براہ راست کرنٹ برقی سرکٹس اور ان کی خصوصیات

پراپرٹیز ڈی سی موٹرز بنیادی طور پر حوصلہ افزائی کنڈلی کو آن کرنے کے طریقے سے طے کیا جاتا ہے۔ اس پر منحصر ہے، الیکٹرک موٹرز ممتاز ہیں:

1. آزادانہ طور پر پرجوش: اتیجیت کنڈلی ایک بیرونی ڈی سی سورس (ایکسٹر یا ریکٹیفائر) سے چلتی ہے،

2. متوازی حوصلہ افزائی: فیلڈ وائنڈنگ آرمیچر وائنڈنگ کے ساتھ متوازی طور پر جڑی ہوئی ہے،

3. سیریز کی حوصلہ افزائی: اتیجیت وائنڈنگ آرمیچر وائنڈنگ کے ساتھ سیریز میں منسلک ہے،

4. مخلوط جوش کے ساتھ: دو فیلڈ وائنڈنگز ہیں، ایک آرمیچر وائنڈنگ کے ساتھ متوازی طور پر جڑی ہوئی ہے اور دوسری اس کے ساتھ سیریز میں۔

ان تمام الیکٹرک موٹروں میں ایک ہی ڈیوائس ہے اور صرف حوصلہ افزائی کنڈلی کی تعمیر میں مختلف ہے۔ ان الیکٹرک موٹروں کے جوش و خروش کو اسی طرح انجام دیا جاتا ہے جیسے میں متعلقہ جنریٹرز.

آزادانہ طور پر پرجوش ڈی سی الیکٹرک موٹر

اس برقی موٹر میں (تصویر۔1، a) آرمیچر وائنڈنگ مین ڈائریکٹ کرنٹ سورس (ڈائریکٹ کرنٹ نیٹ ورک، جنریٹر یا ریکٹیفائر) سے وولٹیج U کے ساتھ منسلک ہے، اور ایکسائیٹیشن وائنڈنگ وولٹیج UB کے ساتھ معاون ذریعہ سے منسلک ہے۔ ایک ریگولیٹنگ ریوسٹیٹ Rp ایکسائٹیشن کوائل کے سرکٹ میں شامل ہے، اور آرمچر کوائل کے سرکٹ میں ایک سٹارٹنگ ریوسٹیٹ Rn شامل ہے۔

ریگولیٹنگ ریوسٹیٹ کا استعمال موٹر کی آرمیچر کی رفتار کو ریگولیٹ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے اور سٹارٹنگ ریوسٹیٹ کو شروع ہونے پر آرمیچر وائنڈنگ میں کرنٹ کو محدود کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ الیکٹرک موٹر کی ایک خصوصیت یہ ہے کہ اس کا اتیجیت کرنٹ Iv آرمیچر وائنڈنگ (لوڈ کرنٹ) میں موجودہ Ii پر منحصر نہیں ہے۔ لہذا، آرمچر رد عمل کے ڈی میگنیٹائزنگ اثر کو نظر انداز کرتے ہوئے، ہم تقریباً یہ فرض کر سکتے ہیں کہ موٹر فلوکس F بوجھ سے آزاد ہے۔ برقی مقناطیسی لمحے M کا انحصار اور کرنٹ I پر رفتار n لکیری ہوں گے (تصویر 2، اے)۔ لہذا، انجن کی مکینیکل خصوصیات بھی لکیری ہوں گی — انحصار n (M) (تصویر 2، b)۔

آرمیچر سرکٹ میں ریزسٹنس Rn کے ساتھ ریوسٹیٹ کی عدم موجودگی میں، رفتار اور مکینیکل خصوصیات سخت ہوں گی، یعنی افقی محور کی طرف جھکاؤ کے چھوٹے زاویہ کے ساتھ، کیونکہ مشین کی ونڈنگز میں وولٹیج ڈراپ IяΣRя شامل ہے۔ ریٹیڈ لوڈ پر آرمیچر سرکٹ انوم کا صرف 3-5٪ ہے۔ یہ خصوصیات (تصویر 2، a اور b میں سیدھی لکیریں 1) قدرتی کہلاتی ہیں۔ جب آرمیچر سرکٹ میں مزاحمتی Rn کے ساتھ ایک ریوسٹیٹ شامل کیا جاتا ہے، تو ان خصوصیات کے جھکاؤ کا زاویہ بڑھ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں ریوسٹیٹ کی خصوصیات 2، 3 اور 4 کا ایک خاندان حاصل کیا جا سکتا ہے، جو مختلف اقدار کے مطابق ہوتا ہے۔ Rn1 , Rn2 اور Rn3 .

