कम्युटेशन सुधार की विधियाँ कौन सी हैं?

कम्युटेशन में सुधार करने की विधियाँ क्या हैं?

कम्युटेशन की परिभाषा

कम्युटेशन एक प्रक्रिया है जिसमें कोइल में धारा को उलट दिया जाता है ताकि मोटर दक्षतापूर्वक चलती रहे।

कम्युटेशन में सुधार करने की तीन मुख्य विधियाँ हैं। 

• प्रतिरोध कम्युटेशन

• ई.एम.एफ. कम्युटेशन

• संशोधन वाइंडिंग्स

प्रतिरोध कम्युटेशन

इस कम्युटेशन की विधि में हम अधिक विद्युत प्रतिरोध वाली ब्रश का उपयोग करते हैं ताकि छिन्न-छिन्न कम्युटेशन प्राप्त किया जा सके। यह कम प्रतिरोध वाली तांबे की ब्रश को अधिक प्रतिरोध वाली कार्बन ब्रश से प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया जा सकता है।

चित्र से स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है कि कम्युटेशन अवधि में कोइल C से धारा IC दो तरीकों से ब्रश तक पहुँच सकती है। एक रास्ता सीधे कम्युटेटर खंड b से ब्रश तक है और दूसरा रास्ता पहले शॉर्ट सर्किट कोइल B से फिर कम्युटेटर खंड a से ब्रश तक है। जब ब्रश का प्रतिरोध कम होता है, तो कोइल C से धारा IC गणितीय रूप से कम प्रतिरोध वाले, अर्थात् छोटे रास्ते, यानी पहले रास्ते का अनुसरण करेगी।

जब उच्च प्रतिरोध वाली ब्रश का उपयोग किया जाता है, तो ब्रश कम्युटेटर खंडों की ओर बढ़ते समय खंड b के साथ ब्रश का संपर्क क्षेत्र कम होता है और खंड a के साथ संपर्क क्षेत्र बढ़ता है। अब, जैसे-जैसे ब्रश चलता है, प्रतिरोध Rb बढ़ता है और Ra घटता है। तब धारा दूसरे रास्ते का अनुसरण करेगी ब्रश तक पहुँचने के लिए।

यह विधि आवश्यक दिशा में धारा के त्वरित उलटाव को सुनिश्चित करती है, जिससे कम्युटेशन में सुधार होता है।

ρ चालक का प्रतिरोधकता है।

l चालक की लंबाई है।

A चालक का अनुप्रस्थ काट (यहाँ यह वर्णन में संपर्क क्षेत्र के रूप में उपयोग किया गया है) है।

 ई.एम.एफ. कम्युटेशन

कम्युटेशन अवधि के दौरान शॉर्ट सर्किट कोइल में धारा उलटने के समय की देरी का मुख्य कारण कोइल की प्रेरक गुण है। इस प्रकार की कम्युटेशन में, कोइल की प्रेरक गुण के कारण उत्पन्न बाधा वोल्टेज, कम्युटेशन अवधि के दौरान शॉर्ट सर्किट कोइल में उत्पन्न होने वाले उलटने वाले ई.एम.एफ. द्वारा निरस्त किया जाता है।

बाधा वोल्टेज

कोइल की प्रेरक गुण के कारण शॉर्ट सर्किट कोइल में उत्पन्न वोल्टेज, जो कम्युटेशन अवधि के दौरान धारा के उलटने का विरोध करता है, को बाधा वोल्टेज कहा जाता है।

हम दो तरीकों से उलटने वाला ई.एम.एफ. उत्पन्न कर सकते हैं

• ब्रश विस्थापन द्वारा।

• अंतर-पोल या कम्युटेटिंग पोल के उपयोग द्वारा।

 कम्युटेशन के लिए ब्रश विस्थापन विधि

 इस कम्युटेशन में सुधार करने की विधि में डीसी जनरेटर के लिए ब्रशों को आगे की दिशा में और मोटर के लिए पीछे की दिशा में विस्थापित किया जाता है, ताकि बाधा वोल्टेज को निरस्त करने के लिए पर्याप्त उलटने वाला ई.एम.एफ. उत्पन्न किया जा सके। जब ब्रशों को आगे या पीछे की ओर ले जाया जाता है, तो यह शॉर्ट सर्किट कोइल को विपरीत ध्रुवता वाले अगले पोल के प्रभाव में ले जाता है। फिर कोइल के दोनों तरफ विपरीत ध्रुवता वाले मुख्य पोल से आवश्यक फ्लक्स को काटते हैं, जिससे पर्याप्त उलटने वाला ई.एम.एफ. उत्पन्न होता है। यह विधि बहुत कम उपयोग में लाई जाती है क्योंकि सर्वोत्तम परिणाम के लिए, प्रत्येक लोड के परिवर्तन के साथ, ब्रशों को विस्थापित करना होता है।

अंतर-पोल का उपयोग करने की विधि

 इस विधि में, छोटे पोल, जिन्हें अंतर-पोल कहा जाता है, योक के साथ टाइटल किए जाते हैं और मुख्य पोलों के बीच रखे जाते हैं। जनरेटरों के लिए, उनकी ध्रुवता आसन्न मुख्य पोलों की मेल खाती है, और मोटरों के लिए, यह पूर्ववर्ती मुख्य पोलों की मेल खाती है। अंतर-पोल कम्युटेशन अवधि के दौरान शॉर्ट सर्किट कोइल में एक ई.एम.एफ. उत्पन्न करते हैं, जो बाधा वोल्टेज का विरोध करता है और छिन्न-छिन्न रहित कम्युटेशन सुनिश्चित करता है।

संशोधन वाइंडिंग्स

यह आर्मेचर प्रतिक्रिया और फ्लैश ओवर की समस्या को दूर करने का सबसे प्रभावी तरीका है, आर्मेचर mmf को संतुलित करके। संशोधन वाइंडिंग्स पोल फेस पर दिए गए स्लॉट में रोटर (आर्मेचर) चालकों के समानांतर रखे जाते हैं।

संशोधन वाइंडिंग्स का प्रमुख दोष उनकी उच्च लागत है। वे मुख्य रूप से भारी ओवरलोड या प्लगिंग का सामना करने वाले बड़े मशीनों और तेज़ उलटने और तेज़ त्वरण की आवश्यकता वाले छोटे मोटरों में उपयोग किए जाते हैं।