अल्टरनेटर: Difference between revisions

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[[File:Gorskii 04414u.jpg|thumb|right|200px|अल्टरनेटर 1909 में गैंज़ वर्क्स द्वारा एक रूसी [[ पनबिजली |पनबिजली]] स्टेशन के बिजली उत्पादन हॉल में बनाए गए थे ([[ Prokudin-Gorsky |प्रोकुडिन-गोर्स्की]], 1911 द्वारा फोटो)।<ref>{{cite web| title=अब्राहम सभी हिंदुकुश| url=http://riowang.com/2015/09/abraham-ganz-at-hindukush.html| website=Poemas del río Wang|publisher=Studiolum| access-date=30 September 2015| archive-url=https://web.archive.org/web/20160211052141/http://riowang.com/2015/09/abraham-ganz-at-hindukush.html|archive-date=11 February 2016| url-status=dead| df=dmy-all}}</ref>]]अल्टरनेटर (आवर्तित्र) एक विद्युत जनरेटर है जो [[ यांत्रिक ऊर्जा |यांत्रिक ऊर्जा]] को विद्युत ऊर्जा में प्रत्यावर्ती धारा के रूप में परिवर्तित करता है।<ref>{{cite book|last=Aylmer-Small|first=Sidney|title=विद्युत रेलमार्ग;या, रेल परिवहन के लिए लागू बिजली|publisher=Frederick J. Drake & Co.|location=Chicago|date=1908|pages=456–463|chapter=Lesson 28: Alternators|chapter-url=https://books.google.com/books?id=jdk7AAAAMAAJ}}</ref> लागत और सरलता के कारणों के लिए, अधिकांश अल्टरनेटर स्थिर [[ आर्मेचर इंजीनियरिंग) |आर्मेचर]] के साथ घूमते हुए [[ चुंबकीय क्षेत्र |चुंबकीय क्षेत्र]] का उपयोग करते हैं।<ref name=Slemon>Gordon R. Selmon, ''Magnetoelectric Devices'', John Wiley and Sons, 1966 no ISBN pp. 391-393</ref> कभी-कभी, एक रैखिक अल्टरनेटर या एक स्थिर [[ चुंबक |चुंबकीय]] क्षेत्र के साथ घूर्णन आर्मेचर का उपयोग किया जाता है। सिद्धांत रूप में, किसी भी एसी [[ विद्युत जनरेटर |विद्युत जनरेटर]] को एक अल्टरनेटर कहा जा सकता है, लेकिन सामान्यतः यह शब्द [[ मोटर वाहन |मोटर वाहन]] और अन्य आंतरिक दहन इंजनों द्वारा संचालित छोटी घूर्णन मशीनों को संदर्भित करता है।
[[File:Gorskii 04414u.jpg|thumb|right|200px|अल्टरनेटर 1909 में गैंज़ वर्क्स द्वारा एक रूसी [[ पनबिजली |पनबिजली]] स्टेशन के बिजली उत्पादन हॉल में बनाए गए थे ([[ Prokudin-Gorsky |प्रोकुडिन-गोर्स्की]], 1911 द्वारा फोटो)।<ref>{{cite web| title=अब्राहम सभी हिंदुकुश| url=http://riowang.com/2015/09/abraham-ganz-at-hindukush.html| website=Poemas del río Wang|publisher=Studiolum| access-date=30 September 2015| archive-url=https://web.archive.org/web/20160211052141/http://riowang.com/2015/09/abraham-ganz-at-hindukush.html|archive-date=11 February 2016| url-status=dead| df=dmy-all}}</ref>]]'''अल्टरनेटर''' (आवर्तित्र) एक विद्युत जनरेटर है जो [[ यांत्रिक ऊर्जा |यांत्रिक ऊर्जा]] को विद्युत ऊर्जा में प्रत्यावर्ती धारा के रूप में परिवर्तित करता है।<ref>{{cite book|last=Aylmer-Small|first=Sidney|title=विद्युत रेलमार्ग;या, रेल परिवहन के लिए लागू बिजली|publisher=Frederick J. Drake & Co.|location=Chicago|date=1908|pages=456–463|chapter=Lesson 28: Alternators|chapter-url=https://books.google.com/books?id=jdk7AAAAMAAJ}}</ref> लागत और सरलता के कारणों के लिए, अधिकांश अल्टरनेटर स्थिर [[ आर्मेचर इंजीनियरिंग) |आर्मेचर]] के साथ घूमते हुए [[ चुंबकीय क्षेत्र |चुंबकीय क्षेत्र]] का उपयोग करते हैं।<ref name=Slemon>Gordon R. Selmon, ''Magnetoelectric Devices'', John Wiley and Sons, 1966 no ISBN pp. 391-393</ref> कभी-कभी, एक रैखिक अल्टरनेटर या एक स्थिर [[ चुंबक |चुंबकीय]] क्षेत्र के साथ घूर्णन आर्मेचर का उपयोग किया जाता है। सिद्धांत रूप में, किसी भी एसी [[ विद्युत जनरेटर |विद्युत जनरेटर]] को एक अल्टरनेटर कहा जा सकता है, लेकिन सामान्यतः यह शब्द [[ मोटर वाहन |मोटर वाहन]] और अन्य आंतरिक दहन इंजनों द्वारा संचालित छोटी घूर्णन मशीनों को संदर्भित करता है।


