بلا بریش ڈی سی موتر ڈرائیوز

تعریف

محرک موتور ڈسی کے براشلس نیزہ کو ایک خود کنٹرول شدہ متغیر فریکوئنسی محرک قرار دیا جاتا ہے جو سینوسائڈل پرماننٹ میگناٹ الٹرنیٹنگ کارنٹ (PMAC) موتروں کا استعمال کرتا ہے۔ اس قسم کے محرک کئی قابل ذکر فوائد پیش کرتا ہے۔ عملاً صیانت کے بغیر، یہ طویل عمر رکھتا ہے، جس سے مختلف اطلاقات کے لیے ایک قابل اعتماد چنید ہوتا ہے۔ علاوہ ازیں، یہ کم چکری عدم توازن، کم ریکشن، اور کم فریکوئنسی کے خصوصیات کے ساتھ کام کرتا ہے۔ علاوہ ازیں، یہ کم ریڈیو فریکوئنسی آزادی اور شور پیدا کرتا ہے، جس سے مسلسل اور سکون سے کام کیا جا سکتا ہے۔ لیکن یہ کمزوریوں سے بھی خالی نہیں ہے؛ اس کی اہم محدودیتیں اس کی نسبتاً زیادہ قیمت اور کم شروعاتی ٹارک ہیں۔

اطلاقات

براشلس ڈسی موتروں کے محرک کو مختلف صنعتوں اور دستیابیات میں وسیع طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ مصرفی الیکٹرانکس کے میدان میں، انہیں ریکارڈ پلیئرز، ریکارڈرز کے ٹیپ ڈرائیوز، اور کمپیوٹر ہارڈ ڈسکس کے اسپنڈل ڈرائیوز میں استعمال کیا جاتا ہے۔ وہ کم طاقت والے محرک کے طور پر کمپیوٹر کے محاذی آلتوں اور کنٹرول سسٹموں میں بھی خدمات انجام دیتے ہیں۔ مصرفی الیکٹرانکس کے علاوہ، ان کے اطلاقات فضائی صنعت میں بھی پھیلے ہوئے ہیں، جہاں اعتمادیت اور کم شور کی کارکردگی کا اہمیت ہوتی ہے۔ طبی میدان میں، ان کی دقت اور نظافت کی کارکردگی کی وجہ سے وہ مختلف طبی آلتوں کے لیے مناسب ہوتے ہیں۔ علاوہ ازیں، انہیں تبرید کے فینس کو چلانے کے لیے عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جس سے کئی سسٹم میں کارآمد اور سکون سے تبرید کی گئی ہوتی ہے۔

موٹر کی ساخت

نیچے دی گئی تصویر میں تین فیزی، دو قطبی ٹریپیزوئڈل PMAC موتر کا سیکشن ڈائریکشن کشیدہ گیا ہے، جو براشلس ڈسی موتر محرک کا ایک بنیادی حصہ ہے۔ موتر میں وسیع قطبی آرک کے ساتھ پرماننٹ میگناٹ روٹر شامل ہے، جو اس کی کارآمد کارکردگی کا سبب بنتا ہے۔ ستارہ میں تین قطبی وائنڈنگز شامل ہیں، ہر ایک دوسرے سے 120 درجے کے فاصلے پر ہوتے ہیں۔ یہ خاص وائنڈنگ کی ترتیب کارآمد الیکٹرکل آپریشن اور مسلسل ٹارک پیداوار کی ضمانت دیتی ہے۔ ہر فیز کی وائنڈنگ 60 درجے کے دوران کام کرتی ہے، موتر کے اندر میگناٹک فیلڈ کے تفاعل کو بہتر بناتی ہے اور اس کی رفتار اور کارکردگی پر صحیح کنٹرول فراہم کرتی ہے۔

موٹر کی تین فیزوں میں پیدا ہونے والے ولٹیجز کو نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ ٹریپیزوئڈل ویو فارم کی تولید کو روٹر اور ستارہ کے درمیان مخصوص تفاعل کا شکریہ ہے۔ جب روٹر کا گردش کا مخالف سمت میں ہوتا ہے، تو ابتدائی 120 درجے کے دوران، فیز A کے تمام اوپری کنڈکٹروں کے ساتھ میگناٹک فیلڈ کا جنوبی قطب تعلق رکھتا ہے، جبکہ فیز A کے تمام نیچے کے کنڈکٹروں کے ساتھ شمالی قطب تعلق رکھتا ہے۔

