डाइनेमो
डायनेमो एक विद्युत जनरेटर है जो एक कम्यूटेटर (विद्युत) का उपयोग करके प्रत्यक्ष धारा बनाता है। डायनामोज पहले विद्युत जनरेटर थे जो उद्योग के लिए बिजली देने में सक्षम थे, और वह नींव जिस पर बाद में कई अन्य इलेक्ट्रिक पावर रूपांतरण | इलेक्ट्रिक-पावर रूपांतरण उपकरण आधारित थे, जिसमें विद्युत मोटर , प्रत्यावर्ती धारा | अल्टरनेटिंग-करंट आवर्तित्र और रोटरी शामिल थे। कनवर्टर।
दक्षता, विश्वसनीयता और लागत कारणों से आज, सरल अल्टरनेटर बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन पर हावी है। डायनेमो में कम्यूटेटर (इलेक्ट्रिक) के नुकसान होते हैं। इसके अलावा, सही करनेवाला (जैसे वेक्यूम - ट्यूब या हाल ही में सॉलिड स्टेट (इलेक्ट्रॉनिक्स) तकनीक के माध्यम से) का उपयोग करके प्रत्यक्ष धारा में बारी-बारी से परिवर्तित करना प्रभावी और आमतौर पर किफायती है।
इतिहास
स्थायी चुम्बकों के साथ प्रेरण
विद्युत चुम्बकीय जनरेटर के संचालन सिद्धांत की खोज 1831-1832 के वर्षों में माइकल फैराडे ने की थी। सिद्धांत, जिसे बाद में फैराडे के प्रेरण का नियम कहा जाता है | फैराडे का नियम, यह है कि एक विद्युत चालक में एक विद्युत प्रभावन बल उत्पन्न होता है जो एक अलग [[ चुंबक ीय प्रवाह ]] को घेरता है।
उन्होंने पहला विद्युत चुम्बकीय जनरेटर भी बनाया, जिसे फैराडे डिस्क कहा जाता है, एक प्रकार का होमोपोलर जनरेटर , एक तांबे की डिस्क का उपयोग करके घोड़े की नाल चुंबक के ध्रुवों के बीच घूमता है। यह एक छोटा प्रत्यक्ष प्रवाह उत्पन्न करता है। यह वर्तमान अर्थों में डायनेमो नहीं था, क्योंकि इसमें कम्यूटेटर (विद्युत) का उपयोग नहीं किया गया था।
डिस्क के उन क्षेत्रों में विद्युत प्रवाह के स्व-रद्द करने वाले काउंटरफ्लो के कारण यह डिज़ाइन अक्षम था, जो चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में नहीं थे। जबकि करंट को सीधे चुंबक के नीचे प्रेरित किया गया था, करंट उन क्षेत्रों में पीछे की ओर घूमेगा जो चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव से बाहर थे। इस काउंटरफ्लो ने बिजली उत्पादन को पिकअप तारों तक सीमित कर दिया, और तांबे की डिस्क के अपशिष्ट हीटिंग को प्रेरित किया। बाद में होमोपोलर जनरेटर एक धारा-प्रवाह दिशा में एक स्थिर क्षेत्र प्रभाव बनाए रखने के लिए डिस्क परिधि के चारों ओर व्यवस्थित मैग्नेट की एक सरणी का उपयोग करके इस समस्या को हल करेंगे।
एक और नुकसान यह था कि चुंबकीय प्रवाह के माध्यम से एकल वर्तमान पथ के कारण आउटपुट वोल्टेज बहुत कम था। फैराडे और अन्य ने पाया कि तार के कई घुमावों को एक कॉइल में घुमाकर उच्च, अधिक उपयोगी वोल्टेज का उत्पादन किया जा सकता है। वायर वाइंडिंग आसानी से घुमावों की संख्या को बदलकर वांछित किसी भी वोल्टेज का उत्पादन कर सकते हैं, इसलिए वे सभी बाद के जनरेटर डिजाइनों की एक विशेषता रही हैं, जिसके लिए कम्यूटेटर के आविष्कार की आवश्यकता होती है ताकि प्रत्यक्ष प्रवाह उत्पन्न हो सके।
