प्रतिस्तम्भ मोटर: Difference between revisions
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[[File:Reluktanzmotor.svg |thumb|6 स्थिरक और 4 घूर्णक ध्रुवों वाली स्विचित प्रतिस्तम्भ मशीन की अनुप्रस्थ-काट। स्थिरक ध्रुव पर केंद्रित कुंडलियों पर ध्यान दें।|208x208px]]'''प्रतिस्तम्भ मोटर''' एक प्रकार की विद्युत मोटर है जो [[ लौह-चुंबकीय |लौह-चुंबकीय]] घूर्णक पर अस्थायी चुंबकीय ध्रुवों को प्रेरित करती है। घूर्णक में कोई कुंडली नहीं होती है। यह [[ चुंबकीय अनिच्छा |चुंबकीय प्रतिस्तम्भ]] के माध्यम से बलाघूर्ण उत्पन्न करती है। | |||
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प्रतिस्तम्भ मोटर के उप-प्रकारों में तुल्यकालिक, चर, [[ स्विच्ड अनिच्छा मोटर |स्विचित]] और चर स्टेपिंग मोटरें सम्मिलित हैं। | |||
प्रतिस्तम्भ मोटरें इन्हें कई अनुप्रयोगों के लिए आकर्षक बनाते हुए कम लागत पर उच्च [[ शक्ति घनत्व |शक्ति घनत्व]] प्रदान कर सकती हैं। इससे होने वाली हानियों में उच्च [[ टोक़ तरंग |बलाघूर्ण तरंग]] (एक चक्र के दौरान अधिकतम और न्यूनतम बलाघूर्ण के बीच का अंतर) सम्मिलित है, जब इसे निम्न गति पर संचालित किया जाता है, और बलाघूर्ण तरंग के कारण ध्वनि उत्पन्न होती है।<ref>{{Cite web|url=https://e2e.ti.com/blogs_/b/motordrivecontrol/archive/2016/02/18/acoustic-noise-in-home-appliances-due-to-torque-ripple-in-motor-drives-part-1|title=Acoustic noise in home appliances due to torque ripple in motor drives – part 1 - Motor Drive & Control - Blogs - TI E2E Community|website=e2e.ti.com|access-date=2019-04-09}}</ref> | |||
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|Cheap and simple |date=July 2020}} सिद्धांत, कंप्यूटर संरचना उपकरणों, और नियंत्रण के लिए कम लागत वाली [[ अंतःस्थापित प्रणाली |अंतःस्थापित प्रणालियों]] की प्रगति ने इन बाधाओं को पार कर लिया। [[ microcontroller |माइक्रोकंट्रोलर]], घूर्णक की स्थिति और विद्युत धारा/विभवान्तर पुनर्भरण के अनुसार टेलर ड्राइव तरंगरूपों के लिए [[ रीयल-टाइम कंप्यूटिंग |तात्क्षणिक कंप्यूटिंग]] नियंत्रण एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं। [[ बड़े पैमाने पर एकीकरण |बड़े पैमाने पर एकीकृत]] परिपथों के विकास से पहले, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स निषेधात्मक रूप से महँगे थे। | |||
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== संरचना और संचालन मूल == | |||
[[ स्टेटर |स्थिरक]] में कुंडलित क्षेत्र [[ ब्रश डीसी इलेक्ट्रिक मोटर |ब्रश डीसी मोटर]] के समान बहु-प्रक्षेपी (प्रमुख) विद्युत-चुम्बकीय ध्रुव होते हैं। घूर्णक में स्तरित [[ सिलिकॉन स्टील |सिलिकॉन इस्पात]] जैसी नरम [[ चुंबक |चुंबकीय]] सामग्री होती है, जिसमें चुंबकीय प्रतिस्तम्भ के माध्यम से मुख्य चुंबकीय ध्रुवों के रूप में कार्य करने वाले कई प्रक्षेप होते हैं। स्विचित प्रतिस्तम्भ मोटरों के लिए, घूर्णक ध्रुवों की संख्या सामान्यतः स्थिरक ध्रुवों की संख्या से कम होती है, जो बलाघूर्ण तरंग का न्यूनीकरण करती है और ध्रुवों को एक साथ संरेखित करने से रोकती है, जो एक ऐसी स्थिति है, जो बलाघूर्ण उत्पन्न नहीं कर सकती है। | |||
