DC जनरेटर का निर्माण

DC जनरेटर की परिभाषा

DC जनरेटर को एक विद्युत उपकरण के रूप में परिभाषित किया जाता है जो यांत्रिक ऊर्जा को सीधी धारा (DC) विद्युत में परिवर्तित करता है। यह विद्युतचुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत के अनुसार काम करता है, जब एक चालक चुंबकीय क्षेत्र से गुजरता है, तो इसमें एक विभवांतर पैदा होता है, जो यदि एक बंद परिपथ से जुड़ा हो, तो धारा प्रवाहित होती है।

DC जनरेटर की संरचना

योक

योक आमतौर पर जनरेटर के आकार और वजन के आधार पर ग्रेट इस्पात या ढलान इस्पात से बना होता है।

योक का उपयोग

यह जनरेटर के चुंबकीय ध्रुवों को जगह पर रखता है और मशीन के लिए एक सुरक्षा कवर के रूप में कार्य करता है।

यह फील्ड वाइंडिंग द्वारा उत्पन्न चुंबकीय प्रवाह को ले जाता है।

चुंबकीय ध्रुव और फील्ड वाइंडिंग

चुंबकीय ध्रुव और फील्ड वाइंडिंग DC जनरेटर के स्थिर घटक हैं जो मशीन में मुख्य चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। वे योक के अंदर और बाहर लगाए जाते हैं।

ऊर्ध्वाधर छड़ लैमिनेट इस्पात या ठोस ढलान इस्पात या इस्पात से बनी होती है। लैमिनेशन चुंबकीय ध्रुवों में एडी धारा की हानि को कम करती है। ध्रुव उभरे होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे योक से अंदर की ओर उभरे होते हैं।

आर्मेचर

आर्मेचर को DC जनरेटर का घूर्णन भाग के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें आर्मेचर वाइंडिंग होती है जिसमें चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विद्युत विभव प्रेरित होता है। यह ध्रुवों के बीच घूर्णन करने वाले धुरी पर लगाया जाता है।

आर्मेचर कोर लैमिनेट इस्पात से बना होता है जिसकी बाहरी सतह पर गुफाएं होती हैं। ये गुफाएं आर्मेचर चालकों को एक-दूसरे और कोर से अलग रखने के लिए उपयोग की जाती हैं। लैमिनेशन कोर में एडी धारा की हानि को कम करती है।

आर्मेचर वाइंडिंग एक विशिष्ट पैटर्न में अनेक आवरण वाले तांबे के तार या टेप को जोड़कर बनाई जाती है। आर्मेचर वाइंडिंग के दो प्रकार होते हैं: लैप वाइंडिंग और वेवफोर्म वाइंडिंग।

लैप वाइंडिंग: इस प्रकार की वाइंडिंग में, प्रत्येक कोइल का एक सिरा आर्मेचर के एक ओर के निकटवर्ती कम्युटेटर खंड से और दूसरा सिरा आर्मेचर के दूसरी ओर से जुड़ा होता है।

वेवफोर्म वाइंडिंग: इस प्रकार की वाइंडिंग में, प्रत्येक कोइल का एक सिरा एक ध्रुव की दूरी दूर कम्युटेटर खंड से जुड़ा होता है और दूसरा सिरा आर्मेचर के दूसरी ओर से जुड़ा होता है।

कम्युटेटर

कम्युटेटर एक यांत्रिक उपकरण है जो आर्मेचर वाइंडिंग में प्रेरित विद्युत विभव को लोड टर्मिनल के दोनों सिरों पर DC वोल्टेज में परिवर्तित करता है। यह DC विद्युत उत्पादन के लिए एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करता है।

कम्युटेटर कठोर या झुकाव वाले तांबे के वेज-आकार के खंडों से बना होता है जो एक-दूसरे और धुरी से माइका शीट्स द्वारा अलग किए जाते हैं। प्रत्येक खंड आर्मेचर चालक के साथ राइजर या कनेक्टर द्वारा जुड़ा होता है।

कम्युटेटर खंड धुरी पर सिलेंड्रिकल आकार में व्यवस्थित होते हैं और धुरी के साथ घूमते हैं। खंडों की संख्या आर्मेचर वाइंडिंग में कोइलों की संख्या पर निर्भर करती है।

विद्युत ब्रश

ब्रश कार्बन या ग्राफाइट ब्लॉक से बने होते हैं जो कम्युटेटर खंड से धारा एकत्र करते हैं और इसे बाहरी परिपथ में प्रसारित करते हैं। वे जनरेटर के स्थिर और घूर्णन भागों के बीच विद्युत संपर्क भी प्रदान करते हैं।