प्रथम डायनेमो
पहला कम्यूटेड डायनेमो 1832 में एक फ्रांसीसी उपकरण निर्माता हिप्पोलीटे पिक्सी द्वारा बनाया गया था। इसमें एक स्थायी चुंबक का उपयोग किया गया था जिसे एक क्रैंक द्वारा घुमाया गया था। कताई चुंबक को इस तरह रखा गया था कि उसका उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव अछूता तार से लिपटे लोहे के एक टुकड़े से होकर गुजरे।
पिक्सी ने पाया कि जब भी कोई ध्रुव कुंडली से गुजरता है तो कताई चुंबक तार में करंट की एक पल्स उत्पन्न करता है। हालांकि, चुंबक के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों ने विपरीत दिशाओं में धाराओं को प्रेरित किया। प्रत्यावर्ती धारा को डीसी में बदलने के लिए, पिक्सी ने एक कम्यूटेटर (इलेक्ट्रिक), शाफ्ट पर एक विभाजित धातु सिलेंडर का आविष्कार किया, जिसमें दो वसंत धातु के संपर्क थे जो इसके खिलाफ दबाए गए थे।
इस प्रारंभिक डिजाइन में एक समस्या थी: इसके द्वारा उत्पादित विद्युत प्रवाह में स्पाइक्स या वर्तमान की दालों की एक श्रृंखला शामिल थी, जो बिल्कुल भी अलग नहीं थी, जिसके परिणामस्वरूप कम औसत बिजली उत्पादन होता था। उस समय के इलेक्ट्रिक मोटर्स की तरह, डिजाइनरों को चुंबकीय सर्किट में बड़े वायु अंतराल के गंभीर हानिकारक प्रभावों का पूरी तरह से एहसास नहीं था।
एक इतालवी भौतिकी के प्रोफेसर एंटोनियो पैकिनोटी ने 1860 के आसपास कताई दो-ध्रुव अक्षीय समरूपता कॉइल को एक बहु-ध्रुव टॉरॉयडल के साथ बदलकर इस समस्या को हल किया, जिसे उन्होंने एक निरंतर घुमावदार के साथ एक लोहे की अंगूठी लपेटकर बनाया, जो कई पर कम्यूटेटर से जुड़ा था। रिंग के चारों ओर समान रूप से दूरी वाले बिंदु; कम्यूटेटर को कई खंडों में विभाजित किया जा रहा है। इसका मतलब यह था कि कॉइल का कुछ हिस्सा लगातार चुम्बक से गुजर रहा था, जिससे करंट बाहर निकल गया।[1] 1844 का वूलरिच इलेक्ट्रिकल जेनरेटर , जो अब थिंकटैंक, बर्मिंघम|थिंकटैंक, बर्मिंघम साइंस म्यूजियम में है, एक औद्योगिक प्रक्रिया में उपयोग किया जाने वाला सबसे पुराना विद्युत जनरेटर है।[2] इसका उपयोग वाणिज्यिक ELECTROPLATING के लिए एल्किंगटन सिल्वर इलेक्ट्रोप्लेटिंग वर्क्स की फर्म द्वारा किया गया था।[3][4][5]
आत्म उत्तेजना
फैराडे से स्वतंत्र रूप से, हंगेरियन nyos Jedlik ने 1827 में विद्युत चुम्बकीय घूर्णन उपकरणों के साथ प्रयोग करना शुरू किया, जिसे उन्होंने Jedlik's dynamo|विद्युत चुम्बकीय स्व-रोटर्स कहा। सिंगल-पोल इलेक्ट्रिक स्टार्टर के प्रोटोटाइप में, स्थिर और घूमने वाले दोनों हिस्से इलेक्ट्रोमैग्नेटिक थे।
