Flux switching alternator
एक फ्लक्स स्विचिंग अल्टरनेटर उच्च गति वाले अल्टरनेटर का एक रूप है, एक एसी विद्युत जनरेटर, जिसका उद्देश्य टरबाइन द्वारा सीधे ड्राइव करना है। वे रोटर के साथ डिजाइन में सरल हैं जिसमें कोई कुंडल या चुंबक नहीं होते हैं, जिससे वे ऊबड़-खाबड़ और उच्च घूर्णन गति में सक्षम होते हैं। यह उन्हें निर्देशित मिसाइलों में उनके एकमात्र व्यापक उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है। निर्देशित मिसाइलों को उड़ान के दौरान विद्युत शक्ति के स्रोत की आवश्यकता होती है। इसकी आवश्यकता मार्गदर्शन और फ्यूजिंग प्रणालियों को शक्ति प्रदान करने के लिए होती है, संभवतः एक सक्रिय रडार खोजकर्ता के उच्च-शक्ति भार (यानी। एक ट्रांसमीटर) और शायद ही कभी मिसाइल का नियंत्रण सतह पर होता है। एक उच्च गति वाली मिसाइल के लिए नियंत्रण सतह एक्चुएटर को एक उच्च बल की आवश्यकता होती है और इसलिए ये आमतौर पर कुछ गैर-विद्युत साधनों द्वारा संचालित होते हैं, जैसे कि मिसाइल के मोटर से प्रणोदक निकास गैस का दोहन। दुर्लभ अपवाद जहाँ विद्युत संचालित नियंत्रण सतहों का उपयोग किया जाता है, वे ज्यादातर मध्यम दूरी की सबसोनिक नौसैनिक मिसाइलें हैं, उदाहरण के लिए। एक्सोसेट, हार्पून और मार्टेल। विभिन्न मिसाइलों के लिए कुल भार लगभग 100W से कई kW के बीच भिन्न होता है। मिसाइल के लिए विद्युत आपूर्ति विश्वसनीय होनी चाहिए, विशेष रूप से लंबे भंडारण के बाद। मिसाइल के प्रकार के आधार पर, शुरू होने के लगभग तुरंत बाद, या प्रक्षेपण से पहले भी शक्ति प्रदान करना शुरू करने की आवश्यकता हो सकती है ताकि जाइरोस्कोप को गति में तेजी लाई जा सके, और अलग-अलग समय के लिए शक्ति प्रदान की जा सके। छोटी टैंक-रोधी या हवा से हवा में मार करने वाली मिसाइलों को उड़ान के कुछ सेकंड के लिए ही शक्ति की आवश्यकता हो सकती है। अन्य, जैसे सामरिक मिसाइल या आई. सी. बी. एम., को कई मिनटों के लिए शक्ति की आवश्यकता हो सकती है। टर्बोजेट-संचालित क्रूज मिसाइलों का सबसे लंबा उड़ान समय होता है (लंबी दूरी की होने के बावजूद उड़ान में सबसे धीमी); हालाँकि, इनमें ऐसे इंजन भी होते हैं जो अधिक पारंपरिक जनरेटर चलाने में सक्षम होते हैं। अभ्यास में मिसाइलों को शक्ति प्रदान करने के लिए दो तकनीकों का उपयोग किया जाता हैः बैटरी और जनरेटर। उपयोग की जाने वाली बैटरियाँ आमतौर पर गुप्त प्रकार की होती हैं जो शायद ही कभी मिसाइलों के बाहर पाई जाती हैं, जैसे कि सिल्वर-जिंक या थर्मल बैटरियाँ। उपयोग किए जाने वाले जनरेटर सरल उच्च गति वाले जनरेटर होते हैं, जो सीधे एक टरबाइन रोटर द्वारा संचालित होते हैं जो या तो रॉकेट मोटर के निकास, या फिर एक समर्पित गैस जनरेटर द्वारा संचालित होता है। अल्टरनेटर सिद्धांत जनरेटर को ऊबड़-खाबड़ और बहुत अधिक गति में सक्षम होना आवश्यक है, क्योंकि यह टरबाइन की गति से संचालित होता है, बिना कमी गियरिंग के। रोटर इस प्रकार डिजाइन में सरल होना चाहिए और स्लिपरिंग्स या अन्य ब्रशगियर के लिए कोई