چاول۔ 1۔آزاد (a) اور متوازی (b) اتیجیت کے ساتھ DC موٹروں کے اسکیمیٹک خاکے

چاول۔ 2. الیکٹرک موٹرز کی خصوصیات آزاد اور متوازی اتیجیت کے ساتھ براہ راست کرنٹ: a — رفتار اور ٹارک، b — مکینیکل، c — کام کرنا Rn کی مزاحمت جتنی زیادہ ہوگی، ریوسٹیٹ کی خصوصیت کے جھکاؤ کا زاویہ اتنا ہی زیادہ ہوگا، یعنی یہ نرم ہے.

ریگولیٹنگ ریوسٹیٹ Rpv آپ کو موٹر ایکسائٹیشن کرنٹ Iv اور اس کے مقناطیسی بہاؤ F کو تبدیل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس صورت میں، گردش کی فریکوئنسی n بھی بدل جائے گی۔

ایکسائٹیشن کوائل کے سرکٹ میں کوئی سوئچ اور فیوز نصب نہیں ہوتے ہیں، کیونکہ جب اس سرکٹ میں خلل پڑتا ہے، تو برقی موٹر کا مقناطیسی بہاؤ تیزی سے کم ہو جاتا ہے (صرف بقایا مقناطیسیت کا بہاؤ اس میں رہتا ہے) اور ایک ہنگامی موڈ پیدا ہوتا ہے۔ موٹر بیکار رفتار یا شافٹ پر ہلکے بوجھ سے چل رہی ہے، پھر رفتار تیزی سے بڑھ جاتی ہے (موٹر حرکت کرتی ہے)۔ اس صورت میں، آرمچر وائنڈنگ Iya میں کرنٹ نمایاں طور پر بڑھ جاتا ہے اور ایک جامع آگ لگ سکتی ہے۔ اس سے بچنے کے لیے، تحفظ کو الیکٹرک موٹر کو پاور سورس سے منقطع کرنا چاہیے۔

گردش کی رفتار میں تیز اضافہ جب حوصلہ افزائی کوائل کے سرکٹ میں خلل پڑتا ہے تو اس کی وضاحت اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ اس صورت میں مقناطیسی بہاؤ Ф (بقیہ مقناطیسیت سے فوسٹ فلوکس کی قدر تک) اور ای۔ وغیرہ v. E اور موجودہ Iya بڑھتا ہے۔ اور چونکہ لاگو کردہ وولٹیج U بدستور برقرار ہے، گردشی تعدد n بڑھ کر e ہو جائے گا۔ وغیرہ c. E ایک قدر تک نہیں پہنچے گا جو تقریباً U کے برابر ہے (جو کہ آرمیچر سرکٹ کی توازن کی حالت کے لیے ضروری ہے، جہاں E = U — IяΣRя۔

جب شافٹ کا بوجھ ریٹیڈ کے قریب ہوتا ہے، تو اتیجیت سرکٹ میں وقفے کی صورت میں الیکٹرک موٹر رک جائے گی، کیونکہ مقناطیسی بہاؤ میں نمایاں کمی کے ساتھ موٹر جس برقی مقناطیسی لمحے کو ترقی دے سکتی ہے وہ کم ہو جاتا ہے اور ٹارک سے کم ہو جاتا ہے۔ شافٹ کے بوجھ کا۔ اس صورت میں، موجودہ آئیا بھی تیزی سے بڑھتا ہے اور مشین کو طاقت کے منبع سے منقطع کرنا ضروری ہے۔

واضح رہے کہ گردش کی رفتار n0 ایک مثالی بیکار رفتار کے مساوی ہے جب موٹر نیٹ ورک سے برقی توانائی استعمال نہیں کرتی ہے اور اس کا برقی مقناطیسی لمحہ صفر ہے۔ حقیقی حالات میں، بیکار موڈ میں، انجن نیٹ ورک سے بیکار کرنٹ I0 استعمال کرتا ہے، جو کہ اندرونی بجلی کے نقصانات کی تلافی کے لیے ضروری ہے، اور ایک مخصوص ٹارک M0 تیار کرتا ہے، جو مشین میں رگڑ کی قوتوں پر قابو پانے کے لیے ضروری ہے۔ لہذا، حقیقت میں بیکار رفتار n0 سے کم ہے۔