1856 के आसपास उन्होंने सीमेंस से वर्नर और चार्ल्स व्हीटस्टोन से लगभग छह साल पहले डायनेमो की अवधारणा तैयार की, लेकिन इसका पेटेंट नहीं कराया क्योंकि उन्हें लगा कि वे इसे महसूस करने वाले पहले व्यक्ति नहीं हैं। उनके डायनेमो ने स्थायी चुम्बकों के बजाय रोटर के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र को प्रेरित करने के लिए एक दूसरे के विपरीत दो विद्युत चुम्बकों का उपयोग किया।[6][7] यह डायनेमो स्व-उत्तेजना के सिद्धांत की खोज भी थी,[8] जिसने स्थायी चुंबक डिजाइनों को बदल दिया।
व्यावहारिक डिजाइन
डायनेमो पहला विद्युत जनरेटर था जो उद्योग के लिए बिजली पहुंचाने में सक्षम था। आधुनिक डायनेमो, औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए उपयुक्त, का आविष्कार स्वतंत्र रूप से सर चार्ल्स व्हीटस्टोन , वर्नर वॉन सीमेंस और सैमुअल अल्फ्रेड वर्ली द्वारा किया गया था। वर्ली ने 24 दिसंबर 1866 को एक पेटेंट लिया, जबकि सीमेंस और व्हीटस्टोन दोनों ने 17 जनवरी 1867 को अपनी खोजों की घोषणा की, बाद में रॉयल सोसाइटी को उनकी खोज पर एक पेपर दिया।
डायनेमो-इलेक्ट्रिक मशीन ने स्टेटर फील्ड बनाने के लिए स्थायी मैग्नेट के बजाय सेल्फ-पावर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड कॉइल्स का इस्तेमाल किया।[citation needed] व्हीटस्टोन का डिजाइन सीमेंस के समान था, इस अंतर के साथ कि सीमेंस डिजाइन में स्टेटर इलेक्ट्रोमैग्नेट रोटर के साथ श्रृंखला में थे, लेकिन व्हीटस्टोन के डिजाइन में वे समानांतर में थे।[9] स्थायी चुम्बकों के बजाय विद्युत चुम्बकों के उपयोग ने डायनेमो के बिजली उत्पादन में बहुत वृद्धि की और पहली बार उच्च बिजली उत्पादन को सक्षम किया। इस आविष्कार ने सीधे बिजली के पहले बड़े औद्योगिक उपयोगों की ओर अग्रसर किया। उदाहरण के लिए, 1870 के दशक में सीमेंस ने धातुओं और अन्य सामग्रियों के उत्पादन के लिए विद्युत चाप भट्टियों को बिजली देने के लिए विद्युत चुम्बकीय डायनेमो का उपयोग किया।
विकसित की गई डायनेमो मशीन में एक स्थिर संरचना शामिल होती है, जो चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करती है, और घूर्णन वाइंडिंग का एक सेट जो उस क्षेत्र के भीतर घूमता है। बड़ी मशीनों पर एक या एक से अधिक विद्युत चुम्बकों द्वारा निरंतर चुंबकीय क्षेत्र प्रदान किया जाता है, जिन्हें आमतौर पर फील्ड कॉइल कहा जाता है।
ज़ेनोब ग्रैमे ने 1871 में पेरिस में संचालित पहले वाणिज्यिक बिजली संयंत्रों को डिजाइन करते समय पचिनोटी के डिजाइन को फिर से शुरू किया। ग्रैमे के डिजाइन का एक फायदा चुंबकीय प्रवाह के लिए एक बेहतर मार्ग था, जो चुंबकीय क्षेत्र द्वारा भारी लोहे के कोर के साथ कब्जा कर लिया गया था और स्थिर और घूर्णन भागों के बीच हवा के अंतराल को कम करता था। ग्राम डायनेमो उद्योग के लिए व्यावसायिक मात्रा में बिजली उत्पन्न करने वाली पहली मशीनों में से एक थी।[10] ग्रैम रिंग में और सुधार किए गए, लेकिन तार के अंतहीन लूप की कताई की मूल अवधारणा सभी आधुनिक डायनेमो के केंद्र में बनी हुई है।