इलेक्ट्रिक मोटर का सिद्धांत

एक इलेक्ट्रिक मोटर एक इलेक्ट्रोमेकैनिकल कनवर्टर (इलेक्ट्रिक मशीन) है जो विद्युत शक्ति को यांत्रिक शक्ति में बदल देती है। पारंपरिक इलेक्ट्रिक मोटर में वर्तमान-वाहक कंडक्टर कॉइल्स चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होते हैं जिनके आपसी आकर्षण और प्रतिकृति बल गति में लागू होते हैं। इस प्रकार, इलेक्ट्रिक मोटर बहुत ही समान निर्मित जनरेटर का समकक्ष है जो मोटर शक्ति को विद्युत शक्ति में परिवर्तित करता है। इलेक्ट्रिक मोटर आमतौर पर घूर्णन आंदोलनों को उत्पन्न करते हैं, लेकिन इन्हें अनुवादित आंदोलनों के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है (रैखिक एक्ट्यूएटर)। इलेक्ट्रिक मोटर का उपयोग कई उपकरण, मशीनरी और वाहनों को चलाने के लिए किया जाता है।

संचालन का सिद्धांत
इलेक्ट्रिक मोटर ऐसे उपकरण होते हैं जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदल देते हैं। विद्युत मोटरों में ऊर्जा के इस परिवर्तन का साधन चुंबकीय क्षेत्र है। विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रिक मोटर होते हैं और प्रत्येक प्रकार के विभिन्न घटक होते हैं जिनकी संरचना इलेक्ट्रिक और चुंबकीय प्रवाह की बातचीत को निर्धारित करती है जो मोटर की बल या टोक़ का कारण बनती है।

मौलिक सिद्धांत यह है कि वर्णन करता है कि बिजली और चुंबकीय क्षेत्रों में एक बिंदु विद्युत चार्ज क्यू की बातचीत के कारण बल कैसे होता है Lorentz कानून:

कहा पे:
क्यू: समयबद्ध विद्युत चार्ज
ई: इलेक्ट्रिक क्षेत्र
वी: कण गति
बी: चुंबकीय क्षेत्र घनत्व

पूरी तरह से विद्युत क्षेत्र के मामले में समीकरण की अभिव्यक्ति कम हो जाती है:

इस मामले में बल केवल चार्ज क्यू द्वारा और विद्युत क्षेत्र ई द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह कूलॉम्ब बल है जो विद्युत प्रवाह की उत्प्रेरक कंडक्टर के साथ कार्य करता है, उदाहरण के लिए प्रेरण मशीनों या रोटर में स्टेटर के कॉइल्स में डीसी मोटर के।

पूरी तरह से चुंबकीय क्षेत्र के मामले में:

बल चार्ज, चुंबकीय क्षेत्र घनत्व बी और लोड v की गति द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह बल चुंबकीय क्षेत्र और लोड की वेग की दिशा के लिए लंबवत है। आम तौर पर गति में कई भार होते हैं इसलिए चार्ज घनत्व एफवी (बल प्रति यूनिट वॉल्यूम) के संदर्भ में अभिव्यक्ति को फिर से लिखना सुविधाजनक होता है:

उत्पाद के लिए  इसे वर्तमान घनत्व जे (एएमपीएस प्रति वर्ग मीटर) के रूप में जाना जाता है:

फिर परिणामी अभिव्यक्ति चुंबकीय क्षेत्र के साथ वर्तमान की बातचीत द्वारा उत्पादित बल का वर्णन करती है:

यह एक बुनियादी सिद्धांत है जो बताता है कि इलेक्ट्रिक मोटरों जैसे इलेक्ट्रोमेकनिकल सिस्टम में बल कैसे उत्पन्न होते हैं।हालांकि, प्रत्येक प्रकार की इलेक्ट्रिक मोटर के लिए पूर्ण विवरण इसके घटकों और उसके निर्माण पर निर्भर करता है।

