गैप द्रव्य मोटरों के चयन, नियंत्रण और ऑप्टिमाइजेशन के लिए अंतिम मार्गदर्शिका
DC मोटरों के नियंत्रण के लिए सबसे प्रभावी विधि क्या है?
Die पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) सबसे प्रभावी विधि है। यह एक लगभग दोष-मुक्त गति नियंत्रण, क्योंकि मोटर को तेजी से विद्युत चालू और बंद करके नियंत्रित किया जाता है, जो कि 90% से अधिक दक्षता ठीक कर सकता है।
DC मोटर की घूर्णन दिशा कैसे बदली जा सकती है?
एक DC मोटर की घूर्णन दिशा आमतौर पर एक H-ब्रिज सर्किट के द्वारा बदली जाती है। यह सर्किट मोटर पर लागू वोल्टेज का ध्रुवीकरण, जिससे मोटर विपरीत दिशा में चलती है।
क्या DC मोटरों में सेंसर्स के बिना (सेंसलैस) गति नियंत्रण विश्वसनीय है?
हाँ, बिना सेंसर के गति नियंत्रण संभव है और यह विश्वसनीय हो सकता है। यह अक्सर विपरीत-EMK (इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स) का माप मोटर के PWM-ऑफ चरणों के दौरान किया जाता है। यह सिस्टम लागत को 15% तक कम कर सकता है, क्योंकि कोई अलग एन्कोडर की आवश्यकता नहीं होती।
DC मोटर नियंत्रण के लिए एकीकृत सर्किट (IC) क्या फायदे देते हैं?
एकीकृत सर्किट, जैसे कि L298N या DRV8871, जो H-ब्रिज और आंशिक प्रवाह माप को एकीकृत करते हैं, सर्किट डिज़ाइन को काफी सरल बनाते हैं। वे विकास प्रयास और बोर्ड पर स्थान की आवश्यकता को 50% तक कम कर देते हैं।
DC मोटर नियंत्रण के लिए PI नियंत्रक क्यों महत्वपूर्ण है?
एक PI नियंत्रक (प्रोपोर्शनल-इंटीग्रल नियंत्रक) एक स्थिर और सटीक गति नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है। यह लगातार सेट स्पीड को वास्तविक स्पीड के साथ तुलना करता है और PWM ड्यूटी साइकल को समायोजित करता है ताकि परिवर्तनों को भी लोड परिवर्तनों के तहत संतुलित किया जा सके.
MOSFETs के चयन में क्या ध्यान देना चाहिए?
MOSFETs के चयन में एक कम ऑन-रेसिस्टेंस (RDS(on)), आदर्श रूप से 20 mΩ से नीचे, पर ध्यान देना चाहिए, ताकि हानि को न्यूनतम किया जा सके। इसके अलावा, तेज स्विचिंग समय उच्च PWM आवृत्तियों और दक्षता के लिए महत्वपूर्ण हैं।
ATEK Drive Solutions DC मोटर नियंत्रण में चुनौतियों का समर्थन कैसे करता है?
ATEK Drive Solutions प्रदान करता है व्यापक विशेषज्ञता और अनुकूलित ड्राइव समाधान। कंपनी दशकों के अनुभव को आधुनिक तकनीक के साथ जोड़ती है, ताकि मानक घटक और जटिल प्रणाली समाधान, जैसे कि एकीकृत नियंत्रण के साथ सर्वो-कोनिकल गियरबॉक्स, प्रदान कर सके और डिजाइन में सहायता कर सके।
PWM आवृत्ति DC मोटर नियंत्रण में क्या भूमिका निभाती है?
PWM आवृत्ति एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। आवृत्तियाँ 20 kHz से अधिक सुनने योग्य ध्वनियों से बचती हैं, लेकिन ट्रांझिस्टर में स्विचिंग हानियों को बढ़ा सकती हैं। बहुत कम आवृत्ति (जैसे, 5 kHz के नीचे) मोटर कंपन और ध्वनियों का कारण बन सकती है। एक अनुकूल आवृत्ति का चयन इसलिए महत्वपूर्ण है.
