स्विच्ड अनिच्छा मोटर: Difference between revisions

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चुंबकीय प्रवाह लाइनों के साथ स्विच्ड अनिच्छा मोटर।

स्विच्ड अनिच्छा (रिलक्टेंस) मोटर (एसआरएम) एक विद्युत की मोटर है जो चुंबकीय अनिच्छा टॉर्क द्वारा चलती है। आम ब्रश डीसी विद्युत मोटर प्रकारों के विपरीत, रोटर (विद्युत) के अतिरिक्त स्टेटर (केस) में घुमावदार को विद्युत दी जाती है। यह यांत्रिक डिजाइन को बहुत सरल करता है क्योंकि शक्ति को गतिमान भाग तक नहीं पहुँचाना पड़ता है जो एक कम्यूटेटर (विद्युत) की आवश्यकता को समाप्त कर देता है, लेकिन यह विद्युत डिज़ाइन को जटिल बनाता है क्योंकि कुछ प्रकार के स्विचिंग प्रणाली को अलग-अलग विद्युत देने के लिए उपयोग करने की आवश्यकता होती है। वाइंडिंग्स या एसआरएम कॉन्फ़िगरेशन को सुविधाजनक बनाने, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण धाराओं के स्विचिंग का सही समय दे सकते हैं। इसका मुख्य दोष टार्क तरंग है।[1]कम गति पर टॉर्क रिपल को सीमित करने वाली नियंत्रक विधि का प्रदर्शन किया गया है।[2] स्रोत इस बात से असहमत हैं कि क्या यह प्रकार की स्टेपर मोटर है।[3]

प्रवर्धक में ही विद्युत यांत्रिक आकृति का उपयोग किया जा सकता है। घूर्णन के साथ धारा प्रवाह को सिंक्रनाइज़ करने के लिए लोड को कुंडली में स्विच किया जाता है। इस प्रकार के प्रवर्धक पारंपरिक प्रकारों की तुलना में बहुत अधिक गति से चलाए जा सकते हैं क्योंकि आर्मेचर को चुंबकीय सामग्री के टुकड़े के रूप में, स्लॉटेड सिलेंडर के रूप में बनाया जा सकता है।[4] इस स्थिति में संक्षिप्त नाम एसआरएम को स्विच्ड रिलक्टेंस मशीन, (एसआरजी के साथ, स्विच्ड रिलक्टेंस जेनरेटर) के रूप में विस्तारित किया गया है। टोपोलॉजी जो मोटर और प्रवर्धक दोनों है, प्राथमिक घूर्णन को प्रारंभ करने के लिए उपयोगी है, क्योंकि यह समर्पित स्टार्टर मोटर को बचाता है।

इतिहास

पहला पेटेंट संयुक्त राज्य अमेरिका में 1838 में डब्ल्यू एच टेलर द्वारा किया गया था।[5][6] एसआर ड्राइव के सिद्धांतों को 1970 के आसपास वर्णित किया गया था,[7]और 1980 के बाद से पीटर लॉरेंसन और अन्य लोगों द्वारा बढ़ाया गया।[8] उस समय, कुछ विशेषज्ञों ने प्रौद्योगिकी को अव्यावहारिक के रूप में देखा[9] और व्यावहारिक अनुप्रयोग आंशिक रूप से नियंत्रण करने में होने वाले अवरोध और अनुपयुक्त अनुप्रयोगों के कारण, और बड़े पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं के कारण सीमित हो गया है, ।[10][1][11]

ऑपरेटिंग सिद्धांत

एसआरएम में स्टेटर वाइंडिंग के लिए DC मोटर की तरह घाव क्षेत्र कुंडली हैं। चूंकि रोटर में कोई चुंबक या कुंडली नहीं लगा होता है। यह नरम चुंबकीय सामग्री (अक्सर टुकड़े टुकड़े वाले स्टील) से बना ठोस सैलिएंट-पोल रोटर (प्रक्षेपित चुंबकीय ध्रुवों वाला) है। जब शक्ति स्टेटर वाइंडिंग्स पर लागू होती है, तो रोटर की चुंबकीय अनिच्छा बल बनाती है जो रोटर पोल को निकटतम स्टेटर पोल के साथ संरेखित करने का प्रयास करती है। घूर्णन को बनाए रखने के लिए, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली अनुक्रमिक स्टेटर ध्रुवों की घुमावों पर स्विच करती है जिससे कि स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र रोटर ध्रुव की ओर अग्रसर हो जाएं, तब इसे आगे खींचा जाता हैं। पारंपरिक मोटर्स की तरह वाइंडिंग धारा को स्विच करने के लिए यांत्रिक कम्यूटेटर (विद्युत) का उपयोग करने के अतिरिक्त, स्टेटर वाइंडिंग्स को स्विच करने के लिए रोटर शाफ्ट और ठोस स्थिति के कारण (इलेक्ट्रॉनिक्स) इलेक्ट्रॉनिक्स के कोण को निर्धारित करने के लिए स्विच्ड-रिलक्टेंस मोटर इलेक्ट्रॉनिक स्थिति के लिए सेंसर का उपयोग करता है। जो पल्स टाइमिंग और शेपिंग के गतिशील नियंत्रण को सक्षम बनाता है। यह स्पष्ट रूप से समान प्रेरण मोटर से अलग है जो घुमावदार चरणबद्ध अनुक्रम में घुमावों को भी सक्रिय करता है। एसआरएम में रोटर चुंबकीयकरण स्थिर होता है (मोटर घूमने के समय मुख्य 'उत्तरी' ध्रुव रहता है) जबकि प्रेरण मोटर में पर्ची होती है (सिंक्रोनस गति से थोड़ी कम पर घूमती है)। एसआरएम की पर्ची की अनुपस्थिति रोटर की स्थिति को ठीक से जानना संभव बनाती है, जिससे मोटर को मनमाने ढंग से धीरे-धीरे आगे बढ़ने की अनुमति मिलती है।

