সার্ভো মোটরের মূল উপাদানগুলি কি?

মৌলিক উপাদানের বর্ণনা সার্ভো মোটর

মোটর আসেম্বলি: শক্তির উৎস

কোনো সার্ভো মোটরের মূলে রয়েছে মোটর অ্যাসেম্বলি, যা বিদ্যুতকে আসল গতিতে পরিণত করে। সঠিকভাবে সঠিক গতি অর্জনের ব্যাপারে এই অংশটিই পুরো জিনিসটিকে কার্যকর করে তোলে। বিভিন্ন মোটর বিকল্প রয়েছে যেমন এসি এবং ডিসি মডেল, যার প্রত্যেকটিই বিভিন্ন কাজের জন্য আরও উপযুক্ত। অধিকাংশ মানুষ অপারেশনের সময় স্থিতিশীল গতি প্রয়োজন হলে এসি মোটর বেছে নেয়, যেখানে ডিসি সংস্করণগুলি পছন্দ করা হয় যেখানে গতি এবং টর্ক পরিবর্তন করা প্রয়োজন। মোটর বাছাই করার সময় দক্ষতা এবং কতটা শক্তি উৎপাদিত হয় তা খুবই গুরুত্বপূর্ণ কারণ এই জিনিসগুলি সিস্টেমের কার্যকারিতা এবং সময়ের সাথে সাথে শক্তি খরচকে প্রভাবিত করে। কয়েকটি বাস্তব তথ্য পর্যালোচনা করে দেখা যায় যে এই দিকগুলি সূক্ষ্ম সমঞ্জস্য করা শুধুমাত্র সিস্টেমগুলির জীবনকাল বাড়ায় না, বরং তাদের নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করে, যা উদ্যোগ পরিচালকদের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ।

প্রতিক্রিয়া ডিভাইস: নির্ভুল নিয়ন্ত্রণ উপাদান

প্রতিক্রিয়া ডিভাইসগুলি সার্ভো মোটরগুলিকে নির্ভুল রাখার জন্য অপরিহার্য কারণ এগুলি মোটরটি কোথায় অবস্থিত, এটি কত দ্রুত ঘুরছে এবং এটি কী ধরনের বল প্রয়োগ করছে সে সম্পর্কে সময়ের সাথে সাথে তথ্য দেয়। এই যন্ত্রগুলি মূলত নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি কী ঘটাতে চায় এবং মোটরের ভিতরে আসলে কী ঘটছে তার সংযোগ স্থাপন করে। বেশিরভাগ কারখানাগুলি এই কাজের জন্য এনকোডার বা রিজলভার ব্যবহার করে। যেখানে কোনও কিছু খুব নির্ভুলভাবে সরানোর প্রয়োজন হয় সেখানে এনকোডারগুলি দুর্দান্ত, যেমন অর্ধপরিবাহী উত্পাদন সরঞ্জামে। তারা অত্যন্ত বিস্তারিত অবস্থানের তথ্য সরবরাহ করে। যদিও কঠিন পরিবেশে রিজলভারগুলি আরও ভালো কাজ করে, যে কারণে ধূলিকণা এবং কম্পনের সমস্যা থাকা ভারী শিল্প পরিবেশে এগুলি প্রায়শই দেখা যায়। প্রকৃত কারখানার তথ্য দেখলে দেখা যায় যে ভালো প্রতিক্রিয়া পদ্ধতিতে বিনিয়োগ করা কোম্পানিগুলি তাদের মোটরগুলির কার্যকারিতা এবং মোট শক্তি দক্ষতার পারফরম্যান্সে উল্লেখযোগ্য উন্নতি দেখতে পায়। সদ্য বছরগুলিতে এটি রোবটিক্স এবং স্বয়ংক্রিয় উত্পাদন লাইনগুলির মধ্যে আরও ব্যাপক গ্রহণযোগ্যতার দিকে পরিচালিত করেছে।

