रोटर (विद्युत)

विभिन्न प्रकार के रोटरों का चयन

हूवर बांध जनरेटर से रोटर

For other uses, see Rotor.

रोटर विद्युत मोटर, विद्युत जनरेटर, या आवर्तित्र में एक विद्युत चुम्बकीय प्रणाली का एक गतिमान घटक है। इसका घुमाव घुमावदार और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच परस्पर क्रिया के कारण होता है जो रोटर की धुरी के चारों ओर एक टॉर्कः पैदा करता है।

प्रारंभिक विकास

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रोटेशन का एक प्रारंभिक उदाहरण 1826-27 में एनीओस जेडलिक द्वारा विद्युत चुम्बकों और एक कम्यूटेटर (बिजली) के साथ निर्मित पहली रोटरी मशीन थी। बिजली के क्षेत्र में अन्य अग्रदूतों में हिप्पोलीटे पिक्सी शामिल हैं जिन्होंने 1832 में एक वैकल्पिक चालू जनरेटर बनाया था, और विलियम रिची ने 1832 में भी चार रोटर कॉइल्स, एक कम्यूटेटर (इलेक्ट्रिक) और ब्रश के साथ एक विद्युत चुम्बकीय जनरेटर का निर्माण किया था। विकास में तेजी से अधिक उपयोगी अनुप्रयोग शामिल थे। जैसे मोरिट्ज़ हरमन जैकोबी की मोटर 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; उन्हें आम तौर पर मोटर और इलेक्ट्रिक जनरेटर की विनिमेयता को समझने वाले पहले लोगों में से एक माना जाता है।

रोटर्स का प्रकार और निर्माण

इंडक्शन (एएक समय का) मोटर्स, जनरेटर और अल्टरनेटर (सिंक्रोनस) में एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सिस्टम होता है जिसमें स्टेटर और रोटर होता है। प्रेरण मोटर में रोटर के लिए दो डिज़ाइन हैं: गिलहरी पिंजरे और घाव। जनरेटर और अल्टरनेटर में, रोटर के डिजाइन मुख्य ध्रुव या बेलनाकार होते हैं।

गिलहरी-पिंजरे रोटर

गिलहरी-पिंजरे के रोटर में कोर में टुकड़े टुकड़े 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, जो अंत के छल्ले द्वारा छोरों पर स्थायी रूप से छोटी होती हैं। यह सरल और बीहड़ निर्माण इसे अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा बनाता है। असेंबली में एक मोड़ है: चुंबकीय गुंजन और स्लॉट हार्मोनिक्स को कम करने और लॉकिंग की प्रवृत्ति को कम करने के लिए सलाखों को तिरछा या तिरछा किया जाता है। स्टेटर में स्थित, रोटर और स्टेटर के दांत समान संख्या में होने पर लॉक हो सकते हैं और मैग्नेट दोनों दिशाओं में रोटेशन का विरोध करते हुए खुद को समान रूप से अलग स्थिति में रखते हैं।भार के लगाव की अनुमति देने के लिए शाफ्ट के एक छोर के साथ, प्रत्येक छोर पर बियरिंग्स रोटर को अपने आवास में घुमाते हैं। कुछ मोटरों में गति संवेदकों या अन्य इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रणों के लिए गैर ड्राइविंग छोर पर एक विस्तार होता है। उत्पन्न टोक़ बल रोटर के माध्यम से लोड करने के लिए गति करता है।

घाव रोटर

घाव रोटर एक बेलनाकार कोर है जो स्टील लेमिनेशन से बना होता है जिसमें इसके 3-चरण वाइंडिंग के लिए तारों को पकड़ने के लिए स्लॉट होते हैं जो समान रूप से 120 विद्युत डिग्री पर अलग-अलग होते हैं और 'Y' कॉन्फ़िगरेशन में जुड़े होते हैं। रोटर वाइंडिंग टर्मिनलों को बाहर लाया जाता है और रोटर के शाफ्ट पर ब्रश के साथ तीन स्लिप रिंग से जोड़ा जाता है। स्लिप रिंग्स पर ब्रश गति नियंत्रण प्रदान करने के लिए रोटर वाइंडिंग्स के लिए श्रृंखला में बाहरी तीन-चरण प्रतिरोधों को श्रृंखला में जोड़ने की अनुमति देते हैं। मोटर शुरू करते समय एक बड़ा टोक़ उत्पन्न करने के लिए बाहरी प्रतिरोध रोटर सर्किट का हिस्सा बन जाते हैं। जैसे ही मोटर की गति बढ़ती है, प्रतिरोधों को शून्य तक कम किया जा सकता है।