रैखिक मोटर
एक रैखिक मोटर अनिवार्य रूप से कोई भी इलेक्ट्रिक मोटर है जिसे “अनियंत्रित” किया गया है ताकि एक टोक़ (रोटेशन) बनाने के बजाय, यह इसकी लंबाई के साथ एक सीधी रेखा बल उत्पन्न करता है।

रैखिक मोटर्स आमतौर पर प्रेरण मोटर्स या स्टेपर मोटर्स होते हैं। रैखिक मोटर आमतौर पर कई रोलर-कोस्टर्स में पाए जाते हैं जहां मोटरलेस रेलकार की तीव्र गति रेल द्वारा नियंत्रित होती है। उनका उपयोग मैग्लेव ट्रेनों में भी किया जाता है, जहां ट्रेन जमीन पर “उड़ती” होती है। एक छोटे पैमाने पर, 1 9 78 के युग एचपी 7225 ए पेन प्लॉटर ने एक्स और वाई अक्षों के साथ कलम को स्थानांतरित करने के लिए दो रैखिक स्टेपर मोटर्स का उपयोग किया।

विद्युत चुंबकत्व

बल और टोक़
दुनिया के इलेक्ट्रिक मोटरों के विशाल बहुमत का मौलिक उद्देश्य इलेक्ट्रोमैनेटिक रूप से उपयोगी टोक़ या रैखिक बल का उत्पादन करने के लिए एक स्टेटर और रोटर के बीच एक हवाई अंतर में सापेक्ष आंदोलन को प्रेरित करना है।

लोरेंटेज फोर्स लॉ के मुताबिक घुमावदार कंडक्टर की ताकत केवल इनके द्वारा दी जा सकती है:

या अधिक आम तौर पर, किसी भी ज्यामिति के साथ कंडक्टर को संभालने के लिए:

मोटर्स में बलों की गणना करने के लिए सबसे सामान्य दृष्टिकोण टेंसर का उपयोग करते हैं।

शक्ति
जहां आरपीएम शाफ्ट गति है और टी टोक़ है, एक मोटर के यांत्रिक पावर आउटपुट पेम द्वारा दिया जाता है,

टी के साथ ब्रिटिश इकाइयों में पैर पाउंड में व्यक्त,
 (अश्वशक्ति), और,

प्रति सेकंड रेडियंस में व्यक्त शाफ्ट कोणीय गति के साथ एसआई इकाइयों में, और टी न्यूटन मीटर में व्यक्त किया गया,
 (वाट)।

एक रैखिक मोटर के लिए, बल एफ के साथ प्रति सेकंड मीटर में व्यक्त न्यूटन और वेग वी में व्यक्त किया गया है,

 (वाट)।

एक एसिंक्रोनस या प्रेरण मोटर में, मोटर गति और वायु अंतराल शक्ति के बीच संबंध निम्नानुसार दिए गए त्वचा प्रभाव को अनदेखा कर रहा है:
 , कहा पे

आरआर – रोटर प्रतिरोध
मैं आर 2 – रोटर में प्रेरित वर्तमान के वर्ग
एस – मोटर पर्ची; यानी, सिंक्रोनस गति और पर्ची की गति के बीच अंतर, जो रोटर में वर्तमान प्रेरण के लिए आवश्यक सापेक्ष आंदोलन प्रदान करता है।

