सार्वभौमिक मोटर

सार्वभौमिक मोटर एक प्रकार की वैद्युत मोटर है जो या तो प्रत्यावर्ती धारा या एकदिश धारा  ऊर्जा पर काम कर सकती है और अपने चुंबकीय क्षेत्र को बनाने के लिए  स्थिरक के रूप में विद्युत चुम्बक का उपयोग करती है। यह एक रूपांतरित श्रृंखला-कुंडलित मोटर(कम्यूटेटेड सीरीज-वाउंड मोटर) है जहां स्थिरक के क्षेत्र कुंडली एक दिकपरिवर्तक(कम्यूटेटर) के माध्यम से घूर्णक कुंडली के साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं। इसे प्रायः एसी सीरीज मोटर के रूप में जाना जाता है। सार्वभौमिक मोटर निर्माण में डीसी श्रृंखला मोटर के समान है, लेकिन मोटर को एसी पावर पर ठीक से संचालित करने की अनुमति देने के लिए थोड़ा संशोधित किया गया है। इस प्रकार की वैद्युत मोटर एसी पर अच्छी तरह से काम कर सकती है क्योंकि क्षेत्र कुंडली और आर्मेचर (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग) (और परिणामी चुंबकीय क्षेत्र) दोनों में करंट सप्लाई के साथ वैकल्पिक रूप से (रिवर्स पोलरिटी) वैकल्पिक होगा। इसलिए परिणामी यांत्रिक बल रोटेशन की एक सुसंगत दिशा में होगा, जो लागू वोल्टेज की दिशा से स्वतंत्र होगा, लेकिन कम्यूटेटर और फील्ड कॉइल्स की ध्रुवीयता द्वारा निर्धारित किया जाएगा। सार्वभौमिक मोटर्स में उच्च स्टार्टिंग टॉर्कः  होता है, जो उच्च गति से चल सकता है, और हल्का और कॉम्पैक्ट होता है। वे आमतौर पर पोर्टेबल वैद्युत उपकरणों और उपकरणों के साथ-साथ कई घरेलू उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं। टैप किए गए कॉइल्स या इलेक्ट्रॉनिक रूप से इलेक्ट्रोमैकेनिकल रूप से नियंत्रित करना अपेक्षाकृत आसान है। हालांकि, कम्यूटेटर के पास पहनने वाला  ब्रश (बिजली)  होता है, इसलिए वे उन उपकरणों के लिए बहुत कम उपयोग किए जाते हैं जो निरंतर उपयोग में हैं। इसके अलावा, आंशिक रूप से कम्यूटेटर के कारण, सार्वभौमिक मोटर्स आमतौर पर ध्वनिक और विद्युत चुम्बकीय दोनों तरह से बहुत शोर करती हैं।

कार्य
एसी करंट पर सभी श्रृंखला घाव मोटर अच्छी तरह से नहीं चलती है। यदि एक साधारण श्रृंखला घाव डीसी मोटर एसी आपूर्ति से जुड़ी होती है, तो यह बहुत खराब तरीके से चलती है। उचित एसी आपूर्ति संचालन की अनुमति देने के लिए सार्वभौमिक मोटर को कई तरीकों से संशोधित किया गया है। डीसी मोटर्स में पाए जाने वाले ठोस पोल के टुकड़ों के विपरीत, आमतौर पर लैमिनेटेड पोल के टुकड़ों के साथ एक मुआवजा कुंडली जोड़ा जाता है। एक सार्वभौमिक मोटर के आर्मेचर में आमतौर पर DC मोटर की तुलना में कहीं अधिक कॉइल और प्लेट होते हैं, और इसलिए प्रति कॉइल कम कुंडली होती है। यह इंडक्शन को कम करता है।

दक्षता
यहां तक ​​कि एसी पावर के साथ उपयोग किए जाने पर भी इस प्रकार के मोटर मुख्य आपूर्ति के ऊपर एक रोटेशन आवृत्ति पर चलने में सक्षम होते हैं, और क्योंकि अधिकांश वैद्युत मोटर गुण गति में सुधार करते हैं, इसका मतलब है कि वे हल्के और शक्तिशाली हो सकते हैं। हालांकि, सार्वभौमिक मोटर्स आमतौर पर अपेक्षाकृत अक्षम होती हैं: छोटी मोटरों के लिए लगभग 30% और बड़ी मोटरों के लिए 70-75% तक।

