Switched reluctance motor
સ્વિચ્ડ રિલક્ટન્સ મોટર (એસ. આર. એમ.) એ ઇલેક્ટ્રિક મોટર છે જે રિલક્ટન્સ ટોર્ક દ્વારા ચાલે છે અને આમ રિલક્ટન્સ મોટર્સમાં પેટા જૂથ છે. સામાન્ય બ્રશ ડી. સી. મોટર પ્રકારોથી વિપરીત, પાવર રોટરને બદલે સ્ટેટર (કેસ) માં વાઇન્ડિંગ્સ સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે. આ યાંત્રિક ડિઝાઇનને મોટા પ્રમાણમાં સરળ બનાવે છે કારણ કે પાવરને ચાલતા ભાગમાં પહોંચાડવાની જરૂર નથી જે કોમ્યુટેટરની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે, પરંતુ તે વિદ્યુત ડિઝાઇનને જટિલ બનાવે છે કારણ કે વિવિધ વાઇન્ડિંગ્સને પાવર પહોંચાડવા માટે અમુક પ્રકારની સ્વિચિંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે. ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો પ્રવાહોના સ્વિચિંગને ચોક્કસપણે સમય આપી શકે છે, જે એસ. આર. એમ. રૂપરેખાંકનોને સરળ બનાવે છે. તેની મુખ્ય ખામી ટોર્ક રિપલ છે. નિયંત્રક તકનીક કે જે ઓછી ઝડપે ટોર્ક લહેરને મર્યાદિત કરે છે તે દર્શાવવામાં આવી છે. તે સ્ટેપર મોટરનો એક પ્રકાર છે કે કેમ તે અંગે સ્રોતો અસંમત છે. જનરેટરમાં સમાન ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પરિભ્રમણ સાથે વર્તમાન પ્રવાહને સુમેળ કરવા માટે લોડને ક્રમમાં કોઇલ પર ફેરવવામાં આવે છે. આવા જનરેટર પરંપરાગત પ્રકારો કરતાં ઘણી ઊંચી ઝડપે ચલાવી શકાય છે કારણ કે આર્મેચરને ચુંબકીય સામગ્રીના એક ટુકડા તરીકે, સ્લોટેડ સિલિન્ડર તરીકે બનાવી શકાય છે. આ કિસ્સામાં સંક્ષિપ્ત નામ એસ. આર. એમ. નો અર્થ સ્વિચ્ડ રિલક્ટન્સ મશીન (એસ. આર. જી., સ્વિચ્ડ રિલક્ટન્સ જનરેટર સાથે) થાય છે. એક ટોપોલોજી જે મોટર અને જનરેટર બંને છે તે પ્રાઇમ મૂવર શરૂ કરવા માટે ઉપયોગી છે, કારણ કે તે સમર્પિત સ્ટાર્ટર મોટરને બચાવે છે. પ્રથમ પેટન્ટ 1838 માં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ડબ્લ્યુ. એચ. ટેલર દ્વારા કરવામાં આવી હતી. એસ. આર. ડ્રાઇવ્સ માટેના સિદ્ધાંતોનું વર્ણન 1970ની આસપાસ કરવામાં આવ્યું હતું અને 1980 પછી પીટર લોરેનસન અને અન્ય લોકો દ્વારા તેમાં વધારો કરવામાં આવ્યો હતો. તે સમયે, કેટલાક નિષ્ણાતોએ ટેક્નોલોજીને અશક્ય ગણાવી હતી, અને વ્યવહારુ ઉપયોગ મર્યાદિત રહ્યો છે, અંશતઃ નિયંત્રણના મુદ્દાઓ અને અયોગ્ય એપ્લિકેશનોને કારણે, અને કારણ કે ઓછી ઉત્પાદન સંખ્યાઓ ઊંચા ખર્ચમાં પરિણમે છે. સંચાલન સિદ્ધાંત એસ. આર. એમ. માં સ્ટેટર વાઇન્ડિંગ્સ માટે ડીસી મોટરની જેમ ફિલ્ડ કોઇલ હોય છે. રોટરમાં જોકે કોઈ ચુંબક અથવા કોઇલ જોડાયેલ નથી. તે નરમ ચુંબકીય સામગ્રી (ઘણીવાર લેમિનેટેડ સ્ટીલ) થી બનેલું નક્કર મુખ્ય ધ્રુવીય રોટર (ચુંબકીય ધ્રુવો પ્રક્ષેપિત કરતું) છે. જ્યારે સ્ટેટર વાઇન્ડિંગ્સ પર પાવર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે રોટરની ચુંબકીય અનિચ્છા એક બળ બનાવે છે જે રોટર પોલને નજીકના સ્ટેટર પોલ સાથે