पीछे emf
चूंकि प्रत्यक्ष-वर्तमान या सार्वभौमिक मोटर की आर्मेचर विंडिंग्स चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से आगे बढ़ रही हैं, इसलिए उनके पास वोल्टेज प्रेरित होता है। यह वोल्टेज मोटर आपूर्ति वोल्टेज का विरोध करता है और इसलिए इसे “बैक इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स (एमएमएफ)” कहा जाता है। वोल्टेज मोटर की चलती गति के आनुपातिक है। मोटर के पीछे एएमएफ, साथ ही घुमावदार आंतरिक प्रतिरोध और ब्रश में वोल्टेज ड्रॉप, ब्रश पर वोल्टेज के बराबर होना चाहिए। यह एक डीसी मोटर में गति विनियमन की मौलिक तंत्र प्रदान करता है। यदि यांत्रिक भार बढ़ता है, तो मोटर धीमा हो जाती है;निचले हिस्से के एएमएफ परिणाम, और आपूर्ति से अधिक वर्तमान खींचा जाता है। यह बढ़ता हुआ प्रवाह नए लोड को संतुलित करने के लिए अतिरिक्त टोक़ प्रदान करता है।
एसी मशीनों में, मशीन के भीतर बैक एम्फ स्रोत पर विचार करना कभी-कभी उपयोगी होता है; उदाहरण के तौर पर, यह वीएफडी पर प्रेरण मोटर्स के करीबी गति विनियमन के लिए विशेष चिंता का विषय है।

हानि
मोटर नुकसान मुख्य रूप से विंडिंग्स, कोर नुकसान और बीयरिंग में यांत्रिक नुकसान में प्रतिरोधी नुकसान के कारण होते हैं, और वायुगतिकीय नुकसान, विशेष रूप से जहां शीतलक प्रशंसकों मौजूद होते हैं, भी होते हैं।

घाटे कम्यूटेशन, मैकेनिकल कम्यूटेटर स्पार्क, और इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेटर में भी होते हैं और गर्मी को भी समाप्त करते हैं।

दक्षता
मोटर की दक्षता की गणना करने के लिए, यांत्रिक आउटपुट पावर विद्युत इनपुट पावर द्वारा विभाजित होती है:
 ,

कहा पे  ऊर्जा रूपांतरण दक्षता है,  विद्युत इनपुट पावर है, और  यांत्रिक आउटपुट पावर है:

कहा पे  इनपुट वोल्टेज है,  इनपुट वर्तमान है, टी आउटपुट टोक़ है, और  आउटपुट कोणीय वेग है।विश्लेषणात्मक रूप से अधिकतम दक्षता का बिंदु प्राप्त करना संभव है। यह आम तौर पर 1/2 से भी कम स्टॉल टोक़ पर होता है।

कई देशों में विभिन्न नियामक प्राधिकरणों ने उच्च दक्षता इलेक्ट्रिक मोटर के निर्माण और उपयोग को प्रोत्साहित करने के लिए कानून पेश किया है और कार्यान्वित किया है।

गुडनेस कारक
एरिक लाइटवाइट ने इलेक्ट्रिक मोटर की ‘भलाई’ निर्धारित करने के लिए एक मीट्रिक का प्रस्ताव दिया: 

कहा पे:
 भलाई कारक है (1 से ऊपर के कारक कुशल होने की संभावना है)
 चुंबकीय और इलेक्ट्रिक सर्किट के पार अनुभागीय क्षेत्र हैं
 चुंबकीय और इलेक्ट्रिक सर्किट की लंबाई हैं
 कोर की पारगम्यता है
 मोटर पर संचालित कोणीय आवृत्ति है

इससे, उन्होंने दिखाया कि सबसे कुशल मोटरों में अपेक्षाकृत बड़े चुंबकीय ध्रुव होने की संभावना है। हालांकि, समीकरण केवल सीधे पीएम मोटरों से संबंधित है।

