1. इलेक्ट्रिक मोटर का अवलोकन

इलेक्ट्रिक मोटर एक विद्युत यांत्रिक उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। यह चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत धारा के बीच परस्पर क्रिया के आधार पर संचालित होता है, जिससे घूर्णी या रैखिक गति उत्पन्न होती है। इलेक्ट्रिक मोटरें आधुनिक उद्योग और दैनिक जीवन में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली मशीनों में से एक हैं - वे घरेलू उपकरणों और इलेक्ट्रिक वाहनों से लेकर औद्योगिक मशीनों और रोबोटिक्स तक हर चीज को शक्ति प्रदान करती हैं।

इलेक्ट्रिक मोटर के पीछे मूल विचार गति पैदा करने के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का उपयोग है। जब कोई विद्युत धारा चुंबकीय क्षेत्र में रखे किसी चालक से होकर गुजरती है, तो उस पर लोरेंत्ज़ के नियम के अनुसार एक बल का अनुभव होता है, जो चालक (और जिस रोटर से वह जुड़ा होता है) को गति करने का कारण बनता है। इस यांत्रिक गति का उपयोग पंप, पंखे, कंप्रेसर, कन्वेयर और कई अन्य उपकरणों जैसे उपकरणों को चलाने के लिए किया जा सकता है।

2. कार्य सिद्धांत

विद्युत मोटर का कार्य सिद्धांत विद्युत चुम्बकीय प्रेरण और लोरेंत्ज़ बल पर निर्भर करता है। जब किसी चुंबकीय क्षेत्र में रखी कुंडली से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो यह धारा की दिशा और चुंबकीय क्षेत्र दोनों के लंबवत एक बल का अनुभव करती है। यह बल एक टॉर्क उत्पन्न करता है जो मोटर शाफ्ट को घुमाता है।

एसी मोटर (प्रत्यावर्ती धारा मोटर) में, चुंबकीय क्षेत्र प्रत्यावर्ती धारा द्वारा उत्पन्न होता है, जो समय-समय पर दिशा बदलता है। यह भिन्नता एक घूमने वाला चुंबकीय क्षेत्र बनाती है जो रोटर को लगातार चलाती है।
डीसी मोटर (डायरेक्ट करंट मोटर) में, करंट एक दिशा में प्रवाहित होता है, और चुंबकीय क्षेत्र को स्थायी चुंबक या विद्युत चुंबक द्वारा नियंत्रित किया जाता है। निरंतर घुमाव बनाए रखने के लिए कम्यूटेटर रोटर वाइंडिंग में वर्तमान दिशा को उलट देता है।

3. इलेक्ट्रिक मोटर्स का वर्गीकरण

इलेक्ट्रिक मोटरों को उनके शक्ति स्रोत, संरचना और संचालन सिद्धांत के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है।

(1) शक्ति स्रोत पर आधारित

• डीसी मोटर्स: प्रत्यक्ष धारा द्वारा संचालित; उत्कृष्ट गति नियंत्रण और त्वरित प्रतिक्रिया प्रदान करें।

• एसी मोटर्स: प्रत्यावर्ती धारा द्वारा संचालित; सरल संरचना और विश्वसनीयता के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

(2) संरचना एवं कार्य पर आधारित

• इंडक्शन मोटर (एसिंक्रोनस मोटर) - सबसे सामान्य प्रकार; रोटर चुंबकीय क्षेत्र की तुलना में थोड़ा धीमा घूमता है।

• सिंक्रोनस मोटर - रोटर की गति चुंबकीय क्षेत्र की गति के बराबर होती है; निरंतर गति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।

• स्टेपर मोटर - विद्युत दालों को अलग-अलग यांत्रिक आंदोलनों में परिवर्तित करता है; सीएनसी मशीनों और प्रिंटरों में उपयोग किया जाता है।

• सर्वो मोटर - कोणीय स्थिति, गति और त्वरण का सटीक नियंत्रण प्रदान करता है; रोबोटिक्स और ऑटोमेशन में उपयोग किया जाता है।

• ब्रशलेस डीसी मोटर (बीएलडीसी) - यांत्रिक ब्रश के बजाय इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन का उपयोग करता है, जो उच्च दक्षता और स्थायित्व प्रदान करता है।

• यूनिवर्सल मोटर - एसी और डीसी दोनों आपूर्ति पर काम करता है; आमतौर पर पोर्टेबल उपकरणों और घरेलू उपकरणों में उपयोग किया जाता है।

4. संरचना और घटक

एक सामान्य विद्युत मोटर में निम्नलिखित मुख्य भाग होते हैं:

