फ्लक्स स्विचिंग अल्टरनेटर: Difference between revisions

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[[File:Flux switching alternator.gif|thumb|right|Alternator with six-पोल रोटर]]'''प्रवाह स्विचिंग प्रत्यावर्तक''' उच्च गति प्रत्यावर्तक का एक रूप है, एक एसी विद्युत जनित्र, जिसका उद्देश्य परिवर्त द्वारा सीधे संचालित करना है। वे प्रारुप में सरल हैं, घूर्णक में कोई वक्र या चुम्बक नहीं है, जो उन्हें मजबूत बनाता है और उच्च घूर्णन गति में सक्षम बनाता है। यह उन्हें उनके एकमात्र व्यापक उपयोग के लिए, निर्देशित प्रक्षेपास्त्र में उपयुक्त बनाता है। {{efn-lr|"[[Missile]]" here is taken in its broad sense and could refer to any guided [[projectile]], potentially including [[torpedo]]es as well as airborne missiles.}}
[[File:Flux switching alternator.gif|thumb|right|Alternator with six-पोल घूर्णक]]'''प्रवाह स्विचिंग प्रत्यावर्तक''' उच्च गति प्रत्यावर्तक का एक रूप है, एक एसी विद्युत जनित्र, जिसका उद्देश्य परिवर्त द्वारा सीधे संचालित करना है। वे प्रारुप में सरल हैं, घूर्णक में कोई वक्र या चुम्बक नहीं है, जो उन्हें मजबूत बनाता है और उच्च घूर्णन गति में सक्षम बनाता है। यह उन्हें उनके एकमात्र व्यापक उपयोग के लिए, निर्देशित प्रक्षेपास्त्र में उपयुक्त बनाता है। {{efn-lr|"[[Missile]]" here is taken in its broad sense and could refer to any guided [[projectile]], potentially including [[torpedo]]es as well as airborne missiles.}}


== निर्देशित प्रक्षेपास्त्र ==
== निर्देशित प्रक्षेपास्त्र ==
निर्देशित प्रक्षेपास्त्र को उड़ान के '''दौरान''' विद्युत शक्ति के स्रोत की आवश्यकता होती है। [[मिसाइल मार्गदर्शन|प्रक्षेपास्त्र मार्गदर्शन]] और '''फ़्यूज़िंग''' प्रणालियों को शक्ति प्रदान करने के लिए इसकी आवश्यकता है, संभवतः एक सक्रिय रडार अन्वेषक (यानी एक प्रेषक) का उच्च-शक्ति भार और '''शायद''' ही कभी प्रक्षेपास्त्र का नियंत्रण सतह पर आता है। उच्च गति वाली प्रक्षेपास्त्र के लिए नियंत्रण सतह प्रवर्तक को उच्च बल की आवश्यकता होती है और इसलिए ये सामान्यतः कुछ गैर-वैद्युत साधनों द्वारा संचालित होते हैं, जैसे प्रक्षेपास्त्र की प्रेरक से प्रणोदक निकास गैस का दोहन। <ref name="Forbat, Vigilant" >{{Cite book  
निर्देशित प्रक्षेपास्त्र को उड़ान के उपरांत विद्युत शक्ति के स्रोत की आवश्यकता होती है। [[मिसाइल मार्गदर्शन|प्रक्षेपास्त्र मार्गदर्शन]] और '''फ़्यूज़िंग''' प्रणालियों को शक्ति प्रदान करने के लिए इसकी आवश्यकता है, संभवतः एक सक्रिय रडार अन्वेषक (यानी एक प्रेषक) का उच्च-शक्ति भार और '''शायद''' ही कभी प्रक्षेपास्त्र का नियंत्रण सतह पर आता है। उच्च गति वाली प्रक्षेपास्त्र के लिए नियंत्रण सतह प्रवर्तक को उच्च बल की आवश्यकता होती है और इसलिए ये सामान्यतः कुछ गैर-वैद्युत साधनों द्वारा संचालित होते हैं, जैसे प्रक्षेपास्त्र की प्रेरक से प्रणोदक निकास गैस का दोहन। <ref name="Forbat, Vigilant" >{{Cite book  
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== प्रत्यावर्तक सिद्धांत ==
== प्रत्यावर्तक सिद्धांत ==
जनित्र को मजबूत और बहुत तेज़ गति में सक्षम होना आवश्यक है, क्योंकि यह बिना रिडक्शन गियरिंग के टरबाइन की गति से संचालित होता है। इस प्रकार रोटर का डिज़ाइन सरल होना चाहिए और इसमें [[स्लिप रिंग]] या अन्य [[ब्रश (इलेक्ट्रिक)]] का कोई स्लाइडिंग संपर्क भी नहीं होना चाहिए।<ref name="Brasseys, Alternator drives" /><ref name="Rauch, 1955" >{{Cite journal
जनित्र को मजबूत और बहुत तीव्र गति में सक्षम होना आवश्यक है, क्योंकि यह बिना '''रिडक्शन''' लाभ के परिवर्त की गति से संचालित होता है। इस प्रकार घूर्णक का प्रारुप सरल होना चाहिए और इसमें सर्पी वलय या अन्य '''ब्रशगियर''' के लिए कोई सर्पी संपर्क भी नहीं होना चाहिए। <ref name="Brasseys, Alternator drives" /><ref name="Rauch, 1955" >{{Cite journal
   |title=Design Principles of Flux-Switch Alternators  
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   |s2cid=51633745 }}</ref> यद्यपि प्रक्षेपास्त्र के लिए विद्युत् की आवश्यकता काफी हद तक डीसी आपूर्ति हो सकती है, एसी अल्टरनेटर और एक [[ सही करनेवाला ]] की आवश्यकता अभी भी इसकी यांत्रिक मजबूती के लिए अनुकूल है।{{sfnp|Mann|1957|pp=82–83}}
   |s2cid=51633745 }}</ref> यद्यपि प्रक्षेपास्त्र के लिए विद्युत् की आवश्यकता मुख्यतः डीसी आपूर्ति हो सकती है, एसी प्रत्यावर्तक और इसकी यांत्रिक मजबूती के लिए परिशोधक की आवश्यकता अभी भी पसंदीदा है। {{sfnp|Mann|1957|pp=82–83}}


