DC موتر کی رفتار کنٹرول: آرمیچر مقاومت کنٹرول اور فیلڈ فلاکس کنٹرول
ڈی سی موتر ایک آلہ ہے جو مکینکی توانائی کو مستقیم جاری برقی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ ڈی سی موتر کی سب سے نمایاں خصوصیات میں سے ایک یہ ہے کہ اس کی رفتار آسان طریقوں سے مخصوص ضروریات کے مطابق بڑی آسانی سے تبدیل کی جا سکتی ہے۔ ایسی سطح کی آسان رفتار کنٹرول اے سی موتر میں اتنی آسانی سے حاصل نہیں کی جا سکتی ہے۔
رفتار کے نگہداشت اور رفتار کنٹرول کے مفاهیم مختلف ہیں۔ رفتار کے نگہداشت کے متعلق، موتر کی رفتار مختلف کام کرنے کی شرائط کے جواب میں خودبخود تبدیل ہوجاتی ہے۔ بالعکس، ڈی سی موتر میں، رفتار کی تبدیلی کو آپریٹر کے ذریعے دستیاب یا کنٹرول ڈیوائس کے ذریعے خودکار طور پر شروع کیا جاتا ہے۔ ڈی سی موتر کی رفتار نیچے دی گئی تعلق کے ذریعے متعین ہوتی ہے:
معادلہ (1) واضح طور پر ظاہر کرتا ہے کہ ڈی سی موتر کی رفتار تین بنیادی عوامل پر منحصر ہوتی ہے: فراہم کردہ ولٹیج V، آرمیچر سرکٹ مقاومت Ra، اور فیلڈ فلاکس ϕ، جو فیلڈ کرنٹ سے تولید ہوتا ہے۔
ڈی سی موتر کی رفتار کنٹرول کے متعلق، ولٹیج، آرمیچر مقاومت، اور فیلڈ فلاکس کی کنٹرول کرنا بنیادی نکات ہیں۔ ڈی سی موتر کی رفتار کنٹرول کے لیے تین اہم طریقے ہیں، جو نیچے درج ہیں:
آرمیچر سرکٹ میں مقاومت کی تبدیلی (آرمیچر مقاومت یا ریاستی کنٹرول)
فیلڈ فلاکس میں تبدیلی (فیلڈ فلاکس کنٹرول)
لاگو کردہ ولٹیج میں تبدیلی (آرمیچر ولٹیج کنٹرول)
ان تمام رفتار کنٹرول طریقوں کے متعلق مزید عمقی مطالعہ بعد میں فراہم کیا گیا ہے۔
ڈی سی موتر کا آرمیچر مقاومت کنٹرول (شونٹ موتر)
شونٹ موتر پر آرمیچر مقاومت کنٹرول کو لاگو کرنے کا کنکشن ڈیاگرام نیچے دکھایا گیا ہے۔ اس رویے میں، ایک متغیر مقاومت Re کو آرمیچر سرکٹ میں شامل کیا جاتا ہے۔ قابل ذکر ہے کہ اس متغیر مقاومت کی قدر کی تبدیلی فیلڈ وائنڈنگ کو مستقیماً فراہم کردہ مینز سے جڑا ہونے کی وجہ سے مغناطیسی فلاکس پر اثر نہیں ڈالتی ہے۔
شونٹ موتر کی رفتار کرنٹ خصوصیات نیچے دکھائی گئی ہیں۔
سریز موتر
اگرچہ ہم اب ڈی سی سریز موتر کی رفتار کو آرمیچر مقاومت کنٹرول طریقہ کے ذریعے کنٹرول کرنے کا کنکشن ڈیاگرام دیکھتے ہیں۔
جب آرمیچر سرکٹ کی مقاومت کو تبدیل کیا جاتا ہے تو یہ سرکٹ کے ذریعے بہنے والے کرنٹ اور موتر کے اندر کے مغناطیسی فلاکس دونوں پر اثر ڈالتا ہے۔ متغیر مقاومت پر ولٹیج ڈراپ موثر طور پر آرمیچر کو دستیاب ولٹیج کو کم کردیتا ہے۔ اس کے نتیجے میں، آرمیچر پر لاگو کردہ ولٹیج کی کمی موتر کی گردش کی رفتار کو کم کردیتی ہے۔
سریز موتر کی رفتار کرنٹ خصوصیات کا منحنی، جو موتر کی رفتار اور اس کے ذریعے گزرے کرنٹ کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے، نیچے دیا گیا ہے۔
جب متغیر مقاومت Re کی قدر بڑھا دی جاتی ہے تو موتر کم رفتار سے کام کرتا ہے۔ چونکہ متغیر مقاومت کو پورا آرمیچر کرنٹ سے گذرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے اسے پوری طاقت کے آرمیچر کرنٹ کو مستقل طور پر کنٹرول کرنے کے لیے ڈیزائن کیا جانا چاہئے تاکہ یہ گرم ہونے یا فیل ہونے کی صورت میں نہ ہو۔