اس مخصوص زاویے کے دوران مسلسل میگناٹک کپلنگ کی وجہ سے نسبتاً مستقر محرک ولٹیج کا حصہ ہوتا ہے، جو ٹریپیزوئڈل ویو فارم کے اوپری حصے کا مظہر ہوتا ہے۔ جب روٹر کی گردش جاری رہتی ہے، تو تبدیل میگناٹک فیلڈ کی توجہ کی وجہ سے محرک ولٹیج کا انتقال ہوتا ہے، جس سے آخر کار ٹریپیزوئڈل شکل کی خصوصیات کی تشکیل ہوتی ہے جو براشلس ڈسی موتر محرک کے صحیح آپریشن اور کنٹرول کے لیے ضروری ہوتی ہے۔

روٹر کی 120 درجے کی گردش کے دوران، فیز A میں پیدا ہونے والی ولٹیج نسبتاً مستقل رہتی ہے۔ جب گردش 120 درجے سے زیادہ ہو جاتی ہے، تو فیز A کے کچھ اوپری کنڈکٹروں کا شمالی قطب سے لنک کرنا شروع ہوتا ہے، جبکہ دیگر جنوبی قطب کے ساتھ تعلق رکھتے ہیں۔ اسی طرح نیچے کے کنڈکٹروں کے ساتھ بھی یہ پہنومین ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، اگلے 60 درجے کے دوران فیز A میں پیدا ہونے والی ولٹیج لکیری طور پر بالعکس ہوتی ہے۔ یہ ولٹیج کی تبدیلی کا پیٹرن فیز B اور C میں بھی منعکس ہوتا ہے، جس سے موتر کے آپریشن کے لیے کوآرڈینیٹڈ الیکٹرکل بہاو کی تشکیل ہوتی ہے۔

براشلس ڈسی موتر محرک نظام، جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے، ولٹیج-سروس انورٹر کے ساتھ ٹریپیزوئڈل PMAC موتر کے جوڑے سے مشتمل ہوتا ہے۔ موتر کے ستارہ کے وائنڈنگز کو ایک سٹار کنکشن میں کنکٹ کیا گیا ہوتا ہے۔ تصویر میں ٹریپیزوئڈل PMAC موتر کی خصوصی فیز-ولٹیج ویو فارم کو بھی دکھایا گیا ہے، جو اوپر بیان کردہ خصوصی ولٹیج-انڈکشن ڈائنامکس کا منعکس ہوتا ہے۔ یہ ویو فارم براشلس ڈسی موتر محرک کے کارآمد کنٹرول اور آپریشن کا ایک بنیادی خصوصیت ہے، جو مسلسل ٹارک پیداوار اور صحیح رفتار کی تنظیم کو فراہم کرتا ہے۔

براشلس ڈسی موتر کے ستارہ کے وائنڈنگز کو کرنٹ پالسوں سے فراہم کیا جاتا ہے۔ ہر پالس کی مدت 120 الیکٹرکل درجے کی ہوتی ہے اور اسے ایک علاقے میں محفوظ کیا جاتا ہے جہاں محرک ولٹیج مستقل رہتی ہے اور اپنی زیادہ سے زیادہ قیمت تک پہنچتی ہے۔ اہم بات یہ ہے کہ ان کرنٹ پالسوں کی قطبیت محرک ولٹیج کی قطبیت کے ساتھ مطابقت رکھتی ہے، جس سے الیکٹرکل ان پٹس اور موتر کے ذریعے پیدا ہونے والے میگناٹک فیلڈ کے درمیان متناسب تفاعل کی ضمانت ہوتی ہے۔

موٹر کے اندر آر-گپ فلکس کو مستقل سطح پر برقرار رکھا جاتا ہے، اور محرک ولٹیج کی مقدار روٹر کی گردش کی رفتار کے ساتھ مستقیماً تناسب رکھتی ہے۔ یہ تعلق موتر کے آپریشن کے لیے بنیادی ہے، کیونکہ یہ رفتار کے مبنی محرک ولٹیج کے ذریعے موتر کی کارکردگی پر صحیح کنٹرول کی اجازت دیتی ہے، کارآمد طاقت کے منتقلی اور مختلف آپریشن کے حالات میں مسلسل آپریشن کو ممکن بناتی ہے۔

