एक क्रमिक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए एक दिशात्मक "पल्स्ड डीसी करंट" के साथ स्टेटर कॉइल्स को बारी-बारी से उत्तेजित करना, जिससे रोटर लगातार घूमने के लिए आकर्षित होता है। ब्रशलेस मोटर के काम करने के सिद्धांत का विज़ुअलाइज़ेशन और नियंत्रण।
किसी भी चुंबक के दो सिरे होते हैं, जिन्हें क्रमशः N ध्रुव (उत्तरी ध्रुव/लाल) और S ध्रुv (दक्षिणी ध्रुव/नीला) कहा जाता है।
जब दो चुंबकीय ध्रुव पास आते हैं:
• समान ध्रुव एक-दूसरे को ढकेलते हैं: N से N, या S से S मिलने पर वे एक-दूसरे को दूर धकेलते हैं।
• विपरीत ध्रुव आपस में चिपक जाते हैं: N और S मिलने पर वे अच्छे दोस्तों की तरह मजबूती से चिपक जाते हैं।
एक साधारण तांबे की कॉइल में जब बिजली बहती है तो वह तुरंत विद्युत चुंबक बन जाती है। इसके अलावा हम स्विच को नियंत्रित करके इसकी चुंबकीय शक्ति को कभी भी चालू या बंद कर सकते हैं। मोटर बीच के चुंबक को लगातार आकर्षित करने और घुमाने के लिए इन चालू-बंद होने वाले विद्युत चुंबकों पर निर्भर करती है!
इस मॉडल में, स्टेटर के तीन कॉइल (A, B, C) प्रत्येक एक स्विच (MOSFET) से जुड़े हैं। बाहरी इनपुट शुद्ध डीसी बिजली आपूर्ति (VCC) है। एक माइक्रोकंट्रोलer (MCU) के माध्यम से एक विशिष्ट समय अनुक्रम के अनुसार स्विचों को बारी-बारी से चालू करके, डीसी करंट प्रत्येक चरण के कॉइल के माध्यम से पल्स के रूप में एक दिशा में बहता है। जब भी किसी कॉइल में बिजली दी जाती है, तो वह एक निश्चित N ध्रुव वाला विद्युत चुंबक बन जाता है, जिससे रोटर का S ध्रुव क्रम से संरेखित होने के लिए आकर्षित होता है, जिससे निरंतर घूर्णन प्राप्त होता है।
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| चरण | रोटर कोण | MOS A (कॉइल A) | MOS B (कॉइल B) | MOS C (कॉइल C) | चुंबकीय क्षेत्र की दिशा | करंत का प्रकार |
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पारंपरिक एसी ब्रशलेस मोटर्स ध्रुवों को N और S के बीच बदलने के लिए कॉइल करंट की दिशा बदलते हैं। यूनीपोलर ब्रशलेस मोटर में प्रत्येक कॉइल की ध्रुवता निश्चित होती है (केवल N ध्रुव उत्पन्न करती है)। हमें सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों को बदलने की आवश्यकता नहीं है; हमें केवल अनुक्रम "A चालू -> A बंद/B चालू -> B बंद/C चालू" का पालन करना होगा। यह विभिन्न भौतिक स्थानों पर चुंबकीय क्षेत्र सिग्नल लैंप को बारी-बारी से चालू करने के समान है। रोटर का S ध्रुव, विपरीत ध्रुवों के आकर्षण के कारण, विशिष्ट दिशा में घूमने के लिए स्टेटर कॉइल्स के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा बारी-बारी से खींचा जाता है।
3-चरण पूर्ण चरण मोड में, हर बार कॉइल बदलने पर रोटर चुंबकीय क्षेत्र को 120° कूदना पड़ता है। बहुत बड़ा चरण कोण मोटर में तेज कंपन पैदा करता है। अर्ध चरण मोड "दो चरणों को एक साथ सक्रिय" करने की स्थिति पेश करता है: जब कॉइल A और B एक साथ सक्रिय होते हैं, तो उनके चुंबकीय क्षेत्र ठीक बीच में (60°) संयुक्त चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए ओवरलैप होते हैं। यह कूद कोण को 120° से आधा करके 60° कर देता है, जिससे कुल 6 चरण होते हैं। पूर्ण चरण मोड की तुलना में घूर्णन काफी चिकना और स्थिर होता है।