[11] चार्ल्स एफ. ब्रश ने अपना पहला डायनेमो 1876 की गर्मियों में घोड़े द्वारा खींचे गए TREADMILL का उपयोग करके इसे शक्ति प्रदान करने के लिए इकट्ठा किया। ब्रश के डिजाइन ने ग्रैम डायनेमो को सिलेंडर के आकार के बजाय डिस्क की तरह रिंग आर्मेचर को आकार देकर संशोधित किया। क्षेत्र के विद्युत चुम्बक भी परिधि के चारों ओर की बजाय आर्मेचर डिस्क के किनारों पर स्थित थे।[12][13]
रोटरी कन्वर्टर्स
यांत्रिक या विद्युत शक्ति के बीच आगे और पीछे आसान रूपांतरण की अनुमति देने के लिए डायनेमो और मोटर्स के बाद, उन्हें रोटरी कन्वर्टर्स नामक उपकरणों में जोड़ा गया, घूर्णन मशीन जिसका उद्देश्य भार को यांत्रिक शक्ति प्रदान करना नहीं था बल्कि एक प्रकार के विद्युत प्रवाह को दूसरे में परिवर्तित करना था। , उदाहरण के लिए प्रत्यावर्ती धारा में प्रत्यक्ष धारा। वे मल्टी-फील्ड सिंगल-रोटर डिवाइस थे जिनमें घूर्णन संपर्कों के दो या दो से अधिक सेट (या तो कम्यूटेटर या स्लिपरिंग, आवश्यकतानुसार), एक डिवाइस को चालू करने के लिए आर्मेचर वाइंडिंग के एक सेट को शक्ति प्रदान करने के लिए, और एक या अधिक अन्य वाइंडिंग से जुड़े होते थे। आउटपुट करंट उत्पन्न करने के लिए।
रोटरी कनवर्टर सीधे, आंतरिक रूप से, किसी भी प्रकार की विद्युत शक्ति को किसी अन्य में परिवर्तित कर सकता है। इसमें डायरेक्ट करंट (डीसी) और अल्टरनेटिंग करंट (एसी), तीन फ़ेज़ और एकल-चरण विद्युत शक्ति पावर, 25 हर्ट्ज एसी और 60 हर्ट्ज एसी या एक ही समय में कई अलग-अलग आउटपुट वोल्टेज के बीच कनवर्ट करना शामिल है। रोटर के आकार और द्रव्यमान को बड़ा बनाया गया था ताकि रोटर एक चक्का के रूप में कार्य करे ताकि लागू शक्ति में किसी भी अचानक उछाल या ड्रॉपआउट को सुचारू करने में मदद मिल सके।
रोटरी कन्वर्टर्स की तकनीक को 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में पारा-चाप वाल्व | मर्करी-वाष्प रेक्टिफायर द्वारा बदल दिया गया था, जो छोटे थे, कंपन और शोर का उत्पादन नहीं करते थे, और कम रखरखाव की आवश्यकता होती थी। वही रूपांतरण कार्य अब सॉलिड स्टेट (इलेक्ट्रॉनिक्स) पावर सेमीकंडक्टर उपकरणों द्वारा किए जाते हैं। मैनहट्टन में वेस्ट साइड इंटरबरो रैपिड ट्रांजिट कंपनी में 1960 के दशक के अंत में और संभवतः कुछ वर्षों बाद रोटरी कन्वर्टर्स का उपयोग जारी रहा। वे 25 हर्ट्ज एसी द्वारा संचालित थे, और ट्रेनों के लिए 600 वोल्ट पर डीसी प्रदान करते थे।
सीमाएं और गिरावट
डायनेमोज और कम्यूटेटेड डीसी मोटर्स जैसी डायरेक्ट करंट मशीनों में कम्यूटेटर (इलेक्ट्रिक) के उपयोग के कारण अल्टरनेटिंग करंट (एसी) मशीनों की तुलना में अधिक रखरखाव लागत और बिजली की सीमाएं होती हैं। ये नुकसान हैं:
- ब्रश और कम्यूटेटर के बीच फिसलने वाला घर्षण बिजली की खपत करता है, जो कम शक्ति वाले डायनेमो में महत्वपूर्ण हो सकता है।[citation needed]