কন্ট্রোলার সার্কিট: অপারেশনের মস্তিষ্ক

কন্ট্রোলার সার্কিট হল একটি সার্ভো মোটর সিস্টেমের কেন্দ্রীয় অংশ, যা সংকেতগুলি গ্রহণ করে এবং নির্ধারণ করে যে মোটরটি কীভাবে চলবে। এই অংশটি পিআইডি কন্ট্রোল (যার পূর্ণরূপ হল প্রোপোরশনাল, ইন্টিগ্রাল, ডেরিভেটিভ) সহ জটিল নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি পরিচালনা করে যাতে প্রয়োজনীয় স্তরে মসৃণভাবে কাজ চলতে থাকে। যখন কন্ট্রোলার প্রতিক্রিয়া পদ্ধতির মাধ্যমে বর্তমানে যা কিছু ঘটছে তার ভিত্তিতে এর কার্যপরিচালনা সামঞ্জস্য করে, তখন এটি মোটরটিকে সঠিক পথে চলতে বাধ্য করে এবং অপ্রয়োজনীয় বিচ্যুতি রোধ করে। আমরা দেখেছি যে এই মোটরগুলির প্রতিক্রিয়া দ্রুততর হয়েছে ভাল অ্যালগরিদম উন্নয়নের ফলে, যা সম্প্রতি রোবট ডিজাইন প্রকল্পগুলিতে বড় পার্থক্য তৈরি করেছে। বিভিন্ন শিল্পে দক্ষতা এবং নির্ভুলতার উন্নতি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। গাড়ি তৈরির কারখানাগুলির কথা ভাবুন যেখানে নির্ভুল সমবায় প্রয়োজন অথবা বিমানের সিস্টেমগুলি যেখানে চলমান অবস্থায় সঠিক অবস্থান প্রয়োজন।

মোটর আসেম্বলি বোঝার

স্টেটর এবং রোটর কনফিগারেশন

একটি সার্ভো মোটরে, স্টেটর এবং রোটর কীভাবে সাজানো হয়েছে তা মোটরের কার্যকারিতা নির্ধারণে অনেক গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, কারণ এই অংশগুলি একসাথে তড়িৎকে আসল গতিতে রূপান্তরিত করে। স্টেটর মোটরের ভিতরে স্থির থাকে এবং এর চারপাশে তারের কয়েল থাকে। যখন এটিতে বিদ্যুৎ প্রয়োগ করা হয়, এটি একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। অন্যদিকে, রোটরে চুম্বকগুলি লাগানো থাকে এবং স্টেটর দ্বারা তৈরি করা চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে দিয়ে ঘুরতে থাকে। এই দুটির মধ্যে পারস্পরিক ক্রিয়া চলতে থাকায় গতি উৎপন্ন হয়। কয়েলগুলি কীভাবে সাজানো হয়েছে তার মোটরের মোট কার্যকারিতা নির্ধারণে বড় প্রভাব ফেলে। কিছু ক্রমবিন্যাস অন্যগুলির তুলনায় ভালো ফলাফল দেয়। উদাহরণস্বরূপ, কনসেন্ট্রেটেড কয়েলগুলি টর্কের ক্ষেত্রে শক্তিশালী হয়, কিন্তু তেমন দক্ষতা প্রদর্শন করে না। অন্যদিকে, ডিস্ট্রিবিউটেড কয়েলগুলি মসৃণভাবে চলে এবং কম শক্তি নষ্ট করে, যদিও তারা একই ধরনের মূল শক্তি সরবরাহ করে না।

ব্রাশলেস এবং ব্রাশ মোটর টাইপ

মূলত দুটি ধরনের সার্ভো মোটর রয়েছে: ব্রাশড এবং ব্রাশলেস। ব্রাশড মোটরগুলি সাধারণ ডিজাইনের এবং সস্তা হয়ে থাকে কারণ এগুলি ঘূর্ণায়মান অংশে বিদ্যুৎ প্রেরণের জন্য ক্ষুদ্র কার্বন ব্রাশের উপর নির্ভর করে। এজন্য আমরা সাধারণত সস্তা খেলনা বা বাজেটের বিষয়টি যেখানে গুরুত্বপূর্ণ সেখানে প্রবেশকৃত রোবটগুলি দেখতে পাই। কিন্তু এখানে একটি সমস্যা রয়েছে: সেই ব্রাশগুলি সময়ের সাথে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং নিয়মিত প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়। অন্যদিকে ব্রাশলেস মোটরগুলি একেবারে ভিন্ন গল্প বলে। ক্ষয়ক্ষতির এই সমস্ত অংশ ছাড়াই, এগুলি পরিষ্কার চলে, দীর্ঘতর স্থায়ী হয় এবং সাধারণভাবে আরও ভালো কাজ করে। এই শক্তিশালী মোটরগুলি গুদামজাত করা ড্রোনগুলি থেকে শুরু করে কারখানাগুলিতে ধাতু কাটার জন্য নির্ভুল সিএনসি মেশিনগুলিতে সব জায়গায় পাওয়া যায়। আয়ুর সংখ্যাগুলিও দেখুন। বেশিরভাগ ব্রাশড মোটরগুলি মাত্র ৩,০০০ ঘন্টা পর্যন্ত কাজ করতে পারে এবং তারপরে মেরামতের প্রয়োজন হয়, যেখানে ব্রাশলেস মডেলগুলি সহজেই ১০,০০০ ঘন্টা বা তার বেশি সময় ধরে কাজ করতে পারে। এজন্যই শিল্পগুলি নির্ভরযোগ্যতা যখন গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে তখন এই শক্তিশালী বিকল্পগুলিতে স্যুইচ করে।

