Solenoid (engineering)
इंजीनियरिंग में, एक सोलनॉइड एक ऐसा उपकरण है जो तार की कुंडल से बने विद्युत चुंबक का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। उपकरण विद्युत प्रवाह से एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, और रैखिक गति बनाने के लिए चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है। विद्युत चुम्बकीय प्रौद्योगिकी में, एक सोलनॉइड एक एक्चुएटर असेंबली है जिसमें कॉइल के अंदर एक स्लाइडिंग फेरोमैग्नेटिक प्लंजर होता है। बिजली के बिना, नलसाज कुंडल के बाहर अपनी लंबाई के कुछ हिस्से तक फैलता है; बिजली लगाने से नलसाज कुंडल में खींचता है। स्थिर कोर वाले विद्युत चुंबक को सोलेनोइड नहीं माना जाता है। सरल शब्दों में, एक सोलनॉइड विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करता है। आमतौर पर, इसमें एक फ्रेम से घिरा चुंबक तार का एक मल्टीटर्न कॉइल होता है, जो इसकी दक्षता बढ़ाने के लिए एक चुंबकीय प्रवाह वाहक भी है। इंजीनियरिंग में, यह शब्द विभिन्न प्रकार के ट्रांसड्यूसर उपकरणों को भी संदर्भित कर सकता है जो ऊर्जा को रैखिक गति में परिवर्तित करते हैं, जो सरल दो-स्थिति एक्चुएटर्स की तुलना में अधिक परिष्कृत है। "सोलनॉइड" शब्द अक्सर एक सोलनॉइड वाल्व को भी संदर्भित करता है, एक एकीकृत उपकरण जिसमें एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल सोलनॉइड होता है जो या तो एक वायवीय या हाइड्रोलिक वाल्व को सक्रिय करता है, या एक सोलनॉइड स्विच, जो एक विशिष्ट प्रकार का रिले है जो आंतरिक रूप से एक विद्युत स्विच को संचालित करने के लिए एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल सोलनॉइड का उपयोग करता है; उदाहरण के लिए, एक ऑटोमोबाइल स्टार्टर सोलनॉइड या रैखिक सोलनॉइड। सोलनॉइड बोल्ट, एक प्रकार का इलेक्ट्रोमैकेनिकल लॉकिंग तंत्र भी मौजूद है। अनुप्रयोग इलेक्ट्रोमैकेनिकल सोलनॉइड इलेक्ट्रोमैकेनिकल सोलनॉइड में एक विद्युत चुम्बकीय रूप से प्रेरक कुंडल होता है, जो एक चल स्टील या लोहे के स्लग (जिसे आर्मेचर कहा जाता है) के चारों ओर घिरा होता है। कुण्डली को इस तरह से आकार दिया जाता है कि आर्मेचर को कुण्डली के केंद्र में जगह के अंदर और बाहर ले जाया जा सकता है, जिससे कुंडल की प्रेरण में बदलाव आता है और इस तरह एक विद्युत चुंबक बन जाता है। आर्मेचर की गति का उपयोग कुछ तंत्र को एक यांत्रिक बल प्रदान करने के लिए किया जाता है, जैसे कि एक सोलनॉइड वाल्व को नियंत्रित करना। हालांकि आमतौर पर किसी भी चीज़ पर कमजोर लेकिन बहुत कम दूरी पर, सोलेनोइड्स को सीधे एक नियंत्रक परिपथ द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है, और इस प्रकार प्रतिक्रिया का समय बहुत तेज होता है। आर्मेचर पर लागू बल आर्मेचर की स्थिति में परिवर्तन और कॉइल के माध्यम से बहने वाली धारा के संबंध में कॉइल के प्रेरण में परिवर्तन के समानुपाती होता है (फैराडे का प्रेरण नियम