
Electrical Engineering में Electrical machines एक general term है जिनमें electromagnetic force का उपयोग होता है तथा ये कई तरह की machines होती है जैसे electric Motors , electric generators , तथा अन्य। ये सभी मशीनें energy conversion के लिए उपयोग होती है तथा यह एक ऐसी युक्ति होती है जिसके द्वारा electrical energy को mechanical energy में तथा mechanical energy को electrical energy में convert किया जाता है ये energy conversion अलग – अलग type की मशीनों के द्वारा किया जाता है। इसीप्रकार एक और electrical machine होती है जिसे transformer के नाम से जाना जाता है But खास बात यह हैं कि ये energy को convert करने का कार्य नहीं करता अर्थात न तो electrical energy को mechanical energy में बदलता है और न ही mechanical energy को electrical energy में बदलता है ये तो केवल Alternating current के voltage Level को बदलने के लिए उपयोग होता है लेकिन फिर भी transformer को electrical machine में शामिल किया जाता है।
इसीप्रकार अलग – अलग electrical मशीनों का उपयोग अलग – अलग energy convert करनें के लिए किया जाता है जैसे एक electrical motor एक electrical energy को mechanical में convert करती है जबकि एक electric generator एक mechanical Power को electrical energy में convert करता है। इस प्रकार electric machines एक generator की form में earth पर all electric Power को produce करता है तथा एक electric motor की form में लगभग 60% energy को consume करता है जो power generator द्वारा produce की जाती हैं।
Electrical machine के प्रकार
विद्युत मशीन को उनकी working principle के आधार पर अलग – अलग प्रकार में विभाजित किया जाता हैं जैसे कि कुछ मशीनें static type की होती है जिनमें कोई Part moving नहीं होता तथा कुछ मशीनें ऐसी होती है जिनके कुछ Part moving होते हैं इस प्रकार इनको समझा जा सकता है जिस प्रकार इनका वर्गीकरण नीचे दिया गया है।
Static electrical machine ( स्थाई इलेक्ट्रिकल मशीन)
ये वे मशीनें होती है जिनके सभी part static होती है अर्थात सभी हिस्से स्थाई अवस्था में रहते हैं कोई moving part नहीं होता है इनके अन्दर निम्नलिखित मशीनें आती है जैसे –
Transformer इंडक्शन Regulator , फेज परिवर्तक , cycloconverter , chopper , DC inverter etc.
ये सभी वे मशीनें होती हैं जिनके सिद्धांत static Induction Principle पर आधारित होते है तथा कोई moving part नहीं होता हैं। इनमें से जो सबसे महत्वपूर्ण है वो transformer है इसलिए हम यहाँ पर सिर्फ transformer के बारे में discuss करेंगे।
Transformer
जैसा की हम जानते हैं transformer एक static device होता है। जो कि केवल alternating current को एक voltage Level से दूसरे voltage लेवल तक change करता है यह Low voltage या फिर High voltage भी हो सकता है। तथा साथ ही साथ ये same Level तक भी उसकी freguency को change किये बिना Maintain कर सकता है। transformer किसी energy को दूसरी form में change नहीं करता है अर्थात यह electrical energy को mechanical power तथा mechanical energy को electrical power में convert नहीं करता है यह तो केवल electrical energy को एक circuit से दूसरे circuit तक inductively coupled conductor के through पहुँचाता है तथा यह induction principle transformer की coil में होता है। जहाँ Primary और secondary winding लगी होती है। इसमें जो Primary winding होती है उसमें एक varying electrical current बहती है जो ट्रांसफॉर्मर की coil में varying magnetic flux create करती है तथा यह flux secondary winding में magnetic field produce करता है इस प्रकार ये magnetic field उस winding में एक varying electromotive force (emf) Induce कर देता है जिसे voltage भी कहा जाता है इस प्रकार Primary winding में current देकर secondary winding में voltage generate करना mutual induction कहलाता है तथा transformer इसी सिद्धांत पर कार्य करता है।
अब जब हम transformer के बारे में बात कर रहें हैं तो इनके types के बारे में भी बात कर लेते हैं transformer को उनके use , purpose तथा उनकी construction के आधार पर अलग – अलग प्रकार से विभाजित किया जा सकता है। जिसमें step up transformer , step down transformer , single Phase transformer , threephase transformer electrical power transformer , Distribution transformer , and instrument transformer , two winding transformer , autotransformer , outdoor तथा Indoor transformer , oil cooled एवं Dry transformer , core type एवं shell type transformer etc को शामिल किया जाता है।
Dynamic या Rotating electrical मशीन
ये वे मशीनें होती है जिनके कुछ part Rotating करते हैं अर्थात घूमते हैं। इसमें कई तरह की मशीनें शामिल होती है जैसे electrical generator , electrical motor , जनित्र , single phase series motor , आवृति परिवर्तक , यूनिवर्सल मोटर कन्वर्टर etc को शामिल किया जाता है इनमें से कुछ महत्वपूर्ण मशीनें होती हैं जिनके बारे में हम यहाँ detail में जानेंगे जैसे की generator , motor इत्यादि :
Generator
electrical generator एक ऐसी मशीन होती हैं जो mechanical energy electrical energy में convert करती है एक generator ही होता है जो electrons को बाहरी circuit में flow होने के लिए force करता है इसप्रकार ये एक mechanical energy के source जो कि Prime mover से connected रहते हैं। उनको reciprocate करता है तथा उनको steam engine या turbine से connect करता है जब turbine पर waterfall होता है किसी turbine या waterwheel की मदद से तब internal combustion energy या फिर wind turbine हवा को compressed करते हैं इस प्रकार किसी भी electrical मशीन के दो मुख्य भागों के बारे में बताया जा सकता है जो या तो electrical या mechanical term में हो सकतें हैं।
