एक डीसी मोटर को डीसी जनरेटर में परिवर्तित किया जा सकता है, और यह रूपांतरण विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत पर निर्भर करता है—एक मूल भौतिक नियम जो मोटरों और जनरेटरों (फैराडे का नियम और लेन्ज़ का नियम) के संचालन तंत्रों को एकीकृत करता है। वास्तव में, अधिकांश डीसी मोटर और डीसी जनरेटर एक समान मूल संरचना (जैसे, स्टेटर, रोटर, कम्यूटेटर, ब्रश) साझा करते हैं, और उनका कार्यात्मक अंतर केवल इस बात में निहित है कि वे विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा (मोटर) में या यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा (जनरेटर) में परिवर्तित करते हैं। नीचे रूपांतरण की शर्तों, सिद्धांतों और प्रमुख विचारों का विस्तृत विवरण दिया गया है:

1. मूल सिद्धांत: ऊर्जा रूपांतरण दिशा को उलटना

डीसी मोटर और जनरेटर का संचालन “विद्युत चुम्बकीय मशीनों की प्रतिवर्तीता” पर आधारित है:

• डीसी मोटर के रूप में: जब डीसी पावर स्रोत से जुड़ा होता है, तो स्टेटर का चुंबकीय क्षेत्र (स्थायी चुंबक या क्षेत्र वाइंडिंग से) करंट ले जाने वाले रोटर वाइंडिंग के साथ इंटरैक्ट करता है, जिससे एक विद्युत चुम्बकीय टॉर्क उत्पन्न होता है जो रोटर को घुमाने के लिए प्रेरित करता है (विद्युत ऊर्जा → यांत्रिक ऊर्जा)।

• एक डीसी जनरेटर के रूप में: इसे परिवर्तित करने के लिए, आपको रोटर को घुमाने के लिए यांत्रिक ऊर्जा का इनपुट देना होगा (उदाहरण के लिए, टरबाइन, इंजन या मैनुअल क्रैंक के माध्यम से)। जैसे ही रोटर वाइंडिंग स्टेटर से चुंबकीय बल रेखाओं को काटती है, वाइंडिंग में एक विद्युत-चालन बल (EMF, या मोटरों में "बैक EMF") प्रेरित होता है। कम्यूटेटर (एक प्रमुख घटक) फिर रोटर वाइंडिंग में प्रत्यावर्ती EMF को ब्रशों के माध्यम से दिष्ट धारा (DC) आउटपुट में परिवर्तित करता है—इस प्रकार यांत्रिक ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण पूरा होता है।

2. रूपांतरण के लिए मुख्य शर्तें

एक डीसी मोटर को डीसी जनरेटर के रूप में कार्य करने के लिए, तीन महत्वपूर्ण शर्तें पूरी होनी चाहिए (किसी भी जनरेटर द्वारा बिजली उत्पादन के लिए ये बुनियादी आवश्यकताएं भी हैं):

(1) चुंबकीय क्षेत्र (स्टेटर उत्तेजना)

स्टेटर को एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करना चाहिए। यह मोटर के मूल डिज़ाइन पर निर्भर करता है:

• स्थायी चुंबक डीसी मोटर (पीएमडीसी): किसी अतिरिक्त चरण की आवश्यकता नहीं है। स्टेटर में अंतर्निहित स्थायी चुंबक पहले से ही प्रेरण के लिए आवश्यक चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करते हैं।

• पृथक रूप से उत्तेजित डीसी मोटर / शंट-वाउन्ड डीसी मोटर: स्टेटर की फील्ड वाइंडिंग (जो मूल रूप से चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए डीसी द्वारा संचालित होती हैं) को उत्तेजित किया जाना चाहिए। ऐसा करने के दो तरीके हैं: स्व-उत्तेजना: रोटर के घूमने के बाद, स्टेटर के लौह कोर में मौजूद छोटा अवशिष्ट चुंबकत्व रोटर में एक दुर्बल विद्युत चुम्बकीय बल (EMF) प्रेरित करता है। यह EMF चुंबकीय क्षेत्र को मजबूत करने के लिए फील्ड वाइंडिंग में वापस भेजा जाता है, जिससे अंततः एक स्थिर आउटपुट उत्पन्न होता है। बाह्य उत्तेजना: यदि स्टेटर में कोई अवशिष्ट चुंबकत्व नहीं है (उदाहरण के लिए, दीर्घकालिक निष्क्रियता के कारण), तो स्टेटर को "चुंबकित" करने के लिए फील्ड वाइंडिंग को अस्थायी रूप से किसी बाहरी डीसी शक्ति स्रोत से जोड़ें। अवशिष्ट चुंबकत्व स्थापित हो जाने पर, निरंतर संचालन के लिए स्व-उत्तेजना पर स्विच करें।