टोक़-गति विशेषताएँ
सीरीज वाउन्ड वैद्युत मोटर बढ़े हुए भार पर धीमी गति से प्रतिक्रिया करती है; करंट बढ़ता है और टॉर्क करंट के वर्ग के अनुपात में बढ़ता है क्योंकि आर्मेचर और फील्ड कुंडली दोनों में समान करंट प्रवाहित होता है। यदि मोटर रुकी हुई है, तो करंट केवल कुंडली के कुल प्रतिरोध से सीमित होता है और टॉर्क बहुत अधिक हो सकता है, और कुंडली के ज़्यादा गरम होने का खतरा होता है। काउंटर-ईएमएफ आर्मेचर प्रतिरोध को आर्मेचर के माध्यम से करंट को सीमित करने में मदद करता है। जब पहली बार किसी मोटर पर शक्ति लगाई जाती है, तो आर्मेचर घूमता नहीं है। उस समय, काउंटर-ईएमएफ शून्य होता है और आर्मेचर करंट को सीमित करने वाला एकमात्र कारक आर्मेचर प्रतिरोध होता है। आमतौर पर मोटर का आर्मेचर प्रतिरोध कम होता है; इसलिए शक्ति लागू होने पर आर्मेचर के माध्यम से करंट बहुत बड़ा होगा। इसलिए आवश्यकता आर्मेचर के साथ श्रृंखला में एक अतिरिक्त प्रतिरोध के लिए वर्तमान को सीमित करने के लिए उत्पन्न हो सकती है जब तक कि मोटर रोटेशन काउंटर-ईएमएफ का निर्माण नहीं कर सकता। जैसे ही मोटर घुमाव बढ़ता है, प्रतिरोध धीरे-धीरे कट जाता है। स्पीड-टोक़ की विशेषता स्टॉल टॉर्क और नो-लोड स्पीड के बीच लगभग पूरी तरह से सीधी रेखा है। यह बड़े जड़त्वीय भार को सूट करता है क्योंकि गति तब तक कम हो जाएगी जब तक कि मोटर धीरे-धीरे घूमना शुरू न कर दे और इन मोटरों में बहुत अधिक स्टालिंग टॉर्क हो। जैसे ही गति बढ़ती है, घूर्णक के अधिष्ठापन का अर्थ है कि आदर्श परिवर्तन बिंदु बदल जाता है। छोटे मोटर्स में आमतौर पर कम्यूटेशन होता है। जबकि कुछ बड़े सार्वभौमिक मोटर्स में रोटेटेबल कम्यूटेशन होता है, यह दुर्लभ है। इसके बजाय बड़े सार्वभौमिक मोटर्स में प्रायः मोटर के साथ श्रृंखला में क्षतिपूर्ति कुंडली होती है, या कभी-कभी आगमनात्मक रूप से युग्मित होती है, और मुख्य क्षेत्र अक्ष पर नब्बे विद्युत डिग्री पर रखी जाती है। ये आर्मेचर की प्रतिक्रिया को कम करते हैं, और रूपांतरण में सुधार करते हैं।

आर्मेचर कुंडली के साथ श्रृंखला में फील्ड कुंडली होने की एक उपयोगी संपत्ति यह है कि गति बढ़ने पर काउंटर EMF स्वाभाविक रूप से वोल्टेज को कम कर देता है, और फील्ड कुंडली के माध्यम से करंट, उच्च गति पर फील्ड को कमजोर कर देता है। इसका मतलब यह है कि किसी विशेष लागू वोल्टेज के लिए मोटर की कोई सैद्धांतिक अधिकतम गति नहीं है। सार्वभौमिक मोटर्स हो सकता है और आम तौर पर उच्च गति पर चलाया जाता है, 4000-16000RPM, और 20,000 से अधिक जा सकता हैआरपीएम। इसके विपरीत, तुल्यकालिक मोटर  और  गिलहरी-पिंजरे घूर्णक  इंडक्शन मोटर ्स एक शाफ्ट को  उपयोगिता आवृत्ति  द्वारा अनुमति से अधिक तेजी से नहीं घुमा सकते हैं। 60 वाले देशों मेंहर्ट्ज एसी आपूर्ति, यह गति 3600 तक सीमित हैआरपीएम। यदि यूनिट को बिना किसी महत्वपूर्ण यांत्रिक भार के संचालित किया जाता है, तो ओवर-स्पीडिंग (डिज़ाइन सीमा से अधिक घूर्णी गति से चलना) से मोटर क्षति हो सकती है। बड़ी मोटरों पर, लोड के अचानक नुकसान से बचना होता है, और ऐसी घटना की संभावना को मोटर की सुरक्षा और नियंत्रण योजनाओं में शामिल किया जाता है। कुछ छोटे अनुप्रयोगों में, शाफ्ट से जुड़ा एक पंखा (मैकेनिकल) प्रायः मोटर की गति को एक सुरक्षित स्तर तक सीमित करने के लिए एक कृत्रिम भार के रूप में कार्य करता है, साथ ही आर्मेचर और फील्ड कुंडली पर कूलिंग एयरफ्लो को प्रसारित करने का एक साधन है। यदि एक सार्वभौमिक मोटर पर कोई यांत्रिक सीमा नहीं रखी गई थी, तो यह सैद्धांतिक रूप से उसी तरह से नियंत्रण से बाहर हो सकता है जैसे कोई ब्रश डीसी वैद्युत मोटर#मोटर डिजाइन विविधताएं|श्रृंखला-घाव डीसी मोटर कर सकता है।