آرمیچر مقاومت کنٹرول طریقہ کے نقصانات
بہت زیادہ برقی توانائی کو حرارت کے طور پر خارجی مقاومت Re میں ختم کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں کم کارکردگی اور توانائی کا ضائع ہونا ہوتا ہے۔
یہ آرمیچر مقاومت کنٹرول کا طریقہ موتر کی رفتار کو اس کی عام کار کرنے کی رفتار سے نیچے لانے تک محدود ہے؛ یہ عام کار کرنے کی رفتار سے اوپر رفتار کو بڑھانے کی اجازت نہیں دیتا ہے۔
متغیر مقاومت کی کسی بھی خاص قدر کے لیے، رفتار کی کمی کی مقدار ثابت نہیں ہوتی بلکہ یہ موتر پر لاگو ہونے والے بوجھ پر منحصر ہوتی ہے، جس کی وجہ سے صحیح رفتار کنٹرول کو حاصل کرنا مشکل ہوتا ہے۔
اس کی ذاتی کم کارکردگیوں اور محدودیتوں کی وجہ سے، یہ رفتار کنٹرول طریقہ عام طور پر صرف چھوٹے سائز کے موتروں کے لیے مناسب ہوتا ہے۔
ڈی سی موتر کا فیلڈ فلاکس کنٹرول طریقہ
ڈی سی موتر میں مغناطیسی فلاکس فیلڈ کرنٹ کے ذریعے تولید ہوتا ہے۔ اس لیے، یہ رفتار کنٹرول طریقہ فیلڈ کرنٹ کی مقدار کو تبدیل کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔
شونٹ موتر
شونٹ موتر میں، ایک متغیر مقاومت RC کو شونٹ فیلڈ وائنڈنگ کے سلسلے میں شامل کیا جاتا ہے، جس کا نقشہ نیچے دکھایا گیا ہے۔ یہ RC عام طور پر شونٹ فیلڈ ریگولیٹر کے نام سے جانا جاتا ہے، جو فیلڈ کرنٹ اور بعد ازاں موتر کے مغناطیسی فلاکس کو تبدیل کرنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔
شُنت فیلڈ کا کرنٹ نیچے دیئے گئے مساوات سے معلوم کیا جاتا ہے:
جب متغیر ریزسٹر RCفیلڈ سرکٹ میں داخل کیا جاتا ہے تو یہ فیلڈ کرنٹ کی آمد پر قابو پاتا ہے۔ اس کے نتیجے میں فیلڈ ونڈنگ کے ذریعہ تولید شدہ مغناطیسی فلکس کم ہو جاتا ہے۔ یہ فلکس کم ہونے کا مستقیم اثر موٹر کی رفتار پر ہوتا ہے، جس کی وجہ سے رفتار بڑھ جاتی ہے۔ نتیجے میں، موٹر اپنی عام، غیر متغیر رفتار سے زیادہ گردش کرتا ہے۔
اس منحصر کی خصوصیت کی وجہ سے فیلڈ فلکس کنٹرول طریقہ کام کے لیے دو اہم مقاصد کے لیے بہت مفید ہوتا ہے۔ پہلے، یہ موٹر کو اپنی معیاری کارکردگی کی رفتار سے زیادہ رفتار حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے، جس کی وجہ سے ایسی اپلیکیشنز میں مرونة پیدا ہوتی ہے جہاں بلند گردش کی ضرورت ہوتی ہے۔ دوسرے، یہ موٹر کے اوپر لوڈ ہونے کے وقت طبیعتی طور پر رفتار کم ہونے کے خلاف استعمال کیا جا سکتا ہے، جس کی وجہ سے مختلف لوڈ کی صورتحالوں میں رفتار کو مزید ثابت رکھا جا سکتا ہے۔
ایک شُنت موٹر کی رفتار - ٹارک منحنی کو نیچے دکھایا گیا ہے جو موٹر کی گردش کی رفتار اور یہ کہ وہ کتنا ٹارک تیار کر سکتا ہے کے درمیان تعلق کو تصویری طور پر ظاہر کرتا ہے۔ یہ منحنی فیلڈ فلکس کنٹرول طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے مختلف کارکردگی کی صورتحالوں میں موٹر کی کارکردگی کی خصوصیات کو مفید نظریات فراہم کرتا ہے۔
سلسلہ وار موٹر
سلسلہ وار موٹر کی صورتحال میں، فیلڈ کرنٹ کو تبدیل کرنے کا کام دو طریقوں سے کیا جا سکتا ہے: یا تو ڈائیورٹر کا استعمال کرتے ہوئے یا ٹپڈ فیلڈ کنٹرول کا استعمال کرتے ہوئے۔
ڈائیورٹر کا استعمال کرتے ہوئے
نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے کہ متغیر ریزسٹنس Rd کو سلسلہ وار فیلڈ ونڈنگ کے ساتھ سمتانی طور پر جوڑا جاتا ہے۔ یہ تنظیم کارکردگی کے ذریعہ سرکٹ کے اندر کرنٹ کے تقسیم کو کنٹرول کرنے کی اجازت دیتی ہے، جس کی وجہ سے سلسلہ وار فیلڈ ونڈنگ کے ذریعہ تولید شدہ مغناطیسی فیلڈ کی قوت کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔
اس تنظیم میں سمتانی ریزسٹر کو ڈائیورٹر کہا جاتا ہے۔ جب متغیر ریزسٹنس Rd کے ساتھ ڈائیورٹر کو جوڑا جاتا ہے تو یہ مین کرنٹ کا کچھ حصہ سلسلہ وار فیلڈ ونڈنگ سے دور کرتا ہے۔ نتیجے میں، ڈائیورٹر کا بنیادی کام فیلڈ ونڈنگ سے گزرے کرنٹ کی مقدار کو کم کرنا ہوتا ہے۔ جب فیلڈ کرنٹ کم ہوتا ہے تو فیلڈ کے ذریعہ تولید شدہ مغناطیسی فلکس بھی کم ہو جاتا ہے۔ یہ فلکس کم ہونے کا نتیجہ موٹر کی گردش کی رفتار میں اضافہ ہوتا ہے۔ٹپڈ فیلڈ کنٹرولسلسلہ وار موٹر میں فیلڈ کرنٹ کو تبدیل کرنے کا دوسرا طریقہ ٹپڈ فیلڈ کنٹرول ہے۔ اس طریقہ کے مخصوص برقی کنکشن اور کمپوننٹس کو ظاہر کرنے والی سے متعلقہ کنکشن ڈیاگرام نیچے دکھایا گیا ہے۔
ٹپڈ فیلڈ کنٹرول طریقہ میں، امپیر-ٹرنز کو فیلڈ ٹرنز کی تعداد کو تبدیل کرتے ہوئے سیٹ کیا جاتا ہے۔ یہ خاص تنظیم برقی ٹریکشن سسٹمز میں بہت مفید ہوتی ہے۔ فیلڈ ٹرنز کی تعداد کو کنٹرول کرتے ہوئے، موٹر کے فیلڈ ونڈنگ کے ذریعہ تولید شدہ مغناطیسی فلکس کو تبدیل کیا جا سکتا ہے، جس کی وجہ سے موٹر کی رفتار کو مطلوبہ طور پر کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔
سلسلہ وار موٹر کی رفتار - ٹارک خصوصیات کا منحنی، جو موٹر کی گردش کی رفتار اور یہ کہ وہ کتنا ٹارک تیار کر سکتا ہے کے درمیان تعلق کو مختلف کارکردگی کی صورتحالوں میں تصویری طور پر ظاہر کرتا ہے، نیچے دکھایا گیا ہے۔ یہ منحنی ٹپڈ فیلڈ کنٹرول طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے موٹر کی کارکردگی کی صلاحیتوں کو مفید نظریات فراہم کرتا ہے، جس کی مدد سے مہندس اور ٹیکنیشنز کو موٹر کی لوڈ اور رفتار کی تبدیلیوں کے تحت ردعمل کا احاطہ کرنے میں مدد ملتی ہے۔
فیلڈ فلکس کنٹرول کے فوائد
فیلڈ فلکس کنٹرول طریقہ کام کے کچھ قابل ذکر فوائد نیچے درج کئے گئے ہیں:
آسان استعمال: یہ رویہ سیدھا اور صارف دوست ہے، جس کی وجہ سے آسان استعمال اور کارکردگی کی تسہیل کی جاتی ہے۔
کم طاقت کا نقصان: چونکہ شُنت فیلڈ معمولاً نسبتاً چھوٹا کرنٹ کی ضرورت ہوتی ہے، شُنت فیلڈ میں گم شدہ طاقت کم رہتی ہے، جس کی وجہ سے کل کارکردگی میں بہتری آتی ہے۔
رفتار بڑھانے کا نظام: مغناطیسی سرکٹ کے آئرن کور کی بھرپوری کی وجہ سے، مغناطیسی فلکس عام طور پر اپنی عام قدر سے زیادہ نہیں بڑھا سکتا۔ اس کی وجہ سے فیلڈ فلکس کنٹرول کا اہم مرکز فیلڈ کو کمزور کرنا ہوتا ہے، جس کی وجہ سے موٹر کی گردش کی رفتار بڑھ جاتی ہے۔
کنٹرول کی محدود حد: لیکن، یہ ضروری ہے کہ یہ طریقہ صرف محدود حد تک لاگو ہوتا ہے۔ فیلڈ کو بہت زیادہ کمزور کرنا موٹر کی کارکردگی کی ناپائیداری کا باعث بنا سکتا ہے، جس کی وجہ سے اس کا استعمال صرف وہاں کیا جا سکتا ہے جہاں دقیق کنٹرول اور استحکام ضروری ہوتا ہے۔