अल्टरनेटर जो अपने चुंबकीय क्षेत्र के लिए एक स्थायी चुंबक का उपयोग करता है, मैग्नेटो कहलाता है। [[ वाष्प टरबाइन |भाप टर्बाइनों]] द्वारा संचालित बिजली स्टेशनों में अल्टरनेटर को टर्बो-अल्टरनेटर कहा जाता है। बिजली संयंत्रों में बड़े 50 या 60 हर्ट्ज तीन-चरण अल्टरनेटर दुनिया की अधिकांश विद्युत शक्ति उत्पन्न करते हैं, जिसे [[ विद्युत शक्ति ग्रिड |विद्युत शक्ति ग्रिड]] द्वारा वितरित किया जाता है।<ref>{{cite web|title=प्लग/सॉकेट्स की सूची और विभिन्न देशों के वोल्टेज|url=http://www.worldstandards.eu/electricity/plug-voltage-by-country/|website=World Standards|publisher=World Standards|ref=प्लग/सॉकेट्स की सूची और विभिन्न देशों के वोल्टेज}}</ref>
अल्टरनेटर जो अपने चुंबकीय क्षेत्र के लिए एक स्थायी चुंबक का उपयोग करता है, मैग्नेटो कहलाता है। [[ वाष्प टरबाइन |भाप टर्बाइनों]] द्वारा संचालित बिजली स्टेशनों में अल्टरनेटर को टर्बो-अल्टरनेटर कहा जाता है। बिजली संयंत्रों में बड़े 50 या 60 हर्ट्ज तीन-चरण अल्टरनेटर दुनिया की अधिकांश विद्युत शक्ति उत्पन्न करते हैं, जिसे [[ विद्युत शक्ति ग्रिड |विद्युत शक्ति ग्रिड]] द्वारा वितरित किया जाता है।<ref>{{cite web|title=प्लग/सॉकेट्स की सूची और विभिन्न देशों के वोल्टेज|url=http://www.worldstandards.eu/electricity/plug-voltage-by-country/|website=World Standards|publisher=World Standards|ref=प्लग/सॉकेट्स की सूची और विभिन्न देशों के वोल्टेज}}</ref>
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अल्टरनेटर 1909 में गैंज़ वर्क्स द्वारा एक रूसी पनबिजली स्टेशन के बिजली उत्पादन हॉल में बनाए गए थे (प्रोकुडिन-गोर्स्की, 1911 द्वारा फोटो)।[1]

अल्टरनेटर (आवर्तित्र) एक विद्युत जनरेटर है जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में प्रत्यावर्ती धारा के रूप में परिवर्तित करता है।[2] लागत और सरलता के कारणों के लिए, अधिकांश अल्टरनेटर स्थिर आर्मेचर के साथ घूमते हुए चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं।[3] कभी-कभी, एक रैखिक अल्टरनेटर या एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के साथ घूर्णन आर्मेचर का उपयोग किया जाता है। सिद्धांत रूप में, किसी भी एसी विद्युत जनरेटर को एक अल्टरनेटर कहा जा सकता है, लेकिन सामान्यतः यह शब्द मोटर वाहन और अन्य आंतरिक दहन इंजनों द्वारा संचालित छोटी घूर्णन मशीनों को संदर्भित करता है।

