
मोटर, रोटर और स्टेटर में चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के माध्यम से टॉर्क और घूर्णन उत्पन्न करती है। एक आदर्श मोटर में—जिसमें यांत्रिक घटक पूरी तरह से सुव्यवस्थित और संयोजित होते हैं और विद्युत क्षेत्र तुरंत उत्पन्न और समाप्त होते हैं—टॉर्क आउटपुट पूरी तरह से स्थिर होता है, जिसमें कोई भिन्नता नहीं होती। लेकिन वास्तविक दुनिया में, कई ऐसे कारक होते हैं जो टॉर्क आउटपुट को अस्थिर बना देते हैं—भले ही यह अस्थिरता थोड़ी ही क्यों न हो। किसी सक्रिय मोटर के आउटपुट टॉर्क में होने वाले इस आवधिक उतार-चढ़ाव को टॉर्क रिपल कहा जाता है।
गणितीय रूप से, टॉर्क रिपल को मोटर के एक यांत्रिक चक्कर में उत्पन्न अधिकतम और न्यूनतम टॉर्क के बीच के अंतर को, एक चक्कर में उत्पन्न औसत टॉर्क से विभाजित करके, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।
रेखीय गति अनुप्रयोगों में, टॉर्क रिपल का मुख्य प्रभाव गति में अस्थिरता पैदा करना है। और चूंकि किसी अक्ष को एक निश्चित वेग तक त्वरित करने के लिए मोटर टॉर्क की आवश्यकता होती है, इसलिए टॉर्क रिपल के कारण वेग रिपल या झटकेदार गति हो सकती है। मशीनिंग और डिस्पेंसिंग जैसे अनुप्रयोगों में, यह अस्थिरता प्रक्रिया या अंतिम उत्पाद पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकती है - जैसे कि मशीनिंग पैटर्न में दिखाई देने वाले बदलाव या डिस्पेंस किए गए चिपकने वाले पदार्थों की मोटाई में अंतर। अन्य अनुप्रयोगों, जैसे पिक एंड प्लेस में, टॉर्क रिपल और गति की सुगमता एक गंभीर प्रदर्शन समस्या नहीं हो सकती है। ऐसा तब तक है, जब तक कि खुरदरापन इतना गंभीर न हो कि कंपन या श्रव्य शोर उत्पन्न हो - विशेष रूप से यदि कंपन सिस्टम के अन्य भागों में अनुनाद उत्पन्न करते हैं।
किसी मोटर द्वारा उत्पन्न टॉर्क रिपल की मात्रा दो मुख्य कारकों पर निर्भर करती है: मोटर की संरचना और उसके नियंत्रण की विधि।
मोटर निर्माण और कॉगिंग टॉर्क
ब्रश रहित डीसी मोटर, स्टेपर मोटर और सिंक्रोनस एसी मोटर जैसी मोटरें, जिनके रोटर में स्थायी चुंबक लगे होते हैं, उनमें कॉगिंग या कॉगिंग टॉर्क नामक घटना देखी जाती है। कॉगिंग टॉर्क (स्टेपर मोटरों के संदर्भ में इसे अक्सर डिटेंट टॉर्क कहा जाता है) रोटर की कुछ निश्चित स्थितियों पर रोटर और स्टेटर के दांतों के बीच आकर्षण के कारण उत्पन्न होता है।
हालांकि आमतौर पर इसे उन "नॉच" से जोड़ा जाता है जिन्हें बिना बिजली वाली मोटर को हाथ से घुमाने पर महसूस किया जा सकता है, लेकिन कॉगिंग टॉर्क तब भी मौजूद होता है जब मोटर को बिजली दी जाती है, इस मामले में यह मोटर के टॉर्क रिपल में योगदान देता है, खासकर धीमी गति से संचालन के दौरान।
