अतुल्यकालिक और तुल्यकालिक विद्युत मोटर के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि अतुल्यकालिक मोटर में स्लिप की मात्रा अधिक होती है। समस्या के प्रबंधन में, अतुल्यकालिक मोटर की स्लिप 1 से 1 तक होती है। अतुल्यकालिक विद्युत मोटर में दो स्टार्टिंग और रनिंग टॉर्क आवश्यक होते हैं। अतुल्यकालिक विद्युत मोटर में स्टार्टिंग टॉर्क मध्यम होता है। अतुल्यकालिक मोटर एक सिंगल-फेड मोटर है। अतुल्यकालिक इंजन में स्थिर आर्मेचर घूमता है।
कुछ चरणबद्ध सिंक्रोनस मशीनों में एक स्थिर 3 चरण आर्मेचर और एक वाउंड रोटर होता है। ये दो प्रकार की होती हैं:
सिंक्रोनस जनरेटर या अल्टरनेटर: ऊर्जा उत्पादन उद्योग का प्राथमिक आधार। ये एक मुख्य मोटर द्वारा सिंक्रोनस गति से यांत्रिक रूप से घुमाए जाते हैं और 3 चक्रों की विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। कारों में पाए जाने वाले पीएमए का चित्र:
2. सिंक्रोनस मोटर: ये निरंतर गति वाली 3 फेज मशीनें हैं जो सिंक्रोनस त्वरण पर कार्य करने में सक्षम हैं। इनका उपयोग मुख्य रूप से निरंतर गति वाले यांत्रिक ड्राइव में किया जाता है। ये इंडक्शन मोटरों की तुलना में कहीं बेहतर हैं।
एक तुल्यकालिक उपकरण को यह नाम इस अवधारणा से मिला है कि रोटर घूर्णनशील चुंबकीय क्षेत्र के साथ तुल्यकालन में घूमेगा।
दूसरे शब्दों में, दो ध्रुवों वाले उपकरण (इलेक्ट्रिकल मोटर) में घूर्णनशील चुंबकीय क्षेत्र 3000 आरपीएम पर घूमता है, वहीं सिंक्रोनस उपकरण का रोटर भी उसी त्वरण (यानी इलेक्ट्रॉनिक) पर 3000 आरपीएम पर घूमता है। यह 12 वोल्ट की मोटर है जो इस प्रकार की मशीनों के निर्माण में विशेष संरचनात्मक विशेषताओं के कारण संभव हो पाती है। सामान्य इंडक्शन मोटरों की तरह सिंक्रोनस मोटरों में स्लिप नहीं होती है।
आमतौर पर व्यावसायिक रूप से 3-चरण वाला समाधान उपलब्ध कराया जाता है और खोज भी उसी के लिए की जाती है। यही कारण है कि सिंक्रोनस डिवाइस के नाम में 'तीन चरण' शब्द शामिल किया गया है।
प्लेनेटरी मोटर के लाभ
प्लेनेटरी मोटर सबसे कुशल ड्राइव प्रणालियों में से एक होने के साथ-साथ कई अन्य लाभ भी प्रदान करती है। इन विशेषताओं के कारण यह गियर रिडक्शन की एक विस्तृत श्रृंखला बनाने के साथ-साथ उच्च टॉर्क और टॉर्क घनत्व उत्पन्न करने में सक्षम है। आइए इस तंत्र द्वारा प्रदान किए जाने वाले लाभों पर विस्तार से नज़र डालें। इसे इतना आकर्षक बनाने वाले कारकों को समझने के लिए, हम विभिन्न प्रकार की प्लेनेटरी प्रणालियों का अध्ययन करेंगे।
सौर उपकरण
प्लेनेटरी मोटर पर लगे सोलर गियर के दो प्रमुख फायदे हैं। यह हेलिकल गियर की तुलना में कम शोर और गर्मी पैदा करता है। इसका छोटा आकार शोर को भी कम करता है। यह दक्षता में कमी किए बिना उच्च गति पर चल सकता है। हालांकि, कुशल संचालन के लिए इसकी निरंतर देखभाल आवश्यक है। सोलर गियर पानी और अन्य गंदगी से आसानी से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। प्लेनेटरी मोटरों पर लगे सोलर गियर को समय-समय पर बदलने की आवश्यकता पड़ सकती है।
एक प्लेनेटरी गियरबॉक्स में एक सन गियर और 2 या अधिक प्लेनेटरी रिंग और स्पर गियर होते हैं। सन गियर प्राथमिक गियर होता है और इनपुट शाफ्ट द्वारा संचालित होता है। अन्य 2 गियर सन गियर के साथ जुड़ते हैं और स्थिर रिंग गियर से संलग्न होते हैं। तीनों गियर एक कैरियर द्वारा एक साथ रखे जाते हैं, जो उनके बीच की दूरी निर्धारित करता है। आउटपुट शाफ्ट प्लेनेटरी गियर को घुमाता है। इससे एक आउटपुट शाफ्ट बनता है जो घूमता है।
