आर्मेचर: परिभाषा, कार्य और भाग (विद्युत मोटर और जनित्र)

आर्मेचर क्या है?

आर्मेचर एक विद्युतीय मशीन (जैसे, मोटर या जनरेटर) का वह घटक है जो वैद्युत विकल्पी प्रवाह (AC) ले जाता है। आर्मेचर डीसी (सीधे प्रवाह) मशीनों पर भी AC ले जाता है, कम्यूटेटर (जो नियमित रूप से प्रवाह की दिशा बदलता है) या इलेक्ट्रोनिक कम्यूटेशन (जैसे, ब्रशलेस DC मोटर में) के माध्यम से।

आर्मेचर आर्मेचर वाइंडिंग के लिए आवास और समर्थन प्रदान करता है, जो स्टेटर और रोटर के बीच बने हवा के अंतराल में बने चुंबकीय क्षेत्र के साथ इंटरैक्ट करता है। स्टेटर या तो घूर्णन भाग (रोटर) या स्थिर भाग (स्टेटर) हो सकता है।

शब्द आर्मेचर 19वीं शताब्दी में एक तकनीकी शब्द के रूप में पेश किया गया था, जिसका अर्थ "एक चुंबक का रखवाला" है।

विद्युत मोटर में आर्मेचर कैसे काम करता है?

एक विद्युत मोटर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक उत्प्रेरण के सिद्धांत का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। जब एक प्रवाह वहन करने वाले चालक को एक चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो फ्लेमिंग के बायें हाथ के नियम के अनुसार यह एक बल का अनुभव करता है।

एक विद्युत मोटर में, स्टेटर चुम्बकीय या इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग करके एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। आर्मेचर, जो आमतौर पर रोटर होता है, आर्मेचर वाइंडिंग को ले जाता है, जो कम्यूटेटर और ब्रशों से जुड़ा होता है। कम्यूटेटर आर्मेचर वाइंडिंग में प्रवाह की दिशा को इस प्रकार बदलता है कि यह हमेशा चुंबकीय क्षेत्र के साथ एकीकृत रहता है।

चुंबकीय क्षेत्र और आर्मेचर वाइंडिंग के बीच का इंटरैक्शन एक टोक का उत्पादन करता है, जो आर्मेचर को घूमने का कारण बनता है। आर्मेचर से जुड़ा छड़ यांत्रिक शक्ति को अन्य उपकरणों तक स्थानांतरित करता है।

विद्युत जनरेटर में आर्मेचर कैसे काम करता है?

एक विद्युत जनरेटर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक उत्प्रेरण के सिद्धांत का उपयोग करके यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। जब एक चालक चुंबकीय क्षेत्र में गति करता है, तो फाराडे के नियम के अनुसार यह एक विद्युत विक्षेपण बल (EMF) उत्पन्न करता है।

एक विद्युत जनरेटर में, आर्मेचर आमतौर पर एक डीजल इंजन या टर्बाइन जैसे प्राइम मूवर द्वारा चलाया जाने वाला रोटर होता है। आर्मेचर आर्मेचर वाइंडिंग को ले जाता है, जो कम्यूटेटर और ब्रशों से जुड़ा होता है। स्टेटर चुम्बकीय या इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग करके एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।

चुंबकीय क्षेत्र और आर्मेचर वाइंडिंग के बीच की सापेक्ष गति आर्मेचर वाइंडिंग में EMF उत्पन्न करती है, जो बाहरी सर्किट में विद्युत प्रवाह चलाती है। कम्यूटेटर आर्मेचर वाइंडिंग में प्रवाह की दिशा को इस प्रकार बदलता है कियह वैद्युत विकल्पी प्रवाह (AC) उत्पन्न करता है।

आर्मेचर के भाग और आरेख

आर्मेचर में चार मुख्य भाग होते हैं: कोर, वाइंडिंग, कम्यूटेटर और छड़। नीचे एक आर्मेचर का आरेख दिया गया है।

आर्मेचर के नुकसान

विद्युतीय मशीन का आर्मेचर विभिन्न प्रकार के नुकसानों का सामना करता है, जो इसकी दक्षता और प्रदर्शन को कम करते हैं। आर्मेचर के मुख्य प्रकार के नुकसान हैं:

• कॉपर नुकसान: यह आर्मेचर वाइंडिंग के प्रतिरोध के कारण होने वाला शक्ति नुकसान है। यह आर्मेचर प्रवाह के वर्ग के अनुपात में होता है और गोल तारों या समानांतर पथों का उपयोग करके कम किया जा सकता है। कॉपर नुकसान निम्न सूत्र द्वारा गणना किया जा सकता है:

जहाँ Pc कॉपर नुकसान, Ia आर्मेचर प्रवाह, और Ra आर्मेचर प्रतिरोध है।

• इडी करंट नुकसान: यह आर्मेचर के कोर में उत्पन्न होने वाले इंडक्ट करंट के कारण होने वाला शक्ति नुकसान है। ये करंट बदलते चुंबकीय फ्लक्स के कारण होते हैं और गर्मी और चुंबकीय नुकसान उत्पन्न करते हैं। इडी करंट नुकसान लैमिनेट कोर सामग्रियों का उपयोग करके या हवा के अंतराल को बढ़ाकर कम किया जा सकता है। इडी करंट नुकसान निम्न सूत्र द्वारा गणना किया जा सकता है:

जहाँ Pe इडी करंट नुकसान, ke कोर सामग्री और आकार पर निर्भर एक स्थिरांक, Bm अधिकतम फ्लक्स घनत्व, f फ्लक्स उलटने की आवृत्ति, t प्रत्येक लैमिनेट की मोटाई, और V कोर का आयतन है।

• हिस्टरीसिस नुकसान: यह आर्मेचर के कोर के लगातार चुंबकीकरण और डीचुंबकीकरण के कारण होने वाला शक्ति नुकसान है। यह प्रक्रिया कोर सामग्री के अणु संरचना में घर्ष और गर्मी उत्पन्न करती है। हिस्टरीसिस नुकसान को माध्यम चुंबकीय सामग्रियों का उपयोग करके कम किया जा सकता है, जिनकी बाधा कम और चुंबकीय पारगम्यता अधिक होती है। हिस्टरीसिस नुकसान निम्न सूत्र द्वारा गणना किया जा सकता है:

जहाँ Ph हिस्टरीसिस नुकसान, kh कोर सामग्री पर निर्भर एक स्थिरांक, Bm अधिकतम फ्लक्स घनत्व, f फ्लक्स उलटने की आवृत्ति, और V कोर का आयतन है।

कुल आर्मेचर नुकसान इन तीन नुकसानों को जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है:

आर्मेचर दक्षता को आर्मेचर की आउटपुट शक्ति और इनपुट शक्ति के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है