موٹر شافٹ سے پاور P2 (تصویر 2، c) پر گردشی رفتار n اور برقی مقناطیسی لمحے M کا انحصار، جیسا کہ سمجھا جانے والے تعلقات سے درج ذیل ہے، لکیری ہے۔ آرمچر وائنڈنگ کرنٹ Iya اور P2 پر پاور P1 کا انحصار بھی عملی طور پر لکیری ہے۔ P2 = 0 پر کرنٹ I اور پاور P1 بیکار کرنٹ I0 اور پاور P0 کو بیکار میں استعمال کرتے ہیں۔ کارکردگی کا وکر تمام برقی مشینوں کی خصوصیت ہے۔

الیکٹرک موٹر براہ راست کرنٹ متوازی اتیجیت

اس الیکٹرک موٹر میں (تصویر 1، ب دیکھیں) ایکسائٹیشن وائنڈنگز اور آرمچرز کو ایک وولٹیج U کے ساتھ برقی توانائی کے ایک ہی منبع سے فیڈ کیا جاتا ہے۔ ایک ریگولیٹنگ ریوسٹیٹ Rpv جوش و خروش کے سرکٹ میں شامل ہوتا ہے اور ایک شروع ہونے والی ریوسٹیٹ Rp۔ لنگر پر سمیٹ سرکٹ میں شامل ہے.

زیر غور الیکٹرک موٹر میں، بنیادی طور پر آرمیچر اور ایکسائٹیشن وائنڈنگ سرکٹس کی ایک الگ سپلائی ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں ایکسائٹیشن کرنٹ Iv آرمیچر وائنڈنگ کرنٹ Iv پر منحصر نہیں ہوتا ہے۔ لہذا، متوازی اتیجیت موٹر میں وہی خصوصیات ہوں گی جو آزاد حوصلہ افزائی موٹر کی ہوتی ہیں۔ تاہم، ایک متوازی اتیجیت موٹر صرف عام طور پر کام کرے گی جب ایک مستقل وولٹیج DC ذریعہ سے چلتی ہے۔

جب الیکٹرک موٹر کو مختلف وولٹیج (جنریٹر یا کنٹرول شدہ ریکٹیفائر) والے ذریعہ سے چلایا جاتا ہے، تو سپلائی وولٹیج U میں کمی اتیجیت کرنٹ Ic اور مقناطیسی بہاؤ Ф میں اسی طرح کی کمی کا سبب بنتی ہے، جس سے آرمچر میں اضافہ ہوتا ہے۔ سمیٹ کرنٹ آئیا یہ سپلائی وولٹیج U کو تبدیل کرکے آرمچر کی رفتار کو ایڈجسٹ کرنے کے امکان کو محدود کر دیتا ہے۔ لہذا، جنریٹر یا کنٹرول شدہ ریکٹیفائر سے چلنے کے لیے ڈیزائن کی گئی الیکٹرک موٹرز کو آزاد جوش ہونا چاہیے۔

الیکٹرک موٹر براہ راست موجودہ سیریز کی حوصلہ افزائی

شروع ہونے والے کرنٹ کو محدود کرنے کے لیے، سٹارٹنگ ریوسٹیٹ آر پی (تصویر 3، اے) کو آرمیچر وائنڈنگ کے سرکٹ میں شامل کیا جاتا ہے (تصویر 3، اے) اور ریوسٹیٹ کو ایڈجسٹ کر کے ایکسائیٹیشن وائنڈنگ کے متوازی گردش کی رفتار کو کنٹرول کرنے کے لیے۔ Rpv شامل کیا جا سکتا ہے۔

چاول۔ 3. سیریز کی حوصلہ افزائی کے ساتھ DC موٹر کا اسکیمیٹک ڈایاگرام (a) اور اس کے مقناطیسی بہاؤ Ф کا آرمیچر وائنڈنگ میں موجودہ I پر انحصار (b)

چاول۔ 4. ترتیب وار جوش کے ساتھ DC موٹر کی خصوصیات: a — تیز رفتار اور ٹارک، b — مکینیکل، c — ورکرز۔

اس الیکٹرک موٹر کی ایک خصوصیت یہ ہے کہ اس کا ایکسائٹیشن کرنٹ Iv برابر یا متناسب ہے (جب rheostat Rpv آن کیا جاتا ہے) آرمیچر وائنڈنگ Iya کے کرنٹ کے لیے، اس لیے مقناطیسی بہاؤ F کا انحصار موٹر کے بوجھ پر ہوتا ہے (تصویر 3، ب)