Die पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) DC मोटर नियंत्रण के लिए सबसे प्रभावी विधि है , 90% से अधिक दक्षता प्राप्त करती है और भिन्न भार के तहत सटीक गति नियंत्रण की अनुमति देती है। उन्नत तकनीकों जैसे कि
Fortschrittliche Techniken wie H-ब्रिजों के दिशांतर का परिवर्तन और गतिशील ब्रेकिंग साथ ही विपरीत-EMK द्वारा सेंसलैस नियंत्रण सिस्टम लागत को 15% तक कम कर सकता है) नियंत्रण क्षमताओं का विस्तार करते हैं और सिस्टम प्रदर्शन को अनुकूलित करते हैं.
घटकों का ध्यानपूर्वक चुनाव जैसे कम RDS(on) वाले MOSFETs और PI नियंत्रकों का उपयोग महत्वपूर्ण है स्थिर, सटीक और दीर्घकालिक ड्राइव सिस्टम के लिए, जिसमें सॉफ्टवेयर टूल्स सेटअप समय को 40% तक कम कर सकते हैं। für stabile, präzise und langlebige Antriebssysteme, wobei Software-Tools die Einrichtungszeit um bis zu 40% verkürzen आप सभी DC मोटर नियंत्रण विधियों के बारे में जान सकते हैं, सरल वोल्टेज समायोजन से लेकर उन्नत PWM तकनीकों तक। अपनी ड्राइव सिस्टम को अधिकतम दक्षता और प्रदर्शन के लिए अनुकूलित करें!rnrnDC मोटरों का सटीक नियंत्रण कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। अपनी DC मोटरों को अनुकूलित रूप से नियंत्रित करने और अपने सिस्टम के प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए कुंजी प्रौद्योगिकियों और रणनीतियों का पता लगाएं। क्या आपको एक व्यक्तिगत समाधान की आवश्यकता है? हमसे संपर्क करें
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प्रभावी आधारभूत बातें ड्राइव सिस्टम के अनुकूलन के लिए महत्वपूर्ण है। यह लेख, वोल्टेज समायोजन से लेकर PWM नियंत्रण तक, DC मोटरों की प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए तकनीकों को बताते हैं।
DC मोटरों के कार्य और मुख्य सिद्धांत
DC मोटर विद्युत ऊर्जा को एक सटीक घूर्णन गति में परिवर्तित करता है। लगाए गए वोल्टेज की ध्रुवीयता घूर्णन दिशा को निर्धारित करती है, जबकि वोल्टेज की ऊंचाई गति को प्रभावित करती है – यह DC मोटर नियंत्रण का एक मौलिक सिद्धांत है। उदाहरण के लिए, एक 12V मोटर इस वोल्टेज पर नामित गति तक पहुंचता है। DC मोटरों की मूल बातें
नियंत्रण के लिए विपरीत-EMK की भूमिका
DC मोटर अपनी गति को विपरीत-EMK (UEMK) द्वारा प्रभावित करता है। यह मोटर में उत्पन्न वोल्टेज लागू वोल्टेज का विरोध करता है और घूर्णन गति के अनुपात में होता है (जैसे UEMK = U – I x RV) जो इसे सेंसलैस नियंत्रण अवधारणाओं के लिए एक कुंजी पैरामीटर बनाता है DC मोटरों के लिए। आंतरिक प्रतिरोध RV सामान्यतः लगभग 0.5 ओह्म होता है।
उद्योग में सटीक नियंत्रण की आवश्यकता
DC मोटरों का सटीक गति नियंत्रण आधुनिक उत्पादन प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण है। इसके बिना लोड में परिवर्तन, जैसे कि विभिन्न वजन वाले परिवहन बेल्ट पर, असंगत प्रक्रिया गति और गुणवत्ता समस्याओं का कारण बन सकते हैं। केवल 5% की भिन्नता में पहले से ही दोष उत्पन्न हो सकता है।
ओपन-लूप बनाम क्लोज्ड-लूप: एक महत्वपूर्ण तुलना