इस प्रकार mechanical term में जो rotor है वो rotating part होता है तथा जो stator होता है वो stationary part होता है electrical term में तथा इसी प्रकार जो armature होता है उसे Power producing component के रूप में जाना जाता है तथा field के रूप में magnetic field को माना जाता है। मशीन में जो armature रहता है उसे या stator या rotor पर fix किया जाता है तथा electrognets या फिर permanent magnet की मदद से magnetic field provide किया जाता है जो कि rotor या फिर stator पर mounted होता है generator को दो type में बाँटा जाता है (A) AC generator (B) DC generator
AC generator
एक AC generator mechanical energy को alternating current electricity में convert करता है तथा इसके होने का कारण यह है कि इसमें जो Power field circuit में स्थानांतरित की जाती है उसकी value amature circuit में स्थानांतरित Power से ज्यादा होती है तथा इनकी construction करते समय इनकी field winding को इनके rotor पर तथा इनकी armature winding को इनके stator पर fix किया जाता है तथा AC generator को भी दो type में divide किया जाता है। (1) Induction generator (2) Sychronous generator इस प्रकार इनके अलग – अलग type होते हैं।
DC generator
एक DC generator एक ऐसा device होता है जो mechanical energy को Direct current electrical energy में convert करता है इसकी structure में एक commutor होता है जिसके साथ एक split ring को set किया जाता है जो कि Direct current को produce करने के लिए उपयोग होता है यह जनरेटर backup power की सप्लाई करता है जिसका उपयोग business एवं Home uses के लिए होता है। तथा इनमें एक electromotive force होता है जो current flow करनें का मुख्य कारण होता हैं जब conductor circuit closed होता है।
Motor
मोटर electrical energy की mechanical energy में convert करता है। मोटर तथा generator में कई तरह की similarities होती है तथा कई तरह की मोटर को generator के रूप में चलाया जा सकता है तथा कई तरह के generator को मोटर के रूप में चलाया जाता है। generator के reverse process से ज्यादातर मोटर को operate किया जाता है जिसमें Magnetic फील्ड का interaction होता है conductor के साथ तथा ये rotational force को generate करते हैं कई जगहों पर electric मोटर का use करते हैं जैसे कि Industrial Fans , blowers तथा पंम्प के रूप में कई तरह की मशीन tools तथा घरेलू उपयोग के लिए आदि जगहों पर electric motor का उपयोग किया जाता है इनको Direct करंट supply से चालू किया जा सकता है इसके आधार पर इनको 2 भागों में विभाजित किया जाता हैं।
(1) AC Motor (2) DC Motor
AC Motor
AC motor एक ऐसी मोटर होती है जो alternating current को mechanical energy में convert करती हैं तथा इसमें electromagnetic तथा Induction का सिद्धांत उपयोग किया जाता हैं। इनके अन्दर stator तथा rotor दो Important part होते हैं जिनमें से stator stationary part होता है तथा rotor moving part होता है या rotate करता है ये single phase या three phase दोनों प्रकार के हो सकते हैं। three phase मोटर का उपयोग ज्यादा power supply के लिए तथा ज्यादा conversion के लिए बड़ी बड़ी Industry में उपयोग किया जाता है तथा small power conversion के लिए सिंगल फेज AC मोटर का उपयोग किया जाता है। सिंगल फेज मोटर कम size की होती हैं तथा ये छोटे Home , office तथा business concerns और factories के लिए उपयोगी होती है तथा ये घरेलू उपयोगी सामानों में सामान्यतः सिंगल फेज AC मोटर का ही उपयोग होता है जैसे washing machine , hair dryers , mixers , refrigerators etc .
AC मोटर को भी दो भागो में बांटा गया है synchronous मोटर तथा Induction मोटर
DC मोटर
DC मोटर एक ऐसी मोटर होती है जो direct current electrical energy को mechanical energy में convert करती है। DC मोटर कई तरह की होती है तथा सभी प्रकार की DC मोटर में current की direction को बदलने के लिए एक Internal Mechanism होता है। जो या तो electromechanical होता है या फिर electronic होता है। तथा सभी प्रकार की DC मोटर का बहुत ज्यादा उपयोग होता है इनका उपयोग छोटे tools तथा खिलौनों में होता है जो कि छोटी DC मोटर होती है। परंतु universal motor को direct current से operate किया जा सकता है पर ये Lightweight brushed मोटर के रूप में portable power supply के लिए उपयोग की जाती है परंतु Large DC मोटर का उपयोग बड़े कारखानों जैसे कि electric Vehicles को चलाने के लिए , elevator and hoists के लिए तथा steel rolling mills को चलाने के लिए भी DC मोटर उपयोगी है इसके अलग – अलग type में से brushed DC मोटर तथा brushless DC मोटर एवं stepper motor प्रमुख हैं इसके अलावा भी कई तरह के DC मोटर है जो कई जगह उपयोगी होती है।
इसके अलावा भी कई तरह की electromagnetic rotor मशीन होती है जिनमें electric current की सहायता से rotor में magnetic field को generate किया जाता है जो कि stator winding से interact करती हैं ये कई तरह की होती है जिनमें प्रमुख रूप से permanent magnet मशीन , Brushed मशीन , Induction मशीन , brushless doubles fed Induction मशीन आदि को शामिल किया जाता हैं ये electric मशीन भी Large Industries तथा कई तरह के Household Instrument तथा small tools , Large tools एवं toys Manufacturing company में उपयोगी होती है।
इस प्रकार हमने देखा की electric मशीन का व्यापक रूप से उपयोगी तथा अन्य जगहों पर उपयोग हो रहा है तथा future में इनके और भी उपयोग सम्भव है।
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