मुख्य ध्रुव रोटर

बेलनाकार रोटर

मुख्य पोल रोटर

एक सैलिएंट पोल रोटर स्टार के आकार के स्टील लेमिनेशन के ढेर पर बनाया गया है, आमतौर पर 2 या 3 या 4 या 6 के साथ, यहां तक ​​कि 18 या अधिक रेडियल प्रोंग बीच से चिपके रहते हैं, जिनमें से प्रत्येक तांबे के तार से लपेटा जाता है ताकि असतत बनाया जा सके। बाहर की ओर विद्युत चुंबक ध्रुव। प्रत्येक शूल के अंदर की ओर उन्मुख छोर रोटर 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 वाइंडिंग वाला आर्मेचर स्टेटर पर होता है जहां वोल्टेज प्रेरित होता है। एकदिश धारा (DC), एक बाहरी एक्साइटर से या रोटर शाफ्ट पर लगे डायोड ब्रिज से, एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है और रोटेटिंग फील्ड वाइंडिंग को सक्रिय करता है और वैकल्पिक करंट आर्मेचर वाइंडिंग को एक साथ सक्रिय करता है।

गैर-मुख्य रोटर

बेलनाकार आकार का रोटर एक ठोस स्टील शाफ्ट से बना होता है, जिसमें रोटर की फील्ड वाइंडिंग को पकड़ने के लिए सिलेंडर की बाहरी लंबाई के साथ चलने वाले स्लॉट होते हैं, जो स्लॉट्स में डाले गए लैमिनेटेड ताँबा बार होते हैं और वेजेज द्वारा सुरक्षित होते हैं। स्लॉट वाइंडिंग से अछूते हैं और रोटर के अंत में स्लिप रिंग द्वारा रखे जाते हैं। एक बाहरी डायरेक्ट करंट (DC) स्रोत रिंग के साथ चलने वाले ब्रश के साथ कंसेंट्रिकली माउंटेड स्लिप रिंग से जुड़ा होता है।ब्रश रोटेटिंग स्लिप रिंग के साथ विद्युत संपर्क बनाते हैं। डीसी करंट की आपूर्ति ब्रशलेस उत्तेजना के माध्यम से मशीन शाफ्ट पर लगे एक रेक्टिफायर से की जाती है जो प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करता है।

ऑपरेटिंग सिद्धांत

तीन-चरण प्रेरण मशीन में, स्टेटर वाइंडिंग्स को आपूर्ति की जाने वाली वैकल्पिक धारा इसे घूर्णन चुंबकीय प्रवाह बनाने के लिए सक्रिय करती है। फ्लक्स स्टेटर और रोटर के बीच हवा के अंतराल में एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है और एक वोल्टेज को प्रेरित करता है जो रोटर बार के माध्यम से करंट पैदा करता है। रोटर सर्किट छोटा है और रोटर कंडक्टरों में करंट प्रवाहित होता है।घूर्णन फ्लक्स और करंट की क्रिया एक बल उत्पन्न करती है जो मोटर को चालू करने के लिए एक टॉर्क उत्पन्न करती है। एक अल्टरनेटर रोटर एक लोहे की कोर के चारों ओर लिपटे तार के तार से बना होता है। रोटर के चुंबकीय घटक को स्टील के लेमिनेशन से बनाया जाता है ताकि कंडक्टर स्लॉट को विशिष्ट आकार और आकार में स्टैंप करने में सहायता मिल सके। जैसे-जैसे करंट वायर कॉइल के माध्यम से यात्रा करता है, कोर के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है, जिसे फील्ड करंट कहा जाता है।क्षेत्र की वर्तमान ताकत चुंबकीय क्षेत्र के शक्ति स्तर को नियंत्रित करती है। डायरेक्ट करंट (DC) फील्ड करंट को एक दिशा में चलाता है, और ब्रश और स्लिप रिंग के सेट द्वारा वायर कॉइल तक पहुँचाया जाता है। किसी भी चुंबक की तरह, उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र में एक उत्तरी और एक दक्षिणी ध्रुव होता है। मोटर की सामान्य दक्षिणावर्त दिशा जो रोटर को शक्ति प्रदान कर रही है, रोटर के डिजाइन में स्थापित मैग्नेट और चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके हेरफेर किया जा सकता है, जिससे मोटर रिवर्स या वामावर्त में चल सके।