असामान्य रूप से, [[फील्ड कॉइल]] और आर्मेचर वाइंडिंग दोनों को निश्चित स्टेटर पर ले जाया जाता है। रोटर एक साधारण दांतेदार पहिया है, जिसमें कोई वाइंडिंग या विद्युत घटक नहीं होता है।<ref name="Brasseys, Inductor Alternator" >{{harvp|Brassey's, Guided Weapons|1988|p=57}}</ref>
असामान्य रूप से, [[फील्ड कॉइल|क्षेत्र कुंडली]] और आर्मेचर कुंडली दोनों को निश्चित स्थिरांग पर ले जाया जाता है। घूर्णक एक साधारण दांतेदार पहिया है, जिसमें कोई कुंडली या विद्युत घटक नहीं होता है। <ref name="Brasseys, Inductor Alternator" >{{harvp|Brassey's, Guided Weapons|1988|p=57}}</ref>
सबसे सरल मामले में, स्टेटर में चार ध्रुव होते हैं और फ़ील्ड कॉइल और आर्मेचर वाइंडिंग ध्रुवों के बीच स्टेटर के चारों ओर वैकल्पिक रूप से व्यवस्थित होते हैं। फ़ील्ड चुम्बकों को उनके ध्रुवों के एक-दूसरे के विपरीत व्यवस्थित किया जाता है, यानी एक आर्मेचर दो उत्तरी ध्रुवों के बीच होता है, एक दो दक्षिणी ध्रुवों के बीच होता है। रोटर चुंबकीय, लेकिन अचुंबकीय, लोहे की एक साधारण दांतेदार डिस्क है। जैसे ही यह ध्रुवों के बीच घूमता है, यह विपरीत ध्रुवों की एक जोड़ी के बीच प्रवाह को जोड़ता है। स्टेटर का [[चुंबकीय सर्किट]] इस प्रकार त्रिकोणों की एक जोड़ी है, प्रत्येक में एक क्षेत्र, एक आर्मेचर और रोटर के माध्यम से एक साझा पथ होता है। फ्लक्स प्रत्येक सर्किट में एक क्षेत्र से और एक आर्मेचर से होकर गुजरता है। जैसे ही रोटर घूमता है, दूसरा त्रिकोणीय पथ बनता है, जो फ्लक्स को फ़ील्ड और आर्मेचर की एक जोड़ी से दूसरे में बदल देता है और आर्मेचर कॉइल में फ्लक्स की दिशा को भी उलट देता है। यह फ्लक्स का उलटाव है जो वैकल्पिक [[वैद्युतवाहक बल]] उत्पन्न करता है।<ref name="Brasseys, Inductor Alternator" />