- घर्षण के कारण ब्रश और तांबे के कम्यूटेटर खंड खराब हो जाते हैं, जिससे धूल पैदा होती है। बड़ी कम्यूटेटेड मशीनों को ब्रश के नियमित प्रतिस्थापन और कम्यूटेटर के सामयिक पुनरुत्थान की आवश्यकता होती है। कम्यूटेटेड मशीनों का उपयोग कम पार्टिकुलेट या सीलबंद अनुप्रयोगों में या उन उपकरणों में नहीं किया जा सकता है जिन्हें बिना रखरखाव के लंबे समय तक काम करना चाहिए।
- ब्रश और कम्यूटेटर के बीच फिसलने वाले संपर्क का विद्युत प्रतिरोध एक वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनता है जिसे ब्रश ड्रॉप कहा जाता है। यह कई वोल्ट हो सकता है, इसलिए यह कम वोल्टेज, उच्च वर्तमान मशीनों में बड़े बिजली के नुकसान का कारण बन सकता है (आसन्न तस्वीर में 7 वोल्ट इलेक्ट्रोप्लेटिंग डायनेमो का विशाल कम्यूटेटर देखें)। अल्टरनेटिंग करंट मोटर्स, जो कम्यूटेटर का उपयोग नहीं करते हैं, अधिक कुशल हैं।
- अधिकतम करंट घनत्व और वोल्टेज की एक सीमा होती है जिसे कम्यूटेटर के साथ स्विच किया जा सकता है। बहुत बड़ी डायरेक्ट करंट मशीनें, मान लीजिए, मेगावाट बिजली रेटिंग के साथ, कम्यूटेटर के साथ नहीं बनाई जा सकती हैं। सबसे बड़े मोटर्स और जनरेटर सभी बारी-बारी से चालू मशीनें हैं।
- कम्यूटेटर की स्विचिंग क्रिया संपर्कों पर विद्युत चाप का कारण बनती है, विस्फोटक वातावरण में आग का खतरा पैदा करती है, और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप उत्पन्न करती है।
यद्यपि प्रत्यक्ष वर्तमान डायनेमो उद्योग के लिए विद्युत शक्ति का पहला स्रोत थे, उन्हें उन कारखानों के करीब स्थित होना था जो उनकी शक्ति का उपयोग करते थे। ट्रांसफार्मर के उपयोग के माध्यम से बिजली को केवल आर्थिक रूप से प्रत्यावर्ती धारा (एसी) के रूप में दूरियों पर वितरित किया जा सकता था। 1890 के दशक में विद्युत शक्ति प्रणालियों को प्रत्यावर्ती धारा में बदलने के साथ, 20वीं शताब्दी के दौरान डायनेमो को अल्टरनेटर द्वारा बदल दिया गया था, और अब लगभग अप्रचलित हैं।
व्युत्पत्ति
शब्द 'डायनेमो' (ग्रीक शब्द डायनेमिस (δύναμις) से, जिसका अर्थ बल या शक्ति है) मूल रूप से एक विद्युत जनरेटर का दूसरा नाम था, और अभी भी शब्द जनरेटर के प्रतिस्थापन के रूप में कुछ क्षेत्रीय उपयोग है। यह शब्द 1831 में माइकल फैराडे द्वारा गढ़ा गया था, जिन्होंने बिजली (फैराडे ने विद्युत प्रेरण की खोज की) और चुंबकत्व में कई खोज करने के लिए अपने आविष्कार का उपयोग किया।[14][15] वर्नर वॉन सीमेंस का मूल डायनेमो सिद्धांत केवल प्रत्यक्ष वर्तमान जनरेटर को संदर्भित करता है जो डीसी पावर उत्पन्न करने के लिए विशेष रूप से उत्तेजना (चुंबकीय) | आत्म-उत्तेजना (स्व-प्रेरण) सिद्धांत का उपयोग करते हैं। पहले के डीसी जनरेटर जो स्थायी चुंबक का इस्तेमाल करते थे, उन्हें डायनेमो इलेक्ट्रिक मशीन नहीं माना जाता था।