एक डीसी जनरेटर क्या है: निर्माण और इसके कार्य

प्रारंभिक विद्युत चुम्बकीय जनक (फैराडे डिस्क) का आविष्कार ब्रिटिश वैज्ञानिक अर्थात् माइकल फैराडे ने वर्ष 1831 में किया था। ए डीसी जनरेटर एक विद्युत उपकरण है जिसका उपयोग उत्पन्न करने के लिए किया जाता है विद्युतीय ऊर्जा । इस उपकरण का मुख्य कार्य यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलना है। कई प्रकार के यांत्रिक ऊर्जा स्रोत उपलब्ध हैं जैसे कि हाथ की क्रैंक, आंतरिक दहन इंजन, पानी टर्बाइन, गैस और भाप टर्बाइन। जनरेटर सभी को शक्ति प्रदान करता है विद्युत शक्ति ग्रिड । जनरेटर का रिवर्स फ़ंक्शन एक इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा किया जा सकता है। मोटर का मुख्य कार्य विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक में बदलना है। मोटर्स, साथ ही जनरेटर, समान विशेषताएं हैं। यह लेख डीसी जनरेटर के अवलोकन पर चर्चा करता है।

एक डीसी जनरेटर क्या है?

एक डीसी जनरेटर या प्रत्यक्ष वर्तमान जनरेटर विद्युत मशीन का एक प्रकार है, और इस मशीन का मुख्य कार्य है डीसी (प्रत्यक्ष वर्तमान) बिजली में यांत्रिक ऊर्जा परिवर्तित करें। ऊर्जा परिवर्तन प्रक्रिया ऊर्जावान रूप से प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल के सिद्धांत का उपयोग करती है। डीसी जनरेटर आरेख नीचे दिखाया गया है।

डीसी जेनरेटर

जब एक कंडक्टर स्लैश करता है चुंबकीय प्रवाह , उसके बाद विद्युत चुम्बकीय प्रेरण सिद्धांत के आधार पर ऊर्जावान रूप से प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न किया जाएगा फैराडे के नियम । यह इलेक्ट्रोमोटिव बल वर्तमान का प्रवाह पैदा कर सकता है जब कंडक्टर सर्किट नहीं खोला जाता है।

निर्माण

एक डीसी जनरेटर भी एक के रूप में प्रयोग किया जाता है डीसी यंत्र इसके निर्माण को बदलने के बिना। इसलिए, एक डीसी मोटर अन्यथा एक डीसी जनरेटर को आम तौर पर कहा जा सकता है डीसी मशीन। का निर्माण ए 4-पोल डीसी जनरेटर नीचे दिखाया गया है। इस जनरेटर में शामिल हैं अनेक हिस्से योक, डंडे और पोल जूते की तरह, क्षेत्र घुमावदार, एक आर्मेचर कोर, आर्मेचर वाइंडिंग, कम्यूटेटर और ब्रश। लेकिन इस उपकरण के दो आवश्यक भाग स्टेटर के साथ-साथ रोटर भी हैं ।

स्टेटर

स्टेटर डीसी जनरेटर का एक अनिवार्य हिस्सा है, और इसका मुख्य कार्य चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करना है जहां कॉइल स्पिन करते हैं। इसमें स्थिर मैग्नेट शामिल हैं, जहां उनमें से दो रिवर्स पोल का सामना कर रहे हैं। ये मैग्नेट रोटर के क्षेत्र में फिट होने के लिए स्थित हैं।

रोटर या आर्मेचर कोर

रोटर या आर्मेचर कोर डीसी जनरेटर का दूसरा आवश्यक हिस्सा है, और इसमें स्लॉट्स के साथ स्लॉटेड लोहे के टुकड़े शामिल हैं जो आकार देने के लिए स्टैक्ड हैं बेलनाकार आर्मेचर कोर । आमतौर पर, इन टुकड़े को नुकसान की वजह से कम करने की पेशकश की जाती है एड़ी प्रवाह ।

आर्मेचर वाइंडिंग्स

आर्मेचर कोर स्लॉट मुख्य रूप से आर्मेचर वाइंडिंग को धारण करने के लिए उपयोग किया जाता है। ये एक बंद सर्किट वाइंडिंग फॉर्म में हैं, और यह उत्पादित धारा के योग को बढ़ाने के लिए समानांतर में श्रृंखला से जुड़ा हुआ है।

घोड़े का अंसबंध

डीसी जनरेटर की बाहरी संरचना योक है, और यह कच्चा लोहा अन्यथा स्टील के साथ बनाया गया है। यह ले जाने के लिए आवश्यक यांत्रिक शक्ति देता है चुंबकीय प्रवाह डंडे के माध्यम से दिया।

