DC মোটরের গতিনিয়ন্ত্রণ: আর্মেচার রোধ নিয়ন্ত্রণ এবং ফিল্ড ফ্লাক্স নিয়ন্ত্রণ

ডি সি মোটর হল এমন একটি যন্ত্র যা যান্ত্রিক শক্তিকে ডিরেক্ট কারেন্ট বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে। ডি সি মোটরের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য হল এর গতিকে সহজেই নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তার অনুযায়ী সরল পদ্ধতিতে সম্পর্কিত করা যায়। এই পর্যায়ের সুবিধাজনক গতি নিয়ন্ত্রণ এসি মোটরে এতটা সহজে অর্জনযোগ্য নয়।

গতি নিয়ন্ত্রণ এবং গতি নিয়ন্ত্রণের ধারণা আলাদা। গতি নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে, মোটরের গতি বিভিন্ন পরিচালনা অবস্থার প্রতিক্রিয়ায় স্বতঃস্ফূর্তভাবে পরিবর্তিত হয়। অন্যদিকে, ডি সি মোটরে, গতির পরিবর্তন হয় হয় অপারেটর দ্বারা হাতে-কলমে বা নিয়ন্ত্রণ যন্ত্রপাতির মাধ্যমে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সৃষ্ট। ডি সি মোটরের গতি নিম্নলিখিত সম্পর্ক দ্বারা নির্ধারিত হয়:

সমীকরণ (১) স্পষ্টভাবে দেখায় যে ডি সি মোটরের গতি তিনটি মূল ফ্যাক্টরের উপর নির্ভর করে: সরবরাহ ভোল্টেজ V, আর্মেচার সার্কিটের রোধ Ra, এবং ফিল্ড ফ্লাক্স ϕ, যা ফিল্ড কারেন্ট দ্বারা উৎপন্ন হয়।

• ডি সি মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে, ভোল্টেজ, আর্মেচার রোধ, এবং ফিল্ড ফ্লাক্সের পরিবর্তন গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা করা হয়। নিম্নলিখিত তিনটি প্রধান পদ্ধতি ডি সি মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণে ব্যবহৃত হয়:

• আর্মেচার সার্কিটে রোধের পরিবর্তন (আর্মেচার রোধ বা রিওস্ট্যাটিক নিয়ন্ত্রণ)

• ফিল্ড ফ্লাক্সের পরিবর্তন (ফিল্ড ফ্লাক্স নিয়ন্ত্রণ)

• ফলাপ্ত ভোল্টেজের পরিবর্তন (আর্মেচার ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ)

এই গতি-নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলির প্রতিটির আরও গভীর বিশ্লেষণ পরবর্তীতে প্রদান করা হয়েছে।
ডি সি মোটরের আর্মেচার রোধ নিয়ন্ত্রণ (শান্ট মোটর)
শান্ট মোটরে আর্মেচার রোধ নিয়ন্ত্রণ বাস্তবায়নের জন্য সংযোগ ডায়াগ্রাম নিম্নলিখিত হল। এই পদ্ধতিতে, একটি পরিবর্তনশীল রেসিস্টর Re আর্মেচার সার্কিটে সন্নিবেশিত করা হয়। উল্লেখ্য যে, এই পরিবর্তনশীল রেসিস্টরের মানের পরিবর্তন চৌম্বক ফ্লাক্সকে প্রভাবিত করে না, কারণ ফিল্ড বাইন্ডিং সরাসরি সরবরাহ মেইনসের সাথে সংযুক্ত থাকে।

শান্ট মোটরের গতি-কারেন্ট বৈশিষ্ট্য নিম্নলিখিত হল।

সিরিজ মোটর
এখন আসুন ডি সি সিরিজ মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণের জন্য আর্মেচার রোধ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি ব্যবহার করে সংযোগ ডায়াগ্রাম পরীক্ষা করি।

