ஒரு நேர் மின்னோட்ட இயந்திரம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது

ஒரு நேர் மின்னோட்ட இயந்திரம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது

நேர் மின்னோட்ட இயந்திரம் (DC) என்பது பல்வேறு தொழில்துறை மற்றும் வணிகப் பயன்பாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு வகை மின் இயந்திரமாகும். இந்த இயந்திரம், மாறு மின்னோட்ட (AC) இயந்திரத்திலிருந்து வேறுபட்ட ஒரு தனித்துவமான செயல்பாட்டுக் கொள்கையைக் கொண்டுள்ளது. இது மின்சாரக் கார்கள், கையடக்க மின் கருவிகள் மற்றும் துல்லியமான வேகம் மற்றும் நிலைக் கட்டுப்பாடு தேவைப்படும் பல்வேறு சாதனங்கள் போன்ற குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் திறமையானதாக அமைகிறது. இந்தக் கட்டுரை, ஒரு நேர் மின்னோட்ட இயந்திரம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை, அதன் அடிப்படைக் கொள்கைகள் , முக்கியக் கூறுகள் மற்றும் பல்வேறு வகையான DC இயந்திரங்கள் உட்பட, விரிவாக விளக்கும்.

நேரடி மின்னோட்ட இயந்திரங்களின் அடிப்படைக் கோட்பாடுகள்

முதலில், ஒரு நேர் மின்னோட்ட இயந்திரத்தின் அடிப்படை இயக்கக் கொள்கையைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். ஒரு நேர் மின்னோட்ட இயந்திரம், காந்தப்புலம் மற்றும் மின்னோட்டம் ஆகியவற்றின் இடைவினையின் மூலம் மின் ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றிச் செயல்படுகிறது . இந்த அடிப்படைக் கொள்கையை லாரன்ஸ் விதியின் மூலம் விளக்கலாம். அதன்படி, ஒரு காந்தப்புலத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ள கடத்தி வழியாக மின்னோட்டம் பாயும்போது, ​​அந்தக் கடத்தி ஒரு மின்காந்த விசையை உணர்கிறது. இந்த விசையைப் பயன்படுத்தி சுழற்சி இயக்கத்தை உருவாக்க முடியும்.

இந்த விசையை விவரிக்கும் அடிப்படைச் சமன்பாடு:

\[ \mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B}) \]

எங்கே:
– \(\mathbf{F}\) என்பது ஒரு மின்னூட்டம் பெற்ற துகள் மீதான விசை ஆகும்.
– \(q\) என்பது மின் மின்னூட்டம்
– (mathbf{E}) என்பது மின்புலம்
– \(\mathbf{v}\) என்பது துகளின் திசைவேகம்
– \(\mathbf{B}\) என்பது காந்தப்புலம்

ஒரு DC இயந்திரத்தில், காந்தப்புலம் \(\mathbf{B}\) இயந்திரத்தின் நிலையான பகுதியான ஸ்டேட்டரால் உருவாக்கப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் மின்சாரம் \(\mathbf{I}\) இயந்திரத்தின் சுழலும் பகுதியான ரோட்டரில், ஒரு கம்யூடேட்டர் வழியாகப் பாய்கிறது. இந்த கம்யூடேட்டர் மின்னோட்டத்தின் திசையைத் தொடர்ந்து மாற்றுவதால், உருவாக்கப்படும் முறுக்குவிசை தொடர்ச்சியாக ஒரே திசையில் இருந்து, சுழற்சி இயக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

ஒரு நேர் மின்னோட்ட இயந்திரத்தின் முக்கிய கூறுகள்

ஒரு நேர் மின்னோட்ட இயந்திரம் பின்வரும் பல முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது:

1. ஸ்டேட்டர்

ஸ்டேட்டர் என்பது காந்தப்புலத்தை உருவாக்கும் இயந்திரத்தின் நிலையான பகுதியாகும். ஸ்டேட்டரின் காந்தப்புலத்தை நிரந்தர காந்தங்கள் அல்லது மின்காந்தச் சுருள்கள் மூலம் உருவாக்கலாம். நிரந்தர காந்தங்கள் பொதுவாக சிறிய, எளிமையான நேர்மின்னோட்ட இயந்திரங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதேசமயம் மின்காந்தச் சுருள்கள் (பெரும்பாலும் புலச் சுருள்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன) கட்டுப்படுத்தக்கூடிய காந்தப்புலம் தேவைப்படும் பெரிய நேர்மின்னோட்ட இயந்திரங்களில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

