर किया जाता है। इसका मतलब यह है कि IncOders गैर-संकेंद्रित रोटेशन से होने वाली अशुद्धियों के प्रति बहुत कम संवेदनशील होते हैं, जिससे उनकी स्थापना अपेक्षाकृत आसान हो जाती है।