मानव रहित हवाई वाहन (यूएवी), या ड्रोन, ने सिनेमैटोग्राफी और कृषि से लेकर रसद और रक्षा तक उद्योगों में क्रांति ला दी है। ड्रोन की प्रणोदन प्रणाली के मूल में आउटरनर ब्रशलेस डीसी मोटर है, जो अपने असाधारण पावर-टू-वेट अनुपात के लिए बेशकीमती है। इन मोटरों का स्टेटर लघुकरण की एक उत्कृष्ट कृति है, जिसके लिए बहुत महीन तार की अविश्वसनीय रूप से सटीक वाइंडिंग की आवश्यकता होती है। ड्रोन मोटर्स के लिए एक विशेष स्टेटर वाइंडिंग मशीन एक महत्वपूर्ण उपकरण है जो निर्माताओं को जोर, दक्षता और विश्वसनीयता की सीमाओं को आगे बढ़ाने में सक्षम बनाता है। इस लेख में, हम जांचते हैं कि समर्पित वाइंडिंग उपकरण मल्टी-रोटर और फिक्स्ड-विंग यूएवी की मांग वाली दुनिया के लिए स्टेटर बनाने की अनूठी चुनौतियों का समाधान कैसे करते हैं।

एक सामान्य ड्रोन मोटर स्टेटर छोटा होता है, जिसका व्यास अक्सर 15 मिमी और 40 मिमी के बीच होता है, और इसमें वितरित या केंद्रित वाइंडिंग के साथ 9 या 12 स्लॉट होते हैं। घुमावदार तार बेहद पतले होते हैं - AWG 28 से AWG 34 (व्यास में लगभग 0.1 मिमी से 0.25 मिमी) - आवश्यक विद्युत चुम्बकीय प्रवाह उत्पन्न करने के लिए स्लॉट के भीतर जितना संभव हो उतने मोड़ पैक करने के लिए। प्रत्येक अतिरिक्त मोड़ से टॉर्क स्थिरांक (Kt) बढ़ता है, लेकिन यह वजन और प्रतिरोध भी जोड़ता है। इसलिए ड्रोन मोटर स्टेटर वाइंडिंग मशीन को नाजुक तार के सैकड़ों घुमावों को एक सीमित स्थान में बिना किसी टूट-फूट, खरोंच या ढीले मोड़ के रखना चाहिए। त्रुटि की गुंजाइश बहुत कम है।

सुई वाइंडिंग कई आउटरनर स्टेटरों के लिए अव्यावहारिक है क्योंकि स्टेटर बाहर से पहुंच योग्य है। इसके बजाय, आमतौर पर फ़्लायर वाइंडिंग दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है। स्टेटर को एक घूमने वाली स्थिरता पर रखा जाता है, जबकि एक स्थिर या गतिशील फ़्लायर गाइड स्टेटर के चारों ओर परिक्रमा करता है, तार को बाहरी स्लॉट में निर्देशित करता है। इसके लिए 1500 RPM तक घूमने में सक्षम हाई-स्पीड फ़्लायर वाली स्टेटर वाइंडिंग मशीन की आवश्यकता होती है, साथ ही एक वायर फीडिंग सिस्टम भी होता है जो लगातार कम तनाव बनाए रखता है। बहुत अधिक तनाव से बाल-पतला तार टूट जाता है; बहुत कम होने से वाइंडिंग ढीली हो जाती है जिससे उड़ान भार के तहत कॉइल कंपन और शॉर्ट सर्किट होता है।

महीन तांबे के तार को घुमाने में तनाव नियंत्रण एक कला और विज्ञान दोनों है। स्टेटर वाइंडिंग मशीन में एक बंद-लूप इलेक्ट्रॉनिक टेंशनर शामिल होता है जो एक डांसर आर्म और एक लोड सेल या चुंबकीय ब्रेक का उपयोग करता है। जैसे ही फ़्लायर घूमता है, आपूर्ति स्पूल से स्टेटर तक तार पथ की लंबाई गतिशील रूप से बदलती है, खासकर एक स्लॉट से दूसरे स्लॉट में संक्रमण के दौरान। टेंशनर तार के तनाव को स्थिर रखने के लिए भुगतान गति को नियंत्रित करता है, आमतौर पर 20 ग्राम-बल से नीचे। तनाव में कोई भी वृद्धि, यहां तक ​​कि मिलीसेकंड के लिए भी, इनेमल कोटिंग को सूक्ष्म क्षति पहुंचा सकती है, जिसका पता तब तक नहीं लगाया जा सकता जब तक उड़ान के घंटों के बाद मोटर विफल न हो जाए।