प्रदर्शन मानकों

मोटर प्रकार की टोक़ क्षमता
सभी विद्युत चुम्बकीय मोटर, और इसमें उल्लेखित प्रकार शामिल हैं जो इंटरैक्टिंग फ़ील्ड के वेक्टर उत्पाद से टोक़ प्राप्त करते हैं। टोक़ की गणना के लिए हवा के अंतर में खेतों को जानना आवश्यक है। एक बार इन्हें एफईए या अन्य उपकरणों का उपयोग करके गणितीय विश्लेषण द्वारा स्थापित किया गया है, तो टोक़ को प्रत्येक वेक्टर के त्रिज्या द्वारा गुणा बल के सभी वैक्टरों के अभिन्न अंग के रूप में गणना की जा सकती है। घुमाव में बहने वाला प्रवाह खेतों का उत्पादन कर रहा है और एक चुंबकीय सामग्री का उपयोग कर मोटर के लिए क्षेत्र वर्तमान के लिए रैखिक रूप से आनुपातिक नहीं है। इससे गणना मुश्किल हो जाती है लेकिन कंप्यूटर आवश्यक कई गणना कर सकता है।

एक बार ऐसा करने के बाद टोक़ को वर्तमान से संबंधित एक आंकड़ा मोटर चयन के लिए उपयोगी पैरामीटर के रूप में उपयोग किया जा सकता है। मोटर के लिए अधिकतम टोक़ अधिकतम प्रवाह पर निर्भर करेगा हालांकि यह आमतौर पर केवल तब तक उपयोग योग्य होगा जब तक थर्मल विचारों को प्राथमिकता न हो।

जब किसी दिए गए कोर संतृप्ति बाधा के भीतर और किसी दिए गए सक्रिय वर्तमान (यानी, टोक़ वर्तमान), वोल्टेज, ध्रुव-जोड़ी संख्या, उत्तेजना आवृत्ति (यानी, सिंक्रोनस गति), और वायु-अंतराल प्रवाह घनत्व के लिए ऑप्टिकल रूप से डिज़ाइन किया गया है, तो विद्युत मोटरों की सभी श्रेणियां या जेनरेटर घुमावदार स्लॉट और बैक-लोहे की गहराई के साथ दिए गए वायु-अंतराल क्षेत्र के भीतर वस्तुतः एक ही अधिकतम निरंतर शाफ्ट टोक़ (यानी, ऑपरेटिंग टोक़) प्रदर्शित करेंगे, जो विद्युत चुम्बकीय कोर का भौतिक आकार निर्धारित करता है। कुछ अनुप्रयोगों को अधिकतम ऑपरेटिंग टोक़ से परे टोक़ के विस्फोट की आवश्यकता होती है, जैसे कि टॉर्क के छोटे विस्फोटों को स्टैंडस्टिल से विद्युत वाहन में तेजी लाने के लिए। हमेशा चुंबकीय कोर संतृप्ति या सुरक्षित परिचालन तापमान वृद्धि और वोल्टेज द्वारा सीमित, अधिकतम ऑपरेटिंग टोक़ से परे टोक़ विस्फोटों की क्षमता इलेक्ट्रिक मोटर या जेनरेटर की श्रेणियों के बीच महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती है।

टोक़ के विस्फोटों की क्षमता को कमजोर क्षमता के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए। फील्ड कमजोर एक इलेक्ट्रिक मशीन को उत्तेजना की डिजाइन आवृत्ति से परे संचालित करने की अनुमति देता है। फील्ड कमजोर हो जाता है जब लागू वोल्टेज को बढ़ाकर अधिकतम गति तक नहीं पहुंचा जा सकता है। यह वर्तमान नियंत्रित क्षेत्रों के साथ केवल मोटर्स पर लागू होता है और इसलिए स्थायी चुंबक मोटर्स के साथ हासिल नहीं किया जा सकता है।

ट्रांसफॉर्मर सर्किट टोपोलॉजी के बिना इलेक्ट्रिक मशीन, जैसे डब्लूआरएसएम या पीएमएसएम, चुंबकीय कोर को संतृप्त किए बिना अधिकतम बेकार टोक़ से अधिक टोक़ के विस्फोट का एहसास नहीं कर सकते हैं और बेकार के रूप में वर्तमान में कोई भी वृद्धि प्रदान नहीं कर सकते हैं। इसके अलावा, अधिकतम ऑपरेटिंग टोक़ रेटिंग से अधिक टोक़ के विस्फोटों का प्रयास करने पर पीएमएसएम की स्थायी चुंबक असेंबली को अपरिवर्तनीय रूप से क्षतिग्रस्त किया जा सकता है।