સંરેખિત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. પરિભ્રમણ જાળવવા માટે, ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રણ પ્રણાલી ક્રમિક સ્ટેટર ધ્રુવોના વળાંકને અનુક્રમમાં ફેરવે છે જેથી સ્ટેટરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર રોટર ધ્રુવને "દોરી જાય છે", તેને આગળ ખેંચે છે. પરંપરાગત મોટર્સની જેમ વાઇન્ડિંગ કરંટને બદલવા માટે યાંત્રિક કોમ્યુટેટરનો ઉપયોગ કરવાને બદલે, સ્વિચ્ડ-રિલક્ટન્સ મોટર રોટર શાફ્ટનો કોણ નક્કી કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોનિક પોઝિશન સેન્સરનો ઉપયોગ કરે છે અને સ્ટેટર વાઇન્ડિંગ્સને બદલવા માટે સોલિડ સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોનિક્સનો ઉપયોગ કરે છે, જે પલ્સ ટાઈમિંગ અને શેપિંગના ગતિશીલ નિયંત્રણને સક્ષમ કરે છે. આ દેખીતી રીતે સમાન ઇન્ડક્શન મોટરથી અલગ છે જે ફરતી તબક્કાવાર અનુક્રમમાં વાઇન્ડિંગ્સને પણ સક્રિય કરે છે. એસ. આર. એમ. માં રોટર ચુંબકત્વ સ્થિર હોય છે (એક મુખ્ય 'ઉત્તર' ધ્રુવ રહે છે જેથી મોટર ફરે છે) જ્યારે ઇન્ડક્શન મોટરમાં સ્લિપ હોય છે (સિંક્રનસ ઝડપ કરતાં સહેજ ઓછી ઝડપે ફરે છે). એસ. આર. એમ. ની સ્લિપની ગેરહાજરી રોટરની સ્થિતિને બરાબર જાણવાનું શક્ય બનાવે છે, જેનાથી મોટરને મનસ્વી રીતે ધીમે ધીમે પગ મૂકવાની મંજૂરી મળે છે. સરળ સ્વિચિંગ જો ધ્રુવો A0 અને A1 સક્રિય હોય તો રોટર પોતાને આ ધ્રુવો સાથે સંરેખિત કરશે. એકવાર આવું થઈ જાય તે પછી B0 અને B1 ના સ્ટેટર ધ્રુવોને સક્રિય કરવામાં આવે તે પહેલાં સ્ટેટર ધ્રુવોને નિષ્ક્રિય કરી શકાય તે શક્ય છે. રોટર હવે સ્ટેટર ધ્રુવો બી પર સ્થિત છે. શરૂઆતમાં પાછા આવતા પહેલા આ ક્રમ સી દ્વારા ચાલુ રહે છે. વિપરીત દિશામાં ગતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે આ ક્રમને ઉલટાવી પણ શકાય છે. ઉચ્ચ ભાર અને/અથવા ઉચ્ચ ડી/પ્રવેગક આ ક્રમને અસ્થિર કરી શકે છે, જેના કારણે એક પગલું ચૂકી જાય છે, જેમ કે રોટર ખોટા ખૂણા પર કૂદી જાય છે, કદાચ આગળ ત્રણને બદલે એક પગલું પાછળ જાય છે. ચતુર્ભુજ એક વધુ સ્થિર પ્રણાલી "ચતુર્ભુજ" ક્રમનો ઉપયોગ કરીને શોધી શકાય છે જેમાં બે કોઇલ કોઈપણ સમયે સક્રિય થાય છે. પ્રથમ, સ્ટેટર ધ્રુવો A0 અને A1 સક્રિય થાય છે. પછી સ્ટેટર ધ્રુવો B0 અને B1 સક્રિય થાય છે, જે રોટરને ખેંચે છે જેથી તે A અને B વચ્ચે સંરેખિત થાય. આ પછી A ના સ્ટેટર ધ્રુવો નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે અને રોટર B સાથે સંરેખિત રહે છે. સંપૂર્ણ પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરવા માટે ક્રમ BC, C અને CA દ્વારા ચાલુ રહે છે. વિપરીત દિશામાં ગતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે આ ક્રમને ઉલટાવી શકાય છે. સમાન ચુંબકત્વ સાથે સ્થાનો વચ્ચે વધુ પગલાંઓ, તેથી ચૂકી ગયેલા પગલાંની શરૂઆત ઊંચી ઝડપે અથવા ભાર પર થાય છે. વધુ સ્થિર કામગીરી ઉપરાંત, આ અભિગમ સરળ ક્રમમાં 1/3 ને બદલે 1/2 ના દરેક તબક્કાના