अल्टरनेटर जो अपने चुंबकीय क्षेत्र के लिए एक स्थायी चुंबक का उपयोग करता है, मैग्नेटो कहलाता है। भाप टर्बाइनों द्वारा संचालित बिजली स्टेशनों में अल्टरनेटर को टर्बो-अल्टरनेटर कहा जाता है। बिजली संयंत्रों में बड़े 50 या 60 हर्ट्ज तीन-चरण अल्टरनेटर दुनिया की अधिकांश विद्युत शक्ति उत्पन्न करते हैं, जिसे विद्युत शक्ति ग्रिड द्वारा वितरित किया जाता है।[4]

इतिहास

1891 में वैकल्पिक वर्तमान का पहला औद्योगिक उपयोग माना जाता है, काम करने वाले एम्स हाइड्रोइलेक्ट्रिक जनरेटिंग प्लांट में वेस्टिंगहाउस अल्टरनेटर के साथ काम करते हैं।इस मशीन का उपयोग 3,000-वोल्ट, 133-हर्ट्ज, सिंगल-फेज एसी और एक समान मशीन के उत्पादन वाले जनरेटर के रूप में किया गया था 3 miles (4.8 km) दूर एक एसी मोटर के रूप में इस्तेमाल किया गया था।[5][6][7]

1830 के दशक में विद्युत धारा के चुंबकीय प्रेरण की खोज से वैकल्पिक वर्तमान-उत्पादन प्रणाली सरल रूपों में जानी जाती थी। घूर्णन जनरेटर स्वाभाविक रूप से प्रत्यावर्ती धारा का उत्पादन करते थे, लेकिन चूंकि इसका बहुत कम उपयोग होता था, इसलिए इसे सामान्य रूप से जनरेटर में एक कम्यूटेटर जोड़कर प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित किया जाता था।[8] प्ररंभिक मशीनों का विकास माइकल फैराडे और हिप्पोलीटे पिक्सी जैसे अग्रदूतों ने किया था। फैराडे ने "घूमने वाला आयत" विकसित किया, जिसका संचालन हेटरोपोलर था - प्रत्येक सक्रिय कंडक्टर क्रमिक रूप से उन क्षेत्रों से होकर गुजरता था जहां चुंबकीय क्षेत्र विपरीत दिशाओं में था।[9] लॉर्ड केल्विन और सेबेस्टियन फेरेंटी ने भी प्रारंभिक अल्टरनेटर विकसित किए, जो 100 और 300 हर्ट्ज के बीच आवृत्तियों का उत्पादन करते थे।

1870 के दशक के उत्तरार्ध में केंद्रीय पीढ़ी के स्टेशनों के साथ पहले बड़े पैमाने पर विद्युत प्रणालियों की शुरूआत बिजली आर्क लैंप के लिए हुई, जिसका इस्तेमाल पूरी सड़कों, कारखाने के गज या बड़े गोदामों के इंटीरियर को रोशन करने के लिए किया गया था। कुछ, जैसे 1878 में पेश किए गए याब्लोचकोव आर्क लैंप, प्रत्यावर्ती धारा पर बेहतर काम करते थे, और इन प्रारंभिक एसी-जनरेटिंग सिस्टमों का विकास "अल्टरनेटर" शब्द के पहले प्रयोग के साथ हुआ था।[10][8] इन प्रारंभिक प्रणालियों में जनरेटिंग स्टेशनों से वोल्टेज की उचित मात्रा की आपूर्ति "लोड की सवारी" में इंजीनियर के कौशल पर छोड़ दी गई थी।[11] 1883 में गैंज़ वर्क्स ने निरंतर वोल्टेज जनरेटर का आविष्कार किया[12] जो वास्तविक लोड के मूल्य की परवाह किए बिना एक निर्दिष्ट आउटपुट वोल्टेज का उत्पादन कर सकता था।[13] 1880 के दशक के मध्य में ट्रांसफार्मर की प्रारम्भ ने प्रत्यावर्ती धारा के व्यापक उपयोग और इसके उत्पादन के लिए आवश्यक आवर्तकों के उपयोग को प्रेरित किया।[14] 1891 के बाद, कई अलग-अलग चरणों की धाराओं की आपूर्ति के लिए पॉलीफ़ेज़ अल्टरनेटर पेश किए गए थे।[15] बाद में अल्टरनेटर को चाप प्रकाश, गरमागरम प्रकाश और इलेक्ट्रिक मोटर्स के उपयोग के लिए सोलह और लगभग एक सौ हर्ट्ज़ के बीच विभिन्न प्रत्यावर्ती धारा आवृत्तियों के लिए डिज़ाइन किया गया था।[16] एलेक्जेंडरसन अल्टरनेटर जैसे विशिष्ट रेडियो फ्रीक्वेंसी अल्टरनेटर को विश्व युद्ध 1 के आसपास दीर्घ तरंग रेडियो ट्रांसमीटर के रूप में विकसित किया गया था और कुछ उच्च-शक्ति वाले वायरलेस टेलीग्राफी स्टेशनों में इस्तेमाल किया गया था, इससे पहले कि वैक्यूम ट्यूब ट्रांसमीटर ने उन्हें बदल दिया।