সার্ভো মোটরে ফিডব্যাক সিস্টেম

এনকোডারের ধরন এবং রিজোলিউশন

সার্ভো মোটরগুলির সঠিক ফলাফল পাওয়ার জন্য বিভিন্ন এনকোডার ধরন এবং তাদের রেজোলিউশন স্তর সম্পর্কে জানা খুব গুরুত্বপূর্ণ। সাধারণত, দুটি প্রধান বিকল্প পাওয়া যায়: ইনক্রিমেন্টাল এনকোডার এবং অ্যাবসোলিউট এনকোডার। ইনক্রিমেন্টালগুলি মূলত পালস সংকেতগুলি গণনা করে কোনও কিছু যতটা সরেছে তা ট্র্যাক করে। অ্যাবসোলিউট এনকোডারগুলি কিন্তু আলাদা ভাবে কাজ করে, যেহেতু তারা কোনও রেফারেন্স পয়েন্ট ছাড়াই সরাসরি সঠিক অবস্থানের তথ্য দেয়। যা আমরা এনকোডার রেজোলিউশন বলি, তা হল কতগুলি আলাদা অবস্থান ডিভাইসটি আসলে সনাক্ত করতে পারে, যা ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে জিনিসগুলি কোথায় শেষ হয় তা নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যখন সিস্টেমগুলি উচ্চ রেজোলিউশন এনকোডার ব্যবহার করে, তখন তারা ভালো ডেটা পায় যা মসৃণ গতি নিয়ন্ত্রণ এবং মোট সঠিকতা বৃদ্ধি করে। উদাহরণ হিসাবে উৎপাদন লাইনের রোবট বাহুগুলি নিন। শীর্ষস্থানীয় এনকোডার ইনস্টল করা থাকলে, এই মেশিনগুলি উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় উপাদানগুলি সঠিকভাবে রাখতে পারে, অপারেশনের মাধ্যমে চূড়ান্তভাবে ভালো মানের পণ্য এবং সময় সাশ্রয় করে।

রিজলভার ফাংশনালিটি

সার্ভো মোটর সিস্টেমগুলিতে, রেজলভারগুলি সঠিক প্রতিক্রিয়া পাওয়ার জন্য অপরিহার্য, বিশেষ করে যখন নির্ভরযোগ্যতা সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ হয়। এই ডিভাইসগুলি মূলত ঘূর্ণনশীল ট্রান্সফরমারের মতো কাজ করে এমন ওয়াইন্ডিংস সহ একটি রোটর এবং স্টেটর দিয়ে তৈরি, যা ক্রমাগত অবস্থানের তথ্য দেয়। রেজলভারগুলির সবচেয়ে বড় বৈশিষ্ট্য হল এদের দৃঢ়তা। তারা চরম তাপ, নিরন্তর কম্পন এবং এমনকি ধূলো এবং ময়লা সহ বিভিন্ন খারাপ পরিস্থিতি সহ্য করতে পারে যা অন্যান্য সেন্সরগুলিকে অক্ষম করে দিত। এই কারণে, অ্যারোস্পেস এবং প্রতিরক্ষা প্রস্তুতকারকদের অনেকেই এদের উপর নির্ভর করেন। বিমান নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার উদাহরণ নিন, যেখানে এই উপাদানগুলি ফ্লাইট অপারেশনগুলির সময় সমস্ত চাপের সত্ত্বেও কাজ চালিয়ে যায়। একাকী বিমান চলাচলের খুব কম ক্ষেত্রেই এমন উদাহরণ রয়েছে যা দেখায় কেন রেজলভারগুলি এমন গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সমাধানের প্রথম পছন্দ হয়ে থাকে যেখানে ব্যর্থতা কোনও বিকল্প নয়।