सार्वभौमिक मोटर का एक फायदा यह है कि एसी आपूर्ति का उपयोग उन मोटरों पर किया जा सकता है जिनकी कुछ विशेषताएँ डीसी मोटरों में अधिक सामान्य हैं, विशेष रूप से उच्च स्टार्टिंग टॉर्क और बहुत कॉम्पैक्ट डिज़ाइन यदि उच्च गति का उपयोग किया जाता है।

नुकसान
एक नकारात्मक पहलू कम्यूटेटर (इलेक्ट्रिक) के साथ-साथ किसी भी स्पार्किंग के कारण विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) के कारण रखरखाव और लघु जीवन की समस्याएं हैं। अपेक्षाकृत उच्च रखरखाव वाले कम्यूटेटर ब्रश के कारण, सार्वभौमिक मोटर्स खाद्य मिक्सर और वैद्युत उपकरण जैसे उपकरणों के लिए सबसे उपयुक्त हैं, जिनका उपयोग केवल रुक-रुक कर किया जाता है, और प्रायः उच्च स्टार्टिंग-टोक़ की मांग होती है।

एक और नकारात्मक पहलू यह है कि इन मोटरों का उपयोग केवल वहीं किया जा सकता है जहां ज्यादातर साफ हवा हर समय मौजूद हो। ओवरहीटिंग के नाटकीय रूप से बढ़े हुए जोखिम के कारण, TEFC  | पूरी तरह से बंद फैन कूल्ड सार्वभौमिक मोटर्स अव्यावहारिक होंगे, हालांकि कुछ बनाए गए हैं। इस तरह की मोटर को पर्याप्त हवा प्रसारित करने के लिए एक बड़े पंखे की आवश्यकता होती है, जिससे दक्षता कम हो जाती है क्योंकि मोटर को खुद को ठंडा करने के लिए अधिक ऊर्जा का उपयोग करना चाहिए। अव्यावहारिकता परिणामी आकार, वजन और थर्मल प्रबंधन के मुद्दों से आती है, जो खुले मोटर्स के पास नहीं है।

गति नियंत्रण
एसी पर चलने वाली एक सार्वभौमिक मोटर का निरंतर गति नियंत्रण एक thyristor  सर्किट के उपयोग से आसानी से प्राप्त किया जाता है, जबकि क्षेत्र कुंडली पर कई नल चरणबद्ध गति नियंत्रण प्रदान करते हैं (अभेद्य)। घरेलू मिक्सर जो कई गतियों का विज्ञापन करते हैं, प्रायः एक फ़ील्ड कॉइल को कई नल और एक  डायोड  के साथ जोड़ते हैं जिसे मोटर के साथ श्रृंखला में डाला जा सकता है (मोटर को आधा-तरंग संशोधित एसी पर चलाने के लिए)।

शंट वाइंडिंग
सार्वभौमिक मोटर्स श्रृंखला घाव हैं। 19वीं सदी के अंत में प्रायोगिक तौर पर शंट घाव मोटर  का इस्तेमाल किया गया था। लेकिन आवागमन की समस्या के कारण यह अव्यावहारिक था। इसे कम करने के लिए एम्बेडेड प्रतिरोध, अधिष्ठापन और एंटीपेज़ क्रॉस-कपलिंग की विभिन्न योजनाओं का प्रयास किया गया। सार्वभौमिक मोटर्स, शंट घाव सहित, इस समय एसी मोटर्स के पक्षधर थे क्योंकि वे स्व-प्रारंभिक थे। जब सेल्फ-स्टार्टिंग इंडक्शन मोटर्स और ऑटोमैटिक स्टार्टर्स उपलब्ध हो गए, तो ये बड़े सार्वभौमिक मोटर्स (1 hp से ऊपर) और शंट घाव को बदल दिया।

प्रतिकर्षण-प्रारंभ
अतीत में, प्रतिकर्षण-प्रारंभ घाव-घूर्णक मोटर्स ने उच्च प्रारंभिक टोक़ प्रदान किया, लेकिन अतिरिक्त जटिलता के साथ। उनके घूर्णक सार्वभौमिक मोटरों के समान थे, लेकिन उनके ब्रश केवल एक दूसरे से जुड़े थे। ट्रांसफॉर्मर एक्शन ने घूर्णक में करंट को प्रेरित किया। फील्ड पोल के सापेक्ष ब्रश की स्थिति का मतलब था कि फील्ड पोल से घूर्णक प्रतिकर्षण द्वारा शुरुआती टोक़ विकसित किया गया था। एक केन्द्रापसारक तंत्र, जब चलने की गति के करीब होता है, गिलहरी-पिंजरे घूर्णक के बराबर बनाने के लिए सभी कम्यूटेटर सलाखों को एक साथ जोड़ता है। साथ ही, जब इसकी गति लगभग 80 प्रतिशत के करीब होती है, तो ये मोटर प्रेरण मोटर के रूप में चल सकते हैं।