ऑपरेशन का सिद्धांत

एक घूर्णन चुंबकीय कोर (रोटर) और स्थिर तार (स्टेटर) के साथ एक साधारण अल्टरनेटर का आरेख भी रोटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र द्वारा स्टेटर में प्रेरित वर्तमान को दिखा रहा है।

एक चुंबकीय क्षेत्र के सापेक्ष चलने वाला एक कंडक्टर इसमें एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (विद्युत प्रभावन बल) (ईएमएफ) (फैराडे लॉ) विकसित करता है। जब यह विपरीत ध्रुवता के चुंबकीय ध्रुवों के नीचे चलता है तो यह ईएमएफ अपनी ध्रुवीयता को उलट देता है। सामान्यतः एक घूर्णन चुंबक, जिसे रोटर कहा जाता है, एक लोहे की कोर पर कॉइल में घुमावदार कंडक्टरों के एक स्थिर सेट के भीतर घूमता है, जिसे स्टेटर कहा जाता है। क्षेत्र चालकों को काटता है, एक प्रेरित ईएमएफ (इलेक्ट्रोमोटिव बल) उत्पन्न करता है, क्योंकि यांत्रिक इनपुट रोटर को घुमाता है।

घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र स्टेटर वाइंडिंग में एसी वोल्टेज को प्रेरित करता है। चूंकि स्टेटर वाइंडिंग्स में धाराएं रोटर की स्थिति के अनुसार अलग-अलग होती हैं, अल्टरनेटर एक सिंक्रोनस जनरेटर होता है।[3]

रोटर के चुंबकीय क्षेत्र को स्थायी चुम्बकों, या एक फील्ड कॉइल इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। स्वचालित अल्टरनेटर रोटर वाइंडिंग का उपयोग करते हैं जो रोटर फील्ड वाइंडिंग में करंट को बदलकर अल्टरनेटर के उत्पन्न वोल्टेज को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। स्थायी चुंबक मशीनें रोटर में चुंबकित धारा के कारण होने वाले नुकसान से बचती हैं लेकिन चुंबक सामग्री की लागत के कारण आकार में प्रतिबंधित हैं। चूंकि स्थायी चुंबक क्षेत्र स्थिर है, टर्मिनल वोल्टेज सीधे जनरेटर की गति के साथ बदलता रहता है। ब्रशलेस एसी जनरेटर सामान्यतः मोटर वाहन अनुप्रयोगों में इस्तेमाल होने वाले से बड़े होते हैं।

एक स्वचालित वोल्टेज नियंत्रण उपकरण आउटपुट वोल्टेज को स्थिर रखने के लिए फील्ड करंट को नियंत्रित करता है। यदि मांग में वृद्धि के कारण स्थिर आर्मेचर कॉइल से आउटपुट वोल्टेज गिरता है, तो वोल्टेज रेगुलेटर (वीआर) के माध्यम से अधिक करंट रोटेटिंग फील्ड कॉइल में फीड किया जाता है। यह फील्ड कॉइल्स के आसपास चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाता है जो आर्मेचर कॉइल्स में अधिक वोल्टेज को प्रेरित करता है। इस प्रकार, आउटपुट वोल्टेज को वापस उसके मूल मूल्य पर लाया जाता है।

