प्रत्येक आधुनिक वाहन एक विद्युत जनरेटर से सुसज्जित है जो ऑन-बोर्ड विद्युत प्रणाली और उसके सभी उपकरणों के संचालन के लिए करंट उत्पन्न करता है।जनरेटर के मुख्य भागों में से एक स्थिर स्टेटर है।जनरेटर स्टेटर क्या है, यह कैसे काम करता है और कैसे काम करता है, इसके बारे में इस लेख में पढ़ें।
जनरेटर स्टेटर का उद्देश्य
आधुनिक ऑटोमोबाइल और अन्य वाहनों में, स्व-उत्तेजना के साथ तुल्यकालिक तीन-चरण अल्टरनेटर का उपयोग किया जाता है।एक विशिष्ट जनरेटर में एक आवास में तय किया गया एक निश्चित स्टेटर, एक उत्तेजना वाइंडिंग वाला एक रोटर, एक ब्रश असेंबली (फील्ड वाइंडिंग को करंट की आपूर्ति) और एक रेक्टिफायर इकाई होती है।सभी भागों को एक अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट डिज़ाइन में इकट्ठा किया जाता है, जो इंजन पर लगाया जाता है और क्रैंकशाफ्ट से एक बेल्ट ड्राइव होता है।
स्टेटर एक ऑटोमोबाइल अल्टरनेटर का एक निश्चित हिस्सा है जिसमें एक कार्यशील वाइंडिंग होती है।जनरेटर के संचालन के दौरान, यह स्टेटर वाइंडिंग में होता है कि एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है, जिसे परिवर्तित (सुधारित) किया जाता है और ऑन-बोर्ड नेटवर्क में खिलाया जाता है।
जनरेटर स्टेटर के कई कार्य हैं:
• इसमें एक कार्यशील वाइंडिंग होती है जिसमें विद्युत धारा उत्पन्न होती है;
• कार्यशील वाइंडिंग को समायोजित करने के लिए शरीर के अंग का कार्य करता है;
• कार्यशील वाइंडिंग के प्रेरण को बढ़ाने और चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के सही वितरण के लिए चुंबकीय सर्किट की भूमिका निभाता है;
• हीट सिंक के रूप में कार्य करता है - हीटिंग वाइंडिंग्स से अत्यधिक गर्मी को हटा देता है।
सभी स्टेटर का डिज़ाइन अनिवार्य रूप से एक जैसा होता है और विभिन्न प्रकारों में भिन्न नहीं होते हैं।
जेनरेटर स्टेटर डिजाइन
संरचनात्मक रूप से, स्टेटर में तीन मुख्य भाग होते हैं:
• रिंग कोर;
• कार्यशील वाइंडिंग (वाइंडिंग);
• वाइंडिंग्स का इन्सुलेशन।
कोर को लोहे की रिंग प्लेटों से अंदर की तरफ खांचे के साथ इकट्ठा किया गया है।प्लेटों से एक पैकेज बनता है, संरचना की कठोरता और दृढ़ता वेल्डिंग या रिवेटिंग द्वारा दी जाती है।कोर में, वाइंडिंग बिछाने के लिए खांचे बनाए जाते हैं, और प्रत्येक फलाव वाइंडिंग घुमावों के लिए एक योक (कोर) होता है।कोर को 0.8-1 मिमी की मोटाई वाली प्लेटों से इकट्ठा किया जाता है, जो एक निश्चित चुंबकीय पारगम्यता के साथ विशेष ग्रेड के लोहे या लौह मिश्र धातु से बनी होती हैं।गर्मी अपव्यय में सुधार के लिए स्टेटर के बाहर पंख हो सकते हैं, साथ ही जनरेटर आवास के साथ डॉक करने के लिए विभिन्न खांचे या अवकाश भी हो सकते हैं।
तीन-चरण जनरेटर तीन वाइंडिंग का उपयोग करते हैं, प्रति चरण एक।प्रत्येक वाइंडिंग बड़े क्रॉस-सेक्शन (0.9 से 2 मिमी या अधिक के व्यास के साथ) के तांबे के इंसुलेटेड तार से बनी होती है, जिसे कोर के खांचे में एक निश्चित क्रम में रखा जाता है।वाइंडिंग्स में टर्मिनल होते हैं जिनसे प्रत्यावर्ती धारा हटा दी जाती है, आमतौर पर पिनों की संख्या तीन या चार होती है, लेकिन छह टर्मिनलों वाले स्टेटर होते हैं (तीनों वाइंडिंग्स में से प्रत्येक के पास एक या दूसरे प्रकार के कनेक्शन बनाने के लिए अपने स्वयं के टर्मिनल होते हैं)।
कोर के खांचे में एक इन्सुलेशन सामग्री होती है जो तार के इन्सुलेशन को क्षति से बचाती है।इसके अलावा, कुछ प्रकार के स्टेटर में, इंसुलेटिंग वेजेज को खांचे में डाला जा सकता है, जो अतिरिक्त रूप से घुमावदार घुमावों के लिए फिक्सेटर के रूप में कार्य करता है।स्टेटर असेंबली को अतिरिक्त रूप से एपॉक्सी रेजिन या वार्निश के साथ संसेचित किया जा सकता है, जो संरचना की अखंडता सुनिश्चित करता है (मोड़ों के बदलाव को रोकता है) और इसके विद्युत इन्सुलेट गुणों में सुधार करता है।