[16] डायनेमो सिद्धांत (स्व-प्रेरण) का आविष्कार पुराने पारंपरिक स्थायी चुंबक आधारित डीसी जनरेटर पर एक प्रमुख तकनीकी छलांग थी। डायनेमो सिद्धांत की खोज ने औद्योगिक पैमाने पर विद्युत उत्पादन को तकनीकी और आर्थिक रूप से व्यवहार्य बना दिया। अल्टरनेटर के आविष्कार के बाद और उस प्रत्यावर्ती धारा को बिजली की आपूर्ति के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, डायनेमो शब्द विशेष रूप से 'कम्यूटेटर (विद्युत) प्रत्यक्ष वर्तमान विद्युत जनरेटर' के साथ जुड़ा हुआ है, जबकि एक एसी विद्युत जनरेटर या तो स्लिप रिंग या रोटर मैग्नेट का उपयोग करेगा। एक अल्टरनेटर के रूप में जाना जाता है।
साइकिल के पहिये से बिजली की रोशनी के हब में निर्मित एक छोटा विद्युत जनरेटर हब डायनेमो कहलाता है, हालांकि ये हमेशा एसी डिवाइस होते हैं,[citation needed] और वास्तव में बिजली की शक्ति उत्पन्न करने का यंत्र स हैं।
डिजाइन
विद्युत डायनेमो फैराडे के प्रेरण के नियम के माध्यम से यांत्रिक घुमाव को एक स्पंदनशील प्रत्यक्ष विद्युत धारा (विद्युत) में परिवर्तित करने के लिए तार और चुंबकीय क्षेत्र ों के घूर्णन कॉइल का उपयोग करता है। एक डायनेमो मशीन में एक स्थिर संरचना होती है, जिसे स्टेटर कहा जाता है, जो एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करता है, और घूर्णन वाइंडिंग का एक सेट जिसे आर्मेचर (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग) कहा जाता है, जो उस क्षेत्र के भीतर बदल जाता है। फैराडे के प्रेरण के नियम के कारण, चुंबकीय क्षेत्र के भीतर तार की गति एक इलेक्ट्रोमोटिव बल बनाती है, जो धातु में इलेक्ट्रॉनों को धक्का देती है, जिससे तार में विद्युत प्रवाह होता है। छोटी मशीनों पर, एक या अधिक स्थायी चुम्बकों द्वारा निरंतर चुंबकीय क्षेत्र प्रदान किया जा सकता है; बड़ी मशीनों में एक या एक से अधिक विद्युत चुम्बकों द्वारा प्रदान किया गया निरंतर चुंबकीय क्षेत्र होता है, जिसे आमतौर पर फील्ड कॉइल कहा जाता है।
कम्यूटेशन
प्रत्यक्ष धारा उत्पन्न करने के लिए कम्यूटेटर की आवश्यकता होती है। जब तार का एक लूप चुंबकीय क्षेत्र में घूमता है, तो इसके माध्यम से चुंबकीय प्रवाह - और इस प्रकार इसमें प्रेरित क्षमता - प्रत्येक आधे मोड़ के साथ उलट जाती है, जिससे एक प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न होती है। हालांकि, विद्युत प्रयोग के शुरुआती दिनों में, प्रत्यावर्ती धारा का आमतौर पर कोई ज्ञात उपयोग नहीं था। बिजली के लिए कुछ उपयोग, जैसे कि इलेक्ट्रोप्लेटिंग, मैसी लिक्विड बैटरी (बिजली) द्वारा प्रदान की गई प्रत्यक्ष धारा का उपयोग करते हैं। डायनेमोज का आविष्कार बैटरियों के प्रतिस्थापन के रूप में किया गया था। कम्यूटेटर अनिवार्य रूप से एक रोटरी बदलना है। इसमें मशीन के शाफ्ट पर लगे संपर्कों का एक सेट होता है, जिसे ग्रेफाइट-ब्लॉक स्थिर संपर्कों के साथ जोड़ा जाता है, जिसे ब्रश कहा जाता है, क्योंकि इस तरह के जल्द से जल्द निश्चित संपर्क धातु ब्रश थे। जब संभावित उलट जाता है तो कम्यूटेटर बाहरी सर्किट से वाइंडिंग के कनेक्शन को उलट देता है - इसलिए प्रत्यावर्ती धारा के बजाय, एक स्पंदन प्रत्यक्ष धारा उत्पन्न होती है।
