ڈی سی موٹرز کا اصول

بغیر برش والی DC موٹر کا کنٹرول اصول درج ذیل ہے: موٹر کو گھومنے کے لیے، کنٹرول یونٹ کو پہلے ہال-سینسر کی بنیاد پر موٹر روٹر کی پوزیشن کا تعین کرنا چاہیے۔ پھر، اسٹیٹر وائنڈنگز کے مطابق، یہ اس ترتیب کا تعین کرتا ہے جس میں انورٹر میں پاور ٹرانزسٹر آن (یا آف) ہوتے ہیں۔ انورٹر میں اے ایچ، بی ایچ، اور سی ایچ ٹرانزسٹرز (جنہیں اپر آرم پاور ٹرانزسٹر کہا جاتا ہے) اور AL، BL، اور CL ٹرانزسٹرز (جن کو لوئر آرم پاور ٹرانزسٹر کہتے ہیں) موٹر کنڈلی کے ذریعے ترتیب وار کرنٹ کو بہاتے ہیں، جس سے گھڑی کی سمت (یا کاؤنٹر-کلاک وائز) گھومنے والا مقناطیسی میدان پیدا ہوتا ہے۔ یہ مقناطیسی میدان روٹر کے میگنےٹس کے ساتھ تعامل کرتا ہے، اس طرح موٹر گھڑی کی سمت/کاؤنٹر-گھومنے کا سبب بنتی ہے۔ جب موٹر روٹر اس پوزیشن پر گھومتا ہے جہاں ہال-سینسر سگنلز کے ایک اور سیٹ کو محسوس کرتا ہے، کنٹرول یونٹ پاور ٹرانزسٹروں کے اگلے سیٹ کو آن کر دیتا ہے۔ یہ سائیکل جاری رہتا ہے، جب تک کہ کنٹرول یونٹ موٹر روٹر کو روکنے کا فیصلہ نہ کر لے، اس وقت تک موٹر کو اسی سمت میں گھومنے کی اجازت دیتا ہے، جس مقام پر پاور ٹرانزسٹرز کو بند کر دیا جاتا ہے (یا صرف نچلے بازو کے پاور ٹرانزسٹر کو آن کیا جاتا ہے)۔ روٹر کی سمت کو ریورس کرنے کے لیے، پاور ٹرانزسٹر کو ریورس ترتیب میں آن کیا جاتا ہے۔

پاور ٹرانزسٹرز کے لیے بنیادی سوئچنگ پیٹرن کی مثال اس طرح دی جا سکتی ہے: AH، BL → AH، CL → BH، CL → BH، AL → CH، AL → CH، BL۔ تاہم، انہیں AH، AL، BH، BL، یا CH، CL کے طور پر تبدیل کرنا قطعی طور پر ممنوع ہے۔ مزید برآں، چونکہ الیکٹرانک اجزاء میں ہمیشہ سوئچنگ رسپانس ٹائم ہوتا ہے، اس لیے پاور ٹرانزسٹرز کے سوئچنگ ٹائم کو اس رسپانس ٹائم کو مدنظر رکھنا چاہیے۔ دوسری صورت میں، اگر اوپری بازو (یا نچلا بازو) نچلے بازو (یا اوپری بازو) کو کھولنے سے پہلے مکمل طور پر بند نہیں کیا جاتا ہے، تو شارٹ سرکٹ ہو جائے گا، جس سے پاور ٹرانزسٹر جل جائے گا۔

جب موٹر گھومنے لگتی ہے، تو کنٹرول یونٹ کمانڈ (ڈرائیور کی طرف سے سیٹ کی گئی رفتار اور ایکسلریشن/ڈیلیریشن ریٹ پر مشتمل) کا موازنہ کرتا ہے تاکہ یہ تعین کرنے کے لیے کہ سوئچز کا کون سا گروپ (AH, BL, AH, CL, BH, CL، آن ہونا چاہیے) اور کتنا لمبا ہونا چاہیے۔ اگر رفتار ناکافی ہے تو، آن کا وقت لمبا ہے؛ اگر رفتار بہت زیادہ ہے، تو آن کا وقت کم ہوتا ہے۔ آپریشن کا یہ حصہ PWM کے زیر انتظام ہے۔ PWM (Pulse Width Modulation) موٹر کی رفتار کا تعین کرتا ہے، اور ایسے PWM کو پیدا کرنا درست رفتار کنٹرول حاصل کرنے کی کلید ہے۔

ہائی-اسپیڈ کنٹرول کو اس بات پر غور کرنا چاہیے کہ آیا سسٹم کی کلاک ریزولوشن سافٹ ویئر ہدایات کے پروسیسنگ ٹائم کو سنبھالنے کے لیے کافی ہے۔ مزید برآں، جس طرح سے ہال-سینسر سگنل کی تبدیلیوں تک رسائی حاصل کی جاتی ہے وہ پروسیسر کی کارکردگی، درستگی، اور حقیقی وقت کی کارکردگی کو بھی متاثر کرتا ہے۔ کم-اسپیڈ کنٹرول کے لیے، خاص طور پر کم-اسپیڈ اسٹارٹ ہونے کے لیے، ہال-سینسر سگنل زیادہ آہستہ تبدیل ہوتا ہے۔ لہٰذا، سگنل کے حصول کا طریقہ، پروسیسنگ کا وقت، اور موٹر خصوصیات کی بنیاد پر کنٹرول کے پیرامیٹرز کی مناسب ترتیب اہم ہو جاتی ہے۔ متبادل طور پر، انکوڈر کی تبدیلیوں کو حوالہ کے طور پر استعمال کرنے کے لیے رفتار کے تاثرات میں ترمیم کی جا سکتی ہے، بہتر کنٹرول کے لیے سگنل ریزولوشن میں اضافہ۔ ہموار موٹر آپریشن اور اچھا ردعمل بھی پی آئی ڈی کنٹرول کی مناسبیت پر منحصر ہے۔ جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، بغیر برش والی DC موٹریں بند-لوپ کنٹرول کا استعمال کرتی ہیں۔ لہذا، فیڈ بیک سگنل کنٹرول یونٹ کو بتاتا ہے کہ موٹر کی رفتار ہدف کی رفتار سے کتنی دور ہے-یہ غلطی ہے۔ غلطی کو جاننے کے لیے معاوضے کی ضرورت ہوتی ہے، جو روایتی انجینئرنگ کنٹرول کے طریقوں جیسے کہ PID کنٹرول کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، زیر کنٹرول ریاست اور ماحول دراصل پیچیدہ اور قابل تغیر ہے۔ اگر مضبوط اور پائیدار کنٹرول کی ضرورت ہو تو جن عوامل پر غور کرنے کی ضرورت ہے وہ شاید روایتی انجینئرنگ کنٹرول کے مکمل کنٹرول سے باہر ہیں۔ لہذا، فزی کنٹرول، ماہر نظام اور نیورل نیٹ ورکس کو بھی ذہین PID کنٹرول کے اہم نظریات میں شامل کیا جائے گا۔