जब एक स्थिरक ध्रुव, दो आसन्न घूर्णक ध्रुवों से समान दूरी पर होता है, तो स्थिरक ध्रुव को "पूर्णतः असंरेखित स्थिति" में होना कहा जाता है। यह घूर्णक ध्रुव के लिए अधिकतम चुंबकीय प्रतिस्तम्भ की स्थिति है। "संरेखित स्थिति" में, दो (या अधिक) घूर्णक ध्रुव, पूरी तरह से दो (या अधिक) स्थिरक ध्रुवों के साथ संरेखित होते हैं, (जिसका अर्थ है कि घूर्णक ध्रुव पूरी तरह से स्थिरक ध्रुव का सामना करते हैं) और यह न्यूनतम प्रतिस्तम्भ की स्थिति है। | |||
जब एक | जब एक स्थिरक ध्रुव सक्रिय होता है, तो घूर्णक बलाघूर्ण उस दिशा में होता है जो प्रतिस्तम्भ को कम करती है। इस प्रकार, निकटतम घूर्णक ध्रुव को असंरेखित स्थिति से स्थिरक क्षेत्र (कम प्रतिस्तम्भ की स्थिति) के साथ संरेखण में खींच लिया जाता है। (यह वही प्रभाव है जो [[ सोलनॉइड (इंजीनियरिंग) |सोलनॉइड (अभियांत्रिकी)]] द्वारा, या लौह-चुम्बकीय [[ धातु |धातु]] को चुंबक से उठाते समय उपयोग किया जाता है।) घूर्णन को व्यवस्थित रखने के लिए, स्थिरक क्षेत्र को घूर्णक ध्रुव से पहले घूर्णन करना चाहिए, जिससे घूर्णक को लगातार साथ में "खींचा" जा सके। कुछ मोटर विविधताएँ [[ 3-फेज ए.सी |3-चरण एसी]] [[ विद्युत |विद्युत शक्ति]] पर संचालित होती हैं (नीचे तुल्यकालिक प्रतिस्तम्भ विविधता देखें)। अधिकांश आधुनिक संरचनाएँ स्विचित प्रतिस्तम्भ प्रकार की हैं, क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक [[ कम्यूटेटर (बिजली) |दिक्परिवर्तक]] मोटर प्रारंभ करने, गति नियंत्रण और सुचारू संचालन (कम टॉर्क रिपल) के लिए महत्वपूर्ण नियंत्रण लाभ प्रदान करते हैं। | ||
मोटर में प्रत्येक चरण की कुंडली का [[ अधिष्ठापन |प्रेरण]] स्थिति के साथ परिवर्तित होता रहता है, क्योंकि प्रतिस्तम्भ भी स्थिति के साथ परिवर्तित होता रहता है। यह एक [[ नियंत्रण प्रणाली |नियंत्रण प्रणाली]] चुनौती प्रस्तुत करता है। | |||
== प्रकार == | |||
== | === तुल्यकालिक प्रतिस्तम्भ === | ||
तुल्यकालिक प्रतिस्तम्भ मोटर में स्थिरकों और घूर्णक ध्रुवों की संख्या समान होती है। घूर्णक पर प्रक्षेपों को आंतरिक प्रवाह "बाधाओं" को प्रस्तुत करने के लिए व्यवस्थित किया जाता है, जो ऐसे छिद्र होते हैं जो चुंबकीय प्रवाह को तथाकथित दिष्ट-अक्ष के अनुदिश निर्देशित करते हैं। ध्रुवों की संख्या सम, सामान्यतः 4 या 6 होनी चाहिए। | |||
घूर्णक धारावाही हिस्सों के बिना तुल्यकालिक गति से संचालित होता है। घूर्णक से होने वाली हानियाँ [[ इंडक्शन मोटर |प्रेरण मोटर]] से होने वाली हानियों की तुलना में न्यूनतम होती है, हालाँकि सामान्य रूप से इसमें अत्यधिक [[ टॉर्कः |बलाघूर्ण]] नहीं होता है।<ref>{{Cite web |last=Magazine |first=Smithsonian |last2=Osborne |first2=Margaret |title=This 17-Year-Old Designed a Motor That Could Potentially Transform the Electric Car Industry |url=https://www.smithsonianmag.com/innovation/this-17-year-old-designed-a-motor-that-could-potentially-transform-the-electric-car-industry-180980550/ |access-date=2022-08-19 |website=Smithsonian Magazine |language=en}}</ref><ref>{{Cite web |title=ETSD014 - Investigating a Novel Electric Motor Design |url=https://projectboard.world/isef/project/etsd014---investigating-a-novel-electric-motor-design |access-date=2022-08-19 |website=Society for Science}}</ref> | |||