रोटर को विपरीत ध्रुव के टुकड़ों के बीच के रास्ते को पाटना चाहिए, लेकिन कभी भी चारों को एक साथ नहीं पाटना चाहिए। इस प्रकार इसमें ध्रुवों की संख्या सम होनी चाहिए, लेकिन यह चार से विभाज्य नहीं होनी चाहिए।<ref name="Rauch, 1955" />व्यावहारिक रोटार छह ध्रुवों का उपयोग करते हैं।<ref name="Brasseys, Inductor Alternator" />चूँकि एक टूथ पिच का रोटेशन एक एसी चक्र उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है, इसलिए आउटपुट आवृत्ति रोटेशन गति (प्रति सेकंड रेव्स में) और रोटर दांतों की संख्या का उत्पाद है।<ref name="Brasseys, Inductor Alternator" />प्रारंभिक एसी सिस्टम 400 हर्ट्ज की मानक आवृत्ति का उपयोग करते थे, जो अल्टरनेटर को दो पोल रोटार और 24,000 आरपीएम की अधिकतम रोटेशन गति तक सीमित करता था।{{sfnp|Mann|1957|p=84}} मल्टी-पोल रोटर्स से उच्च आवृत्तियों के उपयोग को पहले से ही समान वजन के लिए अधिक शक्ति प्राप्त करने के भविष्य के साधन के रूप में मान्यता दी गई थी।{{sfnp|Mann|1957|pp=155–165}} [[सीस्लग (मिसाइल)|सीस्लग (प्रक्षेपास्त्र)]] प्रक्षेपास्त्र अल्टरनेटर ने 2,400 हर्ट्ज पर 1.5 केवीए विद्युत् का उत्पादन करने के लिए 24,000 आरपीएम की गति का उपयोग किया।<ref name="Brasseys, Inductor Alternator" />
सबसे सरल मामले में,  स्थिरांग में चार ध्रुव होते हैं और ध्रुवों के बीच  स्थिरांग के चारों ओर क्षेत्र कुंडली और आर्मेचर कुंडली को वैकल्पिक रूप से व्यवस्थित किया जाता है। क्षेत्र चुम्बकों को उनके ध्रुवों के एक-दूसरे के विपरीत व्यवस्थित किया जाता है, यानी एक आर्मेचर दो उत्तरी ध्रुवों के बीच होता है, एक दो दक्षिणी ध्रुवों के बीच होता है। घूर्णक चुंबकीय  परन्तु अचुंबकीय लोहे की एक साधारण दांतेदार डिस्क है। जैसे ही यह ध्रुवों के बीच घूमता है, यह विपरीत ध्रुवों की एक जोड़ी के बीच प्रवाह को जोड़ता है। इस प्रकार स्थिरांग का चुंबकीय परिपथ त्रिकोणों की एक जोड़ी है, जिनमें से प्रत्येक में एक क्षेत्र, एक आर्मेचर और घूर्णक के माध्यम से एक पथ साझा होता है। प्रवाह प्रत्येक परिपथ में एक क्षेत्र से और एक आर्मेचर से होकर गुजरता है। जैसे ही  घूर्णक घूमता है, दूसरा त्रिकोणीय पथ बनता है, जो प्रवाह को क्षेत्र औरआर्मेचर की एक जोड़ी से दूसरे में बदल देता है और आर्मेचर कुण्डली में प्रवाह की दिशा को भी उलट देता है। यह प्रवाह का उलटाव है जो प्रत्यावर्ती '''[[वैद्युतवाहक बल]] उत्पन्न करता है।''' <ref name="Brasseys, Inductor Alternator" />
 
घूर्णक को विपरीत ध्रुव के टुकड़ों के बीच पथ को पाटना चाहिए, परन्तु कभी भी चारों को एक साथ नहीं पाटना चाहिए। इस प्रकार इसमें ध्रुवों की संख्या सम होनी चाहिए, परन्तु यह चार से विभाज्य नहीं होनी चाहिए। <ref name="Rauch, 1955" /> व्यावहारिक रोटार छह ध्रुवों का उपयोग करते हैं। <ref name="Brasseys, Inductor Alternator" /> चूँकि एक टूथ पिच का रोटेशन एक एसी चक्र उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है, इसलिए आउटपुट आवृत्ति रोटेशन गति (प्रति सेकंड रेव्स में) और घूर्णक दांतों की संख्या का उत्पाद है। <ref name="Brasseys, Inductor Alternator" /> प्रारंभिक एसी सिस्टम 400 हर्ट्ज की मानक आवृत्ति का उपयोग करते थे, जो अल्टरनेटर को दो पोल रोटार और 24,000 आरपीएम की अधिकतम रोटेशन गति तक सीमित करता था। {{sfnp|Mann|1957|p=84}} मल्टी-पोल घूर्णक्स से उच्च आवृत्तियों के उपयोग को पहले से ही समान वजन के लिए अधिक शक्ति प्राप्त करने के भविष्य के साधन के रूप में मान्यता दी गई थी।{{sfnp|Mann|1957|pp=155–165}} [[सीस्लग (मिसाइल)|सीस्लग (प्रक्षेपास्त्र)]] प्रक्षेपास्त्र अल्टरनेटर ने 2,400 हर्ट्ज पर 1.5 केवीए विद्युत् का उत्पादन करने के लिए 24,000 आरपीएम की गति का उपयोग किया। <ref name="Brasseys, Inductor Alternator" />
 
क्षेत्र की आपूर्ति या तो स्थायी चुम्बकों द्वारा या क्षेत्र कुंडलियों द्वारा की जा सकती है। आउटपुट वोल्टेज का विनियमन एक  कुंडली, या तो  क्षेत्र कुंडली, या एक स्थायी चुंबक के चारों ओर एक नियंत्रण  कुंडली के माध्यम से वर्तमान को नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है। <ref name="Brasseys, Inductor Alternator" />