डंडे

ये मुख्य रूप से क्षेत्र वाइंडिंग को धारण करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। आमतौर पर, ये घुमाव ध्रुवों पर घाव होते हैं, और वे श्रृंखला में जुड़े होते हैं अन्यथा समानांतर आर्मेचर वाइंडिंग । इसके अलावा, खंभे वेल्डिंग विधि के साथ जुए की ओर संयुक्त देंगे अन्यथा शिकंजा का उपयोग करके।

पोल जूता

ध्रुव के जूते का उपयोग मुख्य रूप से चुंबकीय प्रवाह को फैलाने के लिए किया जाता है और साथ ही क्षेत्र के तार को गिरने से बचाने के लिए किया जाता है।

कम्यूटेटर

कम्यूटेटर का काम बदलने के लिए एक सुधारक की तरह है एसी वोल्टेज तक दिष्ट विद्युत धारा का वोल्टेज ब्रश के पार आर्मेचर वाइंडिंग के भीतर। इसे कॉपर सेगमेंट के साथ डिजाइन किया गया है, और प्रत्येक कॉपर सेगमेंट की मदद से एक दूसरे से सुरक्षित है अभ्रक की चादर । यह मशीन के शाफ्ट पर स्थित है।

डीसी जेनरेटर में कम्यूटेटर

डीसी जनरेटर कम्यूटेटर समारोह

डीसी जनरेटर में कम्यूटेटर का मुख्य कार्य एसी को डीसी में बदलना है। यह एक रिवर्स स्विच की तरह काम करता है और जनरेटर में इसकी भूमिका नीचे चर्चा की गई है।

ईएमएफ जो जनरेटर के आर्मेचर कॉइल के भीतर प्रेरित है, बारी-बारी से है। तो, आर्मेचर कॉइल के भीतर धारा का प्रवाह भी प्रत्यावर्ती धारा हो सकता है। एक बार आर्मेचर कॉइल चुंबकीय निष्पक्ष अक्ष को पार करने के बाद इस क्षण को कम्यूटेटर के माध्यम से उलटा किया जा सकता है। इस प्रकार, लोड एक डीसी या यूनी-दिशात्मक वर्तमान प्राप्त करता है।

कम्यूटेटर गारंटी देता है कि जनरेटर से करंट का प्रवाह एक ही दिशा में हमेशा के लिए बह जाएगा। ब्रश कम्यूटेटर पर जाकर जनरेटर और लोड के बीच उच्च गुणवत्ता वाले विद्युत कनेक्शन बनाएंगे।

ब्रश

के बीच विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित किया जा सकता है कम्यूटेटर साथ ही ब्रश की सहायता से बाहरी भार सर्किट।

काम करने का सिद्धांत

डीसी जनरेटर का कार्य सिद्धांत फैराडे के नियमों पर आधारित है इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन । जब एक कंडक्टर अस्थिर चुंबकीय क्षेत्र में स्थित होता है, तो एक इलेक्ट्रोमोटिव बल कंडक्टर के भीतर प्रेरित हो जाता है। प्रेरित e.m.f परिमाण के समीकरण से मापा जा सकता है एक जनरेटर के इलेक्ट्रोमोटिव बल ।

यदि कंडक्टर एक बंद लेन के साथ मौजूद है, तो जो वर्तमान प्रेरित है वह लेन में बह जाएगा। इस जनरेटर में, फील्ड कॉइल एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगा और साथ ही आर्मेचर कंडक्टर को क्षेत्र में बदल दिया जाएगा। इसलिए, आर्मेचर कंडक्टरों के भीतर एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रूप से प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल (e.m.f) उत्पन्न किया जाएगा। प्रेरित धारा का मार्ग फ्लेमिंग के दाहिने हाथ के नियम द्वारा प्रदान किया जाएगा।

डीसी जेनरेटर E.M.F समीकरण

डीसी जनरेटर के ईएमएफ समीकरण फैराडे के कानूनों के अनुसार विद्युत चुम्बकीय प्रेरण है जैसे = PØZN / 60 A

कहा पे फ़ाई है

वेबर के भीतर प्रवाह या ध्रुव

‘Z 'कुल संख्‍या वाला आर्मेचर कंडक्टर है

‘P’ एक जनरेटर में कई खंभे हैं

‘ए’ आर्मेचर के भीतर समानांतर लेन की एक संख्या है

‘N 'r.p.m में आर्मेचर का रोटेशन है (प्रति मिनट क्रांतियाँ)

‘E’ आर्मेचर के भीतर किसी भी समानांतर लेन में प्रेरित e.m.f है

‘ईजी 'किसी भी समानान्तर लेन में उत्पन्न ई.एम.एफ.