उत्तेजना
प्रारंभिक डायनेमो में चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए स्थायी चुम्बकों का उपयोग किया जाता था। इन्हें मैग्नेटो-इलेक्ट्रिक मशीन या मैग्नेटोस के रूप में जाना जाता था।[17] हालांकि, शोधकर्ताओं ने पाया कि स्टेटर पर इलेक्ट्रोमैग्नेट्स (फील्ड कॉइल्स) का उपयोग करके मजबूत चुंबकीय क्षेत्र - और इस प्रकार अधिक शक्ति - का उत्पादन किया जा सकता है।[18] इन्हें डायनेमो-इलेक्ट्रिक मशीन या डायनेमो कहा जाता था।[17]स्टेटर के फील्ड कॉइल मूल रूप से एक अलग, छोटे, डायनेमो या मैग्नेटो द्वारा अलग से उत्साहित थे। हेनरी वाइल्ड (इंजीनियर) और वर्नर वॉन सीमेंस द्वारा एक महत्वपूर्ण विकास यह खोज थी (1866 तक) कि डायनेमो स्वयं डायनेमो द्वारा उत्पन्न करंट का उपयोग करके स्वयं को उत्साहित करने के लिए बूटस्ट्रैपिंग भी कर सकता है। इसने बहुत अधिक शक्तिशाली क्षेत्र के विकास की अनुमति दी, इस प्रकार अधिक से अधिक उत्पादन शक्ति।
स्व-उत्तेजित प्रत्यक्ष वर्तमान डायनेमो में आमतौर पर श्रृंखला और समानांतर (शंट) फ़ील्ड वाइंडिंग का संयोजन होता है, जो रोटर द्वारा पुनर्योजी तरीके से कम्यूटेटर के माध्यम से सीधे बिजली की आपूर्ति की जाती है। वे आधुनिक पोर्टेबल अल्टरनेटिंग करंट इलेक्ट्रिक जनरेटर के समान तरीके से शुरू और संचालित होते हैं, जिनका उपयोग इलेक्ट्रिक ग्रिड पर अन्य जनरेटर के साथ नहीं किया जाता है।
एक कमजोर अवशिष्ट चुंबकीय क्षेत्र है जो डिवाइस के धातु फ्रेम में तब बना रहता है जब वह काम नहीं कर रहा होता है, जिसे फील्ड वाइंडिंग द्वारा धातु पर अंकित किया गया है। डायनेमो बाहरी भार से कनेक्ट न होने पर घूमना शुरू कर देता है। अवशिष्ट चुंबकीय क्षेत्र रोटर वाइंडिंग्स में बहुत छोटे विद्युत प्रवाह को प्रेरित करता है क्योंकि वे घूमना शुरू करते हैं। बाहरी भार के बिना, यह छोटा करंट तब पूरी तरह से फील्ड वाइंडिंग में आपूर्ति की जाती है, जो अवशिष्ट क्षेत्र के साथ संयोजन में रोटर को अधिक करंट पैदा करता है। इस तरह, स्व-रोमांचक डायनेमो अपने आंतरिक चुंबकीय क्षेत्रों का निर्माण करता है जब तक कि यह अपने सामान्य ऑपरेटिंग वोल्टेज तक नहीं पहुंच जाता। जब यह अपने आंतरिक क्षेत्रों और बाहरी भार दोनों को बनाए रखने के लिए पर्याप्त धारा उत्पन्न करने में सक्षम होता है, तो यह उपयोग के लिए तैयार होता है।