केंद्रीय पावर स्टेशनों में उपयोग किए जाने वाले अल्टरनेटर भी प्रतिक्रियाशील शक्ति को विनियमित करने और क्षणिक दोषों के प्रभाव के खिलाफ बिजली व्यवस्था को स्थिर करने में मदद करने के लिए क्षेत्र की धारा को नियंत्रित करते हैं। अक्सर स्टेटर वाइंडिंग्स के तीन सेट होते हैं, भौतिक रूप से ऑफसेट होते हैं ताकि घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र एक तीन चरण का धारा पैदा करे, जो एक दूसरे के संबंध में एक-तिहाई अवधि से विस्थापित हो।[17]

सिंक्रोनस स्पीड (समकालिक गति)

प्रत्यावर्ती धारा का एक चक्र हर बार उत्पन्न होता है जब फ़ील्ड पोल की एक जोड़ी स्थिर वाइंडिंग पर एक बिंदु से गुजरती है। गति और आवृत्ति के बीच का संबंध है, जहाँ Hz (चक्र प्रति सेकंड) में आवृत्ति है। ध्रुवों की संख्या (2, 4, 6, …) है और प्रति मिनट (r/min) क्रांतियों में घूर्णी गति है। प्रत्यावर्ती धारा प्रणालियों के बहुत पुराने विवरण कभी-कभी प्रति मिनट प्रत्यावर्तन के संदर्भ में आवृत्ति देते हैं, प्रत्येक आधे चक्र को एक प्रत्यावर्तन के रूप में गिनते हैं; इसलिए प्रति मिनट 12,000 प्रत्यावर्तन 100 हर्ट्ज के अनुरूप हैं।

अल्टरनेटर की आउटपुट फ्रीक्वेंसी पोल्स की संख्या और घूर्णी गति पर निर्भर करती है। किसी विशेष आवृत्ति के अनुरूप गति को उस आवृत्ति के लिए तुल्यकालिक गति कहा जाता है। यह सारणी[18] कुछ बताती है:

ध्रुव घूर्णन गति (आर/मिनट), दे रही है…
50 हर्ट्ज 60 हर्ट्ज 400 हर्ट्ज
2 3,000 3,600 24,000
4 1,500 1,800 12,000
6 1,000 1,200 8,000
8 750 900 6,000
10 600 720 4,800
12 500 600 4,000
14 428.6 514.3 3,429
16 375 450 3,000
18 333.3 400 2,667
20 300 360 2,400
40 150 180 1,200

वर्गीकरण

अल्टरनेटर को उद्दीपन की विधि, चरणों की संख्या, घुमाव के प्रकार, शीतलन विधि और उनके उपयोग के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है।[19]

उद्दीपन द्वारा

अल्टरनेटर में प्रयुक्त चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने के दो मुख्य तरीके हैं, स्थायी चुम्बकों का उपयोग करके जो अपने स्वयं के लगातार चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण करते हैं या फील्ड कॉइल का उपयोग करके। अल्टरनेटर जो स्थायी चुम्बकों का उपयोग करते हैं उन्हें विशेष रूप से मैग्नेटोस कहा जाता है।

अन्य अल्टरनेटर में, घुमावदार चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने के लिए घाव क्षेत्र कॉइल एक विद्युत चुंबक बनाते हैं।

एक उपकरण जो प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करने के लिए स्थायी चुम्बकों का उपयोग करता है उसे स्थायी चुंबक अल्टरनेटर (पीएमए) कहा जाता है। एक स्थायी चुंबक जनरेटर (पीएमजी) या तो प्रत्यावर्ती धारा या दिष्ट धारा का उत्पादन कर सकता है यदि इसमें विनिमय है।