प्लेनेटरी गियर का एक और फायदा यह है कि ये कॉम्पैक्ट होने के बावजूद अधिक टॉर्क ट्रांसफर कर सकते हैं। इन्हीं फायदों के चलते सोलर गियर का विकास हुआ है। ये ऊर्जा की खपत को कम करते हैं और अधिक शक्ति उत्पन्न करते हैं। साथ ही, इनकी सर्विस लाइफ भी लंबी होती है। ये सौर ऊर्जा से चलने वाले वाहनों के लिए एक बेहतरीन विकल्प हैं। लेकिन इन्हें किसी सर्टिफाइड सोलर एनर्जी कंपनी द्वारा ही इंस्टॉल किया जाना चाहिए। इसके अलावा भी कई अन्य फायदे हैं। जब आप प्लेनेटरी मोटर पर सोलर गियर इंस्टॉल करते हैं, तो सूर्य द्वारा उत्पन्न ऊर्जा उपयोगी ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
प्लेनेटरी मोटर में सोलर गियर सूर्य से ग्रह तक टॉर्क संचारित करता है। यह प्रणाली इस सिद्धांत पर काम करती है कि सन गियर प्लेनेट गियर के समान गति से घूमता है। सन गियर का सामान्य डिज़ाइन मॉडुलस -Ns/Np होता है। अतः, 24 दांतों वाला सन गियर 3-1/2 प्लेनेट गियर अनुपात के बराबर होता है। प्लेनेटरी मोटरों पर सोलर गियर की दक्षता पर विचार करके आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि सोलर गियर अधिक कुशल हैं या नहीं।
धूप से बचाव के उपकरण
प्लेनेटरी मोटर की यांत्रिक संरचना में दो घटक होते हैं: एक रिंग गियर और एक सन गियर। रिंग गियर मोटर के आउटपुट शाफ्ट से जुड़ा होता है, जबकि सन गियर इसके चारों ओर घूमता है। रिंग गियर और सन गियर एक प्लेनेटरी कैरियर द्वारा जुड़े होते हैं, और इनके द्वारा उत्पन्न टॉर्क इनके दांतों पर समान रूप से वितरित होता है। प्लेनेटरी संरचना बैकलैश को भी कम करती है, और त्वरित स्टार्ट और स्टॉप चक्र प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है।
जब दोनों प्लेनेटरी गियर स्वतंत्र रूप से घूमते हैं, तो सन गियर वामावर्त दिशा में घूमता है और रिंग गियर भी उसी दिशा में घूमता है। रिंग गियर असेंबली एक कैरियर में लगी होती है। कैरियर गियर और सन गियर एक शाफ्ट द्वारा आपस में जुड़े होते हैं। प्लेनेटरी गियर और सन गियर रिंग गियर कैरियर पर एक दूसरे के चारों ओर घूमते हैं, जिससे आउटपुट शाफ्ट की गति कम हो जाती है। उच्चतर अपचयन अनुपात प्राप्त करने के लिए प्लेनेटरी गियर प्रणाली को कई गुना या चरणबद्ध किया जा सकता है।
प्लेनेटरी गियर मोटर ग्रहों के घूर्णन तंत्र की नकल करती है। इनपुट शाफ्ट एक केंद्रीय गियर (जिसे सन गियर कहा जाता है) को घुमाता है, जबकि प्लेनेटरी गियर एक स्थिर सन गियर के चारों ओर घूमते हैं। मोटर का कॉम्पैक्ट डिज़ाइन इसे वाहन में आसानी से लगाने की सुविधा देता है, और इसका हल्का वजन इसे छोटे वाहनों के लिए आदर्श बनाता है। अत्यधिक कुशल होने के अलावा, प्लेनेटरी गियर मोटर कई अन्य लाभ भी प्रदान करती है।
प्लेनेटरी गियरबॉक्स में अन्य गियरों को टॉर्क प्रदान करने के लिए सन गियर का उपयोग किया जाता है। प्लेनेट पिनियन आंतरिक टूथ रिंग गियर के साथ मिलकर घूर्णन उत्पन्न करते हैं। कैरियर इनपुट गियर और आउटपुट शाफ्ट के बीच हब का काम करता है। आउटपुट शाफ्ट इन दोनों घटकों को जोड़ता है, जिससे अधिक टॉर्क उत्पन्न होता है। प्लेनेटरी गियरबॉक्स तीन प्रकार के होते हैं: सन गियर और व्हील ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स।
