डीसी मोटर में आर्मेचर प्रतिक्रिया, संचालन के दौरान मोटर के मुख्य चुंबकीय क्षेत्र (मुख्य चुंबकीय ध्रुव द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र) पर आर्मेचर वाइंडिंग को सक्रिय करने से उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र (आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र) के प्रभाव को संदर्भित करती है।
यह प्रभाव मुख्य चुंबकीय क्षेत्र के वितरण, शक्ति और दिशा को बदल देगा, जिससे मोटर के प्रदर्शन (जैसे कि विनिमय, गति, आउटपुट टॉर्क, आदि) पर असर पड़ेगा।
1、 कोर पृष्ठभूमि: डीसी मोटर के दो चुंबकीय क्षेत्र
आर्मेचर प्रतिक्रिया को समझने के लिए, सबसे पहले डीसी मोटर के संचालन के दौरान मौजूद दो स्वतंत्र चुंबकीय क्षेत्रों को स्पष्ट करना आवश्यक है:
मुख्य चुंबकीय क्षेत्र (मुख्य ध्रुव चुंबकीय क्षेत्र)
मोटर के स्टेटर पर मुख्य चुंबकीय ध्रुव (आमतौर पर एक स्थायी चुंबक या डीसी उत्तेजना वाइंडिंग) मोटर में ऊर्जा रूपांतरण के लिए "मूल चुंबकीय क्षेत्र" उत्पन्न करता है।
आदर्श स्थिति में, मुख्य चुंबकीय क्षेत्र मोटर के वायु अंतराल (स्टेटर और रोटर के बीच का अंतराल) के साथ समलम्बाकार आकार में सममित रूप से वितरित होता है, जिसमें चुंबकीय क्षेत्र की दिशा N ध्रुव से S ध्रुव की ओर इंगित होती है।
आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र (रोटर चुंबकीय क्षेत्र)आर्मेचर एक मोटर का रोटर हिस्सा है, जिस पर आर्मेचर वाइंडिंग घाव है।
जब आर्मेचर वाइंडिंग पर प्रत्यक्ष धारा लागू की जाती है (मोटर संचालन के दौरान) या रोटर रोटेशन के कारण मुख्य चुंबकीय क्षेत्र को काटकर प्रेरित धारा उत्पन्न की जाती है (जनरेटर संचालन के दौरान), तो आर्मेचर वाइंडिंग अपना स्वयं का चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगी, जिसे आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र कहा जाता है।
आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को दाएं हाथ के स्क्रू नियम द्वारा निर्धारित किया जा सकता है: चार उंगलियों की झुकने की दिशा धारा की दिशा है, और अंगूठा चुंबकीय क्षेत्र के एन ध्रुव की दिशा में इंगित करता है।
इसकी वितरण विशेषताएँ हैं: चुंबकीय क्षेत्र अक्ष मुख्य चुंबकीय क्षेत्र अक्ष के लंबवत है (जिसे "क्रॉस अक्ष चुंबकीय क्षेत्र" के रूप में जाना जाता है), और यह आर्मेचर की परिधि के साथ सममित रूप से वितरित है।
2、 आर्मेचर प्रतिक्रिया का मुख्य प्रभाव: मुख्य चुंबकीय क्षेत्र का विरूपण और कमजोर होना
मोटर के वायु अंतराल में आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र और मुख्य चुंबकीय क्षेत्र के अध्यारोपण के परिणामस्वरूप मुख्य चुंबकीय क्षेत्र का मूल वितरण नष्ट हो जाता है। मुख्य प्रभाव को दो बिंदुओं में विभाजित किया जा सकता है:
1. मुख्य चुंबकीय क्षेत्र “विरूपण” (विरूपण) से गुजरता है
आदर्श मुख्य चुंबकीय क्षेत्र सममित होता है, लेकिन आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र का मुख्य चुंबकीय क्षेत्र पर "धक्का-खींच" प्रभाव होगा:
मुख्य चुंबकीय ध्रुव के सामने वाले ध्रुव सिरे पर (मोटर घूर्णन की दिशा में चुंबकीय ध्रुव सिरा), आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र मुख्य चुंबकीय क्षेत्र के समान दिशा में होता है, जिसके परिणामस्वरूप इस स्थान पर वायु अंतराल चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि होती है;
मुख्य चुंबकीय ध्रुव के पीछे वाले ध्रुव सिरे पर (घूमते चुंबकीय ध्रुव का अंत), आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र मुख्य चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत दिशा में होता है, जिसके परिणामस्वरूप इस स्थान पर वायु अंतराल चुंबकीय क्षेत्र कमजोर हो जाता है।
अंत में, मुख्य चुंबकीय क्षेत्र का सममित वितरण टूट जाता है, और चुंबकीय क्षेत्र अक्ष विचलित हो जाता है (मुख्य चुंबकीय ध्रुव अक्ष से विचलित हो जाता है), एक घटना जिसे "चुंबकीय क्षेत्र विरूपण" के रूप में जाना जाता है।