যখন আর্মেচার সার্কিটের রোধ সম্পর্কিত হয়, তখন এটি সার্কিট দিয়ে প্রবাহিত হওয়া কারেন্ট এবং মোটরের মধ্যে চৌম্বক ফ্লাক্স উভয়কেই প্রভাবিত করে। পরিবর্তনশীল রেসিস্টরের উপর ভোল্টেজ পতন আর্মেচারের জন্য উপলব্ধ ভোল্টেজকে কমিয়ে দেয়। ফলস্বরূপ, এই প্রযুক্ত আর্মেচার ভোল্টেজের হ্রাস মোটরের ঘূর্ণন গতিকে হ্রাস করে।

সিরিজ মোটরের গতি-কারেন্ট বৈশিষ্ট্য বক্ররেখা, যা মোটরের গতি এবং এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হওয়া কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক দেখায়, নিম্নলিখিত চিত্রে প্রদর্শিত হয়।

যখন পরিবর্তনশীল রোধ Re-এর মান বৃদ্ধি করা হয়, মোটর কম ঘূর্ণন গতিতে পরিচালিত হয়। যেহেতু পরিবর্তনশীল রোধ সম্পূর্ণ রেটড আর্মেচার কারেন্ট পরিবহন করে, তাই এটি গরম বা বিফল হওয়া ছাড়াই সম্পূর্ণ রেটড আর্মেচার কারেন্ট পরিচালনা করার জন্য প্রকৌশল করা হয়।

আর্মেচার রোধ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতির অসুবিধাগুলি

• অতিরিক্ত তাপ হিসাবে বহিরাগত রোধ Re-এ বিশেষ পরিমাণে বৈদ্যুতিক শক্তি বিলুপ্ত হয়, যা অকার্যকরতা এবং শক্তি ব্যয় ঘটায়।

• এই আর্মেচার রোধ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি মোটরের গতিকে তার সাধারণ পরিচালনা গতির নিচে হ্রাস করার জন্য সীমিত; এটি সাধারণ স্তরের বেশি গতি বৃদ্ধি করতে দেয় না।

• পরিবর্তনশীল রোধের যেকোনো নির্দিষ্ট মানের জন্য, গতির হ্রাসের পরিমাণ নির্দিষ্ট নয়, বরং মোটরের উপর লোডের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়, যা নির্ভুল গতি নিয়ন্ত্রণ অর্জন করার জন্য চ্যালেঞ্জিং করে।

• এর অন্তর্নিহিত অকার্যকরতা এবং সীমাবদ্ধতার কারণে, এই গতি-নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি সাধারণত ছোট আকারের মোটরের জন্য শুধুমাত্র যথেষ্ট।

ডি সি মোটরের ফিল্ড ফ্লাক্স নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি

ডি সি মোটরের মধ্যে চৌম্বক ফ্লাক্স ফিল্ড কারেন্ট দ্বারা উৎপন্ন হয়। ফলে, এই পদ্ধতিতে গতি নিয়ন্ত্রণ ফিল্ড কারেন্টের পরিমাণ পরিবর্তন করে সম্পন্ন হয়।

শান্ট মোটর

শান্ট মোটরে, একটি পরিবর্তনশীল রেসিস্টর RC শান্ট ফিল্ড বাইন্ডিংসের সাথে সিরিজ সংযুক্ত হয়, যা নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়। এই RC-কে সাধারণত শান্ট ফিল্ড নিয়ন্ত্রক বলা হয়, যা ফিল্ড কারেন্ট এবং পরবর্তীতে মোটরের চৌম্বক ফ্লাক্স পরিবর্তনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

শান্ট ফিল্ড কারেন্ট নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা দেওয়া হয়:

যখন পরিবর্তনশীল রেসিস্টর RC ফিল্ড সার্কিটে সন্নিবেশিত হয়, এটি ফিল্ড কারেন্টের প্রবাহকে সীমাবদ্ধ করে। ফলে, ফিল্ড বাইন্ডিং দ্বারা উৎপন্ন চৌম্বক ফ্লাক্স হ্রাস পায়। এই ফ্লাক্সের হ্রাস মোটরের গতির উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে, যা বৃদ্ধি করে। ফলে, মোটর তার স্বাভাবিক, অপরিবর্তিত গতির চেয়ে বেশি ঘূর্ণন গতিতে পরিচালিত হয়।