रोटर्स के लक्षण

• गिलहरी-पिंजरे रोटर

यह रोटर स्टेटर रोटेटिंग मैग्नेटिक फील्ड या सिंक्रोनस स्पीड से कम गति से घूमता है।

रोटर पर्ची मोटर टोक़ के लिए रोटर धाराओं की आवश्यक प्रेरण प्रदान करती है, जो पर्ची के अनुपात में होती है।

रोटर की गति बढ़ने पर स्लिप कम हो जाती है।

स्लिप बढ़ने से प्रेरित मोटर करंट बढ़ता है, जो बदले में रोटर करंट को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप लोड की मांग बढ़ाने के लिए उच्च टॉर्क होता है।

• रोटर को घुमाएं

यह रोटर स्थिर गति से काम करता है और इसकी शुरुआती धारा कम होती है

रोटर सर्किट में बाहरी प्रतिरोध जोड़ा जाता है, टॉर्क को शुरू करता है

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

उच्च टोक़ और गति नियंत्रण

• सैलिएंट पोल रोटर

यह रोटर 1500 आरपीएम (प्रति मिनट क्रांतियों) से नीचे की गति से संचालित होता है और इसके रेटेड टॉर्क का 40% बिना उत्तेजना के होता है

इसका एक बड़ा व्यास और छोटी अक्षीय लंबाई है

वायु अंतर असमान है

रोटर में कम यांत्रिक शक्ति होती है

• बेलनाकार रोटर

रोटर 1500-3000 आरपीएम के बीच गति से संचालित होता है

इसमें मजबूत यांत्रिक शक्ति है

वायु अंतर एक समान है

इसका व्यास छोटा है और इसकी एक बड़ी अक्षीय लंबाई है और इसके लिए मुख्य ध्रुव रोटर की तुलना में अधिक टोक़ की आवश्यकता होती है

रोटर समीकरण

रोटर बार वोल्टेज

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

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

कहां:

$E$= प्रेरित वोल्टेज

$B$= चुंबकीय क्षेत्र

$L$= कंडक्टर की लंबाई

$V_{syn}$= तुल्यकालिक गति

$V_{m}$= कंडक्टर की गति

रोटर में टॉर्क

दिए गए अनुसार व्यक्त किए गए चुंबकीय क्षेत्र और वर्तमान की बातचीत के माध्यम से उत्पन्न बल द्वारा एक टोक़ का उत्पादन किया जाता है: ibid

$F=(BxI)L$

$T=Fxr$

कहां:

$F$= बल

$T$= टोक़

$r$= रोटर के छल्ले की त्रिज्या

$I$= रोटर बार

प्रेरण मोटर पर्ची

एक स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र तुल्यकालिक गति से घूमता है, $n_{s}$ पूर्वोक्त

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

कहां:

$f$= आवृत्ति

$p$= ध्रुवों की संख्या

यदि $n_{m}$= एक प्रेरण मोटर के लिए रोटर गति, पर्ची, एस के रूप में व्यक्त किया गया है:

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

पर्ची और तुल्यकालिक गति के संदर्भ में रोटर की यांत्रिक गति:

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

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

पर्ची की सापेक्ष गति:

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

प्रेरित वोल्टेज और धाराओं की आवृत्ति

$f_{r}=sf_{e}$

यह भी देखें

• आर्मेचर (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग) - कोई भी रोटर जो किसी प्रकार की प्रत्यावर्ती धारा को वहन करता है
• बैलेंसिंग मशीन
• कम्यूटेटर (बिजली)
• विद्युत मोटर
• फील्ड कॉइल
• रोटरडायनामिक्स
• स्टेटर

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