डायरेक्ट-कनेक्टेड डायरेक्ट-करंट (दिष्ट धारा) (डीसी) जनरेटर

उद्दीपन की इस विधि में अल्टरनेटर के समान शाफ्ट पर तय एक छोटा प्रत्यक्ष-वर्तमान (डीसी) जनरेटर होता है। डीसी जनरेटर बिजली पैदा करने के लिए जुड़े अल्टरनेटर के फील्ड कॉइल को उद्दीपित करने के लिए पर्याप्त मात्रा में बिजली उत्पन्न करता है। इस प्रणाली की एक भिन्नता एक प्रकार का अल्टरनेटर है जो स्टार्ट-अप पर प्रारंभिक उत्तेजना के लिए बैटरी से डायरेक्ट करंट का उपयोग करता है, जिसके बाद अल्टरनेटर स्व-उद्दीपित हो जाता है।[19]

परिवर्तन और सुधार

यह विधि एक कमजोर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए लौह कोर में बनाए गए अवशिष्ट चुंबकत्व पर निर्भर करती है जो कमजोर वोल्टेज उत्पन्न करने की अनुमति देगी। इस वोल्टेज का उपयोग वैकल्पिक निर्माण प्रक्रिया के हिस्से के रूप में मजबूत वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए अल्टरनेटर के लिए फील्ड कॉइल्स को उत्तेजित करने के लिए किया जाता है। प्रारंभिक एसी वोल्टेज निर्माण के बाद, क्षेत्र को अल्टरनेटर से संशोधित वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जाती है।[19]

ब्रशलेस अल्टरनेटर

एक ब्रशलेस अल्टरनेटर दो अल्टरनेटर से बना होता है जो एक शाफ्ट पर एंड-टू-एंड निर्मित होता है। 1966 तक, अल्टरनेटर घूर्णन क्षेत्रों वाले ब्रशों का उपयोग करते थे।[20] सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकी में प्रगति के साथ, ब्रशलेस अल्टरनेटर संभव हैं। छोटे ब्रशलेस अल्टरनेटर एक इकाई की तरह लग सकते हैं लेकिन बड़े संस्करणों पर दो भागों को आसानी से पहचाना जा सकता है। दो खंडों में से बड़ा मुख्य अल्टरनेटर है और छोटा एक्साइटर है। एक्साइटर में स्थिर फील्ड कॉइल्स और घूर्णन आर्मेचर (पावर कॉइल्स) होते हैं। मुख्य अल्टरनेटर एक घूर्णन क्षेत्र और स्थिर आर्मेचर के साथ विपरीत विन्यास का उपयोग करता है। एक ब्रिज रेक्टिफायर, जिसे रोटेटिंग रेक्टिफायर असेंबली कहा जाता है, रोटर पर लगा होता है। न तो ब्रश और न ही स्लिप रिंग का उपयोग किया जाता है, जिससे पहनने वाले पुर्जों की संख्या कम हो जाती है। मुख्य अल्टरनेटर में एक घूर्णन क्षेत्र है जैसा कि ऊपर वर्णित है और एक स्थिर आर्मेचर (बिजली उत्पादन वाइंडिंग्स)।

स्थिर एक्साइटर फील्ड कॉइल्स के माध्यम से करंट की मात्रा में बदलाव से एक्साइटर से 3-फेज आउटपुट बदलता है। इस आउटपुट को एक रोटेटिंग रेक्टिफायर असेंबली द्वारा सुधारा जाता है, जो रोटर पर लगा होता है, और परिणामी डीसी मुख्य अल्टरनेटर के घूर्णन क्षेत्र की आपूर्ति करता है और इसलिए अल्टरनेटर आउटपुट देता है। इन सबका नतीजा यह है कि एक छोटा डीसी एक्साइटर करंट मुख्य अल्टरनेटर के आउटपुट को अप्रत्यक्ष रूप से नियंत्रित करता है।[21]

चरणों की संख्या से

Main articles: सिंगल फेज जनरेटर and पॉलीफेस कॉइल

अल्टरनेटरों को वर्गीकृत करने का एक अन्य तरीका उनके आउटपुट वोल्टेज के चरणों की संख्या है। आउटपुट एकल-चरण या पॉलीफेस हो सकता है। तीन-चरण अल्टरनेटर सबसे आम हैं, लेकिन पॉलीफ़ेज़ अल्टरनेटर दो-चरण, छह-चरण या अधिक हो सकते हैं।[19]