स्टेटर को जेनरेटर हाउसिंग में कठोरता से लगाया जाता है, और आज सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला डिज़ाइन वह है जिसमें स्टेटर कोर शरीर के अंग के रूप में कार्य करता है।इसे सरलता से लागू किया जाता है: स्टेटर को जनरेटर आवास के दो कवरों के बीच जकड़ा जाता है, जो स्टड से कड़े होते हैं - ऐसा "सैंडविच" आपको कुशल शीतलन और रखरखाव में आसानी के साथ कॉम्पैक्ट डिज़ाइन बनाने की अनुमति देता है।यह डिज़ाइन भी लोकप्रिय है, जिसमें स्टेटर को जनरेटर के फ्रंट कवर के साथ जोड़ा जाता है, और पिछला कवर हटाने योग्य होता है और रोटर, स्टेटर और अन्य भागों तक पहुंच प्रदान करता है।
स्टेटर के प्रकार एवं विशेषताएँ
जनरेटर के स्टेटर खांचे की संख्या और आकार, खांचे में वाइंडिंग बिछाने की योजना, वाइंडिंग के वायरिंग आरेख और विद्युत विशेषताओं में भिन्न होते हैं।
वाइंडिंग्स के घुमावों के लिए खांचे की संख्या के अनुसार, स्टेटर दो प्रकार के होते हैं:
• 18 स्लॉट के साथ;
• 36 स्लॉट के साथ।
आज, 36-स्लॉट डिज़ाइन सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह बेहतर विद्युत प्रदर्शन प्रदान करता है।18 ग्रूव वाले स्टेटर वाले जेनरेटर आज शुरुआती रिलीज की कुछ घरेलू कारों पर पाए जा सकते हैं।
खांचे के आकार के अनुसार स्टेटर तीन प्रकार के होते हैं:
• खुले खांचे के साथ - आयताकार क्रॉस-सेक्शन के खांचे, उन्हें घुमावदार घुमावों के अतिरिक्त निर्धारण की आवश्यकता होती है;
• अर्ध-बंद (पच्चर के आकार के) खांचे के साथ - खांचे ऊपर की ओर पतले होते हैं, इसलिए घुमावदार कॉइल को इंसुलेटिंग वेजेज या कैम्ब्रिक्स (पीवीसी ट्यूब) डालकर तय किया जाता है;
• सिंगल-टर्न कॉइल के साथ वाइंडिंग के लिए अर्ध-बंद खांचे के साथ - खांचे में चौड़े टेप के रूप में बड़े-व्यास वाले तार या तार के एक या दो मोड़ बिछाने के लिए एक जटिल क्रॉस-सेक्शन होता है।
वाइंडिंग बिछाने की योजना के अनुसार, स्टेटर तीन प्रकार के होते हैं:
• एक लूप (लूप वितरित) सर्किट के साथ - प्रत्येक वाइंडिंग के तार को लूप के साथ कोर के खांचे में रखा जाता है (आमतौर पर एक मोड़ दो खांचे की वृद्धि में रखा जाता है, दूसरे और तीसरे वाइंडिंग के मोड़ इन खांचे में रखे जाते हैं - इस प्रकार वाइंडिंग तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करने के लिए आवश्यक शिफ्ट प्राप्त कर लेती है);
• एक तरंग केंद्रित सर्किट के साथ - प्रत्येक वाइंडिंग के तार को तरंगों में खांचे में रखा जाता है, उन्हें एक तरफ से दूसरे तक बाईपास किया जाता है, और प्रत्येक खांचे में एक दिशा में निर्देशित एक वाइंडिंग के दो मोड़ होते हैं;
• एक तरंग वितरित सर्किट के साथ - तार भी तरंगों में बिछाया जाता है, लेकिन खांचे में एक घुमावदार के मोड़ अलग-अलग दिशाओं में निर्देशित होते हैं।
किसी भी प्रकार की स्टैकिंग के लिए, प्रत्येक वाइंडिंग में कोर पर छह मोड़ वितरित होते हैं।
तार बिछाने की विधि के बावजूद, वाइंडिंग को जोड़ने की दो योजनाएँ हैं:
• "स्टार" - इस मामले में, वाइंडिंग समानांतर में जुड़ी हुई हैं (तीनों वाइंडिंग के सिरे एक (शून्य) बिंदु पर जुड़े हुए हैं, और उनके प्रारंभिक टर्मिनल स्वतंत्र हैं);
• "त्रिकोण" - इस मामले में, वाइंडिंग श्रृंखला में जुड़े हुए हैं (एक वाइंडिंग की शुरुआत दूसरे के अंत के साथ)।
वाइंडिंग को "स्टार" से जोड़ते समय, एक उच्च धारा देखी जाती है, इस सर्किट का उपयोग 1000 वाट से अधिक की शक्ति वाले जनरेटर पर किया जाता है, जो कम गति पर कुशलता से काम करते हैं।जब वाइंडिंग्स को "त्रिकोण" से जोड़ा जाता है, तो करंट कम हो जाता है ("स्टार" के सापेक्ष 1.7 गुना), हालांकि, ऐसी कनेक्शन योजना वाले जनरेटर उच्च शक्तियों पर बेहतर काम करते हैं, और एक छोटे क्रॉस-सेक्शन का कंडक्टर हो सकता है उनकी वाइंडिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
अक्सर, "त्रिकोण" के बजाय, "डबल स्टार" सर्किट का उपयोग किया जाता है, इस स्थिति में स्टेटर में तीन नहीं, बल्कि छह वाइंडिंग होनी चाहिए - तीन वाइंडिंग एक "स्टार" से जुड़ी होती हैं, और दो "स्टार" से जुड़े होते हैं समानांतर में लोड.
