ब्रश्ड और ब्रशलेस DC मोटर के बीच क्या अंतर है?

मूल निर्माण और कार्य सिद्धांत

ब्रश्ड मोटर घटक (कम्यूटेटर/ब्रशेस)

ब्रश किए गए मोटर्स में एक काफी सीधी-सादी डिज़ाइन होती है जो आश्चर्यजनक रूप से अच्छा काम करती है। ये कम्यूटेटर और उन कार्बन ब्रशों जैसे मूलभूत भागों पर निर्भर करती हैं जिनके बारे में हम सभी जानते हैं। ये ब्रश मूल रूप से कम्यूटेटर को बिजली देते हैं, जिससे चीजें घूमने लगती हैं। लेकिन इसमें एक नुकसान भी है। जब ये ब्रश कम्यूटेटर से मिलते हैं, तो वे चिंगारियाँ पैदा करने लगते हैं, जिससे गर्मी उत्पन्न होती है और लंबे समय तक उपयोग के बाद दोनों घटकों का क्षय हो जाता है। हालांकि पूरी व्यवस्था सरल बनी रहती है, जिसकी वजह से अन्य मोटर प्रकारों की तुलना में निर्माण सस्ता और आसान होता है। इसी कारण आज भी कई सामान्य घरेलू वस्तुओं में ब्रश किए गए मोटर्स का उपयोग किया जाता है। इन मोटरों के साथ काम करने या उनकी मरम्मत करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए यह जानना बेहद महत्वपूर्ण होता है कि प्रत्येक भाग कैसे काम करता है और एक-दूसरे के साथ कैसे कार्य करते हैं, ताकि उन्हें बिना अनावश्यक खराबियों के चिकनी तरह से चलाया जा सके।

ब्रशलेस मोटर घटक (इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोलर)

ब्रशलेस मोटर्स पारंपरिक ब्रश किए गए मॉडलों की तुलना में अलग तरीके से काम करती हैं क्योंकि वे वाइंडिंग्स के माध्यम से धारा को निर्देशित करने के लिए वास्तविक ब्रशों के बजाय एक इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोलर पर निर्भर करती हैं। यह बदलाव घर्षण को काफी कम कर देता है, जिसका अर्थ है बेहतर दक्षता और कम बार रखरखाव क्योंकि पुर्जे इतनी तेज़ी से खराब नहीं होते। इन मोटर्स को वास्तव में यहीं विशेषता उभारती है कि कंट्रोलर उन्हें गति को समायोजित करने और सटीक टॉर्क स्तर बनाए रखने जैसी चीजों को करने देता है, जो पुराने डिज़ाइनों के साथ संभव नहीं था। आधुनिक ब्रशलेस मोटर्स अत्यधिक RPMs को भी संभाल सकती हैं, जो उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है जहां सटीकता सबसे महत्वपूर्ण होती है। हम यह देख रहे हैं कि यह तकनीक उत्पादन क्षेत्रों में तेजी से लोकप्रिय हो रही है, जो अपनी स्वचालन क्षमताओं को अपग्रेड करना चाहते हैं बिना ही विश्वसनीयता गंवाए।

