ब्रशलेस DC मोटरों के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार करें और सही विकल्प चुनें। (i) ब्रशलेस मोटरों में, स्थ

Question

ब्रशलेस DC मोटरों के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार करें और सही विकल्प चुनें। (i) ब्रशलेस मोटरों में, स्थायी चुम्बकों (permanent magnets) का प्रावधान होता है जो एक गतिमान आर्मेचर के चारों ओर घूमते हैं। (ii) पारंपरिक DC मोटर की ब्रश-कम्यूटेटर असेंबली को ब्रशलेस DC मोटरों में एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। (iii) समान kW रेटिंग के लिए, ब्रशलेस DC मोटर पारंपरिक ब्रश वाली DC मोटर की तुलना में सस्ती होती है।

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The correct answer is D: (i) और (iii) गलत हैं. कथन (i) गलत है क्योंकि BLDC मोटरों में, स्थायी चुम्बक रोटर पर होते हैं और आर्मेचर वाइंडिंग स्थिर स्टेटर पर होती है। कथन (ii) सही है क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन यांत्रिक ब्रश-कम्यूटेटर की जगह ले लेता है। कथन (iii) गलत है क्योंकि पारंपरिक ब्रश वाली DC मोटरों की तुलना में उच्च-ऊर्जा स्थायी चुम्बकों और जटिल इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों के कारण BLDC मोटरों में निर्माण लागत अधिक होती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
कथन (i) गलत है क्योंकि BLDC मोटरों में, स्थायी चुम्बक रोटर पर होते हैं और आर्मेचर वाइंडिंग स्थिर स्टेटर पर होती है। कथन (ii) सही है क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन यांत्रिक ब्रश-कम्यूटेटर की जगह ले लेता है। कथन (iii) गलत है क्योंकि पारंपरिक ब्रश वाली DC मोटरों की तुलना में उच्च-ऊर्जा स्थायी चुम्बकों और जटिल इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों के कारण BLDC मोटरों में निर्माण लागत अधिक होती है।

Working Principle: BLDC मोटर इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन सिद्धांत के आधार पर कार्य करती है। हॉल इफेक्ट सेंसर या बैक-EMF सेंसिंग तकनीकें रोटर की स्थिति निर्धारित करती हैं, जिससे नियंत्रक एक विशिष्ट क्रम में स्टेटर फेज को ऊर्जावान बना पाता है ताकि एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो सके जो रोटर चुम्बकों पर टॉर्क लगाता है।

Key Formulas: $T_e = k_t \cdot I_a$ — BLDC मोटर में उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय टॉर्क जहाँ $k_t$ टॉर्क नियतांक है।; $E_b = k_e \cdot \omega$ — बैक EMF समीकरण जहाँ $k_e$ बैक EMF नियतांक है और $\omega$ कोणीय वेग है।

Key Points: BLDC मोटरें एक इलेक्ट्रॉनिक ड्राइवर सर्किट द्वारा बाहरी रूप से उत्तेजित होती हैं।; स्टेटर में 3-फेज वाइंडिंग होती है और रोटर में स्थायी चुम्बक होते हैं।; ब्रश की अनुपस्थिति स्पार्किंग, रेडियो फ्रीक्वेंसी इंटरफेरेंस और यांत्रिक घिसाव को समाप्त करती है।

Advantages: उच्च दक्षता और पावर घनत्व।; ब्रश न घिसने के कारण लंबा परिचालन जीवन।; उच्च गति संचालन क्षमता।

Disadvantages: इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक के कारण उच्च प्रारंभिक लागत।; जटिल नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता।; बाहरी कम्यूटेशन सर्किटरी की आवश्यकता होती है।

Applications: इलेक्ट्रिक वाहन (EVs); औद्योगिक स्वचालन और रोबोटिक्स; कंप्यूटर कूलिंग पंखे और हार्ड डिस्क ड्राइव

Additional Info: ब्रश वाली मोटरों में, आर्मेचर घूमता (गतिमान) है, जबकि BLDC मोटरों में, आर्मेचर स्थिर (स्टेटर) होता है।. BLDC मोटरें आमतौर पर समान पावर रेटिंग के लिए अधिक महंगी होती हैं क्योंकि इसके लिए परिष्कृत सेमीकंडक्टर-आधारित नियंत्रक और उच्च प्रदर्शन के लिए दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों (rare-earth magnets) की आवश्यकता होती है।

Answer: D सही है — कथन (i) और (iii) तकनीकी रूप से गलत हैं, जबकि (ii) BLDC मोटर की एक सही परिभाषा है।

Exam Tip: याद रखें कि BLDC मोटरें अनिवार्य रूप से 'उलटी' DC मोटरें हैं जहाँ आर्मेचर (स्टेटर) स्थिर होता है और फील्ड (रोटर) घूमता है, जिसे सॉलिड-स्टेट स्विचिंग द्वारा प्रबंधित किया जाता है।

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Option A: (i) और (ii) गलत हैं

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Option B: (ii) और (iii) गलत हैं

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Option C: केवल (ii) गलत है

Correct Answer

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