جب آرمیچر وائنڈنگ کرنٹ آئیا ریٹیڈ کرنٹ انوم کے (0.8-0.9) سے کم ہے، تو مشین کا مقناطیسی نظام سیر نہیں ہوتا ہے اور یہ فرض کیا جا سکتا ہے کہ مقناطیسی بہاؤ Ф موجودہ Iia کے براہ راست تناسب میں تبدیل ہوتا ہے۔ لہذا، برقی موٹر کی رفتار کی خصوصیت نرم ہوگی — جیسے جیسے کرنٹ I میں اضافہ ہوگا، گردشی رفتار n تیزی سے کم ہو جائے گی (تصویر 4، اے)۔ گردش کی رفتار n میں کمی وولٹیج ڈراپ IjaΣRja میں اضافے کی وجہ سے ہے۔ اندرونی مزاحمت Rα میں۔ آرمیچر سمیٹنے والے سرکٹس کے ساتھ ساتھ مقناطیسی بہاؤ F میں اضافے کی وجہ سے۔

برقی مقناطیسی لمحہ M موجودہ Ija میں اضافے کے ساتھ تیزی سے بڑھے گا، کیونکہ اس صورت میں مقناطیسی بہاؤ Ф بھی بڑھ جاتا ہے، یعنی وہ لمحہ M موجودہ Ija کے متناسب ہوگا۔ لہذا، جب موجودہ آئیا (0.8 N-0.9) انوم سے کم ہے، رفتار کی خصوصیت ایک ہائپربولا کی شکل رکھتی ہے، اور لمحے کی خصوصیت ایک پیرابولا کی شکل رکھتی ہے۔

کرنٹ Ia> Ia پر، Ia پر M اور n کا انحصار لکیری ہے، کیونکہ اس موڈ میں مقناطیسی سرکٹ سیر ہو جائے گا اور موجودہ Ia تبدیل ہونے پر مقناطیسی بہاؤ Ф تبدیل نہیں ہوگا۔

مکینیکل خصوصیت، یعنی M پر n کا انحصار (تصویر 4، b)، Iya پر n اور M کے انحصار کی بنیاد پر بنایا جا سکتا ہے۔ قدرتی خصوصیت 1 کے علاوہ، آرمیچر وائنڈنگ سرکٹ میں ریزسٹنس Rp کے ساتھ ریوسٹیٹ کو شامل کرکے ریوسٹیٹ خصوصیات 2، 3 اور 4 کا خاندان حاصل کرنا ممکن ہے۔یہ خصوصیات Rn1، Rn2 اور Rn3 کی مختلف اقدار سے مطابقت رکھتی ہیں، جبکہ Rn جتنی زیادہ ہوگی، خصوصیت اتنی ہی کم ہوگی۔

سمجھے جانے والے انجن کی مکینیکل خصوصیت نرم اور ہائپربولک ہے۔ کم بوجھ پر، مقناطیسی بہاؤ Ф نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے، گردش کی رفتار n تیزی سے بڑھ جاتی ہے اور زیادہ سے زیادہ قابل اجازت قیمت سے تجاوز کر سکتی ہے (موٹر جنگلی چلتی ہے)۔ لہٰذا، ایسے انجنوں کو غیر فعال حالت میں اور کم بوجھ (مختلف مشینیں، کنویئرز وغیرہ) میں کام کرنے والے میکانزم کو چلانے کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا۔

عام طور پر، ہائی اور میڈیم پاور موٹرز کے لیے کم از کم قابل اجازت بوجھ (0.2… 0.25) انوم ہوتا ہے۔ موٹر کو بوجھ کے بغیر چلنے سے روکنے کے لیے، یہ مضبوطی سے ڈرائیو میکانزم سے جڑی ہوئی ہے (دانت دار یا بلائنڈ کپلنگ)؛ بیلٹ ڈرائیو یا رگڑ کلچ کا استعمال ناقابل قبول ہے۔

اس خرابی کے باوجود، ترتیب وار اتیجیت والی موٹریں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں، خاص طور پر جب لوڈ ٹارک اور شروع ہونے والے شدید حالات میں بڑے فرق ہوتے ہیں: تمام کرشن ڈرائیوز میں (الیکٹرک انجن، ڈیزل لوکوموٹیوز، الیکٹرک ٹرین، الیکٹرک کاریں، الیکٹرک فورک لفٹ وغیرہ)۔ نیز لفٹنگ میکانزم (کرین، ایلیویٹرز وغیرہ) کی ڈرائیوز میں۔