हालांकि यूनीपोलर पल्स्ड डीसी ड्राइवर सर्किट बहुत सरल है, लेकिन किसी भी समय मोटर वाइंडिंग का 2/3 पूरी तरह से निष्क्रिय रहता है, और तांबे के कॉइल्स का दोनों दिशाओं में कुशलता से उपयोग नहीं किया जाता है। इससे मोटर का पावर घनत्व और सामग्री दक्षता बहुत कम हो जाती है। आधुनिक मुख्यधारा की ब्रशलेस मोटर्स कॉइल्स में वास्तविक द्वि-दिशात्मक एसी करंट (तीन-चरण साइन वेव एसी) का उपयोग करती हैं, जो हर समय स्टेटर कॉइल्स का 100% उपयोग करती हैं, जिससे अत्यधिक उच्च दक्षता और सुचारू टॉर्क मिलता है।
Stator कॉइल्स अत्यधिक आगमनात्मक लोड हैं। जब MOSFET अचानक बंद हो जाता है, तो कॉइल में करंट तुरंत गायब नहीं हो सकता है और यह एक बहुत ही उच्च क्षणिक रिवर्स इलेक्ट्रोमोटिव बल (EMF) उत्पन्न करता है (सैकड़ों वोल्ट तक), जो MOSFET चिप को आसानी से नुकसान पहुंचा सकता है। प्रत्येक कॉइल के समानांतर जुड़े फ्रीव्हीलिंग डायोड इस बची हुई ऊर्जा को डिस्चार्ज करने का मार्ग प्रदान करते हैं; करंट डायोड और कॉइल के अंदर घूमता और घटता है, जिससे ड्राइवर सर्किट की सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
यह विज़ुअलाइज़ेशन टूल इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, ऑटोमेशन, मेक्ट्रोनिक्स और अन्य संबंधित क्षेत्रों के लिए सहायक शिक्षण सामग्री के रूप में बहुत उपयुक्त है। शिक्षक उबाऊ गणितीय सूत्रों के बिना कॉइल उत्तेजना, MOSFET स्विचिंग, यूनीपोलर पल्स्ड डीसी प्रवाह और रोटर के घूर्णन को प्रदर्शित करने के लिए इस इंटरैक्टिव मॉडल का उपयोग कर सकते हैं।
पेज में एक आसान "चुंबकों का रहस्य" कार्ड शामिल है। ध्रुवता के विज़ुअल तुलना के माध्यम से, भौतिकी पृष्ठभूमि के बिना छात्र और उत्साही लोग चुंबकीय आकर्षण, प्रतिकर्षण और विद्युत चुंबक की अवधारणा को जल्दी और आसानी से समझ सकते हैं।
वास्तविक समय में सिंक्रनाइज़ ड्राइवर सर्किट आरेख MOSFET नियंत्रण संकेतों, फ्रीव्हीलिंग डायोड के संचालन और कॉइल्स में करंट के प्रवाह को दिखाता है, जिससे इंजीनियरों को सरल पल्स्ड डीसी मोटर तर्क को जल्दी से समझने में मदद मिलती है।
डेवलपर्स पूर्ण चरण और अर्ध चरण मोड के बीच स्विच करते समय माइक्रोकंट्रोलर के समय का निरीक्षण कर सकते हैं। सत्यता सारणी नियंत्रण चरणों के तर्क को दर्शाती है।
हिंदी, चीनी, अंग्रेजी, जापानी सहित 30 मुख्य भाषाओं का समर्थन करता है। पेज को फिर से लोड किए बिना सभी इंटरफ़ेस टेक्स्ट को गतिशील रूप से बदला जा सकता.
पूर्ण चरण (3 चरण) और अर्ध चरण (6 चरण) मोड के बीच स्विच करने की अनुमति देता है यह देखने के लिए कि चरण कोण मोटर के रोटेशन की चिकनाई को कैसे प्रभावित करता है।
विस्तृत विश्लेषण के लिए स्वचालित चलाने और मैन्युअल चरण नियंत्रण (पिछला/अगला/रीसेट) का समर्थन करता है जिसमें चलाने की गति (0.3 से 2.5 सेकंड प्रति चरण) को समायोजित किया जा सकता है।
रोटर रोटेशन, कॉइल रोशनी, MOSFET संकेतक और करंट प्रवाह की दिशा पूरी तरह से वास्तविक समय में सिंक्रनाइज़ हैं।
सत्यता सारणी को वर्तमान चरण के साथ सिंक्रनाइज़ेशन में हाइलाइट किया जाता है। सीधे संबंधित स्थिति में कूदने के लिए समयरेखा नोड्स पर क्लिक करें।
एक क्लिक में डार्क और लाइट थीम के बीच स्विच करें और पढ़ाई के दौरान दृश्य आराम के लिए चयन को localStorage में सहेजता है।