ہر 60 درجے کے دوران، کرنٹ موتر کے ستارہ کے وائنڈنگ کی ایک فیز میں داخل ہوتا ہے اور دوسرے سے باہر نکلتا ہے۔ یہ متبادل کرنٹ فلو کا پیٹرن براشلس ڈسی موتر کے آپریشن کا ایک بنیادی خصوصیت ہے۔ نتیجے کے طور پر، ہر یہ 60 درجے کے دوران موتر کو فراہم کی گئی طاقت کو نیچے دی گئی فارمولہ کے ذریعے ظاہر کیا جا سکتا ہے، جو وائنڈنگ فیزوں کے اندر ولٹیج اور کرنٹ کے درمیان تفاعل کو مد نظر رکھتی ہے۔

موٹر کی جانب سے تیار کی گئی ٹارک

براشلس ڈسی موتر محرک کی ٹارک ویو فارم نیچے دی گئی تصویر میں ظاہر کی گئی ہے۔ موتر کی جانب سے پیدا ہونے والی ٹارک کی مقدار DC طاقت کے لنک کے ذریعے گزر رہے کرنٹ کے ساتھ مستقیماً تناسب رکھتی ہے۔ یہ تعلق موتر کی متحرک کارکردگی اور کارکردگی کی خصوصیات کو سمجھنے کے لیے بنیادی ہے۔

اس محرک نظام میں ریجنریٹو بریکنگ کو فیز کرنٹ کو بلٹا کر حاصل کیا جاتا ہے۔ جب فیز کرنٹ کو بلٹا جاتا ہے، تو کرنٹ سرس Id کی سمت بھی متناسب طور پر تبدیل ہوجاتی ہے۔ یہ بلٹا کرنٹ کی وجہ سے طاقت کا فلو موتر سے شروع ہوتا ہے، انورٹر کے ذریعے جاری رہتا ہے، اور آخر کار DC سرس تک واپس آجاتا ہے۔ اس عمل کے دوران، موتر ایک جنریٹر کی طرح کام کرتا ہے، لاڈ سے مکینکل طاقت کو الیکٹرکل طاقت میں تبدیل کرتا ہے، جو پھر طاقت کی فراہمی میں واپس کیا جاتا ہے۔ یہ موتر کو کم رفتار کرنے میں مدد کرتا ہے اور طاقت کی واپسی اور دوبارہ استعمال کی اجازت دیتا ہے، جس سے نظام کی کل کارآمدی میں اضافہ ہوتا ہے۔

جب محرک نظام کی گردش کی رفتار کو بلٹا جاتا ہے، تو موتر کے اندر پیدا ہونے والی ولٹیجوں کی قطبیت بھی تبدیل ہوجاتی ہے۔ یہ ولٹیج کی قطبیت کی تبدیلی ریجنریٹو بریکنگ آپریشن کو شروع کرتی ہے، جس سے محرک کو لاڈ کی مکینکل طاقت کو الیکٹرکل طاقت میں تبدیل کرنے کی اجازت ملتی ہے جو پھر طاقت کی فراہمی میں واپس کی جا سکتی ہے۔

عکس طور پر، موتر کے وائنڈنگز کے ذریعے گزر رہے کرنٹ کی سمت کو بلٹا کر موٹنگ آپریشن کو شروع کیا جا سکتا ہے، جس سے موتر کو مطلوبہ سمت میں پیش کیا جا سکتا ہے۔ ریجنریٹو بریکنگ اور موٹنگ کے مختلف آپریشن کے متعلق کرنٹ کی ویو فارمز کو نیچے دی گئی تصویر میں واضح طور پر دکھایا گیا ہے، جس سے مختلف حالات میں محرک نظام کی الیکٹرکل بہاو کا مرئی تمثیل ملتا ہے۔

براشلس ڈسی موتر محرک کی قسمیں

براشلس ڈسی موتر محرک کو بنیادی طور پر دو الگ قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: کم قیمت براشلس ڈسی موتر محرک اور سنگل فیز براشلس ڈسی موتر محرک۔ ہر قسم کی خصوصی خصوصیات اور آپریشنل اصول ہیں، جو نیچے تفصیل سے بیان کیے گئے ہیں۔

کم قیمت براشلس ڈسی موتر محرک

کم قیمت براشلس ڈسی موتر محرک کو سادگی اور معقول قیمت کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اس میں صرف تین ٹرانزسٹرز اور تین ڈائیوڈ کنورٹر شامل ہیں۔ یہ سیٹ آپ ہمارے محرک کو صرف مثبت کرنٹ یا ولٹیج کو تین فیز موتر کو فراہم کرنے کی حد تک محدود کرتا ہے۔