वे कैसे गति उत्पन्न करते हैं

ब्रश किए गए और ब्रशलेस मोटर्स पूरी तरह से अलग-अलग तरीकों से काम करते हैं क्योंकि उनकी बनावट अलग होती है। ब्रश किए गए मोटर्स में एक कम्यूटेटर नामक कुछ चीज़ के माध्यम से एक सीधा यांत्रिक संबंध होता है। मूल रूप से, यह मोटर को घुमाने के लिए बदलता रहता है, लेकिन इससे घर्षण उत्पन्न होता है और काफी शोर हो सकता है। ब्रशलेस मोटर्स इसे पूरी तरह से अलग तरीके से संभालते हैं। वे इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण का उपयोग करते हैं ताकि उन विद्युत चुम्बकीय बलों को संभाला जा सके, इसलिए वे कुल मिलाकर बहुत अधिक सुचारु और शांत रूप से चलते हैं। इन मोटरों के संचालन के तरीके यह निर्धारित करते हैं कि वे कितनी अच्छी तरह से काम करते हैं और जहां लोग उनका उपयोग करने वाले हैं। ब्रश किए गए मोटर्स अभी भी उन स्थानों पर ज्यादातर देखे जाते हैं जहां पैसा सबसे अधिक मायने रखता है, जैसे कि बुनियादी उपकरणों या खिलौनों में। इसके विपरीत, ब्रशलेस मोटर्स उन चीजों के लिए जाने जाने लगे हैं जिन्हें लंबे समय तक चलने और समय के साथ कुशलतापूर्वक चलने की आवश्यकता होती है, जैसे ड्रोन, इलेक्ट्रिक वाहन और औद्योगिक उपकरण।

ऊर्जा दक्षता और शक्ति आउटपुट

स्क्रूब्ड मोटर्स में घर्षण हानि

ब्रश किए गए मोटर्स में अक्सर घर्षण से समस्या होती है, जिसका मुख्य कारण ब्रश का समय-समय पर कम्यूटेटर के विरुद्ध फिसलना है। इन भागों के बीच लगातार रगड़ होने से वास्तव में ऊर्जा बर्बाद होती है और मोटर चलने के दौरान अधिक बिजली खपत करती है। अध्ययनों में यह भी दिलचस्प बात सामने आई है कि इस घर्षण की समस्या के कारण ऐसी मोटर्स अपनी ऊर्जा का लगभग 20 प्रतिशत भाग बर्बाद कर सकती हैं। इसका अर्थ है कि वे कम वास्तविक शक्ति उत्पन्न करती हैं और समय के साथ उनके संचालन में अधिक लागत आती है। ऊर्जा के इन नुकसानों से मोटर की समग्र दक्षता काफी कम हो जाती है। इसलिए, ऊर्जा बचत के महत्व पर आधारित स्थितियों में ब्रश की हुई मोटर्स अब ज्यादा लोकप्रिय नहीं रही हैं।

इलेक्ट्रॉनिक्स-ड्राइवन ब्रशलेस मोटर्स की कुशलता

ब्रशहीन मोटर्स ऊर्जा दक्षता के मामले में खास रूप से उभरकर सामने आती हैं, आमतौर पर 90% से अधिक तक पहुंचने की क्षमता रखती हैं, धन्यवाद उन उन्नत इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों का जो उनके अंदर स्थित होते हैं। ये नियंत्रक बिजली को प्रत्येक कुंडली में से प्रवाहित करने का प्रबंधन कैसे करते हैं, इसी कारण ब्रशहीन मोटर्स उन स्थितियों में बेहतरीन काम करती हैं जहां लगातार गति को समायोजित करने की आवश्यकता होती है। 24 घंटे चलने वाले कारखानों के लिए, इसका मतलब है बिजली के बिलों में कमी लाना बिना उत्पादन की गुणवत्ता को नुकसान पहुंचाए, क्योंकि ऊर्जा लागतें संयंत्र प्रबंधकों के लिए सबसे बड़ी समस्याओं में से एक बनी रहती हैं। ब्रशहीन तकनीक में परिवर्तित होने से विनिर्माण संयंत्रों ने वास्तविक बचत देखी है, विशेष रूप से उन क्षेत्रों में जैसे खाद्य प्रसंस्करण या ऑटोमोटिव असेंबली लाइनें जहां मशीनें लगातार चलती रहती हैं। जो हम अब देख रहे हैं, वह एक स्पष्ट संक्रमण है ऐसी मोटर्स की ओर जो बेहतर परिणाम देती हैं और साथ ही कंपनियों को स्थायित्व लक्ष्यों को पूरा करने में भी सहायता करती हैं।