‘N / 60 'प्रति सेकंड घुमावों की संख्या है

एक मोड़ के लिए समय dt = 60 / N सेकंड होगा

डीसी जेनरेटर के प्रकार

डीसी जनरेटर का वर्गीकरण दो सबसे महत्वपूर्ण श्रेणियों में किया जा सकता है अर्थात् अलग-अलग उत्साहित होने के साथ-साथ आत्म-उत्साहित भी।

डीसी जनरेटर के प्रकार

अलग से उत्साहित

अलग-अलग उत्साहित प्रकार में, क्षेत्र कॉइल्स को एक स्वायत्त बाहरी डीसी स्रोत से मजबूत किया जाता है।

सेल्फ एक्साइटेड

स्व-उत्तेजित प्रकार में, जनरेटर के साथ उत्पन्न क्षेत्र से क्षेत्र कॉइल को मजबूत किया जाता है। पहली विद्युत चुम्बकीय बल की उत्पत्ति क्षेत्र ध्रुवों के भीतर उत्कृष्ट चुंबकत्व के कारण होगी।

उत्पादित इलेक्ट्रोमोटिव बल फील्ड कॉइल में आपूर्ति करने के लिए वर्तमान के एक अंश का कारण होगा, इसलिए इससे फील्ड फ्लक्स के साथ-साथ इलेक्ट्रोमोटिव बल पीढ़ी भी बढ़ेगी। इसके अलावा, इन प्रकार के डीसी जनरेटर को तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे श्रृंखला घाव, शंट-घाव और यौगिक घाव।

• एक श्रृंखला घाव में, दोनों क्षेत्र घुमावदार और आर्मेचर वाइंडिंग एक दूसरे के साथ श्रृंखला में जुड़े हुए हैं।
• शंट-घाव में, दोनों क्षेत्र घुमावदार और आर्मेचर वाइंडिंग एक दूसरे के साथ समानांतर में जुड़े हुए हैं।
• यौगिक घुमावदार श्रृंखला घुमावदार और अलग धकेलना घुमावदार का मिश्रण है।

डीसी जेनरेटर की क्षमता

डीसी जनरेटर 85-95% की दक्षता रेटिंग के साथ बहुत विश्वसनीय हैं

एक जनरेटर के उत्पादन पर विचार करें VI

जनरेटर का इनपुट VI + हानियाँ है

इनपुट = VI + I2aRa + Wc

यदि शंट फ़ील्ड वर्तमान महत्वहीन है, तो Ia = I (लगभग)

उसके बाद, n = VI / (VI + Ia2Ra + wc) = 1 / (1 + इरा / वी + wc / VI)

उच्चतम दक्षता के लिए d / dt (इरा / वी + wc / VI) = 0 अन्यथा I2ra = wc

इसलिए चर उच्चतम हानि लगातार नुकसान के बराबर है

उच्चतम दक्षता के बराबर लोड करंट I2ra = wc है अन्यथा I = /wc / ra

डीसी जेनरेटर में घाटा

बाजार में विभिन्न प्रकार की मशीनें उपलब्ध हैं, जहां इनपुट ऊर्जा में कमी के कारण कुल इनपुट ऊर्जा को आउटपुट में नहीं बदला जा सकता है। तो इस प्रकार के जनरेटर में विभिन्न नुकसान हो सकते हैं।

कॉपर की कमी

आर्मेचर कॉपर लॉस (Ia2Ra) में, जहां आर्मेचर करंट a Ia 'है और आर्मेचर रेजिस्टेंस resistance Ra' है। शंट-घाव जैसे जनरेटर के लिए, क्षेत्र तांबा नुकसान Ish2Rsh के बराबर है जो लगभग स्थिर है। एक श्रृंखला घाव की तरह जनरेटर के लिए, क्षेत्र तांबा नुकसान Ise2 Rse के बराबर है जो लगभग स्थिर भी है। कंपाउंड-घाव जैसे जनरेटर के लिए, दायर तांबा नुकसान Icomp2 Rcomp के समान है जो लगभग स्थिर भी है। पूर्ण लोड नुकसान में, ब्रश संपर्क के कारण तांबे का नुकसान 20-30% होता है।