आवर्ती भाग द्वारा

अल्टरनेटर का घूमने वाला हिस्सा आर्मेचर या चुंबकीय क्षेत्र हो सकता है। परिक्रामी आर्मेचर प्रकार में रोटर पर आर्मेचर हानि होती है, जहां वाइंडिंग एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से चलती है। रिवॉल्विंग आर्मेचर प्रकार का प्रयोग अक्सर नहीं किया जाता है।[19] घूमने वाले क्षेत्र के प्रकार में एक स्थिर आर्मेचर घुमावदार के माध्यम से घूमने के लिए रोटर पर एक चुंबकीय क्षेत्र होता है। लाभ यह है कि तब रोटर सर्किट आर्मेचर सर्किट की तुलना में बहुत कम शक्ति वहन करता है, जिससे स्लिप रिंग कनेक्शन छोटे और कम खर्चीले हो जाते हैं; डायरेक्ट-करंट रोटर के लिए केवल दो संपर्कों की आवश्यकता होती है, जबकि अक्सर रोटर वाइंडिंग में तीन चरण और कई अनुभाग होते हैं, जिनमें से प्रत्येक को स्लिप-रिंग कनेक्शन की आवश्यकता होती है। स्थिर आर्मेचर को किसी भी सुविधाजनक मध्यम वोल्टेज स्तर के लिए, हजारों वोल्ट तक लपेटा जा सकता है; कुछ हज़ार वोल्ट से अधिक के लिए स्लिप रिंग कनेक्शन का निर्माण महंगा और असुविधाजनक होता है।

शीतलन विधियाँ

कई अल्टरनेटरों को परिवेशी हवा द्वारा ठंडा किया जाता है, जो अल्टरनेटर को चलाने वाले एक ही शाफ्ट पर संलग्न पंखे द्वारा बाड़े के माध्यम से मजबूर किया जाता है। ट्रांज़िट बसों जैसे वाहनों में, विद्युत प्रणाली पर भारी मांग के कारण तेल-ठंडा करने के लिए बड़े अल्टरनेटर की आवश्यकता हो सकती है।[22] समुद्री अनुप्रयोगों में जल शीतलन का भी प्रयोग किया जाता है। उच्च विद्युत प्रणाली की मांगों को पूरा करने के लिए महंगे ऑटोमोबाइल वाटर-कूल्ड अल्टरनेटर का उपयोग कर सकते हैं।

विशिष्ट अनुप्रयोग

विद्युत जनरेटर

Further information: विद्युत जनरेटर

अधिकांश बिजली उत्पादन स्टेशन सिंक्रोनस मशीनों का उपयोग उनके जनरेटर के रूप में करते हैं। उपयोगिता ग्रिड से इन जनरेटरों के कनेक्शन के लिए तुल्यकालन की शर्तों को पूरा करना आवश्यक है।[23]

स्वचालित आवर्तित्र

Further information: आवर्तित्र (स्वचालित)
एक घुमावदार बेल्ट चरखी के साथ एक ऑटोमोबाइल इंजन पर लगाया गया अल्टरनेटर (बेल्ट मौजूद नहीं है।)

अल्टरनेटर का उपयोग आधुनिक आंतरिक दहन इंजन ऑटोमोबाइल में बैटरी को चार्ज करने और इंजन के चलने पर विद्युत प्रणाली को शक्ति देने के लिए किया जाता है।

1960 के दशक तक, ऑटोमोबाइल्स ने कम्यूटेटर के साथ डीसी डायनेमो जनरेटर का इस्तेमाल किया। सस्ती सिलिकॉन-डायोड रेक्टीफायर्स की उपलब्धता के साथ, इसके बजाय अल्टरनेटर का उपयोग किया गया।

डीजल-इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव अल्टरनेटर

बाद के डीजल-इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव और डीजल-इलेक्ट्रिक मल्टीपल यूनिट में, प्राइम मूवर एक अल्टरनेटर को घुमाता है जो ट्रैक्शन मोटर्स (एसी या डीसी) के लिए बिजली प्रदान करता है।

ट्रैक्शन अल्टरनेटर में सामान्यतः 1,200 वोल्ट डीसी के साथ ट्रैक्शन मोटर्स प्रदान करने के लिए इंटीग्रल सिलिकॉन डायोड रेक्टीफायर्स सम्मिलित होते हैं।