देखें)। आर्मेचर पर लगाया गया बल हमेशा आर्मेचर को उस दिशा में ले जाएगा जो कॉइल के प्रेरण को बढ़ाता है। इलेक्ट्रोमैकेनिकल सोलनॉइड्स आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक पेंटबॉल मार्कर, पिनबॉल मशीन, डॉट मैट्रिक्स प्रिंटर और फ्यूल इंजेक्टर में देखे जाते हैं। कुछ आवासीय डोरबेल इलेक्ट्रोमैकेनिकल सोलनॉइड्स का उपयोग करते हैं, जिससे कॉइल का विद्युतीकरण आर्मेचर को धातु के चिम बार से टकराने का कारण बनता है। पुश एंड पुल सोलेनोइड्स पुश एंड पुल सोलेनोइड्स आम कैटलॉग आइटम हैं, आमतौर पर एक ट्यूबलर निर्माण में। इनमें एक बॉबिन-घाव कुंडल, स्टील प्लंजर, बेलनाकार केस और अंतिम टुकड़े होते हैं, जिनमें से एक स्टेटर पोल होता है। प्रत्येक प्रकार निर्माण में दूसरे के समान होता है, सिवाय इसके कि पुल प्रकार में प्लंजर से जुड़ने के साधन होते हैं और संलग्न भार को सोलनॉइड की ओर खींचते हैं। धक्का प्रकार में एक धक्का-पिन होता है जो भार को सोलेनोइड से दूर धकेलने के लिए सोलेनोइड से बाहर निकलता है। चुंबकीय रूप से वे समान हैं; यानी, आंतरिक रूप से चुंबकीय क्षेत्र प्लंजर को स्टेटर पोल पीस की ओर आकर्षित करता है। अधिकांश सोलेनोइड चुंबकीय ध्रुव और कूदने वाले के बीच चुंबकीय प्रतिकर्षण का उपयोग नहीं करते हैं, सिवाय दुर्लभ उदाहरणों के। कुछ स्थायी चुंबक प्रकार सक्रिय होने के लिए एक ही दिशा में कूदने वाले के एक साथ आकर्षण और प्रतिकर्षण द्वारा संचालित होते हैं (और कुंडल की विद्युत ध्रुवीयता को उलटकर द्वि-दिशात्मक होते हैं)। सामान्य धक्का या खिंचाव वाले सोलेनोइड सक्रिय होने पर ही एक दिशा में आगे बढ़ते हैं। प्लंजर को उसकी डी-एनर्जाइज्ड स्थिति में ले जाने के लिए स्प्रिंग या अन्य साधनों की आवश्यकता होती है। अन्य निर्माणों में मुड़े हुए फ्लैट स्टील के सी या डी आकार के फ्रेम का उपयोग किया जाता है और कुंडल दिखाई दे सकता है। इन प्रकार की दक्षता उनके स्टील के बाहरी फ्रेम के कारण होती है जो कुंडी (अंत से अंत) के चारों ओर चुंबकीय प्रवाह को घेरती है ताकि प्लंजर और स्टेटर पोल के बीच हवा के अंतराल पर प्रवाह को केंद्रित किया जा सके। आनुपातिक सोलनॉइड सोलनॉइड की एहि श्रेणीमे विशिष्ट रूपसँ परिकल्पित चुम्बकीय परिपथ सम्मिलित अछि जे कॉइल धारा के एक कार्यक रूपमे सोलनॉइड प्लंजर या आर्मेचरक अनुरूप स्थितिकेँ प्रभावित करैत अछि। ये सोलनॉइड्स, चाहे अक्षीय हों या घूर्णन, एक प्रवाह ले जाने वाली ज्यामिति का उपयोग करते हैं जो दोनों एक उच्च प्रारंभिक बल (टोक़) उत्पन्न करते हैं, और इसका एक खंड होता है जो जल्दी से चुंबकीय रूप से संतृप्त होना शुरू कर देता है। परिणामी बल (टोक़) रूपरेखा जैसे-जैसे सोलनॉइड अपने परिचालन स्ट्रोक के माध्यम से आगे बढ़ता है, लगभग सपाट होता है या उच्च से निम्न मूल्य पर उतरता है। सोलनॉइड स्थिति, मध्य-आघात को रोकने, या कम वेग सक्रियण के लिए उपयोगी हो सकता है; विशेष रूप से एक बंद लूप नियंत्रण