कोर या लोहे या चुंबकीय नुकसान

कोर लॉस का वर्गीकरण दो प्रकारों में किया जा सकता है जैसे हिस्टैरिसीस और एड़ी करंट

हिस्टैरिसीस लॉस

यह नुकसान मुख्य रूप से आर्मेचर कोर के उलट होने के कारण होता है। रोटर कोर का प्रत्येक भाग उत्तर और दक्षिण की तरह दो ध्रुवों के नीचे से गुजरा और इसी प्रकार एस एंड एन ध्रुवता प्राप्त करता है। जब भी कोर डंडे के एक सेट के नीचे आपूर्ति करता है, तो कोर आवृत्ति की एक श्रृंखला को उलट कर देगा। अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें हिस्टैरिसीस हानि क्या है: कारक और इसके अनुप्रयोग

एड़ी वर्तमान नुकसान

आर्मेचर कोर अपनी क्रांति के दौरान चुंबकीय प्रवाह को धीमा कर देती है और e.m.f को कोर के बाहर के भीतर प्रेरित किया जा सकता है, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण कानूनों के आधार पर, यह ईएमएफ बहुत छोटा है, हालांकि, यह कोर की सतह में एक बड़ा वर्तमान स्थापित करता है। इस विशाल करंट को एड़ी करंट के रूप में जाना जाता है जबकि नुकसान को एड्डी करंट लॉस कहा जाता है।

मुख्य नुकसान यौगिक और अलग धकेलने वाले जनरेटर के लिए स्थिर हैं क्योंकि उनके क्षेत्र की धाराएं लगभग स्थिर हैं। यह नुकसान मुख्य रूप से फुल-लोड लॉस में 20% से 30% तक होता है।

यांत्रिक नुकसान

यांत्रिक क्षति को घूर्णन आर्मेचर के एयर फ्रिक्शन या वेस्टेज लॉस के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। घर्षण नुकसान मुख्य रूप से बीयरिंग और कम्यूटेटर पर पूर्ण लोड नुकसान का 10% से 20% होता है।

भटका हुआ नुकसान

मुख्य रूप से यांत्रिक के साथ-साथ हानियों के संयोजन से भटका हुआ नुकसान होता है। इन नुकसानों को घूर्णी नुकसान भी कहा जाता है।

एसी और डीसी जेनरेटर के बीच अंतर

इससे पहले कि हम एसी और डीसी जनरेटर के बीच अंतर पर चर्चा कर सकें, हमें जनरेटर की अवधारणा को जानना होगा। आमतौर पर, जनरेटर को एसी और डीसी जैसे दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है। इन जनरेटर का मुख्य कार्य यांत्रिक से विद्युत में विद्युत को बदलना है। एक एसी जनरेटर एक प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करता है जबकि डीसी जनरेटर प्रत्यक्ष बिजली उत्पन्न करता है।

दोनों जनरेटर विद्युत शक्ति उत्पन्न करने के लिए फैराडे के नियम का उपयोग करते हैं। यह कानून बताता है कि एक बार एक कंडक्टर चुंबकीय क्षेत्र के भीतर शिफ्ट हो जाता है तो यह कंडक्टर के भीतर एक EMF या विद्युत चुम्बकीय बल को प्रोत्साहित करने के लिए बल की चुंबकीय लाइनों को धीमा कर देता है। यह प्रेरित ईएमएफ का परिमाण मुख्य रूप से कंडक्टर के माध्यम से चुंबकीय लाइन बल कनेक्शन पर निर्भर करता है। एक बार कंडक्टर का सर्किट बंद हो जाए तो ईएमएफ करंट का प्रवाह पैदा कर सकता है। डीसी जनरेटर के मुख्य भाग चुंबकीय क्षेत्र और कंडक्टर होते हैं जो चुंबकीय क्षेत्र के भीतर चलते हैं।

एसी और डीसी जनरेटर के बीच मुख्य अंतर सबसे महत्वपूर्ण विद्युत विषयों में से एक है। ये अंतर छात्रों को इस विषय के बारे में अध्ययन करने में सहायता कर सकते हैं लेकिन इससे पहले, किसी को एसी जनरेटर के साथ-साथ डीसी जनरेटर के बारे में हर विवरण में पता होना चाहिए ताकि अंतर समझने में बहुत सरल हो। के बारे में अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें एसी और डीसी जेनरेटर के बीच अंतर।