गर्मी उत्पन्न और ऊर्जा खपत पर प्रभाव

ब्रशलेस मोटर्स अपने ब्रश किए हुए समकक्षों की तुलना में ठंडा चलते हैं क्योंकि वे बस अधिक कुशल हैं। इसका अर्थ है संचालन के दौरान कम ऊष्मा उत्पादन होता है, इसलिए जटिल शीतलन प्रणालियों की आवश्यकता नहीं होती है, और मोटर कुल मिलाकर अधिक समय तक चलती है। हालांकि, ब्रश किए हुए मोटर्स की कहानी अलग है। वे चलने के दौरान अधिक गर्म हो जाते हैं क्योंकि ब्रश घर्षण पैदा करते हैं और ऊर्जा बर्बाद करते हैं। लंबे समय तक विश्वसनीयता की तलाश करने वाले किसी भी व्यक्ति को निरंतर कार्य अनुप्रयोगों के लिए मोटर्स चुनते समय इन तापमान अंतरों पर ध्यान देना चाहिए। यह भी ध्यान रखें कि ब्रशलेस मॉडल द्वारा कम ऊष्मा उत्पादन केवल लंबी आयु के लिए अच्छा नहीं है। अपने स्थिर बिजली की खपत के कारण ये उद्योगों जैसे औद्योगिक स्वचालन उपकरणों के लिए आदर्श हैं, जहां स्थिर प्रदर्शन सबसे महत्वपूर्ण है। यही कारण है कि रोबोटिक्स से लेकर HVAC सिस्टम तक के क्षेत्रों में कई निर्माताओं ने हाल के वर्षों में ब्रशलेस तकनीक में स्थानांतरित कर दिया है।

निर्वाह आवश्यकताएँ और सेवा जीवन

ब्रश पहनना और बदलने की आवश्यकता

ब्रश किए गए मोटर्स को नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है क्योंकि समय के साथ उनके ब्रश बस घिस जाते हैं और समय-समय पर बदलने की आवश्यकता होती है। वास्तव में ब्रश को कितनी बार बदलने की आवश्यकता होती है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि मोटर का उपयोग कितना होता है और दिन-प्रतिदिन किस प्रकार के कार्यभार का सामना करना पड़ता है। विशाल मशीनों पर अधिक निर्भरता वाले निर्माण संयंत्रों को अक्सर घिसे हुए ब्रश को बदलते समय काफी महंगाई का सामना करना पड़ता है, साथ ही मरम्मत के दौरान उत्पादन में होने वाली अवधि के कारण उत्पादन नुकसान भी होता है। ये लगातार रखरखाव आवश्यकताएं कारखाना प्रबंधकों के लिए वास्तविक समस्या उत्पन्न करती हैं, जो लगातार परिचालन को बिना किसी अनावश्यक अवरोध के चलाने की कोशिश कर रहे होते हैं।

ब्रशलेस मोटर का फ्री-सील डिजाइन

ब्रशलेस मोटर्स में आमतौर पर सील्ड डिज़ाइन आती है, जो ब्रश की मोटर्स में देखी जाने वाली बहुत सी मरम्मत समस्याओं का समाधान करती है। उन भागों के बिना, जो तेज़ी से घिस जाते हैं, ये मोटर्स सेवा कार्य की आवश्यकता से कहीं अधिक समय तक मुक्त रहती हैं। अधिकांश निर्माता यह उल्लेख करते हैं कि कठिन परिस्थितियों में ब्रशलेस मोटर्स का प्रदर्शन कितना बेहतर होता है, क्योंकि वे अक्सर खराब नहीं होती और पारंपरिक मॉडलों की तुलना में बहुत कम रखरखाव की मांग करती हैं। इसका अर्थ है कि व्यवसायों को लंबे समय में पैसे की बचत होती है, क्योंकि बंद रहने का समय कम होता है और भविष्य में प्रतिस्थापन लागत भी कम आती है।

जीवनकाल की तुलना (500 बजे 10,000+ घंटे)

वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों को देखते हुए, ब्रश किए हुए और ब्रशलेस मोटर्स के बीच आयुष्य का अंतर काफी महत्वपूर्ण होता है। अधिकांश ब्रश किए हुए मोटर्स आमतौर पर अपने रखरखाव और दैनिक कार्यभार पर निर्भर करते हुए 500 से लेकर लगभग 1,000 घंटे तक चलते हैं, उसके बाद उन्हें ध्यान देने की आवश्यकता होती है। लेकिन ब्रशलेस मॉडल तो कुछ और ही कहानी बयां करते हैं। ये शानदार मॉडल अक्सर 10,000 घंटे से भी अधिक के संचालन समय तक चलते हैं, क्योंकि इनकी साफ-सुथरी डिज़ाइन में समय के साथ पहने जाने वाले उन खराब करने वाले ब्रशों का अभाव होता है। इसका व्यावहारिक रूप से क्या मतलब है? लगातार उपकरणों का संचालन करने वाली कंपनियों के लिए, लंबी आयु वाले मोटर्स का मतलब है कि वे महीनों के बजाय सालों में पुर्जों पर पैसे बचा सकते हैं, साथ ही लगातार प्रतिस्थापनों से उत्पन्न होने वाले कचरे को भी कम कर सकते हैं। यही कारण है कि आजकल अधिकांश निर्माता ब्रशलेस तकनीक की ओर आगे बढ़ रहे हैं, भले ही शुरुआती लागत अधिक हो।

गति कंट्रोल और टोक़्यू प्रदर्शन

ब्रशलेस मोटरों की उच्च RPM क्षमता

ब्रशलेस मोटर्स अपनी बिल्ड और उन फैंसी इलेक्ट्रॉनिक्स के नियंत्रण के कारण स्पिन करने के लिए बहुत तेज़ होती हैं। जब किसी चीज़ को तेज़ी से प्रतिक्रिया करने की आवश्यकता होती है, तो यह गति बहुत मायने रखती है, ड्रोन्स के चारों ओर घूमने या इलेक्ट्रिक कारों के तेज़ी से आगे बढ़ने के बारे में सोचें। दिलचस्प बात यह है कि ये मोटर्स अधिकतम आरपीएम तक पहुंचने पर भी शक्ति नहीं गंवातीं, जिसके कारण कारखानों में असेंबली लाइनों जैसी चीजों के लिए उनका उपयोग किया जाता है, जहां उत्पादन लक्ष्यों के लिए हर सेकंड मायने रखता है। शौकिया लोगों से लेकर रिमोट-नियंत्रित विमान उड़ाने वालों तक और बड़े निर्माताओं से लेकर स्वचालित उपकरणों का संचालन करने वालों तक, कोई भी मशीनों के साथ पकड़ने के लिए कुछ अतिरिक्त सेकंड इंतजार नहीं करना चाहता।

इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल के साथ चर गति की सटीकता

ब्रशहीन मोटर्स में निर्मित इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण तत्व लगे होते हैं जो उन्हें सटीक रूप से गति को समायोजित करने की अनुमति देते हैं, जिसका अर्थ है कि वे बिना किसी रुकावट के सभी प्रकार की कार्य स्थितियों का सामना कर सकते हैं। इन गतियों को सटीक रूप से समायोजित करने की क्षमता से संचालन सुचारु रूप से चलता है और ऊर्जा की बर्बादी कम हो जाती है, जो निर्माताओं के लिए अपने खर्च में कमी लाने वाली बात है। उदाहरण के लिए, ऑटोमोटिव असेंबली लाइन्स, जहां भागों को सही तरीके से चलाने के लिए केवल कुछ सेकंड के अंशों का समय मायने रखता है। ये मोटर्स केवल पैसे की बचत नहीं करते, बल्कि उद्योगों में उत्पाद की गुणवत्ता में भी सुधार करते हैं, चाहे वह फैक्ट्री स्वचालन हो या मेडिकल उपकरण। जब उत्पादन वातावरण में हर मिलीसेकंड मायने रखता हो, तो मोटर गति पर इस तरह का नियंत्रण आज के बाजार में प्रतिस्पर्धा में बने रहने के लिए पूरी तरह से आवश्यक हो जाता है।

