Bipolar electric motor
دو قطبی برقی موٹر ایک برقی موٹر ہے جس کے اسٹیشنری فیلڈ میں صرف دو (اس لیے دو) کھمبے ہوتے ہیں۔ وہ ایک کمیوٹیٹر کے ساتھ سادہ برش ڈی سی موٹر کی ایک مثال ہیں۔ یہ فیلڈ یا تو مستقل مقناطیس یا فیلڈ کنڈلی سے پیدا کیا جا سکتا ہے۔ 'دو قطبی' اصطلاح سے مراد موٹر کا ساکن میدان ہے، روٹر نہیں۔ روٹرز میں اکثر دو سے زیادہ کھمبے ہوتے ہیں، تین سادہ موٹر کے لیے اور ممکنہ طور پر ہائی پاور موٹر کے لیے زیادہ۔ دو قطبی روٹر کا نقصان یہ ہے کہ یہ تمام پوزیشنوں میں خود سے شروع نہیں ہوتا ہے اور اس لیے اسے شروع کرنے کے لیے ہلانا پڑتا ہے۔ ابتدائی موٹرز 1870 کی دہائی کے بعد سے پہلی ڈی سی برقی موٹروں نے دو قطبی شعبوں کا استعمال کیا۔ ان ابتدائی مشینوں میں طویل مقناطیسی سرکٹس، چوڑے کھمبے کے خلا اور تنگ کھمبے کے ٹکڑوں کے ساتھ ناقص طور پر ڈیزائن کیے گئے فیلڈ پول کے ٹکڑوں کا استعمال کیا گیا تھا جو آرمیچر کے ذریعے صرف ایک محدود بہاؤ دیتے تھے۔ یہ کھیت عام طور پر گھڑسواری کی شکل کے ہوتے تھے، جن میں یا تو مستقل گھڑسواری کے مقناطیس ہوتے تھے یا پھر کھمبوں سے کچھ فاصلے پر ایک یا دو فیلڈ کنڈلی ہوتی تھی۔ ابتدائی موصلیت تار کو، اگر بالکل بھی ہو تو، روئی کے دھاگے کی لپیٹ کے ساتھ موصلیت دی جاتی تھی۔ یہ کنڈلی شارٹ سرکٹ کے ساتھ زیادہ گرم ہونے اور جلنے سے پہلے صرف کم درجہ حرارت کے اضافے کو سنبھال سکتی ہیں۔ کنڈلی اس طرح لمبی اور اتلی ہوتی تھی، بعض اوقات تار کی صرف ایک ہی پرت کی ہوتی تھی، جس کے لیے صرف اپنے سائز کو برقرار رکھنے کے لیے ایک طویل کور کی ضرورت ہوتی تھی۔ واحد چھوٹے کنڈلی کو افقی طور پر نصب کیا جا سکتا تھا، لیکن سب سے عام ترتیب میں دو لمبے کنڈلی ساتھ ساتھ استعمال کیے جاتے تھے۔ مقناطیسی سرکٹ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، یہ محسوس کیا گیا کہ ایک ہی آرمیچر کے ذریعے متعدد مقناطیسی راستے فراہم کیے جا سکتے ہیں۔ دونوں کنڈلی کو اب الگ کر کے موٹر کے اطراف میں رکھا گیا تھا، ان کے لوہے کے کور کو سائیڈ وے فگر-8 سرکٹ کے طور پر اور مرکزی قطب کے خلا میں آرمیچر کے ساتھ۔ دونوں کنڈلی کا بہاؤ اس خلا سے گزرا۔ اس نے ایک مقناطیسی سرکٹ دیا جو مجموعی طور پر چھوٹا تھا اور اس طرح مقناطیسی نقصانات کم تھے۔ زیادہ کمپیکٹ کنڈلی کے گھومنے کو شیلیک کے استعمال سے ممکن بنایا گیا تھا تاکہ گھومنے کو متاثر کیا جا سکے اور ان کی موصلیت کی وشوسنییتا کو بہتر بنایا جا سکے۔ بعد کے ڈیزائن، تقریبا 1900 سے، چھوٹے، زیادہ موثر مقناطیسی سرکٹس کے ساتھ زیادہ کمپیکٹ ہو گئے۔ فیلڈ کنڈلی اب کھمبے کے ٹکڑوں کے ارد گرد مختصر، اندرونی کنڈلی میں منتقل ہوگئیں۔ مقناطیسی سرکٹ کا بقیہ حصہ موٹر کے کیسنگ کے ارد گرد دو رخا سرکلر راستہ تھا۔ اگرچہ بنیادی طور پر زیادہ موثر ہونے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اس نے جگہ کے لحاظ سے کہیں زیادہ کمپیکٹ ترتیب بھی دی۔ یہ سرکلر ترتیب صنعتی طاقت کے ذریعہ کے طور پر دو قطبی موٹر کے اختتام کی بھی نمائندگی کرتی ہے۔ فیلڈ کنڈلی اور کھمبے کے ٹکڑوں کا دوسرا سیٹ کیسنگ کے ایک ہی سائز کے اندر رکھنا ممکن تھا، جس سے چار قطبوں کا انتظام ہوتا تھا۔ آرمیچر کے پورے دائرے کے ارد گرد فیلڈ فلکس کی زیادہ موثر فراہمی کی وجہ سے، یہ ایک ہی آرمیچر کرنٹ کے لیے تقریبا دگنی طاقت کی موٹر دیتا ہے۔ آرمیچر کرنٹ، اور متعلقہ کمیوٹیٹر اور برش گیئر، موٹر کے سب سے مہنگے حصوں میں سے ایک کی نمائندگی کرتے ہیں۔ برقی ریلوے انجن بڑے دو قطبی موٹروں کے آخری صنعتی استعمال میں سے ایک 1917 کے ملواکی روڈ کے کلاس EP-2 برقی انجنوں کے لیے تھا۔ اس لائن نے 3,000 وی ڈی سی کے وولٹیج کا استعمال کرتے ہوئے اپنے کوسٹ ڈویژن روٹ کو برقی بنانے کا انتخاب کیا تھا۔ یہ پہلے برقی انجن نہیں تھے جو تیار کیے گئے اور پچھلے عمل سے سیکھے گئے اسباق کو شامل کیا گیا۔ بہت سے ابتدائی انجنوں میں لوکوموٹو فریم پر نصب ایک یا دو بڑی موٹروں کا استعمال کیا گیا تھا، جس میں جوڑی کی سلاخوں کے روایتی بھاپ لوکوموٹو پریکٹس کے ذریعے پہیوں تک گاڑی چلائی جاتی تھی۔ جہاں اے سی موٹروں کا استعمال کیا جاتا تھا، جس میں بہت سے کھمبوں اور اس طرح بڑے قطر کی ضرورت ہوتی تھی، یہ فریم پر نصب موٹرز ناگزیر نظر آتے تھے حالانکہ انہیں پہیوں تک اس دیکھ بھال پر مبنی مکینیکل ڈرائیو کی ضرورت ہوتی تھی۔ ناک سے لٹکنے والی کرشن موٹروں کے ایک متبادل نظام میں ہر محور کے ساتھ ساتھ چھوٹی تیز رفتار موٹروں کا استعمال کیا جاتا تھا، جو تخفیف گیئر باکس کے ذریعے چلتی تھیں۔ یہ نظام بالآخر برقی اور ڈیزل دونوں انجنوں میں غالب ہوگا، لیکن اس وقت قابل اعتماد ہائی پاور گیئر باکس تیار کرنا مشکل تھا۔ "دو قطبی" ڈیزائن میں محور پر سوار موٹروں کا استعمال کیا گیا، جو ہر پہیے کو براہ راست چلاتے ہیں۔ محور نے نہ صرف پہیوں بلکہ خود موٹر آرمیچر کا تکلا بھی تشکیل دیا۔ یہ واضح طور پر سادہ نظام پہلے استعمال کیا گیا تھا، لیکن صرف ہلکی موٹروں والے کم طاقت والے انجنوں کے لیے۔ چونکہ پہیے اور محور، اور اس معاملے میں موٹر بھی، معطلی سے غیر محفوظ ہیں، یہاں کوئی بھی اضافی وزن ناقص سواری کی خصوصیات کا باعث بنے گا۔ ان انتہائی طاقتور نئے انجنوں کے لیے اس کے استعمال کی اجازت دینے کے لیے موٹر کو دو حصوں میں تقسیم کیا گیا۔ آرمیچر محور کے حصے کے طور پر تشکیل دیا گیا تھا، لیکن بہت بھاری فیلڈ کے کھمبوں اور کنڈلی کو لوکوموٹو کے معطل فریم پر لے جایا گیا تھا۔ اس نے ایک قابل قبول سواری دی۔ اس نظام کی پیچیدگی یہ تھی کہ آرمیچر کو اب میدان کے مقابلے میں اوپر اور نیچے جانے کے لیے آزاد ہونا چاہیے، جیسا کہ معطلی حرکت کرتی ہے۔ عصری چار قطبی موٹر کے ساتھ، یہ اوپری اور نچلے کھمبوں پر کھمبے کے فرق میں فرق کرے گا، شاید اس حد تک کہ آرمیچر کھمبے کے ٹکڑوں سے ٹکرا جائے (معطلی کا سفر عام کھمبے کے خلا سے کہیں زیادہ بڑا ہوتا ہے)۔ اس کا حل نسبتا قدیم دو قطبی موٹر کی طرف لوٹنا تھا۔ کھمبوں کو آرمیچر کی طرف رکھ کر اور انہیں چپٹے عمودی چہرے دے کر، آرمیچر ان کے درمیان اوپر اور نیچے جانے کے لیے آزاد تھا۔ موٹر کا ڈیزائن نسبتا غیر موثر تھا، یہاں تک کہ اس وقت کے معیارات کے مطابق بھی، لیکن ان انجنوں کو کارکردگی کے لیے ڈیزائن کرنے کے بجائے سستی ہائیڈرو الیکٹرکٹی کی فراخدلی سے فراہمی کے ساتھ ان کی طاقت اور نقل و حمل کی صلاحیت کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ ابتدائی "دو قطبی" ڈیزائنوں میں 1904 کا نیو یارک سنٹرل کا اولین ایس-موٹر اور بعد میں 1913 کا ٹی-موٹر شامل تھا، تاہم ملواکی روڈ کی کلاس ای پی-2 دو قطبی موٹر سے سب سے زیادہ وابستہ کلاس بن گئی، یہاں تک کہ کلاس کے لیے "دو قطبی" نام بھی حاصل کر لیا۔ ای پی-2 انجنوں نے 35 سالوں تک قابل اعتماد اور کامیابی کے ساتھ کام کیا۔ بالآخر 1950 کی دہائی کے آخر میں امریکی ریلوے میں عام کمی، سستے ڈیزل پاور کی آمد، اور خاص طور پر اس طبقے کی تعمیر نو کی وجہ سے انہیں واپس لے لیا گیا جو ناقص طور پر انجام دی گئی تھی اور دوبارہ تعمیر شدہ انجنوں کو وشوسنییتا کے مسائل سے دوچار کر دیا تھا۔ جدید دو قطبی موٹرز دو قطبی موٹر آج بھی وسیع پیمانے پر استعمال میں ہے، درمیانی طاقت، کم لاگت والی ایپلی کیشنز جیسے کہ گھریلو آلات جیسے فوڈ مکسرز، ویکیوم کلینرز اور الیکٹرک ڈرلز میں استعمال ہونے والی یونیورسل موٹرز۔ یہ موٹرز وسیع پیمانے پر سیریز سے منسلک فیلڈ ونڈنگ کے ساتھ برش شدہ ڈی سی موٹر کے ڈیزائن ہیں۔ وہ اے سی کی فراہمی پر بھی اچھی طرح سے کام کرتے ہیں اور اب عام طور پر اس پر پائے جاتے ہیں۔ وہ انڈکشن موٹروں کے مقابلے میں زیادہ ٹارک اور رفتار پیش کرتے ہیں اور اسی طرح ان کی بہت سی ایپلی کیشنز ہیں جہاں ان کی سرمایہ کی لاگت اور ہلکا وزن ان کی برقی کارکردگی سے زیادہ اہم ہے۔ کھلونا موٹرز سادہ دو قطبی موٹر ٹن پلیٹ کھلونوں کے ابتدائی دنوں سے ہی برقی کھلونوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی رہی ہے۔ اس طرح کی پہلی موٹروں میں ایک سادہ گھڑسواری مستقل مقناطیس کا استعمال کیا گیا۔ زیادہ جدید 'کین' موٹرز، 1960 کی دہائی کے بعد سے، دو قطبی رہے ہیں لیکن صنعتی موٹروں کی طرح، ایک سرکلر اسٹیل کین کیس کے اندر سی کی شکل کے مقناطیس کی ایک زیادہ موثر جوڑی کا استعمال کیا ہے۔ ان کی اضافی لاگت اور پیچیدگی کی وجہ سے، فیلڈ کنڈلی والی موٹروں کو ماڈلز کے لیے شاذ و نادر ہی استعمال کیا گیا ہے۔ اس کی ایک معروف رعایت موٹروں کی 'ٹائکول' رینج تھی، جس کا مقصد بنیادی طور پر بڑی ماڈل کشتیاں تھیں۔ 1950 اور 1960 کی دہائیوں میں ان کا عروج تھا، قیمت میں متروک اور غیر مسابقتی ہوتا گیا کیونکہ مستقل مقناطیس، خاص طور پر فیرائٹ کے لیے زیادہ طاقتور مواد دستیاب ہو گیا۔ ٹائکول نے سادہ ہارسشو میگنیٹ موٹروں سے شروعات کی، لیکن ان کی اصل خصوصیت زخم کے کھیتوں کے ساتھ تھی۔ ان میں سے زیادہ تر نے روٹر کے اوپر نصب ایک واحد ٹرانسورس فیلڈ کنڈلی کا استعمال کیا۔ ان کی بڑی 'میرین' اور 'ڈبل اسپیشل' حدود میں دوہری کنڈلی کی ترتیب کا استعمال کیا جاتا تھا، جس کے اطراف میں دو عمودی فیلڈ کنڈلی نصب ہوتی تھیں۔ ایک ایسی ہی، اگرچہ چھوٹی اور بہت کم طاقتور موٹر، میکانو E15R موٹر تھی۔ ایک سادہ دو قطبی موٹر کی تعمیر، عام طور پر دو قطبی روٹر کے ساتھ بھی، بچوں کے لیے ایک مقبول بنیادی سائنسی منصوبہ ہے۔ حوالہ جات برقی موٹرز