جب انجینئرز کو مکینیکل کاموں کو انجام دینے کے لیے برقی آلات کو ڈیزائن کرنے کے چیلنج کا سامنا کرنا پڑتا ہے، تو وہ اس بارے میں سوچ سکتے ہیں کہ برقی سگنل کیسے توانائی میں تبدیل ہوتے ہیں۔لہذا ایکچیوٹرز اور موٹرز ان آلات میں شامل ہیں جو برقی سگنلز کو حرکت میں تبدیل کرتے ہیں۔موٹرز برقی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرتی ہیں۔

موٹر کی سب سے آسان قسم برشڈ ڈی سی موٹر ہے۔اس قسم کی موٹر میں، برقی رو ان کنڈلیوں سے گزرتی ہے جو ایک مقررہ مقناطیسی میدان کے اندر ترتیب دی جاتی ہیں۔کرنٹ کنڈلیوں میں مقناطیسی میدان پیدا کرتا ہے۔یہ کنڈلی اسمبلی کو گھومنے کا سبب بنتا ہے، کیونکہ ہر کنڈلی کو جیسے قطب سے دور دھکیل دیا جاتا ہے اور مقررہ فیلڈ کے برعکس قطب کی طرف کھینچا جاتا ہے۔گردش کو برقرار رکھنے کے لیے، کرنٹ کو مسلسل الٹنا ضروری ہے- تاکہ کنڈلی کی قطبیتیں مسلسل پلٹتی رہیں، جس کی وجہ سے کنڈلی مقررہ کھمبوں کے برعکس "پیچھا" کرتی رہیں۔کنڈلیوں کو بجلی مقررہ کنڈکٹیو برش کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے جو گھومنے والے کمیوٹر سے رابطہ کرتے ہیں۔یہ کمیوٹیٹر کی گردش ہے جو کنڈلیوں کے ذریعے کرنٹ کے الٹ جانے کا سبب بنتی ہے۔کمیوٹیٹر اور برش کلیدی اجزاء ہیں جو برش شدہ DC موٹر کو موٹر کی دوسری اقسام سے ممتاز کرتے ہیں۔تصویر 1 برش شدہ موٹر کے عمومی اصول کی وضاحت کرتا ہے۔

شکل 1: برشڈ ڈی سی موٹر کا آپریشن۔

فکسڈ برش گھومنے والے کمیوٹیٹر کو برقی توانائی فراہم کرتے ہیں۔جوں جوں کمیوٹیٹر گھومتا ہے، یہ مسلسل کرنٹ کی سمت کوائلوں میں پلٹتا رہتا ہے، کنڈلی کی قطبین کو الٹتا ہے تاکہ کنڈلی دائیں جانب گردش کو برقرار رکھے۔کمیوٹیٹر گھومتا ہے کیونکہ یہ روٹر سے منسلک ہوتا ہے جس پر کنڈلی لگے ہوتے ہیں۔

جیسا کہ ان کے نام کا مطلب ہے، برش کے بغیر ڈی سی موٹرز برش استعمال نہیں کرتی ہیں۔برش شدہ موٹروں کے ساتھ، برش روٹر پر موجود کنڈلیوں میں کمیوٹیٹر کے ذریعے کرنٹ پہنچاتے ہیں۔تو برش کے بغیر موٹر روٹر کوائلز کو کرنٹ کیسے منتقل کرتی ہے؟ایسا نہیں ہوتا ہے کیونکہ کنڈلی روٹر پر واقع نہیں ہے۔اس کے بجائے، روٹر ایک مستقل مقناطیس ہے؛کنڈلی گھومتی نہیں ہے، بلکہ سٹیٹر پر جگہ پر لگی ہوئی ہے۔چونکہ کنڈلی حرکت نہیں کرتی ہے، اس لیے برش اور کمیوٹیٹر کی ضرورت نہیں ہے۔(تصویر 3 دیکھیں۔)