এই অনন্য বৈশিষ্ট্য ফিল্ড ফ্লাক্স নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিকে দুটি প্রধান উদ্দেশ্যে অত্যন্ত উপযোগী করে। প্রথমত, এটি মোটরকে তার স্থানীয় পরিচালনা গতির চেয়ে বেশি গতি অর্জন করতে সক্ষম করে, যা উচ্চ ঘূর্ণন হারের প্রয়োজনীয় প্রয়োগগুলিতে সুবিধা প্রদান করে। দ্বিতীয়ত, এটি মোটরের উপর লোড থাকার সাথে সাথে স্বাভাবিক গতির হ্রাস প্রতিহত করতে ব্যবহৃত হতে পারে, যা বিভিন্ন লোড অবস্থায় আরও স্থিতিশীল গতি বজায় রাখতে সাহায্য করে।

শান্ট মোটরের গতি-টর্ক বক্ররেখা, যা গ্রাফিকভাবে মোটরের ঘূর্ণন গতি এবং এটি উৎপাদন করতে পারে টর্কের মধ্যে সম্পর্ক দেখায়, নিম্নলিখিত হল। এই বক্ররেখা ফিল্ড ফ্লাক্স নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি প্রয়োগ করার সময় বিভিন্ন পরিচালনা পরিস্থিতির অধীনে মোটরের পারফরম্যান্স বৈশিষ্ট্যের মূল্যবান দৃষ্টিভঙ্গি প্রদান করে।

সিরিজ মোটর

সিরিজ মোটরের ক্ষেত্রে, ফিল্ড কারেন্ট পরিবর্তন করা হয় দুই পদ্ধতির মাধ্যমে: একটি হল ডিভার্টার ব্যবহার করে এবং অন্যটি হল ট্যাপড ফিল্ড নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করে।

ডিভার্টার ব্যবহার করে

নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়, একটি পরিবর্তনশীল রেসিস্টর Rd সিরিজ ফিল্ড বাইন্ডিংসের সাথে সমান্তরাল সংযুক্ত করা হয়। এই বিন্যাস সার্কিটের মধ্যে কারেন্ট বিতরণকে পরিচালনা করে, যা সিরিজ ফিল্ড বাইন্ডিংস দ্বারা উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তির উপর প্রভাব ফেলে।

এই বিন্যাসে সমান্তরাল রেসিস্টরকে ডিভার্টার বলা হয়। যখন পরিবর্তনশীল রোধ Rd সহ ডিভার্টার সংযুক্ত করা হয়, এটি মুখ্য কারেন্টের একটি নির্দিষ্ট অংশকে সিরিজ ফিল্ড বাইন্ডিংস থেকে বিচ্ছিন্ন করে। ফলে, ডিভার্টারের প্রধান কাজ হল ফিল্ড বাইন্ডিং দিয়ে প্রবাহিত কারেন্টের পরিমাণ হ্রাস করা। ফিল্ড কারেন্ট হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে, ফিল্ড দ্বারা উৎপন্ন চৌম্বক ফ্লাক্সও হ্রাস পায়। এই ফ্লাক্সের হ্রাস মোটরের ঘূর্ণন গতিকে বৃদ্ধি করে।

ট্যাপড ফিল্ড নিয়ন্ত্রণ
সিরিজ মোটরের ফিল্ড কারেন্ট পরিবর্তনের দ্বিতীয় পদ্ধতি হল ট্যাপড ফিল্ড নিয়ন্ত্রণ। এই পদ্ধতির জন্য সংশ্লিষ্ট বৈদ্যুতিক সংযোগ এবং উপাদানগুলি নিম্নলিখিত সংযোগ ডায়াগ্রামে দেখানো হয়।

ট্যাপড ফিল্ড নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিতে, এম্পিয়ার-টার্ন সক্রিয় ফিল্ড টার্নের সংখ্যা পরিবর্তন করে সম্পন্ন হয়। এই বিশেষ বিন্যাস বিদ্যুত ট্র্যাকশন সিস্ট