नोट: श्रृंखला-घुमावदार डीसी मोटर (जैसे, पुराने इलेक्ट्रिक वाहनों में लगे) रूपांतरण के लिए उपयुक्त नहीं हैं। उनकी क्षेत्र वाइंडिंग रोटर के साथ श्रृंखला में होती हैं, और स्व-उत्तेजना प्राप्त करना कठिन होता है—उन्हें अक्सर बाहरी उत्तेजन की आवश्यकता होती है और उनका आउटपुट वोल्टेज अस्थिर होता है।

(2) लोड सर्किट (विद्युत आउटपुट पथ)

मोटर के टर्मिनलों (जहाँ मूल रूप से डीसी पावर इनपुट थी) से एक लोड (जैसे, एक रेसिस्टर, लाइट बल्ब, या चार्जिंग के लिए बैटरी) जुड़ा होना चाहिए। यह प्रेरित धारा के प्रवाह के लिए एक मार्ग प्रदान करता है—लोड के बिना, मोटर केवल एक ओपन-सर्किट वोल्टेज उत्पन्न करेगी, लेकिन कोई उपयोगी विद्युत ऊर्जा नहीं।

3. व्यावहारिक रूपांतरण चरण (एक छोटी पीएमडीसी मोटर को उदाहरण के रूप में लेते हुए)

एक सामान्य छोटी डीसी मोटर (जैसे, 6V/12V, जो रिमोट-नियंत्रित कारों या पंखों में प्रयुक्त होती है) को जनरेटर में परिवर्तित करना सरल है और इसके लिए मोटर में किसी संशोधन की आवश्यकता नहीं होती है:

(1) मोटर को डीसी पावर स्रोत से डिस्कनेक्ट करें: उन तारों को हटा दें जो मूल रूप से मोटर को बिजली की आपूर्ति करते थे।

(2) मोटर के टर्मिनलों से लोड कनेक्ट करें: मोटर के दो टर्मिनलों को लोड से जोड़ने के लिए तारों का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, 12V लाइट बल्ब, आउटपुट मापने के लिए वोल्टमीटर, या रिवर्स करंट को रोकने के लिए डायोड के साथ रिचार्जेबल बैटरी)।

(3) रोटर को घुमाने के लिए इनपुट यांत्रिक ऊर्जा: मोटर के शाफ्ट को स्थिर गति से घुमाने के लिए हैंड क्रैंक, पुली सिस्टम या छोटे इंजन का उपयोग करें।

(4) आउटपुट सत्यापित करें: यदि लोड एक प्रकाश बल्ब है, तो यह रोशन होगा; यदि वोल्टमीटर का उपयोग कर रहे हैं, तो आप एक डीसी वोल्टेज रीडिंग (घूर्णन गति के आनुपातिक) देखेंगे।

4. परिवर्तित जनरेटर और उद्देश्य-निर्मित डीसी जनरेटर के बीच मुख्य अंतर हालांकि रूपांतरण संभव है, एक परिवर्तित डीसी मोटर में बिजली उत्पादन के लिए डिज़ाइन किए गए जनरेटर की तुलना में सीमाएं हैं।

निष्कर्ष संक्षेप में:

• एक डीसी मोटर को डीसी जनरेटर में परिवर्तित किया जा सकता है क्योंकि वे समान विद्युत चुम्बकीय संरचना साझा करते हैं और प्रतिवर्ती ऊर्जा रूपांतरण (विद्युत चुम्बकीय प्रेरण) पर निर्भर करते हैं।

• रूपांतरण के लिए केवल तीन स्थितियों की आवश्यकता होती है: एक स्थिर स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र (उत्तेजना), रोटर का यांत्रिक घूर्णन, और एक जुड़ा हुआ भार।

• यद्यपि छोटे पैमाने पर, कम-शक्ति वाले अनुप्रयोगों (जैसे, DIY परियोजनाएं, छोटे उपकरणों के लिए आपातकालीन शक्ति) के लिए व्यवहार्य हैं, परिवर्तित मोटर उच्च-शक्ति या दीर्घकालिक विद्युत उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं हैं - ऐसे परिदृश्यों के लिए उद्देश्य-निर्मित डीसी जनरेटर अधिक विश्वसनीय और कुशल हैं।