Rotor (electric)
રોટર એ વિદ્યુત મોટર, વિદ્યુત જનરેટર અથવા પરાવર્તકમાં વિદ્યુતચુંબકીય પ્રણાલીનો ગતિશીલ ઘટક છે. તેનું પરિભ્રમણ વાઇન્ડિંગ્સ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે જે રોટરની ધરીની આસપાસ ટોર્ક ઉત્પન્ન કરે છે. વિદ્યુતચુંબકીય પરિભ્રમણનું પ્રારંભિક ઉદાહરણ એ 1826-27 માં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ અને કોમ્યુટેટર સાથે એન્યોસ જેડલિક દ્વારા બનાવવામાં આવેલું પ્રથમ રોટરી મશીન હતું. વીજળીના ક્ષેત્રમાં અન્ય અગ્રણીઓમાં હિપ્પોલાઇટ પિક્સીનો સમાવેશ થાય છે, જેમણે 1832માં વૈકલ્પિક વર્તમાન જનરેટરનું નિર્માણ કર્યું હતું અને વિલિયમ રિચીએ 1832માં પણ ચાર રોટર કોઇલ, કોમ્યુટેટર અને બ્રશ સાથે વિદ્યુતચુંબકીય જનરેટરનું નિર્માણ કર્યું હતું. વિકાસમાં ઝડપથી મોરિટ્ઝ હર્મન જેકોબીની મોટર જેવી વધુ ઉપયોગી એપ્લિકેશનો સામેલ હતી, જે 1834માં એક ફૂટ પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે 10 થી 12 પાઉન્ડ ઉપાડી શકતી હતી, જે લગભગ 15 વોટની યાંત્રિક શક્તિ હતી. 1835માં, ફ્રાન્સિસ વોટકિન્સે તેમણે બનાવેલા વિદ્યુત "રમકડા" નું વર્ણન કર્યું; તેમને સામાન્ય રીતે મોટર અને જનરેટરની વિનિમયક્ષમતાને સમજનારા પ્રથમ લોકોમાંના એક તરીકે ગણવામાં આવે છે. રોટરનો પ્રકાર અને બાંધકામ ઇન્ડક્શન (એસિંક્રોનસ) મોટર્સ, જનરેટર અને અલ્ટરનેટર્સ (સિંક્રોનસ) માં સ્ટેટર અને રોટરની બનેલી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિસ્ટમ હોય છે. ઇન્ડક્શન મોટરમાં રોટર માટે બે ડિઝાઇન છેઃ ખિસકોલી પાંજરા અને ઘા. જનરેટર અને અલ્ટરનેટર્સમાં, રોટર ડિઝાઇન મુખ્ય ધ્રુવ અથવા નળાકાર હોય છે. ખિસકોલી-પાંજરાનું રોટર ખિસકોલી-પાંજરાના રોટરમાં કોરમાં લેમિનેટેડ સ્ટીલનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં કોપર અથવા એલ્યુમિનિયમની સમાન અંતરે આવેલી પટ્ટીઓ પરિઘની આસપાસ અક્ષીય રીતે મૂકવામાં આવે છે, જે અંતિમ રિંગ્સ દ્વારા છેડે કાયમી રીતે ટૂંકી હોય છે. આ સરળ અને કઠોર બાંધકામ તેને મોટાભાગની એપ્લિકેશનો માટે પ્રિય બનાવે છે. એસેમ્બલીમાં એક વળાંક હોય છેઃ મેગ્નેટિક હમ અને સ્લોટ હાર્મોનિક્સને ઘટાડવા અને લોકિંગની વૃત્તિને ઘટાડવા માટે બારને નમેલા અથવા વક્ર કરવામાં આવે છે. સ્ટેટરમાં સ્થિત, રોટર અને સ્ટેટર દાંત જ્યારે સમાન સંખ્યામાં હોય ત્યારે તાળું મારી શકે છે અને ચુંબક પોતાને સમાન રીતે અલગ કરી શકે છે, જે બંને દિશામાં પરિભ્રમણનો વિરોધ કરે છે. દરેક છેડે બેરિંગ્સ રોટરને તેના આવાસમાં માઉન્ટ કરે છે, જેમાં ભારના જોડાણને મંજૂરી આપવા માટે શાફ્ટનો એક છેડો બહાર નીકળે છે. કેટલીક મોટરમાં, સ્પીડ સેન્સર અથવા અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રણો માટે નોન-ડ્રાઇવિંગ એન્ડ પર એક્સ્ટેંશન હોય છે. ઉત્પન્ન થયેલ ટોર્ક રોટર દ્વારા ગતિને ભાર તરફ દબાણ કરે છે. ઘા રોટર ઘા રોટર એ સ્ટીલના લેમિનેશનથી બનેલો નળાકાર કોર છે, જેમાં તેના 3-તબક્કાના વાઇન્ડિંગ્સ માટે વાયરને પકડી રાખવા માટે સ્લોટ હોય છે, જે 120 વિદ્યુત ડિગ્રીના અંતરે સમાન અંતરે હોય છે અને 'વાય' રૂપરેખાંકનમાં જોડાયેલા હોય છે. રોટર વાઇન્ડિંગ ટર્મિનલ્સને બહાર લાવવામાં આવે છે અને રોટરના શાફ્ટ પર બ્રશ સાથે ત્રણ સ્લિપ રિંગ્સ સાથે જોડવામાં આવે છે. સ્લિપ રિંગ્સ પરના બ્રશ બાહ્ય ત્રણ તબક્કાના અવરોધકોને ઝડપ નિયંત્રણ પ્રદાન કરવા માટે રોટર વાઇન્ડિંગ્સ સાથે શ્રેણીમાં જોડવાની મંજૂરી આપે છે. મોટર શરૂ કરતી વખતે મોટા ટોર્કનું ઉત્પાદન કરવા માટે બાહ્ય પ્રતિકાર રોટર સર્કિટનો એક ભાગ બની જાય છે. જેમ જેમ મોટરની ઝડપ વધે છે તેમ તેમ પ્રતિકારને શૂન્ય સુધી ઘટાડી શકાય છે. મુખ્ય પોલ રોટર એક મુખ્ય પોલ રોટર "સ્ટાર આકારના" સ્ટીલના લેમિનેશનના ઢગલા પર બનેલો હોય છે, જેમાં સામાન્ય રીતે 2 અથવા 3 અથવા 4 અથવા 6 હોય છે, કદાચ 18 અથવા વધુ "રેડિયલ પ્રોંગ" પણ મધ્યમાંથી ચોંટેલા હોય છે, જેમાંથી દરેકને તાંબાના વાયરથી વીંટાળવામાં આવે છે જેથી એક અલગ બાહ્ય ચહેરો ધરાવતો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ પોલ બને. દરેક પ્રોંગના અંદરની તરફના છેડા ચુંબકીય રીતે રોટરના સામાન્ય કેન્દ્રીય ભાગમાં ઊભાં કરવામાં આવે છે. ધ્રુવો સીધા પ્રવાહ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવે છે અથવા કાયમી ચુંબક દ્વારા ચુંબકિત થાય છે. ત્રણ તબક્કાના વળાંક સાથેનું આર્મેચર સ્ટેટર પર હોય છે જ્યાં વોલ્ટેજ પ્રેરિત થાય છે. બાહ્ય એક્સાઇટર અથવા રોટર શાફ્ટ પર માઉન્ટ થયેલ ડાયોડ બ્રિજમાંથી સીધો પ્રવાહ (ડીસી) ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે અને ફરતા ક્ષેત્રના વળાંકને સક્રિય કરે છે અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ એક સાથે આર્મેચર વળાંકને સક્રિય કરે છે. એક મુખ્ય ધ્રુવ પોલ શૂમાં સમાપ્ત થાય છે, જે સ્ટેટરમાં ચુંબકીય પ્રવાહના વિતરણને એકરૂપ કરવા માટે સિલિન્ડરના સેગમેન્ટ તરીકે આકાર આપવામાં આવેલી બાહ્ય સપાટી સાથેનો ઉચ્ચ-પારગમ્યતા ભાગ છે. નોન-સેલિયન્ટ રોટર નળાકાર આકારનું રોટર નક્કર સ્ટીલના શાફ્ટથી બનેલું હોય છે, જેમાં