एक बार तुल्यकालिक गति से प्रारंभ होने पर, मोटर ज्यावक्रीय विभवान्तर के साथ संचालित हो सकती है। गति नियंत्रण के लिए एक चर-आवृत्ति ड्राइव की आवश्यकता होती है। | |||
=== स्विचित प्रतिस्तम्भ या चर प्रतिस्तम्भ === | |||
{{Main|स्विचित प्रतिस्तम्भ मोटर}} | |||
स्विचित प्रतिस्तम्भ मोटर (एसआरएम), [[ स्टेपर मोटर |स्टेपर मोटर]] का एक रूप है जो कम ध्रुवों का उपयोग करती है। एसआरएम के सबसे प्रारंभिक रूप में, इसकी सरल संरचना के कारण किसी भी विद्युत मोटर में से सबसे कम निर्माण लागत होती है, और औद्योगिक मोटरों में भी घूर्णक कुंडली या स्थायी चुंबक की कमी के कारण लागत में कुछ कमी हो सकती है। इसके सामान्य उपयोगों में ऐसे अनुप्रयोग सम्मिलित हैं जहाँ घूर्णक को लंबे समय तक स्थिर रखा जाना चाहिए, और इसका उपयोग खनन जैसे संभावित विस्फोटक वातावरण में भी होता है क्योंकि यह यांत्रिक दिक्परिवर्तक के बिना संचालित होता है। | |||
एसआरएम में | एसआरएम में चरण कुण्डलियाँ एक-दूसरे से विद्युत रूप से पृथक होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप इसमें इन्वर्टर चालित एसी प्रेरण मोटरों की तुलना में उच्च [[ दोष सहिष्णुता |दोष सहिष्णुता]] होती है। घूर्णक विस्थापन के सापेक्ष अरैखिक बलाघूर्ण और स्थिरक चरण कुंडलियों के अत्यधिक स्थिति-निर्भर प्रेरण के कारण, इष्टतम ड्राइव तरंगरूप एक शुद्ध ज्यावक्र नहीं है। | ||
== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
*एनालॉग | *एनालॉग विद्युत मीटर | ||
* एनालॉग | * एनालॉग विद्युत घड़ियाँ | ||
* कुछ [[ वॉशिंग मशीन ]] | * कुछ [[ वॉशिंग मशीन |वॉशिंग मशीन]] संरचनाएँ | ||
*परमाणु रिएक्टरों के | *परमाणु रिएक्टरों के नियंत्रण छड़ ड्राइव तंत्र | ||
* [[ हार्ड डिस्क ड्राइव ]] मोटर | * [[ हार्ड डिस्क ड्राइव |हार्ड डिस्क ड्राइव]] मोटर | ||
* | *विद्युत वाहन?{{citation needed|date=August 2022|reason=prior citation invalid}} | ||
* | *प्रवेधक प्रेस, खराद और आरा मशीन जैसे विद्युत उपकरण | ||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
* [[ इलेक्ट्रिक वाहन मोटर ]] | * [[ इलेक्ट्रिक वाहन मोटर |विद्युत वाहन मोटर]] | ||
* [[ फ्लक्स स्विचिंग अल्टरनेटर ]], एक समान मशीन | * [[ फ्लक्स स्विचिंग अल्टरनेटर |प्रवाह परिवर्तन प्रत्यावर्तक]], जनित्र के रूप में उपयोग की जाने वाली एक समान मशीन व्यवस्था। | ||
* | * स्विचित प्रतिस्तम्भ मोटर | ||
* [[ मोटर कदम ]] | * [[ मोटर कदम |स्टेपिंग मोटर]] | ||
==संदर्भ== | ==संदर्भ== | ||
{{Reflist}} | {{Reflist}} | ||
== बाहरी कड़ियाँ == | == बाहरी कड़ियाँ == | ||
Revision as of 13:25, 19 January 2023
प्रतिस्तम्भ मोटर एक प्रकार की विद्युत मोटर है जो लौह-चुंबकीय घूर्णक पर अस्थायी चुंबकीय ध्रुवों को प्रेरित करती है। घूर्णक में कोई कुंडली नहीं होती है। यह चुंबकीय प्रतिस्तम्भ के माध्यम से बलाघूर्ण उत्पन्न करती है।
प्रतिस्तम्भ मोटर के उप-प्रकारों में तुल्यकालिक, चर, स्विचित और चर स्टेपिंग मोटरें सम्मिलित हैं।