क्षेत्र की आपूर्ति या तो स्थायी चुम्बकों द्वारा या क्षेत्र कुंडलियों द्वारा की जा सकती है। आउटपुट वोल्टेज का विनियमन एक वाइंडिंग, या तो फ़ील्ड कॉइल, या एक स्थायी चुंबक के चारों ओर एक नियंत्रण वाइंडिंग के माध्यम से वर्तमान को नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है।<ref name="Brasseys, Inductor Alternator" />




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=== प्रणोदन मोटर ===
=== प्रणोदन मोटर ===
सबसे सरल समाधान प्रणोदन मोटर से कुछ गर्म निकास गैस को निकालता है और इसे जनित्र टरबाइन के माध्यम से प्रवाहित करता है।<ref name="Brasseys, Alternator drives" /><ref name="MIT, 1957" >{{Cite journal
सबसे सरल समाधान प्रणोदन मोटर से कुछ गर्म निकास गैस को निकालता है और इसे जनित्र परिवर्त के माध्यम से प्रवाहित करता है। <ref name="Brasseys, Alternator drives" /><ref name="MIT, 1957" >{{Cite journal
   |title=Missile Internal Power
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   }}</ref> इस गैस का उपयोग नियंत्रण सतह एक्चुएटर्स को विद्युत् देने के लिए भी किया जा सकता है, जैसा कि विजिलेंट के लिए किया गया था।<ref name="Forbat, Vigilant" />यह प्रक्षेपास्त्र के लिए उपलब्ध सबसे सरल और हल्की विद्युत आपूर्ति में से एक है।<ref name="Brasseys, Alternator drives" />
   }}</ref> इस गैस का उपयोग नियंत्रण सतह एक्चुएटर्स को विद्युत् देने के लिए भी किया जा सकता है, जैसा कि विजिलेंट के लिए किया गया था। <ref name="Forbat, Vigilant" /> यह प्रक्षेपास्त्र के लिए उपलब्ध सबसे सरल और हल्की विद्युत आपूर्ति में से एक है। <ref name="Brasseys, Alternator drives" />


मोटर से निकलने वाली निकास गैस से आवश्यक ईंधन की मात्रा बढ़ जाती है, लेकिन यह प्रभाव मामूली है, लगभग 1%। निकास गर्म है, संभवतः 2,400 डिग्री सेल्सियस जितना गर्म, और दबाव बूस्ट चरण में 2,600 पीएसआई से लेकर [[सतत चरण]] के दौरान 465 पीएसआई तक भिन्न होता है।<ref name="Forbat, Vigilant" />एक अधिक गंभीर कमी निकास में कालिख के कणों की मात्रा है,{{sfnp|Mann|1957|p=35}} जिन्हें टरबाइन से दूर रखने के लिए एक फिल्टर की आवश्यकता होती है।<ref name="Brasseys, Alternator drives" />चूँकि ऐसे फ़िल्टर स्वयं बंद हो सकते हैं, यह विधि छोटी उड़ान अवधि के लिए सबसे उपयुक्त है।
मोटर से निकलने वाली निकास गैस से आवश्यक ईंधन की मात्रा बढ़ जाती है,   परन्तु यह प्रभाव मामूली है, लगभग 1%। निकास गर्म है, संभवतः 2,400 डिग्री सेल्सियस जितना गर्म, और दबाव बूस्ट चरण में 2,600 पीएसआई से लेकर [[सतत चरण]] के दौरान 465 पीएसआई तक भिन्न होता है। <ref name="Forbat, Vigilant" /> एक अधिक गंभीर कमी निकास में कालिख के कणों की मात्रा है,{{sfnp|Mann|1957|p=35}} जिन्हें परिवर्त से दूर रखने के लिए एक फिल्टर की आवश्यकता होती है। <ref name="Brasseys, Alternator drives" /> चूँकि ऐसे फ़िल्टर स्वयं बंद हो सकते हैं, यह विधि छोटी उड़ान अवधि के लिए सबसे उपयुक्त है।


=== गैस जनित्र ===
=== गैस जनित्र ===
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मोटर निकास के बजाय गैस जनित्र ड्राइव के लाभ हैं:
मोटर निकास के बजाय गैस जनित्र ड्राइव के लाभ हैं:
* स्वच्छ, ठंडा निकास, जिससे टरबाइन संबंधी समस्याएँ उत्पन्न होने की संभावना कम होती है।
* स्वच्छ, ठंडा निकास, जिससे परिवर्त संबंधी समस्याएँ उत्पन्न होने की संभावना कम होती है।
* लॉन्चिंग से पहले गैस जनित्र शुरू करने की क्षमता, [[जाइरोस्कोप]] को गति तक घुमाने के लिए समय, नियंत्रण सतहों के लिए शक्ति आदि की अनुमति।
* लॉन्चिंग से पहले गैस जनित्र शुरू करने की क्षमता, [[जाइरोस्कोप]] को गति तक घुमाने के लिए समय, नियंत्रण सतहों के लिए शक्ति आदि की अनुमति।
* बैलिस्टिक [[तट चरण]] के दौरान मोटर के जलने के बाद भी विद्युत् उत्पादन जारी रखने की क्षमता।
* बैलिस्टिक [[तट चरण]] के दौरान मोटर के जलने के बाद भी विद्युत् उत्पादन जारी रखने की क्षमता।