प्रणाली में। एक एक-दिशात्मक सोलनॉइड एक विरोधी बल के खिलाफ सक्रिय होगा या एक दोहरी सोलनॉइड प्रणाली स्व-चक्रण होगी। एस. ए. ई. प्रकाशन 860759 (1986) में आनुपातिक अवधारणा का अधिक पूरी तरह से वर्णन किया गया है। चुंबकीय क्षेत्र और उसके परिचर फ्लक्स मीटरिंग पर ध्यान केंद्रित करना, जैसा कि एस. ए. ई. पेपर में दिखाया गया है, सोलनॉइड स्ट्रोक की शुरुआत में एक उच्च प्रारंभिक बल का उत्पादन करने और एक स्तर या घटते बल को बनाए रखने के लिए आवश्यक है क्योंकि सोलनॉइड अपनी विस्थापन सीमा से गुजरता है। यह सोलनॉइड्स के सामान्य घटते वायु अंतराल प्रकारों के साथ अनुभव किए गए अनुभव के बिल्कुल विपरीत है। चुंबकीय क्षेत्र का कार्यशील वायु अंतराल पर ध्यान केंद्रित करने से शुरू में वायु अंतराल में एक उच्च एम. एम. एफ. (एम्पीयर मोड़) और अपेक्षाकृत कम प्रवाह स्तर उत्पन्न होता है। एम. एम. एफ. x फ्लक्स (पठनीय ऊर्जा) का यह उच्च उत्पाद एक उच्च प्रारंभिक बल उत्पन्न करता है। जैसे-जैसे प्लंजर को बढ़ाया जाता है (डी. एस.) गति की ऊर्जा, एफ. डी. एस., वायु अंतराल ऊर्जा से निकाली जाती है। गति की प्लंजर वृद्धि के साथ अंतर्निहित, वायु अंतराल पारगमन थोड़ा बढ़ जाता है, चुंबकीय प्रवाह बढ़ जाता है, वायु अंतराल के पार एम. एम. एफ थोड़ा कम हो जाता है; इन सभी के परिणामस्वरूप एम. एम. एफ. x फ्लक्स का उच्च उत्पाद बना रहता है। फ्लक्स स्तर में वृद्धि के कारण लौह परिपथ में कहीं और एम्पीयर-टर्न ड्रॉप में वृद्धि (मुख्य रूप से ध्रुव ज्यामिति में) वायु अंतराल एम्पीयर-टर्न में कमी का कारण बनती है और इसलिए, वायु अंतराल पर क्षेत्र की संभावित ऊर्जा में कमी आती है। प्लंजर की आगे की वृद्धि सोलनॉइड बल की निरंतर कमी का कारण बनती है इस प्रकार गति नियंत्रण के लिए एक आदर्श स्थिति पैदा होती है जैसा कि सोलनॉइड कॉइल में धारा द्वारा नियंत्रित किया जाता है। उपरोक्त ध्रुव ज्यामिति, एक रैखिक रूप से बदलते पथ क्षेत्र के साथ, बल में लगभग रैखिक परिवर्तन उत्पन्न करती है। एक विरोधी स्प्रिंग बल या एक दोहरे अंत वाले सोलनॉइड (दो कॉइल) ओवर और बैक गति नियंत्रण की अनुमति देता है। बंद लूप नियंत्रण प्रणाली की रैखिकता और कठोरता में सुधार करता है। रोटरी सोलनॉइड रोटरी सोलनॉइड एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरण है जिसका उपयोग बिजली लगाने पर रैचिंग तंत्र को घुमाने के लिए किया जाता है। इनका उपयोग 1950 के दशक में इलेक्ट्रोमैकेनिकल नियंत्रणों में रोटरी स्नैप-स्विच स्वचालन के लिए किया गया था। रोटरी सोलनॉइड का बार-बार सक्रियण स्नैप-स्विच को एक स्थिति में आगे बढ़ाता है। रोटरी स्नैप-स्विच शाफ्ट के विपरीत छोर पर दो रोटरी एक्चुएटर, स्विच की स्थिति को आगे बढ़ा सकते हैं या उलट सकते हैं। रोटरी सोलनॉइड एक रैखिक सोलनॉइड के समान दिखता है, सिवाय इसके कि आर्मेचर कोर एक बड़ी सपाट डिस्क के केंद्र में लगाया जाता है, जिसमें डिस्क के नीचे की ओर