प्रतिस्तम्भ मोटरें इन्हें कई अनुप्रयोगों के लिए आकर्षक बनाते हुए कम लागत पर उच्च शक्ति घनत्व प्रदान कर सकती हैं। इससे होने वाली हानियों में उच्च बलाघूर्ण तरंग (एक चक्र के दौरान अधिकतम और न्यूनतम बलाघूर्ण के बीच का अंतर) सम्मिलित है, जब इसे निम्न गति पर संचालित किया जाता है, और बलाघूर्ण तरंग के कारण ध्वनि उत्पन्न होती है।[1]
इक्कीसवीं सदी के प्रारंभ तक, इनका उपयोग संरचना कार्यों और इन्हें नियंत्रित करने की जटिलता के कारण सीमित था।[disputed ] सिद्धांत, कंप्यूटर संरचना उपकरणों, और नियंत्रण के लिए कम लागत वाली अंतःस्थापित प्रणालियों की प्रगति ने इन बाधाओं को पार कर लिया। माइक्रोकंट्रोलर, घूर्णक की स्थिति और विद्युत धारा/विभवान्तर पुनर्भरण के अनुसार टेलर ड्राइव तरंगरूपों के लिए तात्क्षणिक कंप्यूटिंग नियंत्रण एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं। बड़े पैमाने पर एकीकृत परिपथों के विकास से पहले, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स निषेधात्मक रूप से महँगे थे।
संरचना और संचालन मूल
स्थिरक में कुंडलित क्षेत्र ब्रश डीसी मोटर के समान बहु-प्रक्षेपी (प्रमुख) विद्युत-चुम्बकीय ध्रुव होते हैं। घूर्णक में स्तरित सिलिकॉन इस्पात जैसी नरम चुंबकीय सामग्री होती है, जिसमें चुंबकीय प्रतिस्तम्भ के माध्यम से मुख्य चुंबकीय ध्रुवों के रूप में कार्य करने वाले कई प्रक्षेप होते हैं। स्विचित प्रतिस्तम्भ मोटरों के लिए, घूर्णक ध्रुवों की संख्या सामान्यतः स्थिरक ध्रुवों की संख्या से कम होती है, जो बलाघूर्ण तरंग का न्यूनीकरण करती है और ध्रुवों को एक साथ संरेखित करने से रोकती है, जो एक ऐसी स्थिति है, जो बलाघूर्ण उत्पन्न नहीं कर सकती है।
जब एक स्थिरक ध्रुव, दो आसन्न घूर्णक ध्रुवों से समान दूरी पर होता है, तो स्थिरक ध्रुव को "पूर्णतः असंरेखित स्थिति" में होना कहा जाता है। यह घूर्णक ध्रुव के लिए अधिकतम चुंबकीय प्रतिस्तम्भ की स्थिति है। "संरेखित स्थिति" में, दो (या अधिक) घूर्णक ध्रुव, पूरी तरह से दो (या अधिक) स्थिरक ध्रुवों के साथ संरेखित होते हैं, (जिसका अर्थ है कि घूर्णक ध्रुव पूरी तरह से स्थिरक ध्रुव का सामना करते हैं) और यह न्यूनतम प्रतिस्तम्भ की स्थिति है।
जब एक स्थिरक ध्रुव सक्रिय होता है, तो घूर्णक बलाघूर्ण उस दिशा में होता है जो प्रतिस्तम्भ को कम करती है। इस प्रकार, निकटतम घूर्णक ध्रुव को असंरेखित स्थिति से स्थिरक क्षेत्र (कम प्रतिस्तम्भ की स्थिति) के साथ संरेखण में खींच लिया जाता है। (यह वही प्रभाव है जो सोलनॉइड (अभियांत्रिकी) द्वारा, या लौह-चुम्बकीय धातु को चुंबक से उठाते समय उपयोग किया जाता है।) घूर्णन को व्यवस्थित रखने के लिए, स्थिरक क्षेत्र को घूर्णक ध्रुव से पहले घूर्णन करना चाहिए, जिससे घूर्णक को लगातार साथ में "खींचा" जा सके। कुछ मोटर विविधताएँ 3-चरण एसी विद्युत शक्ति पर संचालित होती हैं (नीचे तुल्यकालिक प्रतिस्तम्भ विविधता देखें)। अधिकांश आधुनिक संरचनाएँ स्विचित प्रतिस्तम्भ प्रकार की हैं, क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक दिक्परिवर्तक मोटर प्रारंभ करने, गति नियंत्रण और सुचारू संचालन (कम टॉर्क रिपल) के लिए महत्वपूर्ण नियंत्रण लाभ प्रदान करते हैं।
मोटर में प्रत्येक चरण की कुंडली का प्रेरण स्थिति के साथ परिवर्तित होता रहता है, क्योंकि प्रतिस्तम्भ भी स्थिति के साथ परिवर्तित होता रहता है। यह एक नियंत्रण प्रणाली चुनौती प्रस्तुत करता है।
प्रकार
तुल्यकालिक प्रतिस्तम्भ
तुल्यकालिक प्रतिस्तम्भ मोटर में स्थिरकों और घूर्णक ध्रुवों की संख्या समान होती है। घूर्णक पर प्रक्षेपों को आंतरिक प्रवाह "बाधाओं" को प्रस्तुत करने के लिए व्यवस्थित किया जाता है, जो ऐसे छिद्र होते हैं जो चुंबकीय प्रवाह को तथाकथित दिष्ट-अक्ष के अनुदिश निर्देशित करते हैं। ध्रुवों की संख्या सम, सामान्यतः 4 या 6 होनी चाहिए।
घूर्णक धारावाही हिस्सों के बिना तुल्यकालिक गति से संचालित होता है। घूर्णक से होने वाली हानियाँ प्रेरण मोटर से होने वाली हानियों की तुलना में न्यूनतम होती है, हालाँकि सामान्य रूप से इसमें अत्यधिक बलाघूर्ण नहीं होता है।[2][3]
एक बार तुल्यकालिक गति से प्रारंभ होने पर, मोटर ज्यावक्रीय विभवान्तर के साथ संचालित हो सकती है। गति नियंत्रण के लिए एक चर-आवृत्ति ड्राइव की आवश्यकता होती है।
स्विचित प्रतिस्तम्भ या चर प्रतिस्तम्भ
स्विचित प्रतिस्तम्भ मोटर (एसआरएम), स्टेपर मोटर का एक रूप है जो कम ध्रुवों का उपयोग करती है। एसआरएम के सबसे प्रारंभिक रूप में, इसकी सरल संरचना के कारण किसी भी विद्युत मोटर में से सबसे कम निर्माण लागत होती है, और औद्योगिक मोटरों में भी घूर्णक कुंडली या स्थायी चुंबक की कमी के कारण लागत में कुछ कमी हो सकती है। इसके सामान्य उपयोगों में ऐसे अनुप्रयोग सम्मिलित हैं जहाँ घूर्णक को लंबे समय तक स्थिर रखा जाना चाहिए, और इसका उपयोग खनन जैसे संभावित विस्फोटक वातावरण में भी होता है क्योंकि यह यांत्रिक दिक्परिवर्तक के बिना संचालित होता है।
एसआरएम में चरण कुण्डलियाँ एक-दूसरे से विद्युत रूप से पृथक होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप इसमें इन्वर्टर चालित एसी प्रेरण मोटरों की तुलना में उच्च दोष सहिष्णुता होती है। घूर्णक विस्थापन के सापेक्ष अरैखिक बलाघूर्ण और स्थिरक चरण कुंडलियों के अत्यधिक स्थिति-निर्भर प्रेरण के कारण, इष्टतम ड्राइव तरंगरूप एक शुद्ध ज्यावक्र नहीं है।
अनुप्रयोग
- एनालॉग विद्युत मीटर
- एनालॉग विद्युत घड़ियाँ
- कुछ वॉशिंग मशीन संरचनाएँ
- परमाणु रिएक्टरों के नियंत्रण छड़ ड्राइव तंत्र
- हार्ड डिस्क ड्राइव मोटर
- विद्युत वाहन?[citation needed]
- प्रवेधक प्रेस, खराद और आरा मशीन जैसे विद्युत उपकरण
यह भी देखें
- विद्युत वाहन मोटर
- प्रवाह परिवर्तन प्रत्यावर्तक, जनित्र के रूप में उपयोग की जाने वाली एक समान मशीन व्यवस्था।
- स्विचित प्रतिस्तम्भ मोटर
- स्टेपिंग मोटर
संदर्भ
- ↑ "Acoustic noise in home appliances due to torque ripple in motor drives – part 1 - Motor Drive & Control - Blogs - TI E2E Community". e2e.ti.com. Retrieved 2019-04-09.
- ↑ Magazine, Smithsonian; Osborne, Margaret. "This 17-Year-Old Designed a Motor That Could Potentially Transform the Electric Car Industry". Smithsonian Magazine (in English). Retrieved 2022-08-19.
- ↑ "ETSD014 - Investigating a Novel Electric Motor Design". Society for Science. Retrieved 2022-08-19.
बाहरी कड़ियाँ
- Real-Time Simulation of Switched Reluctance Motor Drives Technical Paper