নিয়ন্ত্রণ সার্কিট ভেঙ্গে যাওয়া

PWM সিগন্যাল প্রসেসিং

পিডব্লিউএম সার্ভো মোটরগুলি নিয়ন্ত্রণে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে কারণ এটি প্রভাবিত করে তারা কত দ্রুত ঘুরবে এবং তাদের অবস্থান কোথায় হবে। এর মূলে, পিডব্লিউএম মূলত প্রতিটি চক্রে মোটরের মধ্যে দিয়ে যাওয়া বৈদ্যুতিক সংকেত চালু ও বন্ধ থাকার সময়ের পরিমাণ পরিবর্তন করে। যখন এই পালসগুলি সঠিকভাবে সমন্বয় করা হয়, তখন মোটরের কার্যকারিতা যেমন গতি এবং টর্ক মাত্রার মতো গুরুত্বপূর্ণ দিকগুলি আসলে পরিবর্তিত হয়। শক্তি সরবরাহের পদ্ধতি মোটরের কার্যকারিতার জন্য সবকিছুতেই পার্থক্য তৈরি করে। উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি পিডব্লিউএম ব্যবহার করে চলা মোটরগুলি সাধারণত আরও মসৃণভাবে চলে এবং নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করা মোটরগুলির তুলনায় আরও নির্ভুলভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়। শিল্প স্বয়ংক্রিয়তা ব্যবস্থার সাথে কাজ করা প্রকৌশলীদের এটি ভালোভাবেই জানা। ভালো পিডব্লিউএম সেটআপ শুধুমাত্র মোটরের কার্যকারিতা বাড়ায় না, সময়ের সাথে শক্তি সাশ্রয় করে এবং মোটরগুলির প্রতিস্থাপনযোগ্য অংশগুলির আয়ু বাড়ায়।

ত্রুটি বিস্তার পর্যায়

সার্ভো মোটরগুলি কীভাবে কাজ করে তার জন্য ত্রুটি প্রবর্ধন আসলে খুব গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি জিনিসগুলি মসৃণভাবে চালাতে এবং প্রয়োজনীয় সময়ে দ্রুত প্রতিক্রিয়া জানাতে সাহায্য করে। মূলত, এই প্রবর্ধন পর্যায়গুলি মোটর থেকে প্রতিক্রিয়া নেয় এবং যা কিছু ঘটা উচিত তার সাথে মেলে না তা ঠিক করে। যদি অবস্থান বা গতিতে কোনও বিচ্যুতি হয়, তবে সিস্টেমটি সাথে সাথে এটি ধরে ফেলে। বেশিরভাগ প্রকৌশলী পিআইডি কন্ট্রোলার (প্রোপোরশনাল, ইন্টিগ্রাল, ডেরিভেটিভ) এর মতো জিনিসগুলির উপর নির্ভর করে এই সমস্ত সংশোধনগুলি পরিচালনা করে। এগুলি অনেক দিন ধরে ব্যবহৃত হচ্ছে কিন্তু এখনও বেশ ভালো কাজ করছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে অনেক সার্ভো সেটআপে ভাল ত্রুটি সংশোধনের পদ্ধতি প্রতিক্রিয়ার সময় 20% বৃদ্ধি করতে পারে। এটি যৌক্তিক যে প্রস্তুতকারকদের এই ক্ষেত্রে বিনিয়োগ চালিয়ে যাচ্ছে কারণ দ্রুত প্রতিক্রিয়ার অর্থ বিভিন্ন শিল্প অ্যাপ্লিকেশনে আরও নির্ভুল অপারেশন।

ড্রাইভ মেকানিজম মৌলিক বিষয়

গিয়ার রিডাকশন সিস্টেম

সার্ভো মোটরের ক্ষেত্রে টর্ক আউটপুট বাড়ানো এবং মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণে হ্রাসকারী সিস্টেমগুলি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যখন প্রস্তুতকারকরা সরল (স্পার), হেলিক্যাল এবং পরিকল্পিত (প্ল্যানেটারি) গিয়ারসহ বিভিন্ন ধরনের গিয়ার ইনস্টল করেন, তখন মোটরটি নিজেকে বড় করা বা অতিরিক্ত শক্তি ব্যবহার না করেই বড় লোড সামলাতে সক্ষম হয়। এই গিয়ার বিকল্পগুলির মধ্যে পছন্দটি পারফরম্যান্সের ক্ষেত্রে বেশ গুরুত্বপূর্ণ। সাধারণ সেটআপগুলিতে সরল গিয়ার ব্যবহৃত হয় কারণ এগুলি তৈরিতে সহজ এবং দৈনন্দিন কাজের জন্য যথেষ্ট নির্ভরযোগ্য। অন্যদিকে পরিকল্পিত গিয়ারগুলি ছোট স্থানে অধিক টর্ক সরবরাহ করে এবং মসৃণ চালনার বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, যা কারণে প্রকৌশলীদের পক্ষে কঠোর শিল্প কাজের জন্য এগুলি পছন্দ করা হয়। আমরা বিশেষ করে উৎপাদন লাইনে কাজ করে এমন রোবটিক বাহুতে এই গিয়ার হ্রাস প্রায় সর্বত্র দেখতে পাই। সঠিক গিয়ার ছাড়া এই মেশিনগুলি প্রতিদিন গুণগত সমাবেশের জন্য প্রয়োজনীয় সঠিক আন্দোলন বজায় রাখতে পারবে না।