برشڈ موٹر کے ساتھ، روٹر پر کنڈلیوں سے پیدا ہونے والے مقناطیسی میدانوں کو کنٹرول کرکے گردش حاصل کی جاتی ہے، جبکہ اسٹیشنری میگنےٹس کے ذریعے پیدا ہونے والا مقناطیسی میدان مستحکم رہتا ہے۔گردش کی رفتار کو تبدیل کرنے کے لیے، آپ کنڈلی کے لیے وولٹیج کو تبدیل کرتے ہیں۔BLDC موٹر کے ساتھ، یہ مستقل مقناطیس ہے جو گھومتا ہے۔گردش ارد گرد کے اسٹیشنری کنڈلیوں سے پیدا ہونے والے مقناطیسی شعبوں کی سمت کو تبدیل کرکے حاصل کی جاتی ہے۔گردش کو کنٹرول کرنے کے لیے، آپ ان کنڈلیوں میں کرنٹ کی شدت اور سمت کو ایڈجسٹ کرتے ہیں۔

چونکہ روٹر ایک مستقل مقناطیس ہے، اس لیے برش اور کمیوٹیٹر کی ضرورت کو ختم کرتے ہوئے اسے کرنٹ کی ضرورت نہیں ہے۔فکسڈ کنڈلی کو کرنٹ باہر سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

سٹیٹر پر تین کنڈلیوں والی ایک BLDC موٹر میں چھ برقی تاریں ہوں گی (ہر ایک کوائل سے دو) ان کنڈلیوں سے پھیلی ہوئی ہیں۔زیادہ تر نفاذ میں ان میں سے تین تاروں کو اندرونی طور پر منسلک کیا جائے گا، باقی تین تاریں موٹر باڈی سے پھیلی ہوئی ہوں گی (اس کے برعکس برش شدہ موٹر سے پھیلی ہوئی دو تاریں پہلے بیان کی گئی ہیں)۔BLDC موٹر کیس میں وائرنگ صرف پاور سیل کے مثبت اور منفی ٹرمینلز کو جوڑنے سے زیادہ پیچیدہ ہے۔ہم اس سلسلے کے دوسرے سیشن میں مزید قریب سے دیکھیں گے کہ یہ موٹریں کیسے کام کرتی ہیں۔ذیل میں، ہم BLDC موٹرز کے فوائد کو دیکھ کر نتیجہ اخذ کرتے ہیں۔

ایک بڑا فائدہ کارکردگی ہے، کیونکہ یہ موٹریں زیادہ سے زیادہ گردشی قوت (ٹارک) پر مسلسل کنٹرول کر سکتی ہیں۔برشڈ موٹرز، اس کے برعکس، گردش میں صرف مخصوص پوائنٹس پر زیادہ سے زیادہ ٹارک تک پہنچتی ہیں۔برش شدہ موٹر کے لیے برش کے بغیر ماڈل کی طرح ٹارک فراہم کرنے کے لیے، اسے بڑے میگنےٹ استعمال کرنے کی ضرورت ہوگی۔یہی وجہ ہے کہ چھوٹی BLDC موٹریں بھی کافی طاقت فراہم کر سکتی ہیں۔

دوسرا بڑا فائدہ - پہلے سے متعلق - کنٹرولیبلٹی ہے۔BLDC موٹرز کو فیڈ بیک میکانزم کا استعمال کرتے ہوئے کنٹرول کیا جا سکتا ہے تاکہ مطلوبہ ٹارک اور گردش کی رفتار کو درست طریقے سے پہنچایا جا سکے۔درستگی کنٹرول بدلے میں توانائی کی کھپت اور گرمی کی پیداوار کو کم کرتا ہے، اور ان صورتوں میں جہاں موٹرز بیٹری سے چلتی ہیں، بیٹری کی زندگی کو لمبا کرتی ہے۔

BLDC موٹریں برش کی کمی کی بدولت اعلی پائیداری اور کم برقی شور پیدا کرنے کی پیشکش بھی کرتی ہیں۔برش شدہ موٹروں کے ساتھ، برش اور کمیوٹیٹر مسلسل حرکت پذیر رابطے کے نتیجے میں گر جاتے ہیں، اور جہاں رابطہ ہوتا ہے وہاں چنگاریاں بھی پیدا ہوتی ہیں۔برقی شور، خاص طور پر، مضبوط چنگاریوں کا نتیجہ ہے جو ان جگہوں پر ہوتا ہے جہاں برش کمیوٹر کے خلا پر سے گزرتے ہیں۔یہی وجہ ہے کہ BLDC موٹرز کو اکثر ایپلی کیشنز میں ترجیح دی جاتی ہے جہاں بجلی کے شور سے بچنا ضروری ہے۔

