रोटर (विद्युत)

विभिन्न प्रकार के घूर्णकों का चयन

हूवर बांध जनित्र से घूर्णक

घूर्णक विद्युत चालक, विद्युत जनित्र, या प्रत्यावर्तित्र में एक विद्युत चुम्बकीय पद्धति का एक गतिमान घटक है। इसका परिक्रमण वाइंडिंग और चुंबकीय क्षेत्र के बीच परस्पर क्रिया के कारण होता है जो घूर्णक की धुरी के चारों ओर एक आघूर्ण बल पैदा करता है।

प्रारंभिक विकास

विद्युत चुम्बकीय परिभ्रमण का एक प्रारंभिक उदाहरण 1826-27 में एनीओस जेडलिक द्वारा विद्युत चुम्बकों और एक क्रमविनिमेयक द्वारा निर्मित पहली चक्रीय मशीन थी। बिजली क्षेत्रों के अन्य अग्रगामी में हिप्पोलीटे पिक्सी समिलित हैं, जिन्होंने 1832 में एक AC जनित्र बनाया था, और विलियम रिची ने 1832 में भी चार घूर्णक कॉइल्स, एक क्रमविनिमेयक और तुलिका के साथ एक विद्युत चुम्बकीय जनित्र का निर्माण किया था। विकास में मोरिट्ज़ हरमन जैकोबी की चालक जैसे अधिक उपयोगी अनुप्रयोग समिलित थे, जो 1834 में एक फुट प्रति सेकंड की गति से 10 से 12 पाउंड (द्रव्यमान) उठा सकती थी, लगभग 15 वाट यांत्रिक शक्ति। 1835 में, फ्रांसिस वाटकिंस ने अपने द्वारा बनाए गए एक बिजली के "खिलौने" का वर्णन किया; जिन्हें समान्यतः चालक और विद्युतीय जनित्र की विनिमेयता को समझने वाले पहले लोगों में से एक माना जाता है।

घूर्णक के प्रकार और निर्माण

प्रेरण (अतुल्यकाली) चालक, जनित्र और क्रमविनिमेयक (समकालिक) में एक विद्युतचुम्बकीय पद्धति होती है, जिसमें स्थिरक (स्टेटर) और घूर्णक होता है। प्रेरण चालक में घूर्णक के लिए दो बनावट हैं: पिंजरी और क्षत चालक। जनित्र और क्रमविनिमेयक में, घूर्णक की बनावट मुख्य ध्रुवीय या बेलनाकार होती हैं।

पिंजरी घूर्णक

पिंजरी घूर्णक में सबसे महत्वपूर्ण भाग में इस्पात होता है जिसमें तांबे या अल्युमीनियम की समान रूप से फैली हुई छड़ें परिधि के चारों ओर अक्षीय रूप से रखी जाती हैं। इसके सरल और मजबूत निर्माण इसे अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा बनाता है। चुंबकीय गूँज और स्थान गुणावृत्ति को कम करने और अभिबंधन की प्रवृत्ति को कम करने के लिए पट्टीयों को तिरछा किया जाता है। स्थिरक में स्थित, घूर्णक और स्थिरक के छोर समान संख्या में होने पर बंद हो सकते हैं और चुंबक दोनों दिशाओं में परिक्रमण का विरोध करते हुए खुद को समान रूप से अलग स्थिति में रखते हैं।भार को लगाव की अनुमति देने के लिए डण्डे के एक छोर के साथ, प्रत्येक छोर पर घूर्णक को अपने आवास में आयोजित करते हैं अन्य

चालकों में गति संवेदकों या अन्य विद्युतीय नियंत्रण के लिए गैर चालक छोर पर एक विस्तार होता है। उत्पन्न आघूर्ण बल घूर्णक के माध्यम से भार को गति करने में मदद करता है।

क्षति घूर्णक

क्षति घूर्णक एक बेलनाकार घूर्णक है जो इस्पात विपाटन से बना होता है जिसमें इसके 3-चरण जुड़ाव के लिए तारों को पकड़ने के लिए स्थान होते हैं जो समान रूप से 120 विद्युत डिग्री पर अलग होते हैं और 'Y' समाकृति में जुड़े होते हैं। घूर्णक से जुड़े अंतक को बाहर लाया जाता है और घूर्णक के डण्डे पर तुलिका के साथ तीन स्लिप रिंग से जोड़ा जाता है। स्लिप रिंग्स पर तुलिका गति नियंत्रण प्रदान करने पर घूर्णक को जोड़ने के लिए श्रृंखला में बाहरी तीन-चरण प्रतिरोधों को श्रृंखला के साथ जोड़ने की अनुमति देते हैं। चालक प्रारम्भ करते समय एक बड़ा आघूर्ण बल उत्पन्न करने के लिए बाहरी प्रतिरोध घूर्णक परिपथ का हिस्सा बन जाते हैं। जैसे ही चालक की गति बढ़ती है, प्रतिरोधों को शून्य तक कम किया जा सकता है।

