Types Of DC Generator ,Parts And Working Principle

परिचय

1831 में, ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी माइकल फैराडे ने विद्युत चुम्बकीय जनरेटर का आविष्कार किया।

डीसी जनरेटर एक विद्युत मशीन है जो यांत्रिक ऊर्जा को DC विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है।

सैद्धांतिक रूप से, डीसी जनरेटर और डीसी मोटर की संरचना एक समान होती है अर्थात डीसी जनरेटर को डीसी मोटर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है और इसके विपरीत भी संभव है।

• योक
• पोल और पोल शूज
• फील्ड वाइंडिंग
• आर्मेचर
• आर्मेचर वाइंडिंग
• कम्यूटेटर
• ब्रश
• बियरिंग्स
• शाफ़्ट

डीसी मशीन के बाहरी फ्रेम को योक कहा जाता है। यह कच्चा लोहा या स्टील से बना होता है। यह न केवल पूरी असेंबली को यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है बल्कि फील्ड वाइंडिंग द्वारा उत्पादित चुंबकीय प्रवाह को भी वहन करता है।

पोल को बोल्ट या वेल्डिंग की मदद से योक से जोड़ा जाता है। पोल शूज दो उद्देश्य पूरा करते हैं;

1.  वे फील्ड कॉइल को सहारा देते हैं
2. फ्लक्स को एयर गैप में समान रूप से फैलाते हैं।
   

ये आमतौर पर तांबे से बने होते हैं। फील्ड कॉइल पहले से ही वाउंड किए हुए होते हैं और प्रत्येक पोल पर  स्थापित किये जाते हैं और आपस मे सीरिज में जुड़े होते हैं।

आर्मेचर एक डीसी मशीन का रोटर होता  है। यह बेलनाकार आकार का होता है जिसमें आर्मेचर वाइंडिंग को स्थापित करने  के लिए स्लॉट बने होते हैं।

आर्मेचर को एडी करंट लॉस को कम करने के लिए पतली लेमिनेटेड पत्तियो से बनाया जाता है। इसे ठंडा करने के के लिये  वायु प्रवाह के लिए एयर डक्ट से बना दिये जाते  है। आर्मेचर को शाफ्ट पर  स्थापित किया जाता है।

आर्मेचर वाइंडिंग

यह आमतौर पर एक पूर्व वाउंड की हुई तांबे की कुंडली होती है जो आर्मेचर स्लॉट में स्थापित होती है। आर्मेचर कंडक्टर एक दूसरे से और आर्मेचर कोर से भी अलग-अलग होते हैं।

आर्मेचर वाइंडिंग को दो तरीकों में से एक तरीके से लपेटा जा सकता है

1. लैप वाइंडिंग
2. वेव वाइंडिंग

कम्यूटेटर एसी वोल्टेज को रेक्टिफायर की तरह डीसी वोल्टेज में परिवर्तित करता है।कम्यूटेटर सेग्मेंट आपस मे नही टच हो इसलिये सेग्मेंट के बीच माइका शीट लगाया जाती है ।

कम्यूटेटर में तांबे के सेग्मेंट का एक सेट होता है जो एक दूसरे से अलग होते हैं। सेग्मेंट की संख्या आर्मेचर कॉइल की संख्या के बराबर होती है। प्रत्येक सेग्मेंट आर्मेचर कॉइल से जुड़ा होता है और कम्यूटेटर शाफ्ट से जुड़ा होता है ।

ब्रश आमतौर पर कार्बन या ग्रेफाइट से बने होते हैं। 

वे कम्यूटेटर सेगमेंट स्थिर रहते हैं और जब कम्यूटेटर घूमता है तो सेगमेंट पर फिसलते हैं ताकि करंट इकट्ठा किया जा सके

ब्रश की सहायता से आर्मेचर वाइंडिंग को कम्यूटेटर को जोडा जाता है

डीसी जनरेटर में कम्यूटेटर का कार्य आर्मेचर कंडक्टरों में उत्पन्न करंट को इकट्ठा करना होता है। ।

बियरिंग्स की मदद से मशीन के घूमने वाले और स्थिर भागो के बीच घर्षण कम हो जाता है। नतीजतन, मोटर के भागो को लगातार स्नेहन की आवश्यकता नहीं होती है और वे लंबे समय तक चलते हैं।

रोलर बियरिंग्स और बॉल बियरिंग्स डीसी जनरेटर में उपयोग किए जाने वाले दो सबसे प्रचलित प्रकार के बियरिंग्स हैं।

शाफ्ट डीसी मशीन का एक प्रमुख भाग होता है क्योंकि यह टॉर्क उत्पन्न करता है, जो रोटेशन का कारण बनता है। यह माइल्ड स्टील से बना होता है । 

फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियमों के अनुसार, जब भी किसी कंडक्टर को परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है (या किसी कंडक्टर को चुंबकीय क्षेत्र में घुमाया जाता है), तो कंडक्टर में एक ईएमएफ (विद्युत चालक बल) प्रेरित होता है। 

प्रेरित ईएमएफ की मात्रा की गणना डीसी जनरेटर के ईएमएफ समीकरण से की जा सकती है। डीसी जनरेटर में, फ़ील्ड कॉइल एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करती  हैं और आर्मेचर कंडक्टर ,चुम्बकीय क्षेत्र में घूमते हैं। इस प्रकार, आर्मेचर कंडक्टर में एक विद्युत चुम्बकीय रूप से प्रेरित ईएमएफ उत्पन्न होता है। 

प्रेरित धारा की दिशा फ्लेमिंग के दाहिने हाथ के नियम द्वारा ज्ञात की जाती  है।

डीसी जनरेटर को दो भागो में वर्गीकृत किया जा सकता है

• पृथक उत्तेजित डीसी जनरेटर
• स्व-उत्तेजित डीसी जनरेटर
  • सीरिज जनरेटर
  • शंट जनरेटर
  • कम्पाउंड जनरेटर
    

पृथक रूप से उत्तेजित डी.सी. जनरेटर: इस प्रकार में, फील्ड क्वाइल को किसी  बाह्य डी.सी. स्रोत से सप्लाई दी जाती है।

इस प्रकार में, जनरेटर द्वारा उत्पादित EMF से फील्ड कॉइल को सप्लाई  दी जाती है। प्रारंभिक EMF उत्पादन फील्ड पोल में अवशिष्ट चुंबकत्व के कारण होता है।

उत्पन्न EMF फील्ड कॉइल में करंट के एक हिस्से को प्रवाहित करता है, जिससे फील्ड फ्लक्स मजबूत होता है और इस तरह EMF उत्पादन बढ़ता है। 

स्व-उत्तेजित डीसी जनरेटर को  तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है –

• सीरिज जनरेटर
• शंट जनरेटर
• कम्पाउंड जनरेटर