चाल की रेंज के अनुसार टॉक की स्थिरता

ब्रशलेस मोटर्स का विभिन्न गति सीमाओं में स्थिर टॉर्क प्रदान करने के मामले में प्रमुख लाभ होता है, जिसमें ब्रश मोटर्स अक्सर संघर्ष करते हैं। जब संचालन के दौरान भार में परिवर्तन होता है, तो इस स्थिर टॉर्क आउटपुट से प्रणाली के प्रदर्शन में वास्तविक अंतर आता है। इसी कारण आजकल कई रोबोटिक प्रणालियों और कारों ब्रशलेस तकनीक पर निर्भर करते हैं। यह मोटर्स गति में उतार-चढ़ाव के बावजूद टॉर्क स्तर को स्थिर रखने का तरीका दिखाते हैं कि वे पुराने मॉडलों की तुलना में कितने बेहतर डिज़ाइन किए गए हैं। आज की अग्रणी तकनीक के साथ काम करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए, ब्रशलेस मोटर्स केवल एक विकल्प नहीं हैं, बल्कि अब यांत्रिक प्रणालियों से विश्वसनीय परिणाम प्राप्त करने के लिए लगभग आवश्यक हैं।

अनुप्रयोग और उद्योग उपयोग के मामले

ब्रश्ड मोटर्स के पुराने उपयोग (खिलौने/साधारण उपकरण)

दशकों से, ब्रश किए गए मोटर्स बच्चों के खिलौनों और घरेलू उपकरणों जैसी सरल डिवाइस के लिए स्पष्ट पसंद थी क्योंकि वे बैंक तोड़ने वाले नहीं थे और बॉक्स से बाहर आने के बाद तुरंत काम करने लगते थे। इन मोटरों की सरलता का मतलब है कि वे उन स्थितियों में अधिक समय तक चलते हैं जहां उच्च तकनीक की वास्तव में आवश्यकता नहीं होती। हालांकि ब्रशहीन मोटरों और अन्य आधुनिक विकल्पों के आने के बाद भी, अभी भी कई उद्योग ब्रश वाले संस्करणों पर छोटे पंखों या सरल यांत्रिक भागों जैसी चीजों के लिए निर्भर करते हैं। ये पुरानी मोटरें उन बाजारों में अपना स्थान बनाए रखती हैं जहां प्रदर्शन को अग्रणी किनारे तक होने की आवश्यकता नहीं होती, जिससे यह साबित होता है कि कभी-कभी पुराने तरीकों से समाधान आज के सभी उन्नत विकल्पों के बावजूद कुछ कार्यों के लिए बेहतर काम करते हैं।

इलेक्ट्रिक वाहनों, ड्रोन और औद्योगिक उपकरणों में ब्रशलेस प्रभाव

चूंकि इलेक्ट्रिक कारें लगातार बेहतर होती जा रही हैं और ड्रोन आकाश को भर रहे हैं, ब्रशलेस मोटर्स अब कई कारणों से जाने जाने वाले विकल्प बन गए हैं। जब तक वे शक्ति को गति में बदलने की दक्षता के मामले में पुराने मॉडलों की तुलना में बेहतर काम करते हैं। निर्माताओं को भी उन्हें पसंद करते हैं, जैसे कि कारखानों की मशीनरी जहां सटीकता बहुत मायने रखती है और मशीनों को अलग-अलग कार्यभार का सामना करना पड़ता है। हम यह परिवर्तन तेजी से सभी प्रकार के तकनीकी क्षेत्रों में होते देख रहे हैं। लोगों को ऐसे उपकरणों की आवश्यकता है जो मरम्मत के बीच अधिक समय तक चलें और बिजली की बर्बादी न करें, इसलिए कंपनियां जहां भी संभव हो, ब्रशलेस समाधानों के साथ जुड़ रही हैं। ऑटोमोटिव असेंबली लाइन्स से लेकर उच्च-स्तरीय रोबोटिक्स तक, इन मोटरों को बावजूद उनकी शुरुआती लागत के बावजूद मानक उपकरण बनाया जा रहा है।