1. स्टेटर - स्थिर भाग जो चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। इसमें वाइंडिंग्स या स्थायी चुंबक होते हैं।

2. रोटर - आउटपुट शाफ्ट से जुड़ा घूमने वाला भाग, जो चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में चलता है।

3. कम्यूटेटर (डीसी मोटर्स के लिए) - एक रोटरी स्विच जो आर्मेचर वाइंडिंग में वर्तमान दिशा को उलट देता है।

4. बियरिंग्स - रोटर को सहारा देते हैं और रोटेशन के दौरान घर्षण को कम करते हैं।

5. आवास या फ़्रेम - आंतरिक घटकों की सुरक्षा करता है और गर्मी अपव्यय में सहायता करता है।

6. शीतलन प्रणाली - इष्टतम ऑपरेटिंग तापमान बनाए रखने के लिए पंखे या तरल शीतलन शामिल हो सकते हैं।

7. ब्रश (ब्रश मोटरों के लिए) - स्थिर और घूमने वाले भागों के बीच विद्युत प्रवाह का संचालन करते हैं।

5. प्रदर्शन विशेषताएँ

इलेक्ट्रिक मोटर का प्रदर्शन आमतौर पर कई प्रमुख मापदंडों द्वारा निर्धारित किया जाता है:

• पावर आउटपुट (डब्ल्यू या किलोवाट) - मोटर शाफ्ट द्वारा वितरित यांत्रिक शक्ति।

• दक्षता (%) - यांत्रिक आउटपुट पावर का विद्युत इनपुट पावर से अनुपात।

• टॉर्क (एनएम) - मोटर द्वारा उत्पन्न घूर्णी बल।

• गति (आरपीएम) - शाफ्ट की घूर्णी गति।

• पावर फैक्टर - यह दर्शाता है कि मोटर विद्युत शक्ति का कितनी प्रभावी ढंग से उपयोग करता है।

• स्टार्टिंग टॉर्क - स्टार्टअप पर उच्च लोड की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण।

• शोर और कंपन - डिजाइन और विनिर्माण परिशुद्धता से संबंधित गुणवत्ता संकेतक।

6. इलेक्ट्रिक मोटर्स के अनुप्रयोग

इलेक्ट्रिक मोटरों में अनुप्रयोगों की एक अत्यंत विस्तृत श्रृंखला होती है, जिनमें शामिल हैं:

1. औद्योगिक मशीनरी - पंप, कंप्रेसर, कन्वेयर, क्रेन और सीएनसी मशीनें।

2. परिवहन - इलेक्ट्रिक वाहन, ट्रेन, जहाज और विमान प्रणाली।

3. घरेलू उपकरण - रेफ्रिजरेटर, वॉशिंग मशीन, पंखे और वैक्यूम क्लीनर।

4. स्वचालन और रोबोटिक्स - सटीक गति नियंत्रण के लिए सर्वो और स्टेपर मोटर्स।

5. ऊर्जा प्रणालियाँ - पवन टरबाइन और जनरेटर विपरीत दिशा में मोटर सिद्धांतों का उपयोग करते हैं।

6. चिकित्सा उपकरण - वेंटिलेटर, सर्जिकल उपकरण और डायग्नोस्टिक मशीनों में उपयोग किया जाता है।

7. रखरखाव और सुरक्षा

दीर्घकालिक और कुशल संचालन सुनिश्चित करने के लिए, नियमित रखरखाव आवश्यक है:

• बीयरिंग और स्नेहन का नियमित रूप से निरीक्षण करें।

• मोटर को साफ और धूल और नमी से मुक्त रखें।

• ढीले या जंग लगे संपर्कों के लिए विद्युत कनेक्शन की जाँच करें।

• ऑपरेशन के दौरान तापमान वृद्धि की निगरानी करें।

• घिसे हुए ब्रश या बियरिंग को तुरंत बदलें।

• ओवरलोड और शॉर्ट-सर्किट की स्थिति से बचें।

• बिजली के झटके से बचने के लिए उचित ग्राउंडिंग का उपयोग करें।

निष्कर्ष

इलेक्ट्रिक मोटर मानव तकनीकी इतिहास में सबसे परिवर्तनकारी आविष्कारों में से एक है। यह आधुनिक उद्योग, परिवहन और दैनिक जीवन की प्रेरक शक्ति के रूप में कार्य करता है। जैसे-जैसे विज्ञान और प्रौद्योगिकी का विकास जारी रहेगा, इलेक्ट्रिक मोटर अधिक बुद्धिमान, कुशल और पर्यावरण की दृष्टि से टिकाऊ हो जाएगी, जिससे वैश्विक उद्योग स्वचालन और ऊर्जा संरक्षण की ओर अग्रसर होंगे।