=== विकास इतिहास ===
=== विकास इतिहास ===
इस प्रकार के पहले अल्टरनेटर पहली प्रक्षेपास्त्र के साथ शुरू हुए, जिनमें काफी विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती थी, जो रडार साधकों (शुरुआत में [[अर्ध-सक्रिय रडार होमिंग]]) का उपयोग करते थे। इनका विकास 1940 के दशक के अंत में [[AIM-7 स्पैरो]] जैसी हवा से हवा में मार करने वाली प्रक्षेपास्त्र के साथ शुरू हुआ।<ref name="Rauch, 1955" />स्पैरो एक अपेक्षाकृत बड़ी प्रक्षेपास्त्र थी जिसका एयरफ्रेम 8 इंच व्यास का था। 1950 के दशक के अंत तक, [[विकर्स विजिलेंट]] जैसी हल्के एंटी-टैंक प्रक्षेपास्त्र में टरबाइन-चालित अल्टरनेटर का भी उपयोग किया जा रहा था।<ref name="Forbat, Vigilant" />विजिलेंट के शरीर का व्यास 4 है{{frac|1|2}} इंच, एक सहित {{frac|3|4}} इंच सेंट्रल जेटपाइप। अल्टरनेटर और टरबाइन को केवल 1 के शेष कुंडलाकार स्थान में फिट किया गया था{{frac|7|8}} इंच.<ref name="Forbat, Vigilant" /><ref>{{Cite journal
इस प्रकार के पहले अल्टरनेटर पहली प्रक्षेपास्त्र के साथ शुरू हुए, जिनमें काफी विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती थी, जो रडार साधकों (शुरुआत में [[अर्ध-सक्रिय रडार होमिंग]]) का उपयोग करते थे। इनका विकास 1940 के दशक के अंत में [[AIM-7 स्पैरो]] जैसी हवा से हवा में मार करने वाली प्रक्षेपास्त्र के साथ शुरू हुआ।<ref name="Rauch, 1955" />स्पैरो एक अपेक्षाकृत बड़ी प्रक्षेपास्त्र थी जिसका एयरफ्रेम 8 इंच व्यास का था। 1950 के दशक के अंत तक, [[विकर्स विजिलेंट]] जैसी हल्के एंटी-टैंक प्रक्षेपास्त्र में परिवर्त-चालित अल्टरनेटर का भी उपयोग किया जा रहा था।<ref name="Forbat, Vigilant" />विजिलेंट के शरीर का व्यास 4 है{{frac|1|2}} इंच, एक सहित {{frac|3|4}} इंच सेंट्रल जेटपाइप। अल्टरनेटर और परिवर्त को केवल 1 के शेष कुंडलाकार स्थान में फिट किया गया था{{frac|7|8}} इंच.<ref name="Forbat, Vigilant" /><ref>{{Cite journal
   |url=http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1959/1959%20-%201478.html  
   |url=http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1959/1959%20-%201478.html  
   |title=Vickers Vigilant
   |title=Vickers Vigilant
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==== स्थायी चुंबक मैग्नेटो ====
==== स्थायी चुंबक मैग्नेटो ====
एक वैकल्पिक उच्च गति जनित्र स्थायी चुंबक [[ मैग्नेटो (अल्टरनेटर) ]] है। आवश्यक आउटपुट प्राप्त करना आधुनिक दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों, जैसे [[समैरियम कोबाल्ट]] या नियोडिमियम चुम्बक के उपयोग पर निर्भर करता है। आउटपुट कॉइल एक घूर्णन मल्टी-पोल रिंग चुंबक से अक्षीय चुंबकीय प्रवाह के साथ एक स्टेटर के रूप में बनाई जाती है।{{sfnp|Brassey's, Guided Weapons|1988|page=58}}
एक वैकल्पिक उच्च गति जनित्र स्थायी चुंबक [[ मैग्नेटो (अल्टरनेटर) ]] है। आवश्यक आउटपुट प्राप्त करना आधुनिक दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों, जैसे [[समैरियम कोबाल्ट]] या नियोडिमियम चुम्बक के उपयोग पर निर्भर करता है। आउटपुट कॉइल एक घूर्णन मल्टी-पोल रिंग चुंबक से अक्षीय चुंबकीय प्रवाह के साथ एक   स्थिरांग के रूप में बनाई जाती है।{{sfnp|Brassey's, Guided Weapons|1988|page=58}}