तीन झुके हुए रेसवे बनाए जाते हैं। ये खांचे सोलनॉइड बॉडी पर रेसवे के साथ संरेखित होते हैं, जो रेस में बॉल बेयरिंग द्वारा अलग किए जाते हैं। जब सोलनॉइड सक्रिय होता है, तो आर्मेचर कोर चुंबकीय रूप से स्टेटर पोल की ओर आकर्षित होता है, और डिस्क दौड़ में बॉल बेयरिंग पर घूमती है क्योंकि यह कॉइल बॉडी की ओर बढ़ती है। जब बिजली को हटा दिया जाता है, तो डिस्क पर एक स्प्रिंग इसे घूर्णन और अक्षीय दोनों तरह से अपनी प्रारंभिक स्थिति में वापस घुमाता है। रोटरी सोलनॉइड का आविष्कार 1944 में डेटन, ओहियो के जॉर्ज एच. लेलैंड द्वारा किया गया था, ताकि हवा से गिराए गए बमों के लिए एक अधिक विश्वसनीय और सदमे/कंपन सहिष्णु रिलीज तंत्र प्रदान किया जा सके। पहले उपयोग किए जाने वाले रैखिक (अक्षीय) सोलेनोइड अनजाने में रिलीज होने की संभावना रखते थे। अमेरिकी पेटेंट संख्या 2,496,880 विद्युत चुंबक और झुके हुए रेसवे का वर्णन करती है जो आविष्कार का आधार हैं। लेलैंड के इंजीनियर, अर्ल डब्ल्यू. करमैन ने एक संगत बम छोड़ने वाली जंजीर विकसित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी जिसमें रोटरी सोलनॉइड शामिल था। डेटन, ओहायो में यू. एस. ए. एफ. के राष्ट्रीय संग्रहालय में प्रदर्शित बी-29 विमान के धड़ में इस प्रकार के बम की जंजीरें पाई जाती हैं। यह लेलैंड सोलनॉइड का 1 इंच व्यास वाला संस्करण था जिसने जुलाई 1965 में मेरिनर-4 के फ्लाई-बाय ऑफ मार्स के लिए कैमरा शटर के रूप में काम किया। इस किस्म के सोलेनोइड्स का उपयोग अनगिनत आधुनिक अनुप्रयोगों में किया जाना जारी है और अभी भी लेलैंड के मूल ब्रांड "लेडेक्स" के तहत निर्मित किए जाते हैं, जो अब जॉनसन इलेक्ट्रिक के स्वामित्व में है। 1980 के दशक में बाजार में दिखाई देने वाले, एक संतुलित 3-लोब वाले लोहे के फलक रोटर के साथ एकमात्र रोटरी सोलनॉइड ने रोटर की अक्षीय गति को समाप्त करके बेहतर कंपन अलगाव की पेशकश की। इस उपकरण ने आनुपातिक, शांत स्थिति के साथ-साथ मेल सॉर्टर्स और कन्वेयर गेटिंग जैसे उपयोगों के लिए तेजी से घूर्णन की अनुमति दी। इसके बाद एक स्थायी चुंबक रोटर संस्करण (यू. एस. पेटेंट 5,337,030; 1994) का अनुसरण किया गया जिसने तेजी से, विद्युत, द्वि-दिशात्मक घूर्णन प्रदान किया। रोटरी वॉयस कॉइल एक रोटरी वॉयस कॉइल एक सोलनॉइड का एक घूर्णन संस्करण है। आमतौर पर स्थिर चुंबक बाहर की ओर होता है, और कुंडल का हिस्सा कुंडल के माध्यम से वर्तमान प्रवाह द्वारा नियंत्रित एक चाप में चलता है। रोटरी वॉयस कॉइल का व्यापक रूप से डिस्क ड्राइव जैसे उपकरणों में उपयोग किया जाता है। एक गतिशील कुंडल मीटर का कार्यशील भाग भी एक प्रकार का रोटरी वॉयस कॉइल है जो सूचक अक्ष के चारों ओर धुरी बनाता है, एक हेयर स्प्रिंग का उपयोग आमतौर पर एक कमजोर लगभग रैखिक पुनर्स्थापना बल प्रदान करने के लिए किया जाता है। वायवीय सोलनॉइड वाल्व एक वायवीय सोलनॉइड वाल्व हवा को किसी भी वायवीय उपकरण, आमतौर पर