আউটপুট শাফট প্রকৃতি

যখন দেখা যায় কোনও সার্ভো মোটর বিভিন্ন সরঞ্জামের সাথে কতটা ভালো কাজ করে, আউটপুট শ্যাফটের স্পেসিফিকেশন অনেক গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। শ্যাফটের আকার এবং তৈরির উপকরণ মোটরের নির্ভরযোগ্যতা এবং কর্মক্ষমতা কতটা ভালো হবে তা নির্ধারণ করে। বড় শ্যাফটগুলি সাধারণত ভারী লোড ভালোভাবে সামলাতে পারে, যে কারণে শিল্প পরিবেশে এগুলি বেশি দেখা যায়। উপকরণও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে— স্টেইনলেস স্টিল পরিধান এবং ক্ষয়কে ভালোভাবে প্রতিরোধ করে, যেখানে টাইটানিয়াম স্থানের প্রয়োজন সবচেয়ে বেশি হলে আরও বেশি শক্তি প্রদান করে। ISO বা ANSI এর মতো প্রচলিত মানগুলি অনুসরণ করা প্রস্তুতকারকদের দীর্ঘস্থায়ী এবং সময়ের সাথে মসৃণভাবে চলমান শ্যাফট ডিজাইন তৈরি করতে সাহায্য করে। এই বিশদগুলি সঠিকভাবে করা মানে হলো যে মোটরটি কাগজের পাতার পরিবর্তে আসল পরিস্থিতিতে কাজ করবে। যেখানে সিস্টেমে বন্ধ থাকার জন্য অর্থ খরচ হয় এবং নির্ভুলতা গুরুত্বপূর্ণ হয়, সঠিক স্পেসিফিকেশন ম্যাচ করা অপরিহার্য হয়ে ওঠে।

সাধারণ জিজ্ঞাসা

সার্ভো মোটরের মূল উপাদানগুলি কি?

একটি সার্ভো মোটরের প্রধান উপাদানগুলি মোটর এসেম블ি, ফিডব্যাক ডিভাইস, কন্ট্রোলার সার্কিট্রি এবং গিয়ার রিডাকশন সিস্টেম এবং আউটপুট শাফট স্পেসিফিকেশন সহ ড্রাইভ মেকানিজমের অপরিহার্য উপাদান।

ব্রাশলেস মোটর ব্রাশড মোটরের তুলনায় কেন পছন্দ করা হয়?

উচ্চতর কার্যকারিতা, কম রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন এবং দীর্ঘ জীবনকালের কারণে ব্রাশলেস মোটর ব্রাশড মোটরের তুলনায় পছন্দ করা হয়, যা তাদের চাহিদা পূর্ণ করার জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

ফিডব্যাক ডিভাইস কিভাবে সার্ভো মোটরের কার্যকারিতা উন্নয়ন করে?

একটি ফিডব্যাক ডিভাইস মোটরের অবস্থান, গতি এবং টোর্কের সম্পর্কে বাস্তব-সময়ের তথ্য প্রদান করে, যা নির্দিষ্ট কার্যপার্শ্বের সাথে মোটরের প্রতিক্রিয়ার মধ্যে ফারাক সেতু তৈরি করে এবং নির্দিষ্ট পারফরম্যান্স অর্জন করে।

PWM সার্ভো মোটরে কি ভূমিকা পালন করে?

PWM, বা পালস ওয়াইডথ মডুলেশন, বিদ্যুৎ সংকেত চক্রের অবস্থার পরিবর্তন করে গতি এবং অবস্থান নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়, যা মোটরের গতি এবং টোর্ক সহ পারফরম্যান্স মেট্রিকের উপর প্রভাব ফেলে।

গিয়ার রিডিউকশন সিস্টেম সার্ভো মোটরের জন্য কি উপকার করে?

গিয়ার রিডিউকশন সিস্টেম টোর্ক বাড়ায় এবং মোটরের গতির উপর নির্ভুল নিয়ন্ত্রণ অনুমতি দেয়, যা বড় ভার পরিচালনা করতে সাহায্য করে এবং মোটরের আকার বা শক্তি ব্যবহার বাড়ানোর প্রয়োজন না হয়।