2. ரோட்டார்

ரோட்டர் என்பது இயந்திரத்தின் சுழலும் பகுதியாகும். இது ஆர்மேச்சர் அல்லது சுருள்களைக் கொண்டுள்ளது, இதன் வழியாக மின்சாரம் பாய்கிறது. இந்தச் சுருள்கள் வழியாக மின்சாரம் பாயும்போது, ​​ஸ்டேட்டரால் உருவாக்கப்படும் காந்தப்புலம் ரோட்டரின் மீது ஒரு விசையைச் செலுத்தி, அதைச் சுழலச் செய்கிறது.

3. கம்யூடேட்டர் மற்றும் பிரஷ்

கம்யூடேட்டர் மற்றும் பிரஷ்கள் என்பவை ஒரு DC இயந்திரத்தின் பொதுவான பாகங்களாகும். இவை ரோட்டார் வழியாகப் பாயும் மின்சாரத்தின் திசையைச் சீராகப் பராமரிக்கும் பணியைச் செய்கின்றன. கம்யூடேட்டர் என்பது ஒரு துண்டுகளாகப் பிரிக்கப்பட்ட வளையம் மற்றும் இது ரோட்டாரின் ஆர்மேச்சர் சுருள்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. பிரஷ்கள் என்பவை கடத்தும் தன்மையுள்ள பாகங்கள் ஆகும். இவை கம்யூடேட்டருடன் தொடர்பு கொண்டு, ஆர்மேச்சர் சுருள்களுக்கு மின்சாரத்தைப் பாய்ச்சுகின்றன. ரோட்டார் சுழலும்போது, ​​கம்யூடேட்டர் பிரஷ்களுடன் இணைக்கப்பட்ட துண்டுகளைத் தொடர்ந்து மாற்றும். இதன் விளைவாக, ஆர்மேச்சர் சுருள்களில் உள்ள மின்னோட்டம் எப்போதும் சரியான திசையில் பாய்ந்து, சீரான முறுக்குவிசையை (torque) உருவாக்குகிறது.

4. இயந்திரச் சட்டகம்

DC இன்ஜின் சட்டகம், இன்ஜினின் அனைத்து பாகங்களையும் ஒன்றாகப் பிடித்து வைக்க உதவுகிறது. மேலும், இன்ஜின் இயங்கும்போது உருவாகும் வெப்பத்தை வெளியேற்றவும் இது உதவுகிறது.

நேரடி மின்னோட்ட இயந்திரங்களின் வகைப்பாடு

காந்தப்புலம் உருவாக்கப்படும் விதம் மற்றும் அவற்றின் இயக்கப் பண்புகளின் அடிப்படையில் நேர் மின்னோட்ட (DC) இயந்திரங்களை வகைப்படுத்தலாம். நேர் மின்னோட்ட இயந்திரங்களின் சில முக்கிய வகைகள் பின்வருமாறு:

1. DC ஷன்ட் இயந்திரம்

ஒரு DC ஷன்ட் இயந்திரத்தில், ஆர்மேச்சர் சுருளுக்கு இணையாக ஒரு புலச் சுருள் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் பொருள், ஸ்டேட்டரால் உருவாக்கப்படும் காந்தப்புலமானது, ஆர்மேச்சர் வழியாகப் பாயும் சுமை மின்னோட்டத்தைச் சார்ந்து இருப்பதில்லை. DC ஷன்ட் இயந்திரங்கள் பரந்த அளவிலான சுமை நிலைகளின் கீழ் ஒப்பீட்டளவில் நிலையான வேகத்தை வழங்குகின்றன.

2. DC தொடர் இயந்திரம்

ஒரு தொடர் DC இயந்திரத்தில், புலச் சுருளானது ஆர்மேச்சர் சுருளுடன் தொடராக இணைக்கப்பட்டிருக்கும். இந்த அமைப்பில், ஸ்டேட்டரால் உருவாக்கப்படும் காந்தப்புலமானது, ஆர்மேச்சர் வழியாகப் பாயும் மின்னோட்டத்துடன் நேரடியாகத் தொடர்புடையதாக இருக்கும். தொடர் DC இயந்திரங்கள் மிக அதிக தொடக்க முறுக்குவிசையைக் கொண்டிருப்பதால், அவை வாகனங்களில் உள்ள ஸ்டார்ட்டர் மோட்டார்கள் போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் உகந்தவையாக இருக்கின்றன.