सरल ड्राइव और सटीक फीडबैक के बीच चयन करते समय अनुप्रयोग का मामला महत्वपूर्ण है। ओपन-लूप सिस्टम सरल हैं, लेकिन क्लोज्ड-लूप सिस्टम जो सेंसर्स (जैसे, Heidenhain एन्कोडर) के साथ हैं, लोड के तहत उच्चतम सटीकता और स्थिरता प्रदान करते हैं। यह अक्सर उस तरह की स्थिति के लिए आवश्यक है जहाँ सूक्ष्म मीटर स्तर पर सहिष्णुता होती है, जहां सटीक मोटर नियंत्रण अनिवार्य है।सर्वोमोटर तकनीकDC मोटरों के लिए मौलिक नियंत्रण विधियाँ एक नजर में
वोल्टेज नियंत्रण: सरलता के साथ कठिनाइयाँ
वोल्टेज नियंत्रण के माध्यम से प्रत्यक्ष गति परिवर्तन को लागू करना सरल है, यह एक मोटर नियंत्रण का मूल रूप है। हालांकि, यह अक्सर महत्वपूर्ण दक्षता हानियों की ओर ले जाता है, क्योंकि अतिरिक्त ऊर्जा गर्मी के रूप में खो जाती है, खासकर जब गति नामित मूल्य से बहुत नीचे होती है। 50% से कम दक्षता होना असामान्य नहीं है।. Sie führt jedoch oft zu erheblichen Effizienzverlusten, da überschüssige Energie als Wärme verloren geht, besonders bei Drehzahlen weit unter dem Nennwert. Ein Wirkungsgrad von unter 50% ist dabei nicht selten.
आंकर प्रतिरोध और क्षेत्र प्रवाह नियंत्रण: शास्त्रीय दृष्टिकोण
परंपरागत विधियाँ जैसे आंकर प्रतिरोध नियंत्रण, जो एक प्रारंभिक प्रकार की DC मोटर नियंत्रण, आज सीमित महत्व रखती हैं। ये ऐतिहासिक दृष्टि से महत्वपूर्ण तकनीकें अभी भी कम लागत वालेrequirements वाले छोटे मोटरों के लिए उपयोग की जाती हैं, लेकिन उच्च शक्ति हानियों (नियंत्रण प्रतिरोध में 60% तक) और संभावित कम्यूटेशन समस्याओं के कारण आमतौर पर आधुनिक विधियों से खराब होती हैं।
पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM): दक्षता का चैंपियन
DC मोटरों में एक लगभग दोष-मुक्त गति नियंत्रण पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) द्वारा प्राप्त होता है। PWM मोटर वोल्टेज को उच्च आवृत्ति (जैसे 20 kHz) के साथ तेजी से चालू और बंद करता है। मोटर एक औसत वोल्टेज अनुभव करता है, और ट्रांझिस्टर में स्विचिंग हानियां न्यूनतम रहती हैं, जो 90% से अधिक दक्षताओं को संभव बनाती हैं।सर्वो मोटरों के बारे में अधिक जानकारी
क्यों PWM अक्सर बेहतर विकल्प है
सटीकता और ऊर्जा बचत के संदर्भ में, PWM लाभकारी है। PWM DC मोटर ड्राइव के लिए वोल्टेज नियंत्रण को दक्षता और नियंत्रण सटीकता में पार कराता है, क्योंकि यह आवृत्तियों में पूर्ण वोल्टेज प्रदान करता है। इस तरह, कम गति पर भी उच्च टॉर्क बनाए रखा जा सकता है, जिससे बैटरी से चलने वाले उपकरणों में रनटाइम को 30% तक बढ़ाया जा सकता है।PWM और H-ब्रिजों के लिए आधारभूत बातें निपुणता
PWM कार्यान्वयन: आवृत्ति, ड्यूटी चक्र और घटक
PWM औसत वोल्टेज को निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है DC मोटरों के कुशल नियंत्रण के लिए चुनाव करना. एक बहुत कम आवृत्ति (5 कHz से नीचे) मोटर में जाणमर्ण बिल खोदती है। एक बहुत अधिक आवृत्ति (50 kHz से ऊपर) MOSFET में स्विचिंग हानियों को बढ़ाती है और उचित थंडिंग के बिना 25% तक उनकी जीवनकाल को घटा देती है। ड्यूटी साइकल, जैसे 50%, सीधे मोटर को दिए गए औसत वोल्टेज को निर्धारित करता है.