विशेषताएँ

डीसी जनरेटर की विशेषता को दो अलग-अलग मात्राओं के बीच चित्रमय प्रतिनिधित्व के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। यह ग्राफ स्थिर-राज्य विशेषताओं को दिखाएगा जो टर्मिनल ग्राफ, लोड और उत्तेजना के बीच मुख्य संबंध को इस ग्राफ के माध्यम से समझाता है। इस जनरेटर की सबसे आवश्यक विशेषताओं के बारे में नीचे चर्चा की गई है।

चुम्बकीय विशेषता

मैग्नेटाइजेशन विशेषताओं का उत्पादन वोल्टेज के अंतर को प्रदान करता है अन्यथा स्थिर गति पर फ़ील्ड करंट के माध्यम से नो-लोड वोल्टेज। इस तरह की विशेषता को एक खुले सर्किट के रूप में भी जाना जाता है अन्यथा नो-लोड की विशेषता।

आंतरिक विशेषताएं

डीसी जनरेटर की आंतरिक विशेषताओं को लोड वर्तमान के साथ-साथ उत्पन्न वोल्टेज के बीच प्लॉट किया जा सकता है।

बाह्य या भार लक्षण

लोड या बाहरी प्रकार की विशेषताएँ लोड वर्तमान के साथ-साथ टर्मिनल वोल्टेज के बीच मुख्य संबंधों को स्थिर गति से प्रदान करती हैं।

लाभ

द ए एक dc जनरेटर के लाभ निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• डीसी जनरेटर बड़े आउटपुट उत्पन्न करते हैं।
• इन जनरेटर का टर्मिनल लोड अधिक है।
• डीसी जनरेटर की डिजाइनिंग बहुत सरल है
• इनका उपयोग असमान उत्पादन शक्ति उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।
• ये 85-95% .of दक्षता रेटिंग के साथ अत्यंत सुसंगत हैं
• वे एक विश्वसनीय आउटपुट देते हैं।
• ये हल्के होने के साथ-साथ कॉम्पैक्ट भी हैं।

नुकसान

एक डीसी जनरेटर के नुकसान में निम्नलिखित शामिल हैं।

• डीसी जनरेटर का उपयोग ट्रांसफार्मर के साथ नहीं किया जा सकता है
• तांबा, यांत्रिक, एड़ी, आदि जैसे कई नुकसानों के कारण इस जनरेटर की दक्षता कम है।
• एक वोल्टेज ड्रॉप लंबी दूरी पर हो सकता है
• यह स्प्लिट रिंग कम्यूटेटर का उपयोग करता है इसलिए यह मशीन के डिजाइन को जटिल करेगा
• महंगा
• उच्च रखरखाव
• ऊर्जा उत्पन्न करते समय चिंगारियां उत्पन्न होंगी
• संचरण करते समय अधिक ऊर्जा खो जाएगी

डीसी जेनरेटर के अनुप्रयोग

विभिन्न प्रकार के डीसी जनरेटर के अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं।

• अलग से उत्साहित प्रकार के डीसी जनरेटर को बढ़ावा देने के साथ-साथ उपयोग किया जाता है ELECTROPLATING । यह एक का उपयोग कर बिजली और प्रकाश उद्देश्य के लिए प्रयोग किया जाता है क्षेत्र नियामक
• स्व-उत्साहित डीसी जनरेटर या शंट डीसी जनरेटर का उपयोग बिजली के साथ-साथ नियामक का उपयोग करके सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है। इसका उपयोग बैटरी लाइटिंग के लिए किया जा सकता है।
• श्रृंखला डीसी जनरेटर का उपयोग प्रकाश, स्थिर वर्तमान जनरेटर और बूस्टर के लिए चाप लैंप में किया जाता है।
• एक कंपाउंड डीसी जनरेटर का उपयोग करने के लिए किया जाता है बिजली की आपूर्ति डीसी वेल्डिंग मशीनों के लिए।
• स्तरीय यौगिक डीसी जनक इसका उपयोग हॉस्टल, लॉज, कार्यालय आदि के लिए बिजली की आपूर्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है।
• ओवर कंपाउंड में, फीडर के भीतर वोल्टेज ड्रॉप की प्रतिपूर्ति के लिए डीसी जनरेटर का उपयोग किया जाता है।

इस प्रकार, यह सब के बारे में है डीसी जनरेटर । उपरोक्त जानकारी से आखिरकार, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि डीसी जनरेटर के मुख्य लाभों में सरल निर्माण और डिजाइन शामिल हैं, समानांतर ऑपरेशन आसान है, और सिस्टम स्थिरता की समस्याएं वैकल्पिक की तरह कम नहीं हैं। यहां आपके लिए एक सवाल है, डीसी जनरेटर के नुकसान क्या हैं?