DC मोटरको गति नियन्त्रण: आर्मेचर प्रतिरोध नियन्त्रण र क्षेत्र फ्लक्स नियन्त्रण

DC मोटर एक यन्त्र हो जसले यान्त्रिक शक्ति लाई सीधा-प्रवाह विद्युत शक्तिमा परिवर्तन गर्छ। DC मोटरको सबैभन्दा धेरै ध्यानाकर्षक विशेषता यो हो कि यसको गति आफैं अनुसार यसको गति बिगराउन सजिलै गर्न सकिन्छ। यस तरहको सजिलो गति नियमन AC मोटरमा इतनो सजिलै प्राप्त नहुन्छ।

गति नियमन र गति नियन्त्रणको अर्थहरू भिन्न हुन्छन्। गति नियमनको मामलामा, मोटरको गति विभिन्न संचालन अवस्थाहरूको उत्तरमा स्वतःले बदल्छ। उल्टाउँदै, DC मोटरमा, गति बिगराउन या त्यो मानिसले या नियन्त्रण यन्त्रहरूले गर्न सकिन्छ। DC मोटरको गति निम्न रिलेशनले निर्धारित गरिन्छ:

समीकरण (1) स्पष्ट रूपमा देखाउँछ कि DC मोटरको गति तीन मुख्य कारकहरू: आपूर्ति वोल्टेज V, आर्मेचर सर्किट प्रतिरोध Ra, र फिल्ड फ्लक्स ϕ, जुन फिल्ड विद्युत द्वारा उत्पन्न भएको हुन्छ, पर निर्भर छ।

• DC मोटरको गति नियन्त्रण गर्दा, वोल्टेज, आर्मेचर प्रतिरोध, र फिल्ड फ्लक्सको परिवर्तन आवश्यक विचारहरू हुन्छन्। DC मोटर गति नियन्त्रण गर्नका लागि तीन प्राथमिक तकनीकहरू छन्, जसलाई निम्नलिखित रूपमा उल्लेख गरिएको छ:

• आर्मेचर सर्किटमा प्रतिरोधको परिवर्तन (आर्मेचर प्रतिरोध वा रियोस्टेटिक नियन्त्रण)

• फिल्ड फ्लक्समा परिवर्तन (फिल्ड फ्लक्स नियन्त्रण)

• प्रयोग गरिएको वोल्टेजमा परिवर्तन (आर्मेचर वोल्टेज नियन्त्रण)

यी गति-नियन्त्रण तकनीकहरूको गहिरो अध्ययन अगाडि प्रदान गरिनेछ।
DC मोटरको आर्मेचर प्रतिरोध नियन्त्रण (शन्ट मोटर)
शन्ट मोटरमा आर्मेचर प्रतिरोध नियन्त्रण लागू गर्ने लागि निम्न चित्रमा दिएको जोडाउन चित्र देखाइएको छ। यस दृष्टिकोणमा, एक चल प्रतिरोध Re आर्मेचर सर्किटमा राखिन्छ। ध्यान दिनुहोस, यो चल प्रतिरोधको मान बदल्ने फिल्ड वाइंडिङलाई बिजुली आपूर्ति मेनसम्म ठूलो जोडाइएको छ भन्दा फिल्ड फ्लक्समा कुनै प्रभाव नहुन्छ।

शन्ट मोटरको गति-विद्युत विशेषताहरू निम्न दिएको छन्।

श्रृंखला मोटर
अब आर्मेचर प्रतिरोध नियन्त्रण विधि प्रयोग गरेर DC श्रृंखला मोटरको गति नियन्त्रण गर्ने लागि जोडाउन चित्र अध्ययन गरौं।

जब आर्मेचर सर्किटको प्रतिरोध बदलिन्छ भने, यसले सर्किटमा प्रवाह गर्ने विद्युत र मोटरमा चुम्बकीय फ्लक्स दुवैलाई प्रभाव पार्छ। चल प्रतिरोधमा वोल्टेज गिरावट आर्मेचरलाई उपलब्ध वोल्टेज घटाउँछ। त्यसैले, यो लागू आर्मेचर वोल्टेजमा कमी गर्दा मोटरको घूर्णन गति घटाउँछ।