- PWM आवृत्ति को सावधानीपूर्वक चुना जाना चाहिए ताकि सुनने योग्य ध्वनियाँ (5 kHz से कम पर) या बढ़ी हुई स्विचिंग हानियां और कम MOSFET जीवनकाल (50 kHz से अधिक पर, 25% तक कटौती) से बचा जा सके.
- H-ब्रिज, अक्सर चार MOSFETs (जैसे IRFZ44N) के साथ, मोटर वोल्टेज का ध्रुवीकरण दिशा परिवर्तन और गतिशील ब्रेकिंग के लिए सक्षम बनाती है।
- बिना सेंसर गति नियंत्रण PWM-ऑफ चरणों के दौरान विपरीत-EMK का माप करके किया जा सकता है, जिसे सिस्टम लागत को 15% तक कम करने में मदद मिल सकती है।
- विशेषीकृत ICs जैसे L298N या DRV8871 H-ब्रिज को एकीकृत करते हैं और हालांकि, यह अक्सर महत्वपूर्ण दक्षता हानियों की ओर ले जाता है, क्योंकि अतिरिक्त ऊर्जा गर्मी के रूप में खो जाती है, खासकर जब गति नामित मूल्य से बहुत नीचे होती है। 50% से कम दक्षता होना असामान्य नहीं है।को घटाते हैं, विकास प्रयास और प्लेटा की जगह को 50% तक कम करते हैं।
- PWM ड्यूटी चक्र (जैसे 50%) सीधे मोटर को दिए गए औसत वोल्टेज को निर्धारित करता है।
- H-ब्रिज के माध्यम से गतिशील ब्रेकिंग मोटर की केINETIC ऊर्जा को गर्मी में बदल देती है।
H-ब्रिज: घूर्णन दिशा परिवर्तन और ब्रेकिंग प्रमुख
DC मोटर को H-ब्रिज के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है और सक्रिय रूप से ब्रेक किया जा सकता है, जो कि आधारभूत बातें. एक H-ब्रिज, अक्सर चार MOSFETs (जैसे IRFZ44N) के साथ बनती है, मोटर वोल्टेज का ध्रुवीकरण दिशा परिवर्तन और गतिशील ब्रेकिंग को सक्षम बनाती है।DC मोटर नियंत्रण के लिए विवरण
विपरीत-EMK-माप द्वारा बिना सेंसर गति नियंत्रण
सटीक गति नियंत्रण बिना एन्कोडर के भी संभव है। PWM के OFF चरणों के दौरान मोटर की विपरीत-EMK का माप करके (उदाहरण के लिए 10 kHz आवृत्ति पर हर 100 माइक्रोसेकंड) वर्तमान घूर्णन गति को सटीक रूप से मापा जा सकता है और इसे क्लोज्ड-लूप नियंत्रण में उपयोग किया जा सकता है। इससे सिस्टम लागत को 15% तक कम किया जा सकता है।
एकीकृत आईसी: जटिलता को कम करना
विशेषीकृत आईसी का उपयोग करने से डीसी-मोटर्स को संचालित करना. आईसी जैसे L298N या DRV8871 एच-ब्रिज और आंशिक रूप से करंट माप को एकीकृत करते हैं। यह विकास प्रयास को 50% तक कम करता है और PCB पर स्थान की आवश्यकता को घटाता है, जो संकुचित अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है।का अनुकूलन आधारभूत बातें उन्नत तकनीकों और घटकों द्वारा
पीआई नियंत्रक: स्थिरता और सटीकता प्राप्त करना