ग्रहीय गियर
एक प्लेनेटरी मोटर गियर एक पृथक्करण प्लेट और एक बेलनाकार शाफ्ट के साथ घूर्णी बल को वितरित करके कार्य करता है। पृथक्करण प्लेट और बेलनाकार शाफ्ट के बीच एक शॉक-एब्जॉर्बिंग डिवाइस लगा होता है। यह दबा हुआ भाग घिसाव और बाहरी कणों को डिवाइस में प्रवेश करने से रोकता है। पृथक्करण प्लेट और शाफ्ट समानांतर अक्ष पर स्थित होते हैं। इस व्यवस्था में, इनपुट शाफ्ट और आउटपुट शाफ्ट एक दूसरे के सापेक्ष घूमते हैं। घूर्णनशील डिस्क झटके को अवशोषित करती है।
प्लेनेटरी मोटर गियर का एक और लाभ इसकी दक्षता है। प्लेनेटरी मोटर गियर शक्ति स्थानांतरण में अत्यधिक कुशल होते हैं, इनपुट ऊर्जा का 97% भाग आउटपुट में स्थानांतरित हो जाता है। इनमें उच्च गियर अनुपात भी हो सकते हैं, और ये कम शोर और बैकलैश प्रदान करते हैं। यह डिज़ाइन प्लेनेटरी गियरबॉक्स को इलेक्ट्रिक मोटरों के साथ काम करने की अनुमति भी देता है। इसके अलावा, प्लेनेटरी गियर का सेवा जीवन भी लंबा होता है। प्लेनेटरी गियर की दक्षता का एक कारण दांतों की बड़ी संख्या है।
प्लेनेटरी मोटर गियर के अन्य लाभों में अनुपात बदलने में आसानी और कम सुरक्षा सामग्री की आवश्यकता शामिल है। अन्य गियरों के विपरीत, प्लेनेटरी गियरों को अनुपात बदलने के लिए विशेष उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती है। इनका उपयोग कई उद्योगों में होता है और इनके पुर्जे कई आकारों में समान रूप से उपयोग किए जा सकते हैं। इसका अर्थ है कि इनका उत्पादन लागत प्रभावी होता है और सुरक्षा सामग्री की आवश्यकता कम होती है। ये उच्च झटके और घिसाव को सहन कर सकते हैं और आकार में भी छोटे होते हैं। यदि आप प्लेनेटरी मोटर गियर की तलाश कर रहे हैं, तो आप सही जगह पर हैं।
प्लेनेटरी गियर की अक्षीय सतह पृथक्करण प्लेट से घर्षण के कारण घिस सकती है। इसके अलावा, बाहरी कण प्लेनेटरी गियर में प्रवेश कर सकते हैं। ये कण गियर को नुकसान पहुंचा सकते हैं या शोर भी पैदा कर सकते हैं। इसलिए, आपको प्लेनेटरी गियर की क्षति और घिसावट की जांच करनी चाहिए। यदि आप कोई गियर खरीद रहे हैं, तो सुनिश्चित करें कि इसकी पूरी तरह से जांच की गई हो और इसे किसी पेशेवर द्वारा स्थापित किया गया हो।
ग्रहीय गियरबॉक्स
प्लेनेटरी मोटर और गियरबॉक्स, विद्युत और यांत्रिक शक्ति स्रोतों का एक सामान्य संयोजन है। ये कई गियर दांतों के बीच घूर्णन का भार साझा करते हैं, जिससे टॉर्क क्षमता बढ़ती है। यह डिज़ाइन अधिक मजबूत भी है, जिसमें बैकलैश बहुत कम होता है, जो 1 या 2 आर्क मिनट तक कम हो सकता है। पारंपरिक इलेक्ट्रिक मोटर की तुलना में प्लेनेटरी गियर मोटर के कई फायदे हैं, जैसे छोटा आकार, उच्च दक्षता और गियर खराब होने का कम जोखिम। प्लेनेटरी गियर मोटर पारंपरिक इलेक्ट्रिक मोटरों की तुलना में अधिक विश्वसनीय और टिकाऊ भी होती हैं।
प्लेनेटरी गियरबॉक्स को सिंगल स्टेज रिडक्शन के लिए डिज़ाइन किया गया है, या कई अलग-अलग कार्ट्रिज का उपयोग करके मल्टी-स्टेज यूनिट भी बनाई जा सकती है। गियर अनुपात को उपयोगकर्ता की पसंद के अनुसार चुना जा सकता है, या तो आउटपुट स्टेज को फेस माउंट किया जा सकता है या 5 मिमी हेक्स शाफ्ट का उपयोग किया जा सकता है। मल्टी-स्टेज प्लेनेटरी गियरबॉक्स के लिए कई अलग-अलग विकल्प उपलब्ध हैं। इनमें उच्च दक्षता वाले प्लेनेटरी गियरबॉक्स शामिल हैं जो सिंगल रिडक्शन पर 98% दक्षता प्राप्त करते हैं। इसके अलावा, ये शोर रहित होते हैं और ऊष्मा हानि को कम करते हैं।