2. समग्र मुख्य चुंबकीय क्षेत्र "कमजोर" हो जाता है (केवल डीसी मोटरों में मौजूद)
डीसी मोटरों के लिए, आर्मेचर धारा की दिशा प्रेरित विद्युत-शक्ति की दिशा के विपरीत होती है, और आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र न केवल एक ऑर्थोगोनल घटक उत्पन्न करता है, बल्कि मुख्य चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के विपरीत एक "प्रत्यक्ष अक्ष विचुंबकन घटक" भी उत्पन्न करता है, जिसके परिणामस्वरूप मुख्य चुंबकीय क्षेत्र की समग्र शक्ति में थोड़ी कमजोरी आती है।
3、 आर्मेचर प्रतिक्रिया के खतरे: मोटर के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित करना
आर्मेचर प्रतिक्रिया एक "लाभकारी घटना" नहीं है, और इसका प्रत्यक्ष नुकसान मुख्य रूप से दो पहलुओं में परिलक्षित होता है:
पीछे हटने में कठिनाई, चिंगारी उत्पन्न होना
चुंबकीय क्षेत्र विरूपण आर्मेचर वाइंडिंग (वाइंडिंग कुंडली जो एक शाखा से दूसरी शाखा में स्विच कर रही है) के "कम्यूटेशन तत्व" में प्रेरित विद्युत-शक्ति (जिसे प्रतिक्रियाशील विद्युत-शक्ति कहा जाता है) उत्पन्न कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कम्यूटेशन के दौरान ब्रश और कम्यूटेटर के बीच विद्युत चिंगारियां उत्पन्न होती हैं।
चिंगारियां न केवल ब्रशों और कम्यूटेटरों को घिसती हैं, मोटर की आयु कम करती हैं, बल्कि गंभीर मामलों में रिंग फायर (चिंगारियां आर्क बनाती हैं) का कारण भी बन सकती हैं, जिससे आर्मेचर वाइंडिंग जल जाती है।
मोटर संचालन का प्रदर्शन कम हो जाता है
चुंबकीय क्षेत्र विरूपण मोटर संचालन के दौरान “अतिरिक्त टॉर्क” की उत्पत्ति का कारण बनता है, जिससे गति में उतार-चढ़ाव, कंपन और शोर होता है;
मुख्य चुंबकीय क्षेत्र के कमजोर होने से मोटर के आउटपुट टॉर्क में कमी, गति में वृद्धि (विशेषताओं में नरमी) या जनरेटर के आउटपुट वोल्टेज में कमी हो सकती है।
4、 आर्मेचर प्रतिक्रिया को कमजोर करने के प्रमुख उपाय
आर्मेचर प्रतिक्रिया के नुकसान को कम करने के लिए, उद्योग में आमतौर पर निम्नलिखित तकनीकी उपाय अपनाए जाते हैं:
'क्षतिपूर्ति वाइंडिंग' स्थापित करें
आर्मेचर वाइंडिंग के साथ श्रृंखला में जुड़े क्षतिपूर्ति वाइंडिंग का एक सेट मुख्य चुंबकीय ध्रुव के पोल शूज़ के चारों ओर लपेटा जाता है, जो आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत दिशा में एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो सीधे आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव को रद्द करता है और रूट से चुंबकीय क्षेत्र विरूपण और विचुंबकन प्रभावों को दबाता है (ज्यादातर बड़ी क्षमता, उच्च गति डीसी मोटर्स में उपयोग किया जाता है)।
“रिवर्सिंग पोल” (मध्यवर्ती पोल) सेट करें
दो मुख्य चुंबकीय ध्रुवों के बीच छोटे चुंबकीय ध्रुवों (रिवर्सिंग पोल) का एक समूह स्थापित करें, जिनकी वाइंडिंग आर्मेचर वाइंडिंग के साथ श्रेणीक्रम में जुड़ी हों, ताकि आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के विपरीत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो सके। यह विशेष रूप से कम्यूटेशन तत्व पर आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र का प्रतिकार करने, प्रतिक्रियाशील विद्युत-वाहक बल को समाप्त करने और कम्यूटेशन स्थितियों में सुधार करने के लिए डिज़ाइन किया गया है (मध्यम और बड़ी क्षमता वाली डीसी मोटरों के लिए मानक विन्यास)।
“वाइड ब्रश” या “स्लॉटेड आर्मेचर” का उपयोग करना
चौड़े ब्रश अधिक कम्यूटेटर खंडों को कवर कर सकते हैं, व्यक्तिगत घटकों की वर्तमान परिवर्तन दर को कम कर सकते हैं, और स्पार्क्स को कम कर सकते हैं;
आर्मेचर कोर एक "तिरछा नाली" डिजाइन को अपनाता है (खांचा अक्ष के साथ एक निश्चित कोण बनाता है), जो आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र के हार्मोनिक घटकों को कमजोर कर सकता है और चुंबकीय क्षेत्र विरूपण को कम कर सकता है।