एक ट्रांसफॉर्मर सर्किट टोपोलॉजी, जैसे प्रेरण मशीन, प्रेरण दोगुनी-फेड इलेक्ट्रिक मशीन, और प्रेरण या सिंक्रोनस घाव-रोटर दोगुनी-फेड (डब्लूआरडीएफ) मशीनों के साथ इलेक्ट्रिक मशीन, टोक़ के बहुत अधिक विस्फोट प्रदर्शित करती हैं क्योंकि या तो एएमएफ प्रेरित सक्रिय प्रवाह ट्रांसफॉर्मर का पक्ष एक-दूसरे का विरोध करता है और इस प्रकार ट्रांसफॉर्मर युग्मित चुंबकीय कोर प्रवाह घनत्व के लिए कुछ भी योगदान नहीं देता है, जो अन्यथा मूल संतृप्ति का कारण बनता है।

इलेक्ट्रिक मशीन जो प्रेरण या एसिंक्रोनस सिद्धांतों पर निर्भर करती हैं, ट्रांसफार्मर सर्किट के शॉर्ट सर्किट एक बंदरगाह और परिणामस्वरूप, ट्रांसफॉर्मर सर्किट की प्रतिक्रियाशील प्रतिबाधा प्रभावी हो जाती है क्योंकि पर्ची बढ़ जाती है, जो सक्रिय (यानी वास्तविक) की परिमाण को सीमित करती है। फिर भी, टोक़ के विस्फोट जो अधिकतम डिजाइन टोक़ की तुलना में दो से तीन गुना अधिक हैं, वे प्राप्य हैं।

ब्रशलेस घाव-रोटर सिंक्रोनस दोगुनी-फेड (बीडब्लूआरएसडीएफ) मशीन एकमात्र इलेक्ट्रिक मशीन है जो वास्तव में दोहरी पोर्टेड ट्रांसफार्मर सर्किट टोपोलॉजी (यानी, दोनों बंदरगाहों को स्वतंत्र रूप से कोई शॉर्ट सर्किट बंदरगाह से उत्साहित नहीं किया जाता है)। दोहरी पोर्टेड ट्रांसफार्मर सर्किट टोपोलॉजी अस्थिर होने के लिए जाना जाता है और रोटर घुमावदार सेट तक सीमित शक्ति का प्रचार करने के लिए एक मल्टीफेस पर्ची-रिंग-ब्रश असेंबली की आवश्यकता होती है। यदि मोटरसाइकिल के दौरान सिंक्रोनस ऑपरेशन के लिए तत्काल नियंत्रण टोक़ कोण को नियंत्रित करने के लिए एक सटीक माध्यम उपलब्ध था और रोटर घुमावदार सेट के लिए ब्रशलेस पावर प्रदान करते समय उत्पन्न होता है, तो बीडब्लूआरएसडीएफ मशीन का सक्रिय प्रवाह ट्रांसफार्मर सर्किट के प्रतिक्रियाशील प्रतिबाधा से स्वतंत्र होगा और टोक़ का विस्फोट अधिकतम ऑपरेटिंग टोक़ से काफी अधिक है और किसी भी अन्य प्रकार की इलेक्ट्रिक मशीन की व्यावहारिक क्षमता से काफी दूर है। आठ बार से अधिक टोक़ फटने की टोक़ की गणना की गई है।