पहले डीजल-इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव, और उनमें से कई जो अभी भी सेवा में हैं, डीसी जनरेटर का उपयोग करते हैं, क्योंकि सिलिकॉन पावर इलेक्ट्रॉनिक्स से पहले, डीसी ट्रैक्शन मोटर्स की गति को नियंत्रित करना आसान था। इनमें से अधिकांश में दो जनरेटर थे: एक बड़े मुख्य जनरेटर के लिए उत्तेजना प्रवाह उत्पन्न करने के लिए।

वैकल्पिक रूप से, जनरेटर हेड-एंड पावर (एचईपी) या इलेक्ट्रिक ट्रेन हीटिंग के लिए बिजली की आपूर्ति भी करता है। एचईपी विकल्प के लिए निरंतर इंजन की गति की आवश्यकता होती है, सामान्यतः 480 V 60 हर्ट्ज़ एचईपी अनुप्रयोग के लिए 900 r/min, तब भी जब लोकोमोटिव चल नहीं रहा हो।

समुद्री अल्टरनेटर

नौकाओं में उपयोग किए जाने वाले समुद्री अल्टरनेटर ऑटोमोटिव अल्टरनेटर के समान होते हैं, जिनमें खारे पानी के वातावरण के लिए उपयुक्त अनुकूलन होते हैं। समुद्री अल्टरनेटरों को विस्फोट प्रूफ (इग्निशन प्रोटेक्टेड) होने के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि इंजन के कमरे के वातावरण में ब्रश स्पार्किंग विस्फोटक गैस मिश्रण को प्रज्वलित न करे। स्थापित सिस्टम के प्रकार के आधार पर वे 12 या 24 वोल्ट हो सकते हैं। आधुनिक नौका की भारी विद्युत मांग से निपटने के लिए बड़े समुद्री डीजल में दो या दो से अधिक अल्टरनेटर हो सकते हैं। सिंगल अल्टरनेटर सर्किट पर, स्प्लिट-चार्ज डायोड (बैटरी आइसोलेटर) या वोल्टेज-सेंसिटिव रिले के उपयोग से इंजन स्टार्टिंग बैटरी और घरेलू या हाउस बैटरी (या बैटरी) के बीच पावर को विभाजित किया जा सकता है। बड़े घरेलू बैटरी बैंकों की उच्च लागत के कारण, समुद्री अल्टरनेटर सामान्यतः बाहरी नियामकों का उपयोग करते हैं। मल्टीस्टेप नियामक चार्जिंग प्रभावशीलता (चार्ज करने का समय) और बैटरी जीवन को अधिकतम करने के लिए फील्ड करंट को नियंत्रित करते हैं। मल्टीस्टेप नियामकों को विभिन्न प्रकार की बैटरी के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। दो तापमान संवेदक जोड़े जा सकते हैं, एक बैटरी के लिए चार्जिंग वोल्टेज को समायोजित करने के लिए और एक वास्तविक अल्टरनेटर पर ओवर-तापमान संवेदक को ओवरहीटिंग से बचाने के लिए।

रेडियो अल्टरनेटर्स

परिवर्तनीय विमुखता प्रकार के उच्च-आवृत्ति अल्टरनेटर कम आवृत्ति वाले रेडियो बैंड में रेडियो प्रसारण के लिए व्यावसायिक रूप से लागू किए गए थे। इनका उपयोग मोर्स कोड के प्रसारण के लिए और प्रायोगिक तौर पर आवाज और संगीत के प्रसारण के लिए किया गया था। एलेक्जेंडरसन अल्टरनेटर में, फील्ड वाइंडिंग और आर्मेचर वाइंडिंग दोनों स्थिर हैं, और आर्मेचर में करंट को रोटर के बदलते चुंबकीय प्रतिरोध के आधार पर प्रेरित किया जाता है (जिसमें कोई वाइंडिंग या करंट-ले जाने वाले भाग नहीं होते हैं)। ऐसी मशीनों को रेडियो प्रसारण के लिए रेडियो फ्रीक्वेंसी करंट उत्पन्न करने के लिए बनाया गया था, हालाँकि दक्षता कम थी।

यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी कड़ियाँ

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