एचवीएसी सिस्टम और उच्च-प्रदर्शन की मांग

एचवीएसी सिस्टम की बात आती है, तो ब्रशलेस मोटर्स वास्तव में दक्षता में वृद्धि करती हैं क्योंकि वे निर्भरशील परिवर्ती गति नियंत्रण प्रदान करती हैं। तथ्य यह है कि ये मोटर्स ऊर्जा के उपयोग को कम करती हैं और समय के साथ पैसे बचाती हैं, जिसकी वजह से आजकल अधिक से अधिक इंस्टॉलर इस दिशा में जा रहे हैं। हम देखते हैं कि वे जलवायु नियंत्रण स्थापनों में हर जगह दिखाई देने लगे हैं जहां प्रदर्शन सबसे महत्वपूर्ण होता है। वे कठिन आवश्यकताओं को पूरा करने में बिना किसी परेशानी के संभालते हैं, और छोटी आवासीय इकाइयों से लेकर बड़ी वाणिज्यिक इमारतों तक विभिन्न स्थितियों में अच्छी तरह से काम करते हैं। यह लचीलापन लंबे समय तक संचालन लागतों की तुलना में पारंपरिक मोटर विकल्पों की तुलना में उचित ठहराता है।

सामान्य प्रश्न

ब्रश और ब्रशलेस मोटर के बीच मुख्य अंतर क्या हैं?

उनके निर्माण और संचालन में मुख्य अंतर है। ब्रश मोटर में यांत्रिक कम्यूटेटर और ब्रश होते हैं, जो घर्षण और स्वर्ण का कारण बनते हैं। इसके विपरीत, ब्रशलेस मोटर में एक इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोलर का उपयोग करके बढ़िया प्रभाविता, दक्षता और अधिक जीवन काल प्राप्त किया जाता है।

ब्रशलेस मोटर क्यों अधिक कुशल है?

ब्रशलेस मोटर उच्चतम कार्यक्षमता प्राप्त करने में सफल होती हैं क्योंकि वे बिजली के वितरण को ऑप्टिमाइज़ करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल का उपयोग करती हैं, घर्षण और ऊर्जा की हानि को न्यूनतम करते हुए। इसका परिणाम सीमित गर्मी उत्पन्न होने और मोटर के घटकों की अधिक लंबी जीवनकाल होती है।

ब्रश्ड मोटर्स के लिए कौन से अनुप्रयोग सबसे उपयुक्त हैं?

ब्रश्ड मोटर्स ऐसे लागत-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं जिनमें सरल संचालन की आवश्यकता होती है, जैसे कि खिलौने और न्यूनतम तकनीकी आवश्यकताओं वाले मूलभूत उपकरण।

ब्रशलेस मोटर्स की जीवनकाल ब्रश्ड मोटर्स की तुलना में कैसी है?

ब्रशलेस मोटर्स आमतौर पर बहुत अधिक समय तक चलती हैं, अक्सर 10,000 संचालन घंटे से अधिक, जो ब्रश्ड मोटर्स की तुलना में बहुत अधिक है, जो आमतौर पर 500 से 1,000 घंटे के बीच होते हैं, इसका कारण कम पहन-पोहन और उन्नत डिजाइन है।

क्या ब्रशलेस मोटर्स उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं?

हां, उन्हें उनकी विकसित इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल सिस्टम के कारण बहुत उपयुक्त माना जाता है, जो उच्च RPM क्षमता और दक्षता से गति और टोक़्यू कंट्रोल की अनुमति देती है। वे ड्रोन, इलेक्ट्रिक वाहनों और औद्योगिक अनुप्रयोगों में आमतौर पर उपयोग में लाए जाते हैं।