ફરજ ચક્ર તરફ દોરી જાય છે. નિયંત્રણ પાવર સર્કિટરીને જરૂરી ક્રમિક પલ્સ આપવા માટે નિયંત્રણ પ્રણાલી જવાબદાર છે. ઇલેક્ટ્રો-મિકેનિકલ માધ્યમોનો ઉપયોગ કરીને આ કરવું શક્ય છે જેમ કે કોમ્યુટેટર અથવા એનાલોગ અથવા ડિજિટલ ટાઈમિંગ સર્કિટ. ઘણા નિયંત્રકો ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઘટકોને બદલે પ્રોગ્રામેબલ લોજિક કંટ્રોલર્સ (પી. એલ. સી.) નો સમાવેશ કરે છે. માઇક્રોકન્ટ્રોલર ચોક્કસ તબક્કાના સક્રિયકરણ સમયને સક્ષમ કરી શકે છે. તે જરૂરી હાર્ડવેરની માત્રાને ઘટાડવા માટે સોફ્ટવેર સ્વરૂપમાં સોફ્ટ સ્ટાર્ટ કાર્યને પણ સક્ષમ કરે છે. પ્રતિસાદ લૂપ નિયંત્રણ પ્રણાલીમાં વધારો કરે છે. પાવર સર્કિટરી એસ. આર. એમ. ને પાવર આપવાનો સૌથી સામાન્ય અભિગમ અસમપ્રમાણ પુલ કન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરવાનો છે. સ્વિચિંગ આવર્તન એસી મોટર્સ કરતાં 10 ગણી ઓછી હોઈ શકે છે. અસમપ્રમાણ બ્રિજ કન્વર્ટરમાં તબક્કાઓ મોટર તબક્કાઓને અનુરૂપ હોય છે. જો તબક્કાની બંને બાજુના પાવર સ્વીચો ચાલુ હોય, તો તે અનુરૂપ તબક્કો સક્રિય થાય છે. એકવાર કરંટ નિર્ધારિત મૂલ્યથી ઉપર વધી જાય, પછી સ્વીચ બંધ થઈ જાય છે. હવે વળાંકની અંદર સંગ્રહિત ઊર્જા એ જ દિશામાં પ્રવાહને જાળવી રાખે છે, કહેવાતા બેક ઇ. એમ. એફ. (બી. ઇ. એમ. એફ.). આ બીઇએમએફને ડાયોડ દ્વારા કેપેસિટરને ફરીથી ઉપયોગ માટે પાછું આપવામાં આવે છે, આમ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે. આ મૂળભૂત સર્કિટરીમાં ફેરફાર કરી શકાય છે જેથી સર્કિટ સમાન ક્રિયા કરે છે તેમ છતાં ઓછા ઘટકોની જરૂર પડે છે. આ કાર્યક્ષમ સર્કિટને (n + 1) સ્વીચ અને ડાયોડ રૂપરેખાંકન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. કેપેસિટર, બંને રૂપરેખાંકનમાં, ફરીથી ઉપયોગ માટે બીઇએમએફ સંગ્રહિત કરવા માટે અને પુરવઠા વોલ્ટેજમાં વધઘટને મર્યાદિત કરીને વિદ્યુત અને ધ્વનિ અવાજને દબાવવા માટે વપરાય છે. જો કોઈ ફેઝ ડિસ્કનેક્ટ થઈ જાય, તો એસ. આર. મોટર ઓછી ટોર્ક પર કામ કરવાનું ચાલુ રાખી શકે છે, જે એસી ઇન્ડક્શન મોટરથી વિપરીત છે જે બંધ થઈ જાય છે. એસ. આર. એમ. નો ઉપયોગ કેટલાક ઉપકરણોમાં થાય છે, ખાસ કરીને તેના રેખીય સ્વરૂપમાં તરંગ ઊર્જા રૂપાંતરણ, ચુંબકીય લેવિટેશન ટ્રેનો અથવા ઔદ્યોગિક સીવણ મશીનો માટે થાય છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ સ્વિચ્ડ રિલક્ટન્સ મોટર ડ્રાઇવ્સ રીઅલ-ટાઇમ સિમ્યુલેશન અને રિડ્યુસ્ડ ટોર્ક રિપલ ટોરે સાથે હાઇ સ્પીડ ઓપરેશન માટે રિલક્ટન્સ મોટર ડ્રાઇવ્સનું નિયંત્રણ-સ્વિચ્ડ રિલક્ટન્સ જનરેટર અને તેમનું નિયંત્રણ ડીઓઆઈઃ 10.1109/41.982243 અસાદી-એડવાન્સ્ડ સ્વિચ્ડ રિલક્ટન્સ જનરેટર ડ્રાઇવ એસઆર ડેટાબેઝ આર્કાઇવ એડમ બિયર્નાટઃ ઇલેક્ટ્રિકલ મશીન્સ ઇન ધ પાવર એન્જિનિયરિંગ એન્ડ ઓટોમેટિક્સ (વોર્સો પોલિટેકનિક) સિંક્રોનસ રિલક્ટન્સ મોટર ઇન્ટ્રોડક્શન કન્સેપ્ટ્સ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