اس کی وضاحت اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ ایک نرم خصوصیت کے ساتھ لوڈ ٹارک میں اضافہ کرنٹ اور بجلی کی کھپت میں آزادانہ اور متوازی پرجوش موٹروں کے مقابلے میں کم اضافے کا باعث بنتا ہے، جس کی وجہ سے سیریز پرجوش موٹریں اوورلوڈ پر زیادہ اچھی برداشت کر سکتی ہیں۔اس کے علاوہ، ان موٹروں میں متوازی اور آزادانہ طور پر پرجوش موٹروں کے مقابلے میں زیادہ سٹارٹنگ ٹارک ہوتی ہے، کیونکہ جیسے جیسے آرمچر وائنڈنگ کرنٹ سٹارٹنگ کے دوران بڑھتا ہے، اس کے مطابق مقناطیسی بہاؤ بھی بڑھتا ہے۔

اگر ہم فرض کریں، مثال کے طور پر، کہ قلیل مدتی انرش کرنٹ مشین کے ریٹیڈ آپریٹنگ کرنٹ سے 2 گنا ہو سکتا ہے اور اس کے وائنڈنگ میں سنترپتی، آرمچر ری ایکشن اور وولٹیج گرنے کے اثرات کو نظر انداز کر سکتا ہے، تو ایک سیریز پرجوش موٹر میں، شروع ہونے والا ٹارک برائے نام سے 4 گنا زیادہ ہوگا (موجودہ اور مقناطیسی بہاؤ دونوں میں یہ 2 گنا بڑھتا ہے) اور آزاد اور متوازی جوش والی موٹروں میں - صرف 2 گنا زیادہ۔

درحقیقت، مقناطیسی سرکٹ کی سنترپتی کی وجہ سے، مقناطیسی بہاؤ کرنٹ کے تناسب سے نہیں بڑھتا، لیکن اس کے باوجود، ایک سیریز پرجوش موٹر کا شروع ہونے والا ٹارک، دیگر چیزیں برابر ہونے کی وجہ سے، شروع ہونے والے ٹارک سے بہت زیادہ ہو گی۔ آزاد یا متوازی جوش کے ساتھ ایک ہی موٹر کا۔

موٹر شافٹ کی پاور P2 پر n اور M کا انحصار (تصویر 4، c)، جیسا کہ اوپر بحث کی گئی پوزیشنوں سے مندرجہ ذیل ہے، غیر لکیری ہیں، P2 پر P1، Ith اور η کا انحصار ایک ہی شکل میں ہے۔ متوازی حوصلہ افزائی کے ساتھ موٹروں کے لئے.

مخلوط اتیجیت براہ راست کرنٹ الیکٹرک موٹر

اس الیکٹرک موٹر میں (تصویر 5، اے) مقناطیسی بہاؤ Ф دو اتیجیت کنڈلیوں کے مشترکہ عمل کے نتیجے میں پیدا ہوتا ہے — متوازی (یا آزاد) اور سیریز، جس کے ذریعے اتیجیت دھارے Iв1 اور Iв2 = Iя

اس لیے

جہاں Fposl — سیریز کوائل کا مقناطیسی بہاؤ، موجودہ Ia، Fpar پر منحصر ہے — متوازی کوائل کا مقناطیسی بہاؤ، جو بوجھ پر منحصر نہیں ہے (اس کا تعین کرنٹ کرنٹ Ic1 سے ہوتا ہے)۔

مخلوط اتیجیت والی الیکٹرک موٹر کی مکینیکل خصوصیت (تصویر 5، بی) متوازی (سیدھی لکیر 1) اور سیریز (وکر 2) جوش والی موٹروں کی خصوصیات کے درمیان ہے۔ ریٹیڈ موڈ پر متوازی اور سیریز وائنڈنگز کی مقناطیسی قوتوں کے تناسب پر منحصر ہے، مخلوط اتیجیت موٹر کی خصوصیات خصوصیت 1 (سیریز وائنڈنگ کے کم پی پی ایم پر وکر 3) یا خصوصیت 2 (وکر 4 پر) سے لگ بھگ ہوسکتی ہیں۔ کم پی پی ایم v. متوازی سمیٹ)۔

چاول۔ 5. مخلوط اتیجیت کے ساتھ الیکٹرک موٹر کا اسکیمیٹک خاکہ (a) اور اس کی مکینیکل خصوصیات (b)

مخلوط اتیجیت کے ساتھ DC موٹر کا فائدہ یہ ہے کہ یہ نرم مکینیکل خصوصیت کی حامل ہے، Fposl = 0 ہونے پر کام کر سکتی ہے۔ قدر (انجن نہیں چل رہا ہے)۔