ভেন্টিলেটরগুলি কীভাবে রোগীর শ্বাস-প্রশ্বাসের ছন্দের সাথে পুরোপুরি সিঙ্ক্রোনাইজ করতে সক্ষম করে? অস্ত্রোপচার সরঞ্জামগুলিকে অণুবীক্ষণিক স্কেলে তাদের নির্ভুলতা কী দেয়? উত্তরটি প্রায়শই কমপ্যাক্ট তবে শক্তিশালী উচ্চ-গতির ব্রাশবিহীন ডিসি মোটরের মধ্যে নিহিত থাকে। চিকিৎসা এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলির ক্রমবর্ধমান অত্যাধুনিক কর্মক্ষমতা প্রয়োজন হওয়ায়, প্রকৌশলীরা এই মোটরগুলিকে উচ্চ ঘূর্ণন গতিতে দক্ষতা এবং স্থিতিশীলতা বজায় রাখার জন্য অপ্টিমাইজ করার গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হন।

যান্ত্রিক শক্তি টর্ক এবং ঘূর্ণন গতির গুণফলকে উপস্থাপন করে। প্রতিষ্ঠিত মোটর প্রযুক্তি কাঠামোর মধ্যে, শক্তি বৃদ্ধি প্রধানত দুটি পথের অনুসরণ করে: টর্ক বৃদ্ধি বা গতি বৃদ্ধি। অবিচ্ছিন্ন টর্ক সাধারণত মোটরের আকারের সাথে সম্পর্কযুক্ত এবং তাপ অপচয় ক্ষমতা থেকে সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয়। মোটর স্টল বা কম গতির সময়, প্রায় সমস্ত শক্তি হ্রাস জোল হিটিংয়ে রূপান্তরিত হয়।

মূল কর্মক্ষমতা পরামিতিগুলির মধ্যে রয়েছে:

• T = মোটর টর্ক
• RTh1 = কয়েল-থেকে-স্ট্যাটর তাপীয় প্রতিরোধ
• RTh2 = স্ট্যাটর-থেকে-বায়ু তাপীয় প্রতিরোধ
• K = মোটর টর্ক ধ্রুবক
• R = মোটর কয়েল প্রতিরোধ
• Pj = জোল প্রভাব শক্তি হ্রাস
• ΔT = সর্বাধিক অনুমোদিত কয়েল তাপমাত্রা বৃদ্ধি

সম্পর্কটি হলো: ΔT = (RTh1 + RTh2) · Pj = (RTh1 + RTh2) · R · I² = (RTh1 + RTh2) · R · T²/K²

মেয়াদ (RTh1 + RTh2)·R/K² মোটর মূল্যায়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ চিত্র হিসাবে কাজ করে। কম মান উচ্চতর কর্মক্ষমতা নির্দেশ করে। আদর্শ উচ্চ-পারফরম্যান্স মোটরগুলি ন্যূনতম প্রতিরোধের সাথে উচ্চ টর্ক ধ্রুবকগুলিকে একত্রিত করে।

টর্ক ধ্রুবকগুলি চৌম্বকীয় সার্কিট ডিজাইনের উপর নির্ভর করে, যা উইন্ডিংগুলির মাধ্যমে চৌম্বকীয় প্রবাহ অপ্টিমাইজেশনকে কেন্দ্রীয় নকশা লক্ষ্য করে তোলে। নিওডিয়ামিয়াম-আয়রন-বোরন (NeoFe) এর মতো উন্নত চুম্বকীয় উপকরণ, যা প্রায় 50 MGoe শক্তি পণ্যগুলির কাছাকাছি, কার্যকর সমাধান উপস্থাপন করে। জোল হ্রাস কমাতে তামার প্রতিরোধ ক্ষমতা কমাতে কন্ডাক্টর ক্রস-সেকশন সর্বাধিক করা প্রয়োজন।

এমনকি অপ্টিমাইজ করা R/K² অনুপাতের সাথেও, সর্বাধিক টর্ক এখনও মোটরের মাত্রা দ্বারা তাপীয়ভাবে সীমাবদ্ধ থাকে। গতি বৃদ্ধি একটি বিকল্প শক্তি অপটিমাইজেশন কৌশল উপস্থাপন করে।

ভোল্টেজ সমন্বয়ের মাধ্যমে তাত্ত্বিকভাবে সহজ হলেও, গতির বৃদ্ধি অতিরিক্ত তাপীয় চ্যালেঞ্জগুলি নিয়ে আসে:

• লোহার ক্ষতি
• বেয়ারিং ঘর্ষণ ক্ষতি
• বর্তমান রিপল-প্ররোচিত ক্ষতি

লোহার ক্ষতিগুলি এডি কারেন্ট এবং হিস্টেরেসিস উপাদানগুলি নিয়ে গঠিত। এডি কারেন্টগুলি ল্যামিনেটেড আয়রন কোরের মধ্যে কারেন্ট প্ররোচিত করে চৌম্বকীয় প্রবাহের তারতম্য থেকে উদ্ভূত হয়।

মূল সম্পর্ক:

• এডি কারেন্ট ক্ষতি ≈ χ·B²·ω² (চৌম্বকীয় আবেশ এবং ফ্রিকোয়েন্সি বর্গের সমানুপাতিক)
• হিস্টেরেসিস ক্ষতি = μ·λ·B²·ω² (উপাদান পারমিএবিলিটি এবং কোয়ার্সিভিটির উপর নির্ভরশীল)