सरल स्विचिंग

यदि ध्रुवों A0 और A1 को सक्रिय किया जाता है तो रोटर स्वयं को इन ध्रुवों के साथ संरेखित कर लेगा। बार ऐसा हो जाने के बाद B0 और B1 के स्टेटर पोल के सक्रिय होने से पहले स्टेटर पोल को डी-एनर्जाइज़ किया जाना संभव है। रोटर अब स्टेटर के ध्रुव b पर स्थित है। यह क्रम प्रारंभ में वापस आने से पहले c के माध्यम से जारी रहता है। विपरीत दिशा में गति प्राप्त करने के लिए इस क्रम को उलटा भी किया जा सकता है। उच्च भार और/या उच्च डी/त्वरण इस क्रम को अस्थिर कर सकता है, जिससे इसकी स्थिति छूट सकता है, जैसे कि रोटर गलत कोण पर कूदता है, इस प्रकार आगे के तीन स्थितियों को छोड़कर पीछे की तरफ चलने लगती हैं।

एसआरएम सरल अनुक्रम

चतुर्भुज

चतुर्भुज अनुक्रम का उपयोग करके और अधिक स्थिर प्रणाली पाई जा सकती है जिसमें किसी भी समय दो कुंडली सक्रिय होते हैं। सबसे पहले, स्टेटर पोल A0 और A1 सक्रिय होते हैं। फिर स्टेटर पोल B0 और B1 सक्रिय होते हैं, जो रोटर को खींचते हैं जिससे कि यह A और B के बीच संरेखित हो। इसके बाद A के स्टेटर पोल डी-एनर्जीकृत होते हैं और रोटर B के साथ संरेखित होता रहता है। यह क्रम BC के माध्यम से जारी रहता है, सी और सीए पूर्ण घूर्णन पूरा करने के लिए किया जाता हैं। विपरीत दिशा में गति प्राप्त करने के लिए इस क्रम को उलटा किया जा सकता है। समान चुंबकीयकरण वाली स्थितियों के बीच अधिक चरण, इसलिए उच्च गति या भार पर छूटे हुए चरणों की प्रारंभ होती है।

एसआरएम उन्नत अनुक्रमअधिक स्थिर संचालन के अतिरिक्त, यह दृष्टिकोण सरल अनुक्रम में 1/3 के अतिरिक्त 1/2 के प्रत्येक चरण के कर्तव्य चक्र की ओर जाता है।

नियंत्रण

विद्युत शक्ति परिपथ को आवश्यक अनुक्रमिक दालों को देने के लिए नियंत्रण प्रणाली उत्तरदायी है। इलेक्ट्रो-यांत्रिक साधनों जैसे कम्यूटेटर या एनालॉग या डिजिटल टाइमिंग परिपथ का उपयोग करना संभव है।

कई नियंत्रक इलेक्ट्रोमैकेनिकल घटकों के अतिरिक्त निर्देशयोग्य तर्क नियंत्रक (पीएलसी) को सम्मलित करते हैं। माइक्रोकंट्रोलर सही चरण सक्रियण समय को सक्षम कर सकता है। आवश्यक हार्डवेयर की मात्रा को कम करने के लिए, यह सॉफ़्टवेयर फॉर्म में सॉफ्ट स्टार्टर फ़ंक्शन को भी सक्षम बनाता है। प्रतिक्रिया इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग नियंत्रण प्रणाली को बढ़ाता है।[1]

पावर सर्किट्री

असममित पुल परिवर्तक

एसआरएम को शक्ति देने का सबसे सरल विधि द्वारा असममित पुल परिवर्तक का उपयोग करना है। एसी मोटर्स की तुलना में स्विचिंग आवृत्ति 10 गुना कम हो सकती है।[3]