श्रृंखला मोटरको गति-विद्युत विशेषता वक्र, जसले मोटरको गति र यसको दिशामा प्रवाह गर्ने विद्युतको सम्बन्ध देखाउँछ, निम्न चित्रमा देखाइएको छ।

जब चल प्रतिरोध Re को मान बढाइन्छ भने, मोटर निम्न घूर्णन गतिमा संचालन गर्छ। चल प्रतिरोधले आर्मेचरको पूर्ण विद्युत प्रवाह गर्छ, त्यसैले यसलाई निरन्तर पूर्ण-रेटेड आर्मेचर विद्युत प्रवाह गर्न बिना गर्मी वा असफल हुने तयार गर्नुपर्छ।

आर्मेचर प्रतिरोध नियन्त्रण विधिको नकारात्मक विशेषताहरू

• बाहिरी प्रतिरोध Re मा धेरै विद्युत शक्ति गर्मी रूपमा विसरिन्छ, जसले अपकार्यक्षमता र ऊर्जा नष्ट हुन दिन्छ।

• यो आर्मेचर प्रतिरोध नियन्त्रण विधि नियमित संचालन गतिको तल गति घटाउन सीमित छ; यसले नियमित स्तरबाट ऊपर गति बढाउन सकिदैन।

• कुनै विशिष्ट चल प्रतिरोधको मानको लागि, गति घटाउनको डिग्री नियमित छैन, बल्कि मोटरमा लगाएको लोड अनुसार बदल्छ, जसले नियमित गति नियन्त्रण पार्न सुविधा दिन्छ।

• यसको आन्तरिक अपकार्यक्षमता र सीमाहरूको कारण, यो गति-नियन्त्रण दृष्टिकोण आमतौरले लघु आकारका मोटरहरूको लागि योग्य छ।

DC मोटरको फिल्ड फ्लक्स नियन्त्रण विधि

DC मोटरमा चुम्बकीय फ्लक्स फिल्ड विद्युत द्वारा उत्पन्न भएको हुन्छ। त्यसैले, यस विधिले फिल्ड विद्युतको राशिमान बदल्दा गति नियन्त्रण गर्छ।

शन्ट मोटर

शन्ट मोटरमा, एक चल प्रतिरोध RC शन्ट फिल्ड वाइंडिङसँग श्रृंखला जोडिएको छ, जसलाई निम्न चित्रमा देखाइएको छ। यो RC आमतौरले शन्ट फिल्ड रेग्युलेटरको रूपमा जानिन्छ, यो फिल्ड विद्युत र फिल्ड फ्लक्स बदल्नका लागि महत्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।

शन्ट फिल्ड विद्युत निम्न समीकरण द्वारा दिइएको छ:

जब चल प्रतिरोध RC फिल्ड सर्किटमा राखिन्छ भने, यो फिल्ड विद्युतको प्रवाह रोक्छ। त्यसैले, फिल्ड वाइंडिङहरूले उत्पन्न गरेको चुम्बकीय फ्लक्स घट्छ। यो फ्लक्सको कमी ले मोटरको गति बढाउँछ। त्यसैले, मोटर नियमित, अपरिवर्तित गतिबाट बढी घूर्णन गतिमा संचालन गर्छ।

यो विशेष विशेषता फिल्ड फ्लक्स नियन्त्रण विधिलाई दुई मुख्य कार्यहरूमा उपयोगी बनाउँछ। पहिलो, यसले मोटरलाई नियमित संचालन गतिबाट बढी गति प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले उच्च घूर्णन दरको आवश्यकता छन्। दोस्रो, यसले मोटरमा लोड लगेपछि नै स्वाभाविक रूपमा घट्ने गतिलाई दुवारा लड्न सकिन्छ, जसले विभिन्न लोड अवस्थाहरूमा नियमित गति बनाउँछ।

शन्ट मोटरको गति-टोक वक्र, जसले मोटरको घूर्णन गति र यसको उत्पन्न गर्न सकिने टोकको सम्बन्ध देखाउँछ, निम्न दिएको छ। यो वक्र फिल्ड फ्लक्स नियन्त्रण विधि लागू गर्दा मोटरको प्रदर्शन विशेषताहरूको मूल्यवान बुझाउँछ।