सतत टोक़ घनत्व
परंपरागत विद्युत मशीनों का निरंतर टोक़ घनत्व वायु-अंतराल क्षेत्र और बैक-लोहे की गहराई के आकार से निर्धारित होता है, जो आर्मेचर घुमावदार सेट की शक्ति रेटिंग, मशीन की गति, और प्राप्त करने योग्य वायु- कोर संतृप्ति से पहले अंतराल प्रवाह घनत्व। नियोडियम या समरियम-कोबाल्ट स्थायी चुंबक की उच्च सहक्रिया के बावजूद, लगातार टोक़ घनत्व लगभग विद्युत मशीनों के बीच समान रूप से डिजाइन किए गए आर्मेचर घुमावदार सेट के साथ समान होता है। सतत टोक़ घनत्व घुमावदार या स्थायी चुंबक क्षति को गर्म करने से पहले विनाश से पहले संचालन की ठंडा और अनुमत अवधि की विधि से संबंधित है।

अन्य स्रोत बताते हैं कि विभिन्न ई-मशीन टोपोलॉजीज में टोक़ घनत्व भिन्न होता है। एक स्रोत निम्नलिखित दिखाता है:

इलेक्ट्रिक मशीन प्रकार विशिष्ट टोक़ घनत्व (एनएम / किग्रा)
एसपीएम – ब्रशलेस एसी, 180 डिग्री वर्तमान चालन 1.0
एसपीएम – ब्रशलेस एसी, 120 डिग्री वर्तमान चालन 0.9-1.15
आईएम, एसिंक्रोनस मशीन 0.7-1.0
आईपीएम, आंतरिक स्थायी चुंबक मशीन 0.6-0.8
वीआरएम, दोगुनी मुख्य अनिच्छा मशीन 0.7-1.0

जहां – विशिष्ट टोक़ घनत्व एसपीएम के लिए 1.0 को सामान्यीकृत किया जाता है – ब्रशलेस एसी, 180 डिग्री वर्तमान चालन, एसपीएम सतह स्थायी चुंबक मशीन है।

टॉर्क घनत्व विद्युत मोटरों के लिए लगभग चार गुना अधिक होता है जो वायु ठंडा होने की तुलना में तरल ठंडा होता है।

प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) की तुलना में एक स्रोत, प्रेरण मोटर्स (आईएम), स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर (पीएमएसएम) और स्विच अनिच्छा मोटर (एसआरएम) ने दिखाया:

विशेषता डीसी मैं हूँ PMSM एसआरएम
टोक़ घनत्व 3 3.5 5 4
शक्ति घनत्व 3 4 5 3.5

एक अन्य स्रोत में कहा गया है कि 1 मेगावाट तक की स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मशीनों में प्रेरण मशीनों की तुलना में काफी अधिक टोक़ घनत्व होता है।

निरंतर बिजली घनत्व
निरंतर बिजली घनत्व निरंतर टोक़ घनत्व के उत्पाद और विद्युत मशीन की निरंतर टोक़ गति सीमा के उत्पाद द्वारा निर्धारित किया जाता है।

विशेष चुंबकीय मोटर

रोटरी

आयरनलेस या कोरलेस रोटर मोटर
उपरोक्त वर्णित किसी भी मोटर के सिद्धांत में कुछ भी आवश्यक नहीं है कि रोटर के लौह (स्टील) भाग वास्तव में घूमते हैं। यदि रोटर की मुलायम चुंबकीय सामग्री सिलेंडर के रूप में बनाई जाती है, तो (हिस्टैरेसीस के प्रभाव को छोड़कर) टोक़ केवल विद्युत चुम्बकों की घुमावों पर लगाया जाता है। इस तथ्य का लाभ लेना कोरलेस या लोहेलेस डीसी मोटर है, जो एक स्थायी चुंबक डीसी मोटर का एक विशेष रूप है। तेजी से त्वरण के लिए अनुकूलित, इन मोटरों में एक रोटर होता है जिसे बिना लोहे के कोर के बनाया जाता है। रोटर एक घुमावदार भरे सिलेंडर का रूप ले सकता है, या एक स्व-सहायक संरचना जिसमें केवल चुंबक तार और बंधन सामग्री शामिल है। रोटर स्टेटर मैग्नेट के अंदर फिट