असममित पुल परिवर्तक में चरण मोटर चरणों के अनुरूप होते हैं। यदि चरण के दोनों प्रकारों को दोनों विद्युत स्विच चालू होते हैं, तो संबंधित चरण क्रियान्वित होता है। बार धारा सेट वैल्यू से ऊपर उठ जाने के बाद, स्विच बंद हो जाता है। वाइंडिंग के भीतर संग्रहीत ऊर्जा धारा को उसी दिशा में बनाए रखती है, जिसे तथाकथित काउंटर-इलेक्ट्रोमोटिव बल (बीईएमएफ) कहा जाता है। इस BEMF को फिर से उपयोग के लिए संधारित्र को डायोड के माध्यम से वापस उपयोग जाता है, इस प्रकार दक्षता में सुधार होता है।[12]

एन + 1 पीएमओएस तर्क स्विच और डायोड।

इस मौलिक सर्किट्री को बदला जा सकता है जिससे कि कम घटकों की आवश्यकता हो, चूंकि परिपथ ही क्रिया करता है। इस कुशल परिपथ को (n+1) स्विच और डायोड कॉन्फ़िगरेशन के रूप में जाना जाता है।

संधारित्र , किसी भी विन्यास में, आपूर्ति वोल्टेज में उतार-चढ़ाव को सीमित करके विद्युत और ध्वनि को दबाने के लिए पुन: उपयोग के लिए बीईएमएफ को संग्रहीत करने के लिए उपयोग किया जाता है।

यदि चरण काट दिया जाता है, तो एसी प्रेरण मोटर के विपरीत, कम टोक़ पर एसआर मोटर त्रुटि की सहनशीलता बंद हो जाती है।[7][13]

अनुप्रयोग

कुछ उपकरणों में एसआरएम का उपयोग किया जाता है।[14]

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 Bartos, Frank (1 February 2003). "Springtime for Switched-Reluctance Motors?". Control Engineering. Archived from the original on 19 May 2020. Digital signal processors and special algorithms in SR controls are vital to precisely time current pulses fed to the motor windings relative to rotor and stator position . SR technology has not experienced real breakthroughs . reduced interest in SR technology
  2. ↑ Stankovic, A.M. "Dept. of Electr. & Comput. Eng". doi:10.1109/IAS.1996.557001. S2CID 61325620. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
  3. ↑ 3.0 3.1 Bartos, Frank (1 March 2010). "Resurgence for SR Motors, Drives?". Control Engineering. Archived from the original on 19 May 2020. SR drives operate at switching frequencies typically 10 times lower than comparable ac drives . Some other sources seem to put both motors in the same category. Emotron concurs that today's SR motor is not a stepping motor since current is continuously monitored and controlled relative to rotor angular position
  4. ↑ "Switched Reluctance Generators and Their Control". Archived from the original on 2014-11-29. Retrieved 2016-11-18.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  5. ↑ "HISTORY OF SWITCHED RELUCTANCE MACHINE (Electric Motor)". what-when-how.com. Retrieved 2020-07-25.
  6. ↑ "Charged EVs | A closer look at switched reluctance motors". chargedevs.com. 25 January 2013. Retrieved 2020-07-25.
  7. ↑ 7.0 7.1 Bartos, Frank (10 March 2010). "SR motor anatomy: See inside switched reluctance motors". Control Engineering. Archived from the original on 2018-10-27.
  8. ↑ "Variable-speed switched reluctance motors", P.J. Lawrenson, J.M. Stephenson, P.T. Blenkinsop, J. Corda and N.N. Fulton, IEE Proceedings B - Electric Power Applications, Volume 127, Issue 4, 1980. pp. 253-265
  9. ↑ "IEEE Edison Medal Recipients". www.ieee.org. Archived from the original on 19 May 2020.
  10. ↑ Bartos, Frank (1 November 1999). "'Forward to the Past' with SR Technology". Control Engineering. Archived from the original on 19 May 2020.
  11. ↑ Bartos, Frank (30 May 2003). "Switched-Reluctance Motors and Controls Offer an Alternative Solution". Control Engineering. Archived from the original on 19 May 2020. Because of their relatively smaller production numbers, manufacturing costs for SR technology tend to be higher
  12. ↑ "Power Semiconductor Switching Circuits for SRM(Power Controllers)". When the phase winding is to be disconnected from the supply (this instant is also dependent on the position of the shaft) the devices T1 and T2 are turned off .The stored energy in the phase winding A tends to maintain the current in the same direction. This current passes from the winding through D1 and D2 to the supply. Thus the stored energy is fed back to the mains.
  13. ↑ "Fault Tolerant Switched Reluctance Machine's Comparative Analysis | Fault Tolerance | Reliability Engineering". Scribd.
  14. ↑ Bush, Steve (2009). "Dyson vacuums 104,000 rpm brushless DC technology". Electronics Weekly Magazine. Archived from the original on 2012-04-11.


बाहरी कड़ियाँ

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