ہم نے دیکھا ہے کہ BLDC موٹرز اعلی کارکردگی اور کنٹرول کی صلاحیت پیش کرتی ہیں، اور یہ کہ ان کی آپریٹنگ زندگی طویل ہے۔تو وہ کس کے لیے اچھے ہیں؟ان کی کارکردگی اور لمبی عمر کی وجہ سے، یہ مسلسل چلنے والے آلات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔وہ طویل عرصے سے واشنگ مشینوں، ایئر کنڈیشنرز، اور دیگر صارفین کے الیکٹرانکس میں استعمال ہوتے رہے ہیں۔اور حال ہی میں، وہ مداحوں میں نظر آ رہے ہیں، جہاں ان کی اعلیٰ کارکردگی نے بجلی کی کھپت میں نمایاں کمی کا باعث بنا ہے۔

انہیں ویکیوم مشینیں چلانے کے لیے بھی استعمال کیا جا رہا ہے۔ایک صورت میں، کنٹرول پروگرام میں تبدیلی کے نتیجے میں گردشی رفتار میں بڑی چھلانگ لگائی گئی- ان موٹروں کے ذریعہ پیش کردہ اعلیٰ کنٹرولی قابلیت کی ایک مثال۔

BLDC موٹرز کو ہارڈ ڈسک ڈرائیوز کو گھمانے کے لیے بھی استعمال کیا جا رہا ہے، جہاں ان کی پائیداری ڈرائیوز کو طویل مدت تک کام کرتی رہتی ہے، جب کہ ان کی طاقت کی کارکردگی ایسے علاقے میں توانائی کی کمی میں معاون ہوتی ہے جہاں یہ تیزی سے اہم ہوتا جا رہا ہے۔

ہم مستقبل میں ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج میں استعمال ہونے والی BLDC موٹرز کو دیکھنے کی توقع کر سکتے ہیں۔مثال کے طور پر، وہ ممکنہ طور پر سروس روبوٹس کو چلانے کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال کیے جائیں گے - چھوٹے روبوٹ جو مینوفیکچرنگ کے علاوہ دیگر شعبوں میں خدمات فراہم کرتے ہیں۔کوئی سوچ سکتا ہے کہ اس قسم کی ایپلی کیشن میں سٹیپر موٹرز زیادہ موزوں ہوں گی، جہاں دالیں درست طریقے سے پوزیشننگ کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں۔لیکن BLDC موٹرز قوت کو کنٹرول کرنے کے لیے بہتر موزوں ہیں۔اور ایک سٹیپر موٹر کے ساتھ، روبوٹ بازو جیسے ڈھانچے کی پوزیشن کو برقرار رکھنے کے لیے نسبتاً بڑا اور مسلسل کرنٹ درکار ہوتا ہے۔ایک BLDC موٹر کے ساتھ، جس کی ضرورت ہو گی وہ بیرونی قوت کے لیے موجودہ متناسب ہے — جو زیادہ طاقت سے موثر کنٹرول کی اجازت دیتا ہے۔بی ایل ڈی سی موٹریں گولف کارٹس اور موبلٹی کارٹس میں سادہ برش شدہ ڈی سی موٹرز کو بھی بدل رہی ہیں۔اپنی بہتر کارکردگی کے علاوہ، BLDC موٹریں زیادہ درست کنٹرول بھی فراہم کر سکتی ہیں- جو کہ بدلے میں بیٹری کی زندگی کو مزید بڑھا سکتی ہیں۔

BLDC موٹرز ڈرون کے لیے بھی مثالی ہیں۔درست کنٹرول فراہم کرنے کی ان کی صلاحیت انہیں ملٹی روٹر ڈرونز کے لیے خاص طور پر موزوں بناتی ہے، جہاں ہر روٹر کی گردش کی رفتار کو درست طریقے سے کنٹرول کرکے ڈرون کا رویہ کنٹرول کیا جاتا ہے۔

اس سیشن میں، ہم نے دیکھا کہ کس طرح BLDC موٹرز بہترین کارکردگی، کنٹرولیبلٹی، اور لمبی عمر پیش کرتے ہیں۔لیکن ان موٹروں کی صلاحیت سے بھرپور فائدہ اٹھانے کے لیے محتاط اور مناسب کنٹرول ضروری ہے۔ہمارے اگلے سیشن میں، ہم دیکھیں گے کہ یہ موٹریں کیسے کام کرتی ہیں۔