उन्नत ड्रोन मोटर वाइन्डर में ऑप्टिकल सेंसर या इंडक्शन लूप का उपयोग करके स्वचालित तार टूटने का पता लगाने की सुविधा भी होती है। 600-1000 आरपीएम की घुमावदार गति पर, एक टूटा हुआ तार जल्दी से स्टेटर के चारों ओर लपेट सकता है और पहले से घाव किए गए कॉइल को नुकसान पहुंचा सकता है। ब्रेक का पता चलने के माइक्रोसेकंड के भीतर, मशीन एक आपातकालीन स्टॉप निष्पादित करती है और फ़्लायर और इंडेक्सिंग हेड को सुरक्षित स्थिति में उलट देती है, जिससे ऑपरेटर को न्यूनतम सामग्री हानि के साथ तार को फिर से जोड़ने की अनुमति मिलती है।

किसी ड्रोन के स्थिर रूप से उड़ने के लिए, उसके मोटरों में लगभग समान विद्युत और यांत्रिक विशेषताएँ होनी चाहिए। मल्टी-रोटर फ्रेम पर मोटरों के बीच वाइंडिंग प्रतिरोध में कोई भी बदलाव असमान जोर और कंपन का कारण बनता है जो उड़ान नियंत्रक पर दबाव डालता है। इसलिए स्टेटर वाइंडिंग मशीन को टर्न काउंट सटीकता और सुसंगत अंत-वाइंडिंग ऊंचाई की गारंटी देनी चाहिए। यह प्रोग्राम योग्य वाइंडिंग पैटर्न के माध्यम से पूरा किया जाता है। उदाहरण के लिए, किसी कुंडल की पहली परत को एक निश्चित चरण के साथ घाव किया जा सकता है, और दूसरी परत तारों को पहली परत की घाटियों में घोंसला बनाने के लिए ऑफसेट हो जाती है, जिससे कुंडल की ऊंचाई बढ़ाए बिना तांबे के घनत्व को अधिकतम किया जा सकता है। ऐसे पैटर्न को मशीन के एनसी कोड में प्रोग्राम किया जाता है, और सर्वो-संचालित इंडेक्सिंग अक्ष पूर्ण सटीकता के साथ उनका अनुसरण करता है।

ड्रोन मोटर्स विभिन्न कॉन्फ़िगरेशन में आते हैं: 2205, 2306, 2812, आदि, जो मिलीमीटर में स्टेटर व्यास और ऊंचाई को दर्शाते हैं। एक लचीली स्टेटर वाइंडिंग मशीन, वाइंडिंग हेड और स्टेटर फिक्स्चर पर त्वरित-परिवर्तन एडाप्टर के माध्यम से इस रेंज को समायोजित कर सकती है। ऑपरेटर बस उचित रेसिपी लोड करता है, जो घुमावों की संख्या, घुमावदार पैटर्न, फ़्लायर गति, तनाव और अनुक्रमण कोण निर्धारित करता है। कुछ मशीनें एक शिक्षण मोड भी प्रदान करती हैं, जहां ऑपरेटर एक नए प्रोटोटाइप स्टेटर के लिए मशीन को घुमावदार पथ के माध्यम से जॉगिंग करता है, और सिस्टम स्वचालित रूप से उत्पादन कार्यक्रम उत्पन्न करता है।

वाइंडिंग के बाद, स्टेटर परीक्षणों की एक श्रृंखला से गुजरता है जिसे वाइंडिंग मशीन सेल के साथ एकीकृत किया जा सकता है। वाइंडिंग प्रतिरोध और प्रेरण को मापा जाता है और संदर्भ मूल्यों के विरुद्ध तुलना की जाती है। एक सर्ज टेस्टर टर्न-टू-टर्न शॉर्ट्स की जांच करता है। कोई भी स्टेटर जो विफल हो जाता है वह स्वचालित रूप से अलग हो जाता है। यह इनलाइन परीक्षण यह सुनिश्चित करता है कि केवल सही स्टेटर ही चुंबक असेंबली और अंतिम मोटर संतुलन चरणों में आगे बढ़ते हैं, बाद की प्रक्रियाओं में स्क्रैप और रीवर्क को कम करते हैं।

ड्रोन मोटर्स के लिए विशेष स्टेटर वाइंडिंग मशीन हवाई प्रदर्शन को सक्षम बनाती है। माइक्रोन-स्तर की सटीकता और अटूट तनाव नियंत्रण के साथ उच्च गति पर अल्ट्रा-फाइन तार को घुमाने की नाजुक कला में महारत हासिल करके, यह ऐसे स्टेटर का उत्पादन करता है जो आधुनिक यूएवी अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक जोर, दक्षता और स्थिरता प्रदान करते हैं। जैसे-जैसे ड्रोन अधिक व्यापक होते जाते हैं और भारी पेलोड ले जाते हैं, वाइंडिंग तकनीक आगे बढ़ती रहेगी, उच्च स्लॉट भरने और नवीन वाइंडिंग टोपोलॉजी का समर्थन करेगी जो ड्रोन की अगली पीढ़ी को और भी अधिक सक्षम बनाती है।