एक एक्चुएटर तक ले जाने के लिए एक स्विच है, जो एक अपेक्षाकृत छोटे संकेत को एक बड़े उपकरण को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। यह इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों और वायवीय प्रणालियों के बीच अंतरफलक भी है। हाइड्रोलिक सोलनॉइड वाल्व सामान्य रूप से वायवीय सोलनॉइड वाल्व के समान होते हैं, सिवाय इसके कि वे हाइड्रोलिक तरल पदार्थ (तेल) के प्रवाह को नियंत्रित करते हैं, अक्सर लगभग 3000 पीएसआई (210 बार, 21 एमपीए, 21 एमएन/एम 2) पर। हाइड्रोलिक मशीनरी मेढ़क या एक्चुएटर्स में तेल के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए सोलनॉइड्स का उपयोग करती है। सोलेनोइड-नियंत्रित वाल्व का उपयोग अक्सर सिंचाई प्रणालियों में किया जाता है, जहां एक अपेक्षाकृत कमजोर सोलेनोइड एक छोटे पायलट वाल्व को खोलता और बंद कर देता है, जो बदले में एक पिस्टन या डायाफ्राम पर द्रव दबाव लागू करके मुख्य वाल्व को सक्रिय करता है जो यांत्रिक रूप से मुख्य वाल्व से जुड़ा होता है। सोलेनोइड रोजमर्रा की घरेलू वस्तुओं में भी होते हैं जैसे कि ड्रम में पानी के प्रवाह और मात्रा को नियंत्रित करने के लिए वाशिंग मशीन। संचरण सोलनॉइड्स एक स्वचालित संचरण के माध्यम से द्रव प्रवाह को नियंत्रित करते हैं और आमतौर पर संचरण वाल्व बॉडी में स्थापित होते हैं। एक कार या ट्रक में, स्टार्टर सोलनॉइड एक ऑटोमोबाइल इंजन के इग्निशन सिस्टम का हिस्सा है। स्टार्टर सोलनॉइड कार की बैटरी से एक बड़ा विद्युत प्रवाह और इग्निशन स्विच से एक छोटा विद्युत प्रवाह प्राप्त करता है। जब इग्निशन स्विच चालू किया जाता है (अर्थात। जब कार को चालू करने के लिए चाबी को घुमाया जाता है), तो छोटा विद्युत प्रवाह स्टार्टर सोलनॉइड को भारी संपर्कों की एक जोड़ी को बंद करने के लिए मजबूर करता है, इस प्रकार बड़े विद्युत प्रवाह को स्टार्टर मोटर पर रिले करता है। यह एक प्रकार का रिले है। स्टार्टर सोलनॉइड्स को स्टार्टर में ही बनाया जा सकता है, जो अक्सर स्टार्टर के बाहर दिखाई देता है। यदि एक स्टार्टर सोलनॉइड को बैटरी से अपर्याप्त शक्ति प्राप्त होती है, तो यह मोटर को चालू करने में विफल हो जाएगा और एक तेज़, विशिष्ट "क्लिक" या "क्लैकिंग" ध्वनि उत्पन्न कर सकता है। यह कम या मृत बैटरी के कारण हो सकता है, बैटरी से खराब या ढीले कनेक्शन के कारण, या बैटरी से टूटी या क्षतिग्रस्त सकारात्मक (लाल) केबल के कारण हो सकता है। इनमें से किसी के परिणामस्वरूप सोलनॉइड को कुछ शक्ति मिलेगी, लेकिन भारी संपर्कों को बंद रखने के लिए पर्याप्त नहीं है, इसलिए स्टार्टर मोटर स्वयं कभी नहीं घूमती है, और इंजन शुरू करने में विफल रहता है। कॉइलगन परिवर्तनीय बल सोलनॉइड रैखिक एक्चुएटर संदर्भ बाहरी लिंक रोबोटिक्स विद्युत चुम्बकीय कॉइल के लिए सोलनॉइड मूल बातें एक्चुएटर सोलनॉइड बल गणनाः https://www.keepandshare.com/doc18/25385/solenoidmagnetics-pdf-713k?da=y §