==यह भी देखें==
==यह भी देखें==

Revision as of 23:36, 15 August 2023

Alternator with six-पोल घूर्णक

प्रवाह स्विचिंग प्रत्यावर्तक उच्च गति प्रत्यावर्तक का एक रूप है, एक एसी विद्युत जनित्र, जिसका उद्देश्य परिवर्त द्वारा सीधे संचालित करना है। वे प्रारुप में सरल हैं, घूर्णक में कोई वक्र या चुम्बक नहीं है, जो उन्हें मजबूत बनाता है और उच्च घूर्णन गति में सक्षम बनाता है। यह उन्हें उनके एकमात्र व्यापक उपयोग के लिए, निर्देशित प्रक्षेपास्त्र में उपयुक्त बनाता है। [lower-roman 1]

निर्देशित प्रक्षेपास्त्र

निर्देशित प्रक्षेपास्त्र को उड़ान के उपरांत विद्युत शक्ति के स्रोत की आवश्यकता होती है। प्रक्षेपास्त्र मार्गदर्शन और फ़्यूज़िंग प्रणालियों को शक्ति प्रदान करने के लिए इसकी आवश्यकता है, संभवतः एक सक्रिय रडार अन्वेषक (यानी एक प्रेषक) का उच्च-शक्ति भार और शायद ही कभी प्रक्षेपास्त्र का नियंत्रण सतह पर आता है। उच्च गति वाली प्रक्षेपास्त्र के लिए नियंत्रण सतह प्रवर्तक को उच्च बल की आवश्यकता होती है और इसलिए ये सामान्यतः कुछ गैर-वैद्युत साधनों द्वारा संचालित होते हैं, जैसे प्रक्षेपास्त्र की प्रेरक से प्रणोदक निकास गैस का दोहन। [1] दुर्लभ अपवाद जहां विद्युत चालित नियंत्रण सतहों का उपयोग किया जाता है, वे ज्यादातर मध्यम दूरी की अवध्वानिक नौसैनिक प्रक्षेपास्त्र हैं, उदाहरण के लिए एक्सोसेट, हार्पून (प्रक्षेपास्त्र) और मार्टेल (प्रक्षेपास्त्र)[2] विभिन्न प्रक्षेपास्त्रों के लिए कुल भार लगभग 100W से कई किलोवाट के बीच भिन्न होता है। [2]

किसी प्रक्षेपास्त्र के लिए विद्युत आपूर्ति विश्वसनीय होनी चाहिए, विशेषकर दीर्घ भंडारण के बाद। प्रक्षेपास्त्र के प्रकार के आधार पर, स्टार्ट-अप के लगभग तुरंत बाद, या घूर्णिका की गति में तीव्रता लाने की अनुमति देने के लिए प्रक्षेपण से पहले भी विद्युत् पहुंचाना प्रारम्भ करने की आवश्यकता हो सकती है, [2] और भिन्न-भिन्न समय के लिए विद्युत् प्रदान करने की भी आवश्यकता हो सकती है। [2] छोटी टैंकरोधी या हवा से हवा में मार करने वाले प्रक्षेपास्त्रों को उड़ान के कुछ सेकंड के लिए ही विद्युत् की आवश्यकता हो सकती है। अन्य, जैसे सामरिक प्रक्षेपास्त्र या आईसीबीएम को कई मिनटों तक विद्युत् की आवश्यकता हो सकती है। टर्बोजेट-संचालित क्रूज़ प्रक्षेपास्त्रों की उड़ान अवधि सबसे लंबी होती है (लंबी दूरी की होने के बावजूद, उड़ान में सबसे धीमी); हालाँकि, इनमें ऐसे इंजन भी होते हैं जो अधिक पारंपरिक जनित्र को चलाने में सक्षम होते हैं।

अभ्यास में प्रक्षेपास्त्रों को शक्ति प्रदान करने के लिए दो तकनीकों का उपयोग किया जाता है: बैटरी और जनित्र। उपयोग की जाने वाली बैटरियां सामान्यतः गूढ़ प्रकार की होती हैं जो प्रक्षेपास्त्रों के बाहर बहुत कम पाई जाती हैं, जैसे चाँदी-जस्ता या ऊष्मीय बैटरियां। उपयोग किए जाने वाले जनित्र सरल उच्च गति वाले जनित्र होते हैं, जो सीधे परिवर्त घूर्णक द्वारा संचालित होते हैं जो या तो प्रक्षेपात्र प्रेरक के निकास द्वारा संचालित होते हैं, या फिर एक समर्पित गैस जनित्र द्वारा संचालित होते हैं। [3]


प्रत्यावर्तक सिद्धांत

जनित्र को मजबूत और बहुत तीव्र गति में सक्षम होना आवश्यक है, क्योंकि यह बिना रिडक्शन लाभ के परिवर्त की गति से संचालित होता है। इस प्रकार घूर्णक का प्रारुप सरल होना चाहिए और इसमें सर्पी वलय या अन्य ब्रशगियर के लिए कोई सर्पी संपर्क भी नहीं होना चाहिए। [3][4] यद्यपि प्रक्षेपास्त्र के लिए विद्युत् की आवश्यकता मुख्यतः डीसी आपूर्ति हो सकती है, एसी प्रत्यावर्तक और इसकी यांत्रिक मजबूती के लिए परिशोधक की आवश्यकता अभी भी पसंदीदा है। [5]