स्लाइडिंग संपर्क भी नहीं हो सकता है। हालांकि मिसाइल के लिए बिजली की आवश्यकता काफी हद तक डी. सी. आपूर्ति हो सकती है, एसी अल्टरनेटर और इसकी यांत्रिक मजबूती के लिए एक रेक्टिफायर की आवश्यकता अभी भी अनुकूल है। असामान्य रूप से, फील्ड कॉइल और आर्मेचर वाइंडिंग दोनों को फिक्स्ड स्टेटर पर ले जाया जाता है। रोटर एक साधारण दांतेदार पहिया है, जिसमें कोई घुमावदार या विद्युत घटक नहीं हैं। सबसे सरल मामले में, स्टेटर में चार खंभे होते हैं और फील्ड कॉइल और आर्मेचर वाइंडिंग को खंभों के बीच स्टेटर के चारों ओर बारी-बारी से व्यवस्थित किया जाता है। क्षेत्र चुंबकों को उनके ध्रुवों के साथ एक दूसरे का विरोध करते हुए व्यवस्थित किया जाता है, अर्थात। एक आर्मेचर दो उत्तरी ध्रुवों के बीच है, एक दो दक्षिण ध्रुवों के बीच है। रोटर चुंबकीय, लेकिन बिना चुंबक, लोहे की एक साधारण दांतेदार डिस्क है। जब यह ध्रुवों के बीच घूमता है, तो यह विरोधी ध्रुवों की एक जोड़ी के बीच प्रवाह को जोड़ता है। स्टेटर का चुंबकीय परिपथ इस प्रकार त्रिभुजों की एक जोड़ी है, जिसमें प्रत्येक में एक क्षेत्र, एक आर्मेचर और रोटर के माध्यम से एक साझा पथ होता है। फ्लक्स प्रत्येक परिपथ में एक क्षेत्र से और एक आर्मेचर से गुजरता है। जैसे ही रोटर मुड़ता है, दूसरा त्रिकोणीय मार्ग बनता है, प्रवाह को एक जोड़ी क्षेत्र और आर्मेचर से दूसरे में बदल देता है और आर्मेचर कॉइल में प्रवाह की दिशा को भी उलट देता है। यह प्रवाह का यह व्युत्क्रम है जो प्रत्यावर्ती ई. एम. एफ. का उत्पादन करता है। रोटर को विरोधी खंभे के टुकड़ों के बीच के रास्ते को पाटना चाहिए, लेकिन कभी भी चारों टुकड़ों को एक साथ पाटना नहीं चाहिए। अतः इसमें ध्रुवों की संख्या सम होनी चाहिए, लेकिन यह चार से विभाज्य नहीं होनी चाहिए। व्यावहारिक रोटर छह ध्रुवों का उपयोग करते हैं। चूँकि एक दाँत पिच का घूर्णन एक एसी चक्र उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है, इसलिए उत्पादन आवृत्ति घूर्णन गति (रेव में) का उत्पाद है। प्रति सेकंड) और रोटर दांतों की संख्या। प्रारंभिक एसी प्रणालियों में 400 हर्ट्ज की मानक आवृत्ति का उपयोग किया जाता था, जो दो ध्रुव रोटरों और 24,000 आरपीएम की अधिकतम घूर्णन गति के लिए अल्टरनेटर को सीमित करता था। बहु-ध्रुवीय रोटरों से उच्च आवृत्तियों के उपयोग को पहले से ही समान वजन के लिए अधिक शक्ति प्राप्त करने के भविष्य के साधन के रूप में मान्यता दी गई थी। सीसलग मिसाइल अल्टरनेटर ने 24,000 आरपीएम की गति का उपयोग करके 2400 हर्ट्ज पर डेढ़ केवीए बिजली का उत्पादन किया। क्षेत्र की आपूर्ति या तो स्थायी चुंबक या क्षेत्र कुंडल द्वारा की जा सकती है। आउटपुट वोल्टेज का विनियमन एक वाइंडिंग, या तो फील्ड कॉइल, या एक स्थायी चुंबक के चारों ओर एक नियंत्रण वाइंडिंग के माध्यम से धारा को नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है। अल्टरनेटर ड्राइव प्रणोदन मोटर सबसे सरल समाधान प्रणोदन मोटर से कुछ गर्म निकास गैस को