آپریشن کے دوران، محرک ولٹیج اور کرنٹ دونوں موتر کی موٹنگ اور بریکنگ کے فنکشنز میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ جب 120 درجے کے مثبت کرنٹ پالسوں کو موتر کو فراہم کیا جاتا ہے، تو یہ موٹنگ کا آغاز کرتا ہے، جس سے موتر کا گردش کا مخالف سمت میں ہوتا ہے۔ بالعکس، جب یہ کرنٹ پالس 60 درجے کو منتقل کرکے کل 180 درجے کو پکڑ لیتے ہیں، تو موتر بریکنگ کی حالت میں منتقل ہوجاتا ہے۔ یہ کرنٹ پالسوں کے ٹائمنگ میں تبدیلی الیکٹرکل ان پٹ اور موتر کے میگناٹک فیلڈ کے درمیان تفاعل کو تبدیل کرتی ہے، جس سے گردش کی حرکت سے بریکنگ مکانزم کی طرف منتقل ہوتا ہے۔

کم قیمت براشلس ڈسی موتر محرک: کرنٹ کنٹرول مکانزم

کم قیمت براشلس ڈسی موتر محرک میں، فیز A کا کرنٹ تھائیسٹر Tr1 اور ڈائیوڈ D1 کے ذریعے صحیح طور پر کنٹرول کیا جاتا ہے۔ جب Tr1 کو فعال کیا جاتا ہے (ٹرن آن)، تو سرس ولٹیج Vd کو وائنڈنگ A کے ساتھ جوڑ دیا جاتا ہے۔ اس کنکشن کی وجہ سے کرنٹ IA کی تبدیلی کی شرح مثبت ہوجاتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ فیز A میں کرنٹ بڑھنے لگتا ہے۔ بالعکس، جب Tr1 کو غیر فعال کیا جاتا ہے (ٹرن آف)، تو کرنٹ iA ڈائیوڈ D1 کے ذریعے فری وھیلنگ کی حالت میں داخل ہوجاتا ہے۔ اس فری وھیلنگ کے دوران، iA کی تبدیلی کی شرح منفی ہوجاتی ہے، اور کرنٹ کندہ ہوتا چلا جاتا ہے۔

0 - 120º کے وقت کے دوران، Tr1 کو متبادل طور پر آن اور آف کیا جا سکتا ہے۔ یہ آن-آف سوئچنگ کا استراتیجی کام کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ حقیقی کرنٹ IA کو ایک مستطیل ریفرنس کرنٹ iA کے قریب رکھا جا سکے، جس سے ان کے درمیان فرق ایک پیش تعین شدہ ہسٹریسس بینڈ کے اندر رہے۔ یہ صحیح کنٹرول موتر کی مستقیم آپریشن اور کارآمد طاقت کے منتقلی کو برقرار رکھنے میں مدد کرتا ہے۔

سنگل فیز براشلس ڈسی موتر محرک

سنگل فیز براشلس ڈسی موتر محرک کی ساخت نیچے دی گئی تصویر میں ظاہر کی گئی ہے۔ تجزیہ کے لیے، یہ فرض کیا جائے کہ موتر کو ایک ہاف برج سنگل فیز کنورٹر کی طاقت سے چلا گیا ہے، جو موتر کو ایک مستطیل کرنٹ ویو فارم فراہم کرتا ہے، جیسا کہ ساتھ دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ یہ خاص کرنٹ ویو فارم موتر کی کارکردگی کی خصوصیات اور آپریشنل بہاو کا اہم کردار ادا کرتا ہے۔

موٹر کی جانب سے تیار کی گئی ٹارک میں قابل ذکر تیز تیز تبدیلیاں ہوتی ہیں، جو عام طور پر ٹارک رپل کے نام سے جانی جاتی ہیں۔ لیکن جب موتر کو بالکل رفتار سے چلایا جاتا ہے، تو موتر-لاڈ سسٹم کی انرٹیا کا کام طبعی فلٹر کی طرح ہوتا ہے۔ یہ ذاتی انرٹیا ٹارک کی تبدیلیوں کو مسلسل بناتا ہے، جس سے موتر کو ٹارک رپل کے وجود کے باوجود نسبتاً یکساں گردش کی رفتار برقرار رکھنے میں مدد ملتی ہے۔