कॉगिंग टॉर्क और उससे उत्पन्न होने वाले असमान टॉर्क उत्पादन को कम करने के कई तरीके हैं - चुंबकीय ध्रुवों और स्लॉट की संख्या को अनुकूलित करके, और एक डिटेंट स्थिति से दूसरी डिटेंट स्थिति तक ओवरलैप बनाने के लिए मैग्नेट और स्लॉट को तिरछा या आकार देकर। और एक नए प्रकार की ब्रशलेस डीसी मोटर - स्लॉटलेस या कोरलेस डिज़ाइन - वाउंड स्टेटर कोर का उपयोग करके कॉगिंग टॉर्क को खत्म कर देती है (हालांकि टॉर्क रिपल को नहीं), जिससे स्टेटर में कोई दांत नहीं होते जो रोटर मैग्नेट के साथ आवधिक आकर्षक और प्रतिकारक बल उत्पन्न कर सकें।
मोटर कम्यूटेशन और टॉर्क रिपल
स्थायी चुंबक ब्रश रहित डीसी (बीएलडीसी) और सिंक्रोनस एसी मोटरों को अक्सर उनके स्टेटर की वाइंडिंग के तरीके और उपयोग की जाने वाली कम्यूटेशन विधि के आधार पर अलग किया जाता है। स्थायी चुंबक सिंक्रोनस एसी मोटरों में साइनसोइडल वाइंडिंग वाले स्टेटर होते हैं और ये साइनसोइडल कम्यूटेशन का उपयोग करते हैं। इसका अर्थ है कि मोटर में प्रवाहित होने वाली धारा को लगातार नियंत्रित किया जाता है, इसलिए टॉर्क आउटपुट बहुत स्थिर रहता है और टॉर्क रिपल बहुत कम होता है।
गति नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए, स्थायी चुंबक एसी (पीएमएसी) मोटरें फील्ड ओरिएंटेड कंट्रोल (एफओसी) नामक एक उन्नत नियंत्रण विधि का उपयोग कर सकती हैं। फील्ड ओरिएंटेड कंट्रोल में, प्रत्येक वाइंडिंग में करंट को स्वतंत्र रूप से मापा और नियंत्रित किया जाता है, जिससे टॉर्क रिपल और भी कम हो जाता है। इस विधि में, करंट कंट्रोल लूप की बैंडविड्थ और फीडबैक डिवाइस का रिज़ॉल्यूशन भी टॉर्क उत्पादन की गुणवत्ता और टॉर्क रिपल की मात्रा को प्रभावित करते हैं। और उन्नत सर्वो ड्राइव एल्गोरिदम अत्यंत संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए टॉर्क रिपल को और भी कम कर सकते हैं या पूरी तरह समाप्त कर सकते हैं।
PMAC मोटरों के विपरीत, ब्रश रहित DC मोटरों में ट्रेपेज़ॉइडल आकार के स्टेटर होते हैं और आमतौर पर ट्रेपेज़ॉइडल कम्यूटेशन का उपयोग करते हैं। ट्रेपेज़ॉइडल कम्यूटेशन में, तीन हॉल सेंसर हर 60 विद्युत डिग्री पर रोटर की स्थिति की जानकारी प्रदान करते हैं। इसका अर्थ है कि मोटर के प्रत्येक विद्युत चक्र में छह "चरणों" के साथ, वाइंडिंग में वर्गाकार तरंग रूप में धारा प्रवाहित की जाती है। लेकिन वाइंडिंग के प्रेरकत्व के कारण वाइंडिंग में धारा एक साथ बढ़ (या घट) नहीं सकती, इसलिए प्रत्येक चरण पर, या हर 60 विद्युत डिग्री पर, टॉर्क में भिन्नता होती है।
क्योंकि टॉर्क रिपल की आवृत्ति मोटर की घूर्णी गति के समानुपाती होती है, इसलिए अधिक गति पर, मोटर और लोड की जड़ता इस अनियमित टॉर्क के प्रभावों को कम करने में सहायक हो सकती है। बीएलडीसी मोटरों में टॉर्क रिपल को कम करने के यांत्रिक तरीकों में स्टेटर में वाइंडिंग की संख्या या रोटर में ध्रुवों की संख्या बढ़ाना शामिल है। बीएलडीसी मोटरें - पीएमएसी मोटरों की तरह - टॉर्क उत्पादन की सुगमता को बेहतर बनाने के लिए साइनसोइडल नियंत्रण या यहां तक कि फील्ड-ओरिएंटेड नियंत्रण का उपयोग कर सकती हैं, हालांकि इन तरीकों से सिस्टम की लागत और जटिलता बढ़ जाती है।
पोस्ट करने का समय: 21 मार्च 2022