असामान्य रूप से, क्षेत्र कुंडली और आर्मेचर कुंडली दोनों को निश्चित स्थिरांग पर ले जाया जाता है। घूर्णक एक साधारण दांतेदार पहिया है, जिसमें कोई कुंडली या विद्युत घटक नहीं होता है। [6]

सबसे सरल मामले में, स्थिरांग में चार ध्रुव होते हैं और ध्रुवों के बीच स्थिरांग के चारों ओर क्षेत्र कुंडली और आर्मेचर कुंडली को वैकल्पिक रूप से व्यवस्थित किया जाता है। क्षेत्र चुम्बकों को उनके ध्रुवों के एक-दूसरे के विपरीत व्यवस्थित किया जाता है, यानी एक आर्मेचर दो उत्तरी ध्रुवों के बीच होता है, एक दो दक्षिणी ध्रुवों के बीच होता है। घूर्णक चुंबकीय परन्तु अचुंबकीय लोहे की एक साधारण दांतेदार डिस्क है। जैसे ही यह ध्रुवों के बीच घूमता है, यह विपरीत ध्रुवों की एक जोड़ी के बीच प्रवाह को जोड़ता है। इस प्रकार स्थिरांग का चुंबकीय परिपथ त्रिकोणों की एक जोड़ी है, जिनमें से प्रत्येक में एक क्षेत्र, एक आर्मेचर और घूर्णक के माध्यम से एक पथ साझा होता है। प्रवाह प्रत्येक परिपथ में एक क्षेत्र से और एक आर्मेचर से होकर गुजरता है। जैसे ही घूर्णक घूमता है, दूसरा त्रिकोणीय पथ बनता है, जो प्रवाह को क्षेत्र औरआर्मेचर की एक जोड़ी से दूसरे में बदल देता है और आर्मेचर कुण्डली में प्रवाह की दिशा को भी उलट देता है। यह प्रवाह का उलटाव है जो प्रत्यावर्ती वैद्युतवाहक बल उत्पन्न करता है। [6]

घूर्णक को विपरीत ध्रुव के टुकड़ों के बीच पथ को पाटना चाहिए, परन्तु कभी भी चारों को एक साथ नहीं पाटना चाहिए। इस प्रकार इसमें ध्रुवों की संख्या सम होनी चाहिए, परन्तु यह चार से विभाज्य नहीं होनी चाहिए। [4] व्यावहारिक रोटार छह ध्रुवों का उपयोग करते हैं। [6] चूँकि एक टूथ पिच का रोटेशन एक एसी चक्र उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है, इसलिए आउटपुट आवृत्ति रोटेशन गति (प्रति सेकंड रेव्स में) और घूर्णक दांतों की संख्या का उत्पाद है। [6] प्रारंभिक एसी सिस्टम 400 हर्ट्ज की मानक आवृत्ति का उपयोग करते थे, जो अल्टरनेटर को दो पोल रोटार और 24,000 आरपीएम की अधिकतम रोटेशन गति तक सीमित करता था। [7] मल्टी-पोल घूर्णक्स से उच्च आवृत्तियों के उपयोग को पहले से ही समान वजन के लिए अधिक शक्ति प्राप्त करने के भविष्य के साधन के रूप में मान्यता दी गई थी।[8] सीस्लग (प्रक्षेपास्त्र) प्रक्षेपास्त्र अल्टरनेटर ने 2,400 हर्ट्ज पर 1.5 केवीए विद्युत् का उत्पादन करने के लिए 24,000 आरपीएम की गति का उपयोग किया। [6]

क्षेत्र की आपूर्ति या तो स्थायी चुम्बकों द्वारा या क्षेत्र कुंडलियों द्वारा की जा सकती है। आउटपुट वोल्टेज का विनियमन एक कुंडली, या तो क्षेत्र कुंडली, या एक स्थायी चुंबक के चारों ओर एक नियंत्रण कुंडली के माध्यम से वर्तमान को नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है। [6]


अल्टरनेटर ड्राइव

प्रणोदन मोटर

सबसे सरल समाधान प्रणोदन मोटर से कुछ गर्म निकास गैस को निकालता है और इसे जनित्र परिवर्त के माध्यम से प्रवाहित करता है। [3][9] इस गैस का उपयोग नियंत्रण सतह एक्चुएटर्स को विद्युत् देने के लिए भी किया जा सकता है, जैसा कि विजिलेंट के लिए किया गया था। [1] यह प्रक्षेपास्त्र के लिए उपलब्ध सबसे सरल और हल्की विद्युत आपूर्ति में से एक है। [3]