পাতলা ল্যামিনেশন এবং উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন উপকরণ এডি কারেন্ট হ্রাস করে, যেখানে আয়রন-নিকেল (Fe-Ni) এর মতো কম-কোয়ার্সিভিটি খাদ হিস্টেরেসিস ক্ষতি কম করে। মাল্টি-পোল মোটরগুলি প্রায়শই এই বর্গক্ষেত্র ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভরতাগুলির কারণে গতির সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয়।

ব্রাশবিহীন ডিসি মোটরগুলি স্ট্যাটর কনফিগারেশনের উপর ভিত্তি করে দুটি প্রাথমিক বিভাগে বিভক্ত:

স্লটেড স্ট্যাটর মোটর:স্ট্যাটর স্লটের মধ্যে কয়েল বৈশিষ্ট্যযুক্ত। ল্যামিনেশন এবং চুম্বকের মধ্যে ন্যূনতম বায়ু ফাঁক ছোট ব্যাসের চুম্বকগুলির সাথে উচ্চ চৌম্বকীয় আবেশকে সক্ষম করে। যাইহোক, স্লট স্থানের সীমাবদ্ধতা তামার পরিমাণকে সীমাবদ্ধ করে এবং উইন্ডিং প্রক্রিয়াগুলিকে জটিল করে তোলে। স্লটেড ডিজাইনগুলি উচ্চতর তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং যান্ত্রিক দৃঢ়তা প্রদান করে, যদিও তারা কগিং টর্ক প্রদর্শন করে যা তির্যক ল্যামিনেশনগুলির মাধ্যমে হ্রাস করা যেতে পারে।

স্লটলেস স্ট্যাটর মোটর:প্রি-উইন্ড, স্ব-সমর্থনকারী কয়েলগুলি সরাসরি বায়ু ফাঁকে প্রবেশ করায়। বর্ধিত বায়ু ফাঁক চৌম্বকীয় আবেশ হ্রাস করে, সাধারণত বৃহত্তর চুম্বকগুলির মাধ্যমে ক্ষতিপূরণ করা হয়। এই ডিজাইনগুলি সম্পূর্ণরূপে কগিং টর্ক দূর করে এবং উচ্চ গতিতে হ্রাসকৃত লোহার ক্ষতি প্রদর্শন করে, যদিও রোটর জড়তা ব্যাসের বর্গক্ষেত্রের সাথে বৃদ্ধি পায়। স্লটলেস কনফিগারেশনগুলি প্রায়শই অপ্টিমাইজ করা চৌম্বকীয় আবেশ এবং তামার ভলিউম ব্যালেন্সের মাধ্যমে উচ্চতর R/K² অনুপাত অর্জন করে।

মোটর নির্বাচনের জন্য টর্ক এবং গতির প্রয়োজনীয়তা দ্বারা সংজ্ঞায়িত অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট অপারেটিং পয়েন্টগুলির সতর্ক বিশ্লেষণ প্রয়োজন। দুটি দৃষ্টান্তমূলক চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশন এই অপটিমাইজেশন প্রক্রিয়াটি প্রদর্শন করে:

উচ্চ-গতির ভেন্টিলেটর মোটর:রোগীর শ্বাস-প্রশ্বাস প্যাটার্নের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করার সময় মিলি সেকেন্ডের মধ্যে স্থির অবস্থা থেকে 50,000 RPM-এ ত্বরান্বিত করতে হবে। প্রাথমিক টর্কের চাহিদা ইম্পেলার ত্বরণ থেকে আসে, যেখানে তাপ ব্যবস্থাপনা রোগীর আরাম এবং বেয়ারিং দীর্ঘজীবনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। সাম্প্রতিক মোটর সিরিজের উন্নয়নগুলি বিশেষভাবে এই চাহিদাপূর্ণ অবস্থার জন্য জোল-টু-আয়রন ক্ষতির অনুপাতকে অপটিমাইজ করে।

সার্জিক্যাল হ্যান্ডপিস মোটর:সার্জন আরামের জন্য কম বাহ্যিক তাপমাত্রা বজায় রেখে কমপ্যাক্ট ফর্ম ফ্যাক্টরগুলির মধ্যে চরম গতিতে কাজ করে। উন্নত 16 মিমি ব্যাসের ডিজাইনগুলি 80,000 RPM-এ কয়েক আউন্স-ইঞ্চি টর্ক সরবরাহ করে 43°C-এর নিচে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা সহ, 3,000-এর বেশি অটোক্লেভ নির্বীজন চক্র সহ্য করার সময়।

ক্রমাগত উপাদান অগ্রগতি এবং অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট অপটিমাইজেশনের মাধ্যমে, আধুনিক ব্রাশবিহীন ডিসি মোটরগুলি চিকিৎসা এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশন জুড়ে ক্রমবর্ধমান কঠোর কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। টর্ক উৎপাদন, তাপ ব্যবস্থাপনা এবং কার্যকরী নির্ভরযোগ্যতাকে ভারসাম্যপূর্ণ করে এমন সর্বোত্তম ডিজাইন সরবরাহ করার জন্য উপযুক্ত স্পেসিফিকেশন বিশ্লেষণ অপরিহার্য।