निकालता है और इसे जनरेटर टरबाइन के माध्यम से मार्गित करता है। इस गैस का उपयोग नियंत्रण सतह एक्चुएटर्स को शक्ति प्रदान करने के लिए भी किया जा सकता है, जैसा कि विजिलेंट के लिए किया जाता था। यह मिसाइल के लिए उपलब्ध सबसे सरल और सबसे हल्की विद्युत आपूर्ति में से एक है। मोटर से निकलने वाली गैस से रक्तस्राव होने से आवश्यक ईंधन की मात्रा बढ़ जाती है, लेकिन यह प्रभाव मामूली है, लगभग 1 प्रतिशत। निकास गर्म होता है, संभवतः 2,400 डिग्री सेल्सियस जितना गर्म होता है, और बूस्ट चरण में 2,600 पी. एस. आई. से लेकर निरंतरता के दौरान 465 पी. एस. आई. तक के दबाव पर होता है। एक अधिक गंभीर कमी निकास में सूटी कणों की मात्रा है, जिसके लिए उन्हें टरबाइन से दूर रखने के लिए एक फिल्टर की आवश्यकता होती है। चूंकि ऐसे फिल्टर स्वयं बंद हो सकते हैं, इसलिए यह विधि छोटी उड़ान अवधि के लिए सबसे उपयुक्त है। गैस जनरेटर एक रासायनिक उपकरण है जो दबाव में गैस की आपूर्ति प्रदान करने के लिए जलता है। यद्यपि अभी भी गर्म है, रॉकेट मोटर निकास की तुलना में, यह गैस रॉकेट प्रवाह की तुलना में कणों को ठंडा और स्वच्छ कर सकती है। ठोस और तरल-ईंधन वाले गैस जनरेटर दोनों का उपयोग किया जा सकता है। मोटर निकास के बजाय गैस जनरेटर ड्राइव के लाभ हैंः स्वच्छ, ठंडा निकास, जिससे टरबाइन की समस्या होने की संभावना कम होती है। प्रक्षेपण से पहले गैस जनरेटर को शुरू करने की क्षमता, जायरोस्कोप को गति, नियंत्रण सतहों के लिए शक्ति आदि तक घुमाने के लिए समय की अनुमति देना। बैलिस्टिक तट चरण के दौरान मोटर के जलने के बाद बिजली उत्पादन जारी रखने की क्षमता। विकास का इतिहास इस प्रकार के पहले अल्टरनेटर पहले मिसाइलों के साथ शुरू हुए जिनमें काफी विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती है, जो रडार चाहने वालों (शुरू में अर्ध-सक्रिय रडार होमिंग) का उपयोग करते हैं। इनका विकास 1940 के दशक के अंत में स्पैरो जैसी हवा से हवा में मार करने वाली मिसाइलों के साथ शुरू हुआ। स्पैरो एक अपेक्षाकृत बड़ी मिसाइल थी जिसका एयरफ्रेम 8 इंच व्यास का था। 1950 के दशक के अंत तक, टरबाइन-संचालित अल्टरनेटर का उपयोग विजिलेंट जैसी हल्की एंटी-टैंक मिसाइलों में भी किया जा रहा था। विजिलेंट के शरीर का व्यास 4 इंच है, जिसमें एक इंच केंद्रीय जेटपाइप भी शामिल है। अल्टरनेटर और टरबाइन को केवल 1 इंच के शेष कुंडलाकार स्थान में फिट किया गया था। स्थायी चुंबक चुंबक एक वैकल्पिक उच्च गति जनरेटर स्थायी चुंबक चुंबक है। आवश्यक उत्पादन प्राप्त करना आधुनिक दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक, जैसे कि समरियम कोबाल्ट या नियोडियमियम के उपयोग पर निर्भर करता है। आउटपुट कॉइल को एक स्टेटर के रूप में बनाया जाता है, जिसमें एक घूर्णन बहु-ध्रुव रिंग चुंबक से अक्षीय चुंबकीय प्रवाह होता है। अलेक्जेंडरसन अल्टरनेटर परिवर्तनीय अनिच्छा संवेदक स्विच्ड अनिच्छा मोटर संदर्भ अल्टरनेटर विद्युत जनरेटर मिसाइल प्रौद्योगिकी भी देखें।