मोटर से निकलने वाली निकास गैस से आवश्यक ईंधन की मात्रा बढ़ जाती है, परन्तु यह प्रभाव मामूली है, लगभग 1%। निकास गर्म है, संभवतः 2,400 डिग्री सेल्सियस जितना गर्म, और दबाव बूस्ट चरण में 2,600 पीएसआई से लेकर सतत चरण के दौरान 465 पीएसआई तक भिन्न होता है। [1] एक अधिक गंभीर कमी निकास में कालिख के कणों की मात्रा है,[10] जिन्हें परिवर्त से दूर रखने के लिए एक फिल्टर की आवश्यकता होती है। [3] चूँकि ऐसे फ़िल्टर स्वयं बंद हो सकते हैं, यह विधि छोटी उड़ान अवधि के लिए सबसे उपयुक्त है।

गैस जनित्र

गैस जनित्र एक रासायनिक उपकरण है जो दबाव में गैस की आपूर्ति प्रदान करने के लिए जलता है। हालांकि अभी भी गर्म है, रॉकेट मोटर निकास के बराबर, यह गैस रॉकेट प्रवाह की तुलना में ठंडी और कणों को साफ करने वाली हो सकती है।[3]ठोस और तरल-ईंधन वाले दोनों गैस जनित्र का उपयोग किया जा सकता है।[3]

मोटर निकास के बजाय गैस जनित्र ड्राइव के लाभ हैं:

  • स्वच्छ, ठंडा निकास, जिससे परिवर्त संबंधी समस्याएँ उत्पन्न होने की संभावना कम होती है।
  • लॉन्चिंग से पहले गैस जनित्र शुरू करने की क्षमता, जाइरोस्कोप को गति तक घुमाने के लिए समय, नियंत्रण सतहों के लिए शक्ति आदि की अनुमति।
  • बैलिस्टिक तट चरण के दौरान मोटर के जलने के बाद भी विद्युत् उत्पादन जारी रखने की क्षमता।

विकास इतिहास

इस प्रकार के पहले अल्टरनेटर पहली प्रक्षेपास्त्र के साथ शुरू हुए, जिनमें काफी विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती थी, जो रडार साधकों (शुरुआत में अर्ध-सक्रिय रडार होमिंग) का उपयोग करते थे। इनका विकास 1940 के दशक के अंत में AIM-7 स्पैरो जैसी हवा से हवा में मार करने वाली प्रक्षेपास्त्र के साथ शुरू हुआ।[4]स्पैरो एक अपेक्षाकृत बड़ी प्रक्षेपास्त्र थी जिसका एयरफ्रेम 8 इंच व्यास का था। 1950 के दशक के अंत तक, विकर्स विजिलेंट जैसी हल्के एंटी-टैंक प्रक्षेपास्त्र में परिवर्त-चालित अल्टरनेटर का भी उपयोग किया जा रहा था।[1]विजिलेंट के शरीर का व्यास 4 है12 इंच, एक सहित 34 इंच सेंट्रल जेटपाइप। अल्टरनेटर और परिवर्त को केवल 1 के शेष कुंडलाकार स्थान में फिट किया गया था78 इंच.[1][11]


स्थायी चुंबक मैग्नेटो

एक वैकल्पिक उच्च गति जनित्र स्थायी चुंबक मैग्नेटो (अल्टरनेटर) है। आवश्यक आउटपुट प्राप्त करना आधुनिक दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों, जैसे समैरियम कोबाल्ट या नियोडिमियम चुम्बक के उपयोग पर निर्भर करता है। आउटपुट कॉइल एक घूर्णन मल्टी-पोल रिंग चुंबक से अक्षीय चुंबकीय प्रवाह के साथ एक स्थिरांग के रूप में बनाई जाती है।[12]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. "Missile" here is taken in its broad sense and could refer to any guided projectile, potentially including torpedoes as well as airborne missiles.
  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Forbat, John (2006). Vickers Guided Weapons. Tempus Publishing. pp. 155–161. ISBN 0-7524-3769-0.
  2. 2.0 2.1 2.2 2.3 Lee, Colonel R.G.; Garland-Collins, T.K.; Johnson, D.E.; Archer, E.; Sparkes, C.; Moss, G.M.; Mowat, A.W. (1988). "Electrical Power Supplies". Guided Weapons. p. 43. ISBN 0-08-035828-4. {{cite book}}: |work= ignored (help)
  3. 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Brassey's, Guided Weapons (1988), p. 55
  4. 4.0 4.1 4.2 Rauch, S. E.; Johnson, L. J. (Jan 1955). "Design Principles of Flux-Switch Alternators". Power Apparatus and Systems. AIEE. 74 (3): 1261–1268. doi:10.1109/AIEEPAS.1955.4499226. S2CID 51633745.
  5. Mann (1957), pp. 82–83.
  6. 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 Brassey's, Guided Weapons (1988), p. 57
  7. Mann (1957), p. 84.
  8. Mann (1957), pp. 155–165.
  9. Mann, Robert Wellesley (June 1957). "Missile Internal Power" (PDF). MIT: 91. Retrieved 14 May 2018. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
  10. Mann (1957), p. 35.
  11. "Vickers Vigilant". Flight: 716–717. 22 May 1959., Cutaway drawing of Vigilant missile's main components
  12. Brassey's, Guided Weapons (1988), p. 58.