प्रदर्शन के संदर्भ में, स्टेटर्स के लिए, सबसे महत्वपूर्ण चीज रेटेड वोल्टेज, पावर और वाइंडिंग में रेटेड करंट है।नाममात्र वोल्टेज के अनुसार, स्टेटर (और जनरेटर) को दो समूहों में विभाजित किया गया है:
• 14 वी के वाइंडिंग वोल्टेज के साथ - 12 वी के ऑन-बोर्ड नेटवर्क वोल्टेज वाले वाहनों के लिए;
• 28 V की वाइंडिंग में वोल्टेज के साथ - 24 V के ऑन-बोर्ड नेटवर्क वोल्टेज वाले उपकरण के लिए।
जनरेटर एक उच्च वोल्टेज उत्पन्न करता है, क्योंकि रेक्टिफायर और स्टेबलाइज़र में वोल्टेज ड्रॉप अनिवार्य रूप से होता है, और ऑन-बोर्ड पावर ग्रिड के प्रवेश द्वार पर, 12 या 24 वी का सामान्य वोल्टेज पहले से ही देखा जाता है।
कारों, ट्रैक्टरों, बसों और अन्य उपकरणों के लिए अधिकांश जनरेटर में 20 से 60 ए का रेटेड करंट होता है, कारों के लिए 30-35 ए, ट्रकों के लिए 50-60 ए, 150 या अधिक ए तक के करंट वाले जनरेटर का उत्पादन किया जाता है। भारी उपकरणों के लिए.
जेनरेटर स्टेटर का कार्य सिद्धांत
स्टेटर और पूरे जनरेटर का संचालन विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना पर आधारित है - एक कंडक्टर में वर्तमान की घटना जो एक चुंबकीय क्षेत्र में चलती है या एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में रहती है।ऑटोमोबाइल जनरेटर में, दूसरे सिद्धांत का उपयोग किया जाता है - जिस कंडक्टर में करंट उत्पन्न होता है वह आराम की स्थिति में होता है, और चुंबकीय क्षेत्र लगातार बदल रहा है (घूम रहा है)।
जब इंजन शुरू होता है, तो जनरेटर रोटर घूमना शुरू कर देता है, उसी समय बैटरी से वोल्टेज इसकी रोमांचक वाइंडिंग को आपूर्ति की जाती है।रोटर में एक मल्टी-पोल स्टील कोर होता है, जो, जब वाइंडिंग पर करंट लगाया जाता है, तो क्रमशः एक विद्युत चुंबक बन जाता है, घूर्णन रोटर एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है।इस क्षेत्र की क्षेत्र रेखाएँ रोटर के चारों ओर स्थित स्टेटर को काटती हैं।स्टेटर कोर चुंबकीय क्षेत्र को एक निश्चित तरीके से वितरित करता है, इसकी बल रेखाएं कार्यशील वाइंडिंग के घुमावों को पार करती हैं - विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के कारण, उनमें एक करंट उत्पन्न होता है, जो वाइंडिंग के टर्मिनलों से हटा दिया जाता है, रेक्टिफायर में प्रवेश करता है, स्टेबलाइज़र और ऑन-बोर्ड नेटवर्क।
इंजन की गति में वृद्धि के साथ, स्टेटर वर्किंग वाइंडिंग से करंट का हिस्सा रोटर फील्ड वाइंडिंग को खिलाया जाता है - इसलिए जनरेटर स्व-उत्तेजना मोड में चला जाता है और अब किसी तीसरे पक्ष के वर्तमान स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है।
ऑपरेशन के दौरान, जनरेटर का स्टेटर हीटिंग और विद्युत भार का अनुभव करता है, और यह नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभावों के संपर्क में भी आता है।समय के साथ, इससे वाइंडिंग्स के बीच इन्सुलेशन ख़राब हो सकता है और बिजली खराब हो सकती है।इस मामले में, स्टेटर को मरम्मत या पूरी तरह से बदलने की आवश्यकता है।स्टेटर के नियमित रखरखाव और समय पर प्रतिस्थापन के साथ, जनरेटर कार को विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति करते हुए विश्वसनीय रूप से काम करेगा।
पोस्ट करने का समय: अगस्त-24-2023