रोबोट या अन्य स्वचालित प्रणालियों में टॉर्क बढ़ाने के लिए प्लेनेटरी गियरबॉक्स का उपयोग किया जा सकता है। विभिन्न प्रकार के प्लेनेटरी गियर सेट उपलब्ध हैं, जिनमें स्लाइडिंग या रोलिंग सेक्शन वाले गियरबॉक्स शामिल हैं। प्लेनेटरी गियर सेट का चयन करते समय, वातावरण और बैकलैश, टॉर्क और अनुपात जैसे अन्य कारकों पर विचार करें। प्लेनेटरी गियरबॉक्स के कई फायदे हैं और इससे जुड़े लाभ और हानियां भी हैं।
प्लेनेटरी गियरबॉक्स सौर मंडल में पाए जाने वाले गियरबॉक्स के समान होते हैं। इनमें मध्य में एक केंद्रीय सन गियर, 2 या अधिक बाहरी गियर और आउटपुट पर एक रिंग गियर होता है। प्लेनेटरी गियर एक स्थिर सन गियर के चारों ओर एक वलय जैसी संरचना में घूमते हैं। जब गियर आपस में जुड़े होते हैं, तो वे एक वाहक द्वारा जुड़े होते हैं जो मशीन के शाफ्ट से जुड़ा होता है।
ग्रहीय गियर मोटर
प्लेनेटरी गियर मोटर आर्मेचर की घूर्णन गति को 1 गुना या उससे अधिक कम कर देती हैं। यह कमी प्लेनेटरी गियर उपकरण की संरचना पर निर्भर करती है। प्लेनेटरी गियर उपकरण में एक आउटपुट शाफ्ट और एक आर्मेचर शाफ्ट होता है। एक विभाजक प्लेट इन दोनों को अलग करती है। आउटपुट शाफ्ट एक वृत्ताकार पैटर्न में घूमकर पिनियन (3) को घुमाता है। जब पिनियन अपनी अंतिम स्थिति में पहुँचता है, तो वह रिंग गियर (4) से जुड़ जाता है। रिंग गियर फिर घूर्णी टॉर्क को आर्मेचर शाफ्ट तक पहुँचाता है। इसके परिणामस्वरूप इंजन स्टार्ट हो जाता है।
प्लेनेटरी गियर मोटर बेलनाकार आकार की होती हैं और विभिन्न शक्ति स्तरों में उपलब्ध होती हैं। ये आमतौर पर स्टील या पीतल से बनी होती हैं और इनमें कई गियर होते हैं जो भार को आपस में बांटते हैं। ये मोटर भारी मात्रा में शक्ति का स्थानांतरण कर सकती हैं। दूसरी ओर, प्लेनेटरी गियर ड्राइव में अधिक घटकों की आवश्यकता होती है, जैसे कि सन गियर और कई प्लेनेटरी गियर। इसलिए, यह सभी प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकती है। अतः, प्लेनेटरी गियर ड्राइव का उपयोग आमतौर पर अधिक जटिल मशीनों के लिए किया जाता है।
इलेक्ट्रिक मोटर से निकलने वाली धूल प्लेनेटरी गियर डिवाइस में प्रवेश कर सकती है और इसके खराब होने का कारण बन सकती है। इसके अलावा, सेपरेटिंग प्लेट पर घिसावट प्लेनेटरी गियर डिवाइस के गियर एंगेजमेंट को प्रभावित कर सकती है। ऐसा होने पर, गियर ठीक से नहीं जुड़ेंगे और शोर उत्पन्न कर सकते हैं। ऐसी स्थिति से बचने के लिए, प्लेनेटरी गियर मोटर्स और उनकी घिसावट-रोधी सेपरेटिंग प्लेट्स का नियमित रूप से निरीक्षण करना महत्वपूर्ण है।
प्लेनेटरी गियर मोटर्स कई अलग-अलग पावर लेवल और साइज़ में उपलब्ध हैं। ये मोटर्स आमतौर पर बेलनाकार होती हैं और स्टील, पीतल, प्लास्टिक या इन दोनों सामग्रियों के संयोजन से बनी होती हैं। प्लेनेटरी गियर मोटर का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जा सकता है जहाँ स्थान सीमित होता है। यह मोटर छोटे स्थानों में भी कम गियरिंग की सुविधा देती है। प्लेनेटरी गियरिंग से बड़ी मात्रा में पावर ट्रांसफर संभव होता है। आउटपुट शाफ्ट का आकार गियर अनुपात और मोटर की गति पर निर्भर करता है।