घरेलू उपकरण
सामान्य उपयोगिता आवृत्ति पर काम करते हुए, सार्वभौमिक मोटर प्रायः कम सीमा में नहीं पाए जाते हैं 1000 watts. उनकी उच्च गति उन्हें ब्लेंडर (उपकरण), वैक्यूम क्लीनर और  हेयर ड्रायर  जैसे उपकरणों के लिए उपयोगी बनाती है जहां उच्च गति और हल्के वजन वांछनीय होते हैं। वे आमतौर पर पोर्टेबल वैद्युत उपकरणों में भी उपयोग किए जाते हैं, जैसे कि  वैद्युत की ड्रिल ,  सैंडर ्स,  वृतीय आरा  और आरा (पावर टूल), जहां मोटर की विशेषताएं अच्छी तरह से काम करती हैं। वेल्डर द्वारा उपयोग किए जाने वाले वैद्युत उपकरणों के लिए एक अतिरिक्त लाभ यह है कि क्लासिक इंजन चालित वेल्डिंग मशीनें एक शुद्ध डीसी जनरेटर हो सकती हैं, और उनके सहायक पावर रिसेप्टेकल्स अभी भी डीसी होंगे, भले ही एक विशिष्ट NEMA 5-15 घरेलू कॉन्फ़िगरेशन हो। डीसी पावर विशिष्ट जॉबसाइट गरमागरम प्रकाश व्यवस्था और ड्रिल और ग्राइंडर में सार्वभौमिक मोटर्स के लिए ठीक है। कई वैक्यूम क्लीनर और  स्ट्रिंग ट्रिमर  मोटर अधिक हो जाते हैं 10,000 RPM, जबकि कई  Dremel  और इसी तरह के लघु ग्राइंडर अधिक हैं 30,000 RPM.

सार्वभौमिक मोटर्स भी खुद को TRIAC# एप्लिकेशन के लिए उधार देती हैं और इस तरह, वॉशिंग मशीन  के लिए एक आदर्श विकल्प थीं। आर्मेचर के संबंध में फील्ड कुंडली को स्विच करके मोटर को ड्रम (आगे और पीछे दोनों तरफ) को उत्तेजित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। स्पिन चक्र के लिए आवश्यक उच्च गति तक मोटर को भी चलाया जा सकता है। आजकल, इसके बजाय चर-आवृत्ति ड्राइव मोटर्स का अधिक उपयोग किया जाता है।

रेल कर्षण
सार्वभौमिक मोटर्स ने रेलवे विद्युतीकरण प्रणाली # लो-फ्रीक्वेंसी अल्टरनेटिंग करंट में पारंपरिक रेलवे कर्षण मोटर  का आधार भी बनाया। इस एप्लिकेशन में, मूल रूप से डीसी पर चलने के लिए डिज़ाइन की गई मोटर को पावर देने के लिए एसी के उपयोग से उनके चुंबकीय घटकों, विशेष रूप से मोटर फील्ड पोल-टुकड़ों के  भंवर धारा  हीटिंग के कारण दक्षता में कमी आएगी, जो डीसी के लिए ठोस ( अन-लेमिनेटेड) लोहा। हालांकि लैमिनेटेड पोल-पीस का उपयोग करके हीटिंग प्रभाव को कम किया जाता है, जैसा कि ट्रांसफार्मर # कोर के लिए उपयोग किया जाता है और उच्च  पारगम्यता (विद्युत चुंबकत्व)   विद्युत स्टील  के लेमिनेशन के उपयोग से, 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में उपलब्ध एक समाधान मोटर्स के लिए था के साथ बहुत कम आवृत्ति एसी आपूर्ति से संचालित किया जाना चाहिए 25 and 16 $2/3$ Hz ऑपरेशन सामान्य होना।

स्टार्टर मोटर
दहन इंजन के स्टार्टर (इंजन)  आमतौर पर सार्वभौमिक मोटर्स होते हैं, छोटे होने और कम गति पर उच्च टोक़ होने के लाभ के साथ। कुछ स्टार्टर्स में स्थायी चुम्बक होते हैं, अन्य में 4 में से 1 पोल श्रंखलाबद्ध कॉइल के बजाय शंट कॉइल से घाव होता है।