નળાકારના ફિલ્ડ વાઇન્ડિંગ્સને પકડી રાખવા માટે નળાકારની બહારની લંબાઈ સાથે સ્લોટ ચાલે છે, જે પાટામાં લેમિનેટેડ કોપર બાર દાખલ કરવામાં આવે છે અને પટ્ટાઓ દ્વારા સુરક્ષિત હોય છે. સ્લોટ વાઇન્ડિંગ્સથી અવાહક હોય છે અને રોટરના અંતે સ્લિપ રિંગ્સ દ્વારા રાખવામાં આવે છે. બાહ્ય સીધો પ્રવાહ (ડીસી) સ્રોત કેન્દ્રિત રીતે માઉન્ટ થયેલ સ્લિપ રિંગ્સ સાથે જોડાયેલ છે, જેમાં બ્રશ રિંગ્સ સાથે ચાલે છે. બ્રશ ફરતી સ્લિપ રિંગ્સ સાથે વિદ્યુત સંપર્ક કરે છે. ડી. સી. પ્રવાહ મશીન શાફ્ટ પર માઉન્ટ થયેલ રેક્ટિફાયરમાંથી બ્રશલેસ ઉત્તેજના દ્વારા પણ પૂરો પાડવામાં આવે છે જે વૈકલ્પિક પ્રવાહને સીધા પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરે છે. સંચાલન સિદ્ધાંત ત્રણ તબક્કાના ઇન્ડક્શન મશીનમાં, સ્ટેટર વાઇન્ડિંગ્સને પૂરો પાડવામાં આવતો વૈકલ્પિક પ્રવાહ તેને ફરતી ચુંબકીય પ્રવાહ બનાવવા માટે સક્રિય કરે છે. ફ્લક્સ સ્ટેટર અને રોટર વચ્ચેના હવાના અંતરમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે અને વોલ્ટેજને પ્રેરિત કરે છે જે રોટર બાર દ્વારા વર્તમાન ઉત્પન્ન કરે છે. રોટર સર્કિટ ટૂંકી હોય છે અને રોટર વાહકમાં કરંટ વહે છે. ફરતા પ્રવાહ અને પ્રવાહની ક્રિયા એક બળ ઉત્પન્ન કરે છે જે મોટરને શરૂ કરવા માટે ટોર્ક ઉત્પન્ન કરે છે. એક અલ્ટરનેટર રોટર લોખંડના કેન્દ્રની આસપાસ આવરિત વાયર કોઇલથી બનેલું હોય છે. રોટરનો ચુંબકીય ઘટક સ્ટીલના લેમિનેશનમાંથી બનાવવામાં આવે છે જેથી વાહક સ્લોટને ચોક્કસ આકારો અને કદમાં મુદ્રાંકન કરવામાં મદદ મળે. જેમ જેમ પ્રવાહ વાયર કોઇલમાંથી પસાર થાય છે તેમ કોરની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બને છે, જેને ક્ષેત્ર પ્રવાહ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ક્ષેત્રની વર્તમાન શક્તિ ચુંબકીય ક્ષેત્રના શક્તિ સ્તરને નિયંત્રિત કરે છે. ડાયરેક્ટ કરંટ (ડીસી) ફિલ્ડ કરંટને એક દિશામાં ચલાવે છે, અને બ્રશ અને સ્લિપ રિંગ્સના સમૂહ દ્વારા વાયર કોઇલમાં પહોંચાડવામાં આવે છે. કોઈપણ ચુંબકની જેમ, ઉત્પાદિત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવ હોય છે. મોટરની ઘડિયાળની સામાન્ય દિશામાં કે જેને રોટર પાવર કરી રહ્યું છે તેને રોટરની ડિઝાઇનમાં સ્થાપિત ચુંબક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરીને હેરફેર કરી શકાય છે, જેનાથી મોટરને ઘડિયાળની વિપરીત અથવા વિરુદ્ધ દિશામાં ચલાવવાની મંજૂરી મળે છે. રોટરની લાક્ષણિકતાઓ ખિસકોલી-પાંજરાના રોટર આ રોટર સ્ટેટર ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર અથવા સુમેળ ગતિ કરતા ઓછી ઝડપે ફરે છે. રોટર સ્લિપ મોટર ટોર્ક માટે રોટર કરંટનો જરૂરી ઇન્ડક્શન પૂરો પાડે છે, જે સ્લિપના પ્રમાણમાં હોય છે. જ્યારે રોટરની ઝડપ વધે છે, ત્યારે સ્લિપ ઘટે છે. સ્લિપમાં વધારો કરવાથી પ્રેરિત મોટર પ્રવાહમાં વધારો થાય છે, જે બદલામાં રોટર પ્રવાહમાં વધારો કરે છે, પરિણામે ભારની માંગને વધારવા માટે વધુ ટોર્ક મળે છે. ઘા રોટર આ રોટર સતત ઝડપે કામ કરે છે અને તેમાં ઓછો પ્રારંભિક પ્રવાહ હોય છે. રોટર સર્કિટમાં બાહ્ય પ્રતિકાર ઉમેરવામાં આવે છે, પ્રારંભિક ટોર્ક વધે છે. જ્યારે મોટરની ઝડપ વધે છે ત્યારે બાહ્ય પ્રતિકારમાં ઘટાડો થાય છે ત્યારે મોટર ચલાવવાની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે. ઉચ્ચ ટોર્ક અને ઝડપ નિયંત્રણ મુખ્ય ધ્રુવ રોટર આ રોટર 1500 આર. પી. એમ. (મિનિટ દીઠ પરિભ્રમણ) ની નીચેની ઝડપે અને ઉત્તેજના વિના તેના રેટ કરેલા ટોર્કના 40 ટકા ઝડપે કાર્ય કરે છે તેનો વ્યાસ મોટો હોય છે અને અક્ષીય લંબાઈ ટૂંકી હોય છે હવાનું અંતર બિન-સમાન હોય છે રોટરની યાંત્રિક શક્તિ ઓછી હોય છે નળાકાર રોટર તેની મજબૂત યાંત્રિક શક્તિ હોય છે હવાનું અંતર સમાન હોય છે તેનો વ્યાસ નાનું હોય છે અને તેની અક્ષીય લંબાઈ મોટી હોય છે અને તેને મુખ્ય ધ્રુવ રોટર સમીકરણો રોટર બાર વોલ્ટેજ કરતા વધુ ટોર્કની જરૂર હોય છે. ફરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર રોટર બારમાં વોલ્ટેજને પ્રેરિત કરે છે કારણ કે તે તેના પરથી પસાર થાય છે. આ સમીકરણ રોટર બારમાં પ્રેરિત વોલ્ટેજને લાગુ પડે છે. જ્યાંઃ = પ્રેરિત વોલ્ટેજ = ચુંબકીય ક્ષેત્ર = વાહકની લંબાઈ = સમક્રમિત ઝડપ = રોટરમાં વાહકની ઝડપ ટોર્ક આપેલ દ્વારા વ્યક્ત કરાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને પ્રવાહની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ બળ દ્વારા ટોર્ક ઉત્પન્ન થાય છેઃ Ibid જ્યાંઃ = બળ = ટોર્ક = રોટર રિંગ્સની ત્રિજ્યા = રોટર બાર ઇન્ડક્શન મોટર સ્લિપ એક સ્ટેટર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સમક્રમિત ઝડપે ફરે છે, Ibid જ્યાંઃ = આવર્તન = ધ્રુવોની સંખ્યા જો = રોટરની ઝડપ, ઇન્ડક્શન મોટર માટે સ્લિપ, S ને આ રીતે વ્યક્ત કરવામાં આવે છેઃ રોટરની યાંત્રિક ઝડપ, સ્લિપ અને સમક્રમિત ઝડપની દ્રષ્ટિએઃ સ્લિપની સાપેક્ષ ઝડપઃ પ્રેરિત વોલ્ટેજ અને પ્રવાહોની આવર્તન પણ જુઓ આર્મેચર (ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ)-કોઈપણ "રોટર" જે કેટલાક વહન કરે છે.