ब्रश आयताकार बॉक्सों में रखे जाते हैं जिन्हें ब्रश ब्रैकेट कहा जाता है, जो योक या बेयरिंग ब्रैकेट से जुड़े होते हैं। ब्रश होल्डर में एक स्प्रिंग होती है जो ब्रश को उचित दबाव के साथ कम्युटेटर पर दबाने की अनुमति देती है। ब्रश को कम्युटेटर पर ऐसे स्थान पर रखा जाना चाहिए जहाँ आर्मेचर चालक में प्रेरित विद्युत विभव अपनी दिशा बदलता है। इन स्थानों को न्यूट्रल जोन या ज्यामितीय न्यूट्रल अक्ष (GNA) कहा जाता है।

बेयरिंग

बेयरिंग जनरेटर की घूर्णन धुरी को समर्थित करने और धुरी और स्थिर घटकों के बीच घर्षण को कम करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे धुरी को नियमित और निरंतर घूमने की अनुमति भी देते हैं।

छोटे जनरेटरों के लिए बॉल बेयरिंग का उपयोग किया जाता है क्योंकि वे कम घर्षण और उच्च दक्षता वाले होते हैं। बड़े जनरेटरों के लिए रोलर बेयरिंग का उपयोग किया जाता है क्योंकि वे भारी लोड और झटकों को सहन कर सकते हैं।

बेयरिंग को ठीक से लब्बिकेट किया जाना चाहिए ताकि जनरेटर का नियमित संचालन और लंबी सेवा अवधि सुनिश्चित की जा सके। लब्बिकेटन ऑयल रिंग्स, ऑयल बाथ, ग्रीस कप या बलपूर्वक लब्बिकेटन प्रणालियों के माध्यम से किया जा सकता है।

कार्य सिद्धांत

जब आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र में घूमता है, तो यह फाराडे के विद्युतचुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार चालक में विद्युत विभव प्रेरित करता है।

DC जनरेटर के प्रकार

स्वतंत्र रूप से उत्तेजित DC जनरेटर: इस प्रकार में, उत्तेजन तार एक स्वतंत्र बाह्य DC विद्युत स्रोत द्वारा उत्तेजित किया जाता है, जैसे बैटरी या अन्य DC जनरेटर।

स्व-उत्तेजित DC जनरेटर: इस प्रकार में, उत्तेजन तार अपने उत्पन्न वोल्टेज द्वारा शुरुआती चुंबकीकरण के बाद उत्तेजित होता है। इसमें तीन उप प्रकार होते हैं: श्रृंखला वाइंडिंग, विभाजित वाइंडिंग और संयुक्त वाइंडिंग।

स्थायी चुंबक DC जनरेटर: इस प्रकार में, कोई चुंबकीय क्षेत्र तार नहीं होता, लेकिन एक स्थायी चुंबक जो एक निरंतर चुंबकीय प्रवाह प्रदान करता है।

प्रयोग

• कार, इनवर्टर और सौर पैनल के लिए बैटरी चार्जिंग।

• इलेक्ट्रिक कार, ट्रेन और क्रेन के लिए ट्रैक्शन मोटरों को चालू करना।

• आर्क वेल्डिंग मशीन, इलेक्ट्रोप्लेटिंग उपकरण और इलेक्ट्रोलिटिक प्रक्रिया के लिए विद्युत आपूर्ति।

• वहाँ विद्युत आपूर्ति प्रदान करना जहाँ AC प्रसारण या आर्थिक रूप से संभव नहीं है।

• AC मशीनों और सर्किट को परीक्षण के लिए विद्युत आपूर्ति।

निष्कर्ष

DC जनरेटर विद्युतचुम्बकीय प्रेरण द्वारा यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है। इसमें योक, ध्रुव, फील्ड वाइंडिंग, आर्मेचर, कम्युटेटर, ब्रश और बेयरिंग जैसे कई घटक होते हैं, जो एक साथ काम करके सीधी धारा उत्पन्न करते हैं। DC जनरेटर को उनकी उत्तेजन विधि के आधार पर विभिन्न प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। DC जनरेटरों का बैटरी चार्जिंग, ट्रैक्शन, वेल्डिंग, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, इलेक्ट्रोलिसिस और दूरस्थ विद्युत आपूर्ति जैसे विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न अनुप्रयोग होते हैं।