3. கூட்டு DC இயந்திரம்

ஒரு கூட்டு DC இயந்திரம் என்பது ஒரு ஷன்ட் மற்றும் ஒரு சீரிஸ் DC இயந்திரத்தின் கலவையாகும், இதில் ஷன்ட் ஃபீல்டு வைண்டிங் மற்றும் சீரிஸ் ஃபீல்டு வைண்டிங் ஆகிய இரண்டும் இருக்கும். இது நல்ல வேக நிலைத்தன்மை மற்றும் அதிக தொடக்க முறுக்குவிசையுடன், இரண்டு வகைகளின் நன்மைகளையும் வழங்குகிறது.

4. நிரந்தர காந்த DC இயந்திரம்

நிரந்தர காந்த DC இயந்திரங்கள், ஸ்டேட்டரில் ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்க நிரந்தர காந்தங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. கையடக்க மின் கருவிகள் மற்றும் பொம்மைகள் போன்ற சிறிய பயன்பாடுகளுக்கு இந்த இயந்திரங்கள் பொதுவாக எளிமையானவையாகவும் அதிக செயல்திறன் மிக்கவையாகவும் இருக்கின்றன.

நேரடி மின்னோட்ட இயந்திரங்களின் பயன்பாடுகள் மற்றும் நன்மைகள்

DC இயந்திரங்கள் தொழில்துறையிலும் அன்றாட வாழ்விலும் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன . முக்கியப் பயன்பாடுகளில் சில:

1. மின்சார வாகன மோட்டார்

மின்சார கார்கள் மற்றும் மின்சார மோட்டார் சைக்கிள்கள் போன்ற மின்சார வாகனங்கள், குறைந்த வேகத்தில் அதிக முறுக்குவிசையை வழங்கும் திறன் கொண்டிருப்பதால், பெரும்பாலும் DC என்ஜின்களைப் பயன்படுத்துகின்றன; இந்தத் திறன் முடுக்கத்திற்கு மிகவும் உகந்ததாகும்.

2. கையடக்க மின் கருவிகள்

மின்சாரத் துரப்பணங்கள் மற்றும் மின்சாரத் திருகு இயக்கிகள் போன்ற பல கையடக்க மின் கருவிகள், சிறியதாகவும், சக்திவாய்ந்ததாகவும், செயல்திறன் மிக்கதாகவும் இருப்பதால் DC மோட்டார்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.

3. நிலை மற்றும் வேகக் கட்டுப்பாடு

ரோபோட்டிக்ஸ், மருத்துவ சாதனங்கள் மற்றும் தொழில்துறை தானியங்கு உபகரணங்கள் போன்ற, துல்லியமான நிலை மற்றும் வேகக் கட்டுப்பாடு தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் DC இயந்திரங்கள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

4. ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பு

சூரிய சக்தி அமைப்புகள் மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பு போன்ற பயன்பாடுகளில் , மின்கலங்கள் அல்லது பிற நேர்மின்னோட்ட மூலங்களிலிருந்து வரும் மின் ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றும் செயல்திறன் காரணமாக நேர்மின்னோட்ட இயந்திரங்கள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

முடிவுரை

நேர் மின்னோட்ட (DC) இயந்திரங்கள் மின் பொறியியலில் இன்றியமையாத மற்றும் பன்முகப் பயன்பாடுள்ள சாதனங்களாகும். அவை செயல்படும் விதம், அவற்றின் கூறுகள் மற்றும் கிடைக்கக்கூடிய பல்வேறு வகையான நேர் மின்னோட்ட இயந்திரங்களைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், பரந்த அளவிலான தொழில்துறை மற்றும் வணிகப் பயன்பாடுகளில் அவற்றின் முக்கியப் பங்கை நாம் நன்கு உணர முடியும். மின்சார வாகன மோட்டார்கள் முதல் கையடக்க மின் கருவிகள் வரை, நேர் மின்னோட்ட இயந்திரங்கள் பல ஆண்டுகளாக நிரூபிக்கப்பட்ட நம்பகத்தன்மையையும் செயல்திறனையும் வழங்குகின்றன. தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து முன்னேறி வருவதால், எதிர்காலத்தின் பல கண்டுபிடிப்புகளில் நேர் மின்னோட்ட இயந்திரங்கள் ஒரு முக்கிய அங்கமாகத் தொடரும் என்பதில் சந்தேகமில்லை.