मोटर की स्पिन स्पीड को स्थिर करने के लिए, पीआई नियंत्रक का उपयोग किया जाता है, जो कि सटीक मोटर नियंत्रण का एक महत्वपूर्ण घटक है. एक पीआई नियंत्रक लगातार सेट और वास्तविक स्पीड की तुलना करता है और PWM ड्यूटी साइकल को समायोजित करता है, ताकि विचलनों को संतुलित किया जा सके। P और I हिस्सों की ध्यानपूर्वक ट्यूनिंग, जैसे कि Ziegler-Nichols विधि, ओवरशूट के बिना एक स्थिर प्रणाली के लिए अत्यावश्यक है।
आधुनिक नियंत्रक सॉफ़्टवेयर: कॉन्फ़िगरेशन और निदान
सॉफ़्टवेयर ड्राइव सिस्टम की शुरुआत को सरल बना सकता है, विशेष रूप से जटिल आधारभूत बातें, FAULHABER मोーション मैनेजर जैसे कार्यक्रम नियंत्रकों की सहज पैरामीटरिंग, निदान और मोटर डेटा (जैसे 5A तक की विद्युत खपत, तापमान) की रीयल-टाइम निगरानी की अनुमति देते हैं। यह सेटअप समय को 40% तक कम कर सकता है।डीसी गियर मोटर
दीर्घकालिकता के लिए महत्वपूर्ण सुरक्षा परिपथ
सुरक्षा परिपथ दीर्घकालिकता के लिए आवश्यक हैं हालांकि, यह अक्सर महत्वपूर्ण दक्षता हानियों की ओर ले जाता है, क्योंकि अतिरिक्त ऊर्जा गर्मी के रूप में खो जाती है, खासकर जब गति नामित मूल्य से बहुत नीचे होती है। 50% से कम दक्षता होना असामान्य नहीं है। . अधिकतम 70% घटित होने वाले घटक जीवन काल संक्षिप्त होने के कारण महंगे विफलता और बिना ओवरकरंट सुरक्षा (जैसे फ्यूज़, 2A पर इलेक्ट्रॉनिक करंट सीमांकन), ओवरवोल्टेज सुरक्षा (जैसे वेरिस्टर्स) और थर्मल सुरक्षा (जैसे मोटर पर तापमान संवेदक) के बिना हो सकते हैं।
ट्रांजिस्टर और डायोडों का रणनीतिक चयन
डीसी मोटर्स के लिए प्रभावी नियंत्रण करने के लिए ट्रांजिस्टर और डायोडों का चयन महत्वपूर्ण है।. एक कम RDS(on) MOSFET (जैसे 20 mΩ से कम) हानिकारक शक्ति हानि को कम करता है। तेज फ्रीविल डायोड (जैसे Schottky डायोड, रिकवरी टाइम <100ns) मोटर को बंद करते समय ट्रांजिस्टर को हानिकारक वोल्टेज स्पाइक्स से रक्षा करते हैं।
आधारभूत बातें व्यवहार में और भविष्य की संभावनाएँ
अनुप्रयोग उदाहरण: रोबोटिक्स से लेकर चिकित्सा तकनीक तक
सटीक आधारभूत बातें विभिन्न अनुप्रयोगों में पाया जाता है। उदाहरण रोबोटिक ग्रैपर से लेकर, जो वस्तुओं को सटीक मात्रा (5N) के साथ संभालते हैं, चिकित्सा क्षेत्र में इन्फ्यूजन पंप (तरल की मात्रा ±1 % सटीकता) से लेकर, सेमीकंडक्टर उत्पादन में नैनोमीटर सटीकता वाले स्थिति प्रणाली तक फैले हुए हैं।
- विविध अनुप्रयोग क्षेत्रों: सटीक आधारभूत बातें रोबोटिक्स (जैसे 5N शक्ति मापने वाले ग्रीपर्स), चिकित्सा तकनीक (±1 % सटीकता वाले इन्फ्यूजन पंप) और सेमीकंडक्टर उत्पादन (नैनोमीटर सटीकता) में महत्वपूर्ण है।
- व्यावहारिक शिक्षण उदाहरण: एक Arduino Uno, L298N मोटर ड्राइवर और डीसी मोटर (कुल लागत < 30 यूरो) PWM आधारित सीखने की एक किफायती मंच के रूप में कार्य करती है। नियंत्रण करने के लिए ट्रांजिस्टर और डायोडों का चयन महत्वपूर्ण है।.
