सिंक्रोनस मोटर का कार्य सिद्धांत

संक्रमण और सिंक्रोनस मोटर की प्रेरणा

सिंक्रोनस मोटर में दो प्राथमिक घटक होते हैं: स्टेटर (स्थिर भाग) और रोटर (चल भाग)। स्टेटर को तीन-फेज एसी आपूर्ति से ऊर्जा प्रदान की जाती है, जबकि रोटर को डीसी आपूर्ति से प्रेरित किया जाता है।

प्रेरण का सिद्धांत:
प्रेरण स्टेटर और रोटर दोनों में चुंबकीय क्षेत्रों के उत्पादन की प्रक्रिया को संदर्भित करता है, जिससे वे इलेक्ट्रोमैग्नेट में बदल जाते हैं। यह चुंबकीय कनेक्शन विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक घूर्णन में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक है।

सिंक्रोनस मोटरों में चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन

तीन-फेज एसी आपूर्ति स्टेटर में वैकल्पिक उत्तर और दक्षिणी ध्रुवों को प्रेरित करती है। चूंकि आपूर्ति साइनुसोइडल होती है, इसकी तरंग ध्रुवता (धनात्मक/ऋणात्मक) प्रत्येक आधे चक्र में उलट जाती है, जिससे स्टेटर के उत्तर और दक्षिणी ध्रुव वैकल्पिक रूप से बदलते रहते हैं। यह स्टेटर में घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।

रोटर का चुंबकीय क्षेत्र डीसी आपूर्ति द्वारा स्थापित किया जाता है, जो ध्रुवता को निश्चित करती है और एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र बनाती है—जिसका अर्थ है कि इसके उत्तर और दक्षिणी ध्रुव स्थिर रहते हैं।

स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र की घूर्णन गति को सिंक्रोनस गति कहा जाता है, जो आपूर्ति आवृत्ति और मोटर के ध्रुवों की संख्या से निर्धारित होती है।

सिंक्रोनस मोटरों में चुंबकीय ध्रुवों का अन्तःक्रिया

जब स्टेटर और रोटर के विपरीत ध्रुव संरेखित होते हैं, तो उनके बीच एक आकर्षण बल उत्पन्न होता है, जो विपरीत दिशा में टोक पैदा करता है। टोक, बल का घूर्णन समतुल्य, रोटर को स्टेटर के चुंबकीय ध्रुवों का पीछा करने के लिए चलाता है।

प्रत्येक आधे चक्र के बाद, स्टेटर की ध्रुवता उलट जाती है। हालांकि, रोटर की जड़ता—अपनी गति में परिवर्तन का विरोध करने की प्रवृत्ति—उसकी स्थिति बनाए रखती है। जब समान ध्रुव (उत्तर-उत्तर या दक्षिण-दक्षिण) संरेखित होते हैं, तो एक द्वितीय दिशा में टोक पैदा होता है।

यह देखने के लिए, एक 2-ध्रुवीय मोटर पर विचार करें: नीचे दिए गए चित्र में, विपरीत स्टेटर-रोटर ध्रुव (N-S या S-N) आकर्षण बल उत्पन्न करते हैं, जैसा दिखाया गया है।

आधे चक्र के बाद, स्टेटर पर ध्रुव उलट जाते हैं। स्टेटर और रोटर के समान ध्रुव एक-दूसरे का सामना करते हैं, और उनके बीच प्रतिकर्षण बल विकसित होता है।

एक-दिशात्मक टोक रोटर को केवल एक स्थान पर झटका देता है और इसी कारण सिंक्रोनस मोटर स्व-स्टार्टिंग नहीं होता।

सिंक्रोनस मोटरों का शुरुआती मेकेनिज्म

चालू करने के लिए, रोटर को पहले बाहरी ड्राइव द्वारा घुमाया जाता है, जिससे इसकी ध्रुवता स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित हो जाती है। जैसे-जैसे स्टेटर और रोटर के ध्रुव एक-दूसरे के साथ जुड़ते हैं, एक एक-दिशात्मक टोक उत्पन्न होता है, जो रोटर को स्टेटर के क्षेत्र की सिंक्रोनस गति पर घूमने के लिए खींचता है।

एक बार सिंक्रोनाइज़ होने के बाद, मोटर एक स्थिर गति पर चलता है, जो सिंक्रोनस गति के बराबर होती है, जो आपूर्ति आवृत्ति और ध्रुवों की संख्या से निर्धारित होती है।