धातु के फ्रेम में अपर्याप्त अवशिष्ट चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक स्व-उत्तेजित डायनेमो रोटर में किसी भी धारा का उत्पादन करने में सक्षम नहीं होगा, चाहे रोटर कितनी भी गति से घूमता हो। यह स्थिति आधुनिक स्व-उत्तेजित पोर्टेबल जनरेटर में भी हो सकती है, और दोनों प्रकार के जनरेटर के लिए एक समान तरीके से हल किया जाता है, बंद जनरेटर के आउटपुट टर्मिनलों के लिए एक संक्षिप्त प्रत्यक्ष वर्तमान बैटरी चार्ज लागू करके। बैटरी वाइंडिंग को केवल अवशिष्ट क्षेत्र को छापने के लिए सक्रिय करती है, जिससे करंट का निर्माण किया जा सके। इसे क्षेत्र को चमकाने के रूप में जाना जाता है।
दोनों प्रकार के स्व-उत्तेजित जनरेटर, जो स्थिर रहते हुए एक बड़े बाहरी भार से जुड़े हुए हैं, अवशिष्ट क्षेत्र मौजूद होने पर भी वोल्टेज का निर्माण नहीं कर पाएंगे। लोड एक ऊर्जा सिंक के रूप में कार्य करता है और लगातार अवशिष्ट क्षेत्र द्वारा उत्पादित छोटे रोटर करंट को दूर करता है, जिससे फील्ड कॉइल में चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण को रोका जा सकता है।
उपयोग
ऐतिहासिक
आमतौर पर भाप इंजन द्वारा संचालित डायनामोज का व्यापक रूप से बिजली स्टेशनों में औद्योगिक और घरेलू उद्देश्यों के लिए बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता था। तब से उन्हें अल्टरनेटर द्वारा बदल दिया गया है।
श्रृंखला और समानांतर (शंट) वाइंडिंग के साथ बड़े औद्योगिक डायनेमो को एक पावर प्लांट में एक साथ उपयोग करना मुश्किल हो सकता है, जब तक कि रोटर या फील्ड वायरिंग या मैकेनिकल ड्राइव सिस्टम कुछ विशेष संयोजनों में एक साथ युग्मित न हों। विद्युत शक्ति के लिए इंडक्शन और सेल्फ सस्टेनिंग सिस्टम बनाने के लिए समानांतर में डायनेमो चलाना सैद्धांतिक रूप से संभव लगता है।[19] मोटर वाहनों में बैटरी चार्ज करने के लिए बिजली उत्पन्न करने के लिए डायनेमो का उपयोग किया जाता था। एक प्रारंभिक प्रकार तीसरा ब्रश डायनेमो था। उन्हें फिर से अल्टरनेटर (ऑटोमोटिव) से बदल दिया गया है।
आधुनिक
डायनेमोस के अभी भी कम बिजली के अनुप्रयोगों में कुछ उपयोग हैं, खासकर जहां कम वोल्टेज डायरेक्ट करंट की आवश्यकता होती है, क्योंकि इन अनुप्रयोगों में सेमीकंडक्टर रेक्टिफायर वाला अल्टरनेटर अक्षम हो सकता है।
हैंड क्रैंक (मैकेनिज्म) डायनेमोज का उपयोग घड़ी की कल रेडियो , यांत्रिक रूप से संचालित टॉर्च और अन्य स्व-संचालित उपकरण ों में रिचार्जेबल बैटरी को रिचार्ज करने के लिए किया जाता है।
डायनेमोज का उपयोग साइकिल पर रोशनी के लिए किया जाता है।
यह भी देखें
संदर्भ
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- चालू बिजली)
- बिजलीघर
- यंत्रवत् संचालित टॉर्च
- क्रैंक (तंत्र)
बाहरी संबंध
- The Electrification of the World – Werner von Siemens and the Dynamoelectric Principle Archived 2020-09-20 at the Wayback Machine Siemens Historical Institute
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