मुख्य ध्रुव घूर्णक

बेलनाकार घूर्णक

मुख्य पोल घूर्णक

एक मुख्य घूर्णक तारों के आकार के इस्पात विपाटन के ढेर पर बनाए जाते है, समान्यतः 2 या 3 या 4 या 6 के साथ, यहां तक ​​कि 18 या अधिक "त्रिज्यीय शूल" बीच से चिपके रहते हैं, जिनमें से प्रत्येक को तांबे के तार से लपेटा जाता है ताकि असतत बाहरी विद्युत चुंबक ध्रुव बनाया जा सके। प्रत्येक शूल के अंदर की ओर उन्मुख छोर घूर्णक के सामान्य केंद्रीय निकाय में चुंबकीय रूप से आधारित होते हैं। ध्रुवों की आपूर्ति प्रत्यक्ष धारा द्वारा की जाती है या स्थायी चुम्बकों द्वारा चुम्बकित की जाती है। तीन-चरण जुड़ाव वाला आर्मेचर स्थिरक पर होता है जहां पर वोल्टेज प्रेरित होती है। एकदिश धारा (DC), एक बाहरी उत्तेजक से या घूर्णक डण्डे पर लगे डायोड ब्रिज से, एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है और परिक्रमण क्षेत्र जुड़ाव को सक्रिय करता है और वैकल्पिक विद्युत धारा आर्मेचर जुड़ाव को एक साथ सक्रिय करता है।

गैर-मुख्य घूर्णक

बेलनाकार आकार का घूर्णक एक ठोस इस्पात डण्डे से बना होता है, जिसमें घूर्णक के क्षेत्र को पकड़ने के लिए सिलेंडर की बाहरी लंबाई पर चलने वाले स्थान के साथ जो खाँचे में डाले गए परतदार ताँबा की पट्टीयां हैं, उन्हे कीलों द्वारा सुरक्षित किया जाता हैं। एक बाहरी एकदिश धारा (DC) स्रोत वलयों पर चलने वाले तुलिका के साथ सकेंद्रियतः स्लिप रिंग से जुड़ा होता है।तुलिका घूर्णी स्लिप रिंग के साथ विद्युत संपर्क बनाते हैं। DC विद्युत धारा की आपूर्ति उत्तेजना के माध्यम से मशीन डण्डे पर लगे एक प्रतिशोधक से की जाती है जो प्रत्यावर्ती धारा को एकदिश धारा में परिवर्तित करता है।

प्रचालन सिद्धांत

तीन-चरण प्रेरण मशीन में, स्थिरक को आपूर्ति की जाने वाली प्रत्यावर्ती धारा एक घूर्णन चुंबकीय प्रवाह बनाने के लिए सक्रिय करती है। यह प्रवाह स्थिरक और घूर्णक के बीच हवा के अंतराल में एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है और एक वोल्टेज को प्रेरित करता है जो घूर्णक पट्टी के माध्यम से विद्युत धारा पैदा करता है। घूर्णक परिपथ छोटा होता है और घूर्णक कंडक्टरों में विद्युत धारा प्रवाहित होता है।घूर्णन प्रवाह और विद्युत धारा की क्रिया एक बल उत्पन्न करती है जो चालक को चालू करने के लिए आघूर्ण बल उत्पन्न करती है।

प्रत्यावर्ति घूर्णक एक लोहे के महत्वपूर्ण भाग को चारों ओर लिपटे तार से बना होता है। घूर्णक के चुंबकीय घटक को इस्पात के विपाटन से बनाया जाता है ताकि कंडक्टर स्थान को विशिष्ट आकार और आकार में आने में सहायता मिल सके। जैसे-जैसे विद्युत धारा तार कुंडल के माध्यम से यात्रा करता है, भीतरी भाग के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है, जिसे क्षेत्र विद्युत धारा कहा जाता है।क्षेत्र की वर्तमान ताकत चुंबकीय क्षेत्र के शक्ति स्तर को नियंत्रित करती है। एकदिश धारा (DC) क्षेत्र विद्युत धारा को एक दिशा में चलाता है, और तुलिका और स्लिप रिंग के सेट द्वारा तार कुंडल तक पहुँचाया जाता है। प्रत्येक चुंबक की तरह, उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र में एक उत्तरी और एक दक्षिणी ध्रुव होता है। चालक की सामान्य दक्षिणावर्त दिशा जो घूर्णक को शक्ति प्रदान कर रही है, घूर्णक के बनावट में स्थापित चुंबक

और चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके हेरफेर किया जा सकता है, जिससे चालक विपरीत या वामावर्त में चल सके।

घूर्णक की विशेषताएँ

• पिंजरी घूर्णक

यह घूर्णक स्थिरक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र या समकालिक गति से कम गति से घूमता है।

घूर्णक स्लिप चालक आघूर्ण बल के लिए घूर्णक धाराओं की आवश्यक प्रेरण प्रदान करती है, जो स्लिप के अनुपात में होती है।

घूर्णक की गति बढ़ने पर स्लिप कम हो जाती है।

स्लिप बढ़ने से प्रेरित चालक विद्युत धारा बढ़ता है, जो बदले में घूर्णक विद्युत धारा को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप भार की मांग बढ़ाने के लिए उच्च आघूर्ण बल होता है।

• क्षत घूर्णक

यह घूर्णक स्थिर गति से काम करता है और इसका प्रारम्भिक धारा कम होती है

घूर्णक परिपथ में बाहरी प्रतिरोध जोड़ा जाता है, आघूर्ण बल को प्रारम्भ करना बढ़ाता है

चालक चलाने की दक्षता में सुधार होता है क्योंकि चालक की गति बढ़ने पर बाहरी प्रतिरोध कम हो जाता है।

उच्च आघूर्ण बल और गति नियंत्रण

• मुख्य पोल घूर्णक

यह घूर्णक 1500 rpm (प्रति मिनट प्रतिक्रमण) से नीचे की गति से संचालित होता है और इसके निर्धारित आघूर्ण बल का 40% बिना उत्तेजना के होता है

इसका बड़ा व्यास और छोटी अक्षीय लंबाई है

इसकी वायु अंतर असमान है

घूर्णक में कम यांत्रिक शक्ति होती है

• बेलनाकार घूर्णक

घूर्णक 1500-3000 rmp के बीच गति से संचालित होता है

इसकी यांत्रिक शक्ति मजबूत है

वायु अंतर समान है

इसका व्यास छोटा होता है और इसकी अक्षीय लंबाई बड़ी होती है

है और इसके लिए मुख्य ध्रुव घूर्णक की तुलना में अधिक आघूर्ण बल की आवश्यकता होती है

घूर्णक समीकरण

घूर्णक पट्टी वोल्टेज

घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र घूर्णक सलाखों में एक वोल्टेज को प्रेरित करता है क्योंकि यह उनके ऊपर से गुजरता है। यह समीकरण घूर्णक पट्टी में प्रेरित वोल्टेज पर लागू होता है।

$E=BL(V_{syn}-V_{m})$

जहां पर:

$E$= प्रेरित वोल्टेज

$B$= चुंबकीय क्षेत्र

$L$= कंडक्टर की लंबाई

$V_{syn}$= तुल्यकालिक गति

$V_{m}$= कंडक्टर की गति

घूर्णक में आघूर्ण बल

दिए गए चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत धारा के माध्यम से उत्पादित बल द्वारा एक आघूर्ण बल उत्पन्न होता है : ibid

$F=(BxI)L$

$T=Fxr$

जहां पर:

$F$= बल

$T$= आघूर्ण बल

$r$= घूर्णक के वलयों की त्रिज्या

$I$= घूर्णक पट्टी

प्रेरण चालक पर्ची

एक स्थिरक चुंबकीय क्षेत्र तुल्यकालिक गति से घूमता है, $n_{s}$ ibid

$n_{s}={\frac {120f}{p}}$

जहां पर:

$f$= आवृत्ति

$p$= ध्रुवों की संख्या

यदि $n_{m}$= एक प्रेरण चालक के लिए घूर्णक गति, स्लिप, S के रूप में व्यक्त किया गया है:

$s={\frac {n_{s}-n_{m}}{n_{s}}}\times 100\%$

स्लिप और तुल्यकालिक गति के संदर्भ में घूर्णक की यांत्रिक गति:

$n_{m}=(1-s)n_{s}$

$\omega _{m}=(1-s)\omega _{s}$

स्लिप की सापेक्ष गति:

$n_{slip}=n_{s}-n_{m}$

प्रेरित वोल्टेज और धाराओं की आवृत्ति

$f_{r}=sf_{e}$

यह भी देखें

• आर्मेचर (विद्युत अभियान्त्रिकी) - कोई भी घूर्णक जो किसी प्रकार की प्रत्यावर्ती धारा को वहन करता है
• संतुलन मशीन
• दिक्परिवर्तक (बिजली)
• विद्युत चालक
• क्षेत्र कुण्डली
• घूर्णक गतिविज्ञान
• स्थिरक