श्रृंखला मोटर

श्रृंखला मोटरको मामलामा, फिल्ड विद्युत बदल्न दुई तरिकाहरू छन्: या त डाइवर्टर प्रयोग गरेर वा टप्पेद फिल्ड नियन्त्रण प्रयोग गरेर।

डाइवर्टर प्रयोग गरेर

निम्न चित्रमा देखाइएको छ, एउटा चल प्रतिरोध Rd श्रृंखला फिल्ड वाइंडिङसँग समानान्तर जोडिएको छ। यो व्यवस्था विद्युत प्रवाहको वितरण बदल्न अनुमति दिन्छ, जसले श्रृंखला फिल्ड वाइंडिङहरूले उत्पन्न गरेको चुम्बकीय फिल्डको बल प्रभावित गर्छ।

यो व्यवस्थामा समानान्तर प्रतिरोध डाइवर्टर भनिन्छ। जब चल प्रतिरोध Rd ले जोडिएको डाइवर्टर लगाइन्छ भने, यो श्रृंखला फिल्ड वाइंडिङमा प्रवाह गर्ने मुख्य विद्युतको केही भाग अलग गर्छ। त्यसैले, डाइवर्टरको मुख्य कार्य फिल्ड वाइंडिङमा प्रवाह गर्ने विद्युतको मात्रा घटाउनु हुन्छ। जब फिल्ड विद्युत घट्छ भने, फिल्ड द्वारा उत्पन्न गरिएको चुम्बकीय फ्लक्स घट्छ। यो फ्लक्सको कमी ले मोटरको घूर्णन गति बढाउँछ। टप्पेद फिल्ड नियन्त्रण दुई तरिकाहरूमा श्रृंखला मोटरको फिल्ड विद्युत बदल्न यो दूसरो तरिका हो। यस विधिको लागि विशिष्ट विद्युत जोडाउन चित्र निम्न दिएको छ।

टप्पेद फिल्ड नियन्त्रण विधिमा, एम्पियर-टर्नहरू फिल्ड टर्नहरूको संख्या परिवर्तन गरेर समायोजित गरिन्छ। यो विशिष्ट व्यवस्था विद्युत ट्रक्शन प्रणालीमा उचित छ। फिल्ड टर्नहरूको संख्या परिवर्तन गर्दा, मोटरको फिल्ड वाइंडिङले उत्पन्न गरेको चुम्बकीय फिल्ड फ्लक्स परिवर्तित हुन्छ, जसले मोटरको गति नियन्त्रणमा यथार्थता दिन्छ।

श्रृंखला मोटरको गति-टोक विशेषता वक्र, जसले मोटरको घूर्णन गति र यसको उत्पन्न गर्न सकिने टोकको सम्बन्ध देखाउँछ, निम्न चित्रमा देखाइएको छ। यो वक्र टप्पेद फिल्ड नियन्त्रण विधि लागू गर्दा मोटरको प्रदर्शन योग्यताहरूको मूल्यवान बुझाउँछ, जसले इंजिनियरहरू र तकनीशियनहरूलाई लोड र गति सेटिङहरूमा परिवर्तन भएको समय मोटरको प्रतिक्रिया बुझ्न मद्दत गर्छ।

फिल्ड फ्लक्स नियन्त्रणको फाइदाहरू
फिल्ड फ्लक्स नियन्त्रण विधिले निम्न फाइदाहरू प्रदान गर्छ, जसलाई निम्नलिखित रूपमा उल्लेख गरिएको छ:

• सजिलो प्रयोग: यो दृष्टिकोण सजिलो र प्रयोक्ता-अनुकूल छ, जसले सजिलो लागू र संचालन सुविधा दिन्छ।

• निम्न शक्ति नष्ट: चूँकि शन्ट फिल्डमा सामान्यतया ठूलो विद्युत आवश्यकता छैन, शन्ट फिल्डमा विसरिने शक्ति निम्न रहन्छ, जसले समग्र दक्षतामा सुधार गर्छ।

• गति बढाउनको तरिका: चुम्बकीय परिपथमा लोहाको संतृप्ति कार