विज्ञान और प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, सभी प्रकार के रोबोट उत्पाद भी हमारे दैनिक जीवन में प्रवेश कर गए हैं। उदाहरण के लिए, व्यापक रोबोट डीसी मोटर्स के माध्यम से जमीन को साफ करने के लिए छोटी झाड़ू चलाते हैं, बचपन की शिक्षा देने वाले बुद्धिमान रोबोट बच्चों के साथ बड़े होते हैं, और औद्योगिक रोबोटिक आर्म रोबोट उत्पादों की मैनुअल असेंबली की जगह ले सकते हैं।
कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह किस तरह का रोबोट है, इसे एक शक्ति स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए, और यह शक्ति स्रोत एक डीसी मोटर है। रोबोट के डिजाइन में, डीसी मोटर एक बहुत ही महत्वपूर्ण ड्राइविंग संरचना है, जो मनुष्य के चल जोड़ के बराबर है। डीसी मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करके रोबोट के लिए ड्राइविंग टॉर्क प्रदान करती है, इसलिए डीसी मोटर को उस स्थिति में स्थापित किया जाता है जहां रोबोट को स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है (जैसे कि संयुक्त ड्राइव, पहिए, आदि)।
रोबोटिक्स के क्षेत्र में डीसी मोटर्स का उपयोग किया जाता है क्योंकि उन्हें बैटरी से डीसी पावर द्वारा संचालित किया जा सकता है। डीसी मोटर्स में ब्रश डीसी मोटर्स और ब्रशलेस डीसी मोटर्स हैं। जरूरत के हिसाब से अलग-अलग डीसी मोटर्स का चयन किया जाता है, जैसे रोबोट स्टीयरिंग गियर, अधिकांश ब्रश डीसी मोटर्स का उपयोग किया जाता है। ब्रश डीसी मोटर की एक सरल संरचना होती है और इसे कम्यूटेटर के माध्यम से कम्यूट किया जाता है। हालांकि, ब्रश डीसी मोटर का नुकसान यह है कि मोटर चलने पर ब्रश और कम्यूटेटर घर्षण पैदा करेगा, जो उपयोग को प्रभावित करेगा। बेशक, अगर कुछ रोबोटों में ब्रश डीसी मोटर का सेवा जीवन आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, तो ब्रश डीसी मोटर अभी भी चुना जाएगा।
ब्रशलेस डीसी मोटर ब्रश डीसी मोटर की समस्या को हल करती है। इसमें कोई कम्यूटेटर नहीं है और इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन का उपयोग करता है, इसलिए कोई टूट-फूट नहीं है, और सेवा जीवन ब्रश डीसी मोटर की तुलना में काफी लंबा है, लेकिन ब्रशलेस डीसी मोटर मोटर की संरचना अधिक जटिल है और कीमत अधिक है महंगा। जब तक ब्रश डीसी मोटर के पैरामीटर संतुष्ट नहीं हो सकते, ब्रशलेस डीसी मोटर का चयन किया जाएगा।
रोबोट के लिए डीसी मोटर की रोटेशन स्पीड और फॉरवर्ड और रिवर्स रोटेशन भी बहुत महत्वपूर्ण है। इसकी चलने की गति और काम करने की गति रोटेशन की गति से निकटता से संबंधित है, इसलिए इसे डीसी मोटर चालक द्वारा नियंत्रित करने की आवश्यकता है।
जब डीसी मोटर का रोटर घूमता है, तो स्टेटर वाइंडिंग वापस इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न करेगी, और मोटर की संरचना द्वारा उत्पन्न बैक इलेक्ट्रोमोटिव बल तरंग भी अलग है, यानी स्क्वायर वेव और साइन वेव। डीसी मोटर गति विनियमन पीडब्लूएम द्वारा स्क्वायर वेव की पल्स चौड़ाई को संशोधित करके आउटपुट वोल्टेज को बदल सकता है, और वोल्टेज परिवर्तन के साथ गति बदल जाएगी।
साइन वेव करंट ड्राइव का उपयोग प्रभावी रूप से टॉर्क रिपल को कम कर सकता है, लेकिन नुकसान यह है कि नियंत्रण प्रक्रिया जटिल है और लागत अधिक है। हालांकि डीसी मोटर को चलाने वाली साइन वेव भी एक पूर्ण ब्रिज सर्किट है, इसकी गति विनियमन विधि स्क्वायर वेव ड्राइव से अलग है, और रोबोट में वेक्टर नियंत्रण विधि (शॉर्ट के लिए एफओसी) का उपयोग किया जाता है।
डीसी मोटर एफओसी नियंत्रण: डीसी मोटर घूम सकती है क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र और करंट की परस्पर क्रिया से टॉर्क उत्पन्न होता है। टॉर्क का परिमाण चुंबकीय क्षेत्र और करंट से संबंधित होता है, लेकिन स्टेटर द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र निश्चित होता है, इसलिए करंट को नियंत्रित करके टॉर्क को नियंत्रित किया जा सकता है। कहने का तात्पर्य यह है कि डीसी मोटर की गति को नियंत्रित किया जा सकता है, लेकिन ब्रशलेस डीसी मोटर की धारा न केवल टोक़ उत्पन्न करेगी, बल्कि स्टेटर में चुंबकीय प्रवाह सामग्री भी उत्पन्न करेगी और एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगी, जिसे हम अक्सर कहते हैं उत्तेजना वर्तमान। इन दोनों के मिलन से निःसंदेह नियंत्रण की कठिनाई बढ़ जाती है।
यदि आप गति को नियंत्रित करना चाहते हैं, तो आपको इन दो धाराओं को अलग करना होगा और उन्हें अलग से नियंत्रित करना होगा। एफओसी विघटित स्टेटर की धारा को बदलने के लिए समन्वय रोटेशन का उपयोग करता है। अपघटन के बाद, आप इन दोनों मात्राओं को अलग-अलग नियंत्रित कर सकते हैं। टोक़ बड़ा है, बल बड़ा है, और डीसी मोटर की गति बढ़ गई है। FOC का लाभ यह है कि टॉर्क रिपल छोटा होता है, इसलिए रोटेशन बहुत स्मूथ होता है, लेकिन इसका एल्गोरिथम जटिल होता है और लागत अधिक होती है।
डीसी मोटर की गति को नियंत्रित करके रोबोट के चलने की गति को नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे रोबोट गति करेगा!
अंत में, रोबोट के लिए दो प्रकार के डीसी मोटर्स को संक्षेप में प्रस्तुत करें
ब्रशलेस मोटर में ब्रश कम्यूटेटर संरचना नहीं होती है, इसे नियमित रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है, और इसका जीवन लंबा होता है। ड्राइविंग सिद्धांत के संदर्भ में, ब्रशलेस मोटर की ड्राइविंग को स्क्वायर वेव ड्राइविंग और साइन वेव ड्राइविंग में विभाजित किया गया है। पूर्व का एक सरल सिद्धांत और कम लागत है, जबकि बाद में एक अधिक जटिल एल्गोरिथ्म है, लेकिन यह प्रभावी रूप से टोक़ तरंग को दबा सकता है और मोटर को अधिक सुचारू रूप से घुमा सकता है।
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, हम वास्तविक जरूरतों और विभिन्न कारकों के व्यापक विचार के अनुसार उपयुक्त मोटर योजना और ड्राइव योजना चुन सकते हैं। ब्रशलेस डीसी मोटर में कम लागत और बड़े यांत्रिक पहनने होते हैं, और इसे रोबोट के पहिएदार चेसिस संरचना के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है; ब्रशलेस मोटर के फायदों में से एक यह है कि यह कम्यूटेशन के दौरान स्पार्क उत्पन्न नहीं करता है, इसलिए इसे विशेष रोबोटों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