- भविष्यवाणियाँ: DC मोटर्स के लिए Field-Oriented Control (FOC) जैसे रुझान और AI संचालित प्रीडिक्टिव मेंटेनेंस उच्च दक्षता और विश्वसनीयता का आश्वासन देते हैं (फेलियर संभावना -20 %)।
- औद्योगिक समाधान: ATEK Drive Solutions मानक घटकों और जटिल प्रणाली समाधानों के लिए विशेषज्ञता प्रदान करता है, जैसे कि एकीकृत नियंत्रण और >20,000 कार्य घंटों के लिए डिजाइन।
- मूलभूत महत्व: प्रभावी और शक्तिशाली ड्राइव सिस्टम विकसित करने के लिए आधारभूत बातें का नियंत्रण आवश्यक है।
- अनुकूलन क्षमता: PWM से लेकर स्मार्ट कंट्रोलर्स तक की जानकारी से विभिन्न अनुप्रयोगों को अनुकूलित करना संभव होता है। हालांकि, यह अक्सर महत्वपूर्ण दक्षता हानियों की ओर ले जाता है, क्योंकि अतिरिक्त ऊर्जा गर्मी के रूप में खो जाती है, खासकर जब गति नामित मूल्य से बहुत नीचे होती है। 50% से कम दक्षता होना असामान्य नहीं है।.
मामला अध्ययन: Arduino के साथ DC मोटर नियंत्रण का शिक्षण उदाहरण
जटिल डीसी मोटर्स के लिए नियंत्रण तकनीक सरल तरीकों से सीखी जा सकती है। एक Arduino Uno, एक L298N मोटर ड्राइवर और एक DC मोटर (कुल लागत 30 यूरो से कम) PWM आधारित गति और दिशा नियंत्रण के लिए एक प्रणाली बनाने की अनुमति देता है। यह एक उपयुक्त परियोजना है ताकि आवश्यकताओं को व्यावहारिक रूप से सीखा जा सके।12V गियर मोटर्स को खोजें
भविष्यवाणियाँ: AI और उन्नत एल्गोरिदम
नवाचार भविष्य को आकार देते हैं। हालांकि, यह अक्सर महत्वपूर्ण दक्षता हानियों की ओर ले जाता है, क्योंकि अतिरिक्त ऊर्जा गर्मी के रूप में खो जाती है, खासकर जब गति नामित मूल्य से बहुत नीचे होती है। 50% से कम दक्षता होना असामान्य नहीं है।. DC मोटर्स के लिए Field-Oriented Control (FOC) और AI आधारित प्रीडिक्टिव मेंटेनेंस (अवसाद संभावना को 20% तक कम करना) जैसे एल्गोरिदम ड्राइव सिस्टम में उच्च दक्षता, सटीकता और विश्वसनीयता का संकेत देते हैं।
ATEK Drive Solutions: आपकी ड्राइव समाधान के लिए साथी
ATEK Drive Solutions विशेष आवश्यकताओं के लिए ड्राइव समाधान प्रदान करता है DC मोटर नियंत्रण. कंपनी मानक घटकों और जटिल प्रणाली समाधानों के लिए अनुभव को आधुनिक प्रौद्योगिकी के साथ जोड़ती है, जैसे कि एकीकृत नियंत्रण के साथ सर्वो-कॉनीड गियरबॉक्स। विशेषज्ञ डिजाइन में सहायता करते हैं, उदाहरण के लिए 20,000 से अधिक कार्य घंटों की प्राप्ति के लिए।निष्कर्ष: का महत्व आधारभूत बातें
प्रभावी और शक्तिशाली ड्राइव सिस्टम विकसित करने के लिए आधारभूत बातें प्रभावी और शक्तिशाली ड्राइव सिस्टम के लिए मूलभूत है। PWM जैसी तकनीकों से लेकर स्मार्ट कंट्रोलर्स तक की जानकारी अनुप्रयोगों को अनुकूलित करने में मदद करती है। विशेष ड्राइव चुनौतियों के लिए हालांकि, यह अक्सर महत्वपूर्ण दक्षता हानियों की ओर ले जाता है, क्योंकि अतिरिक्त ऊर्जा गर्मी के रूप में खो जाती है, खासकर जब गति नामित मूल्य से बहुत नीचे होती है। 50% से कम दक्षता होना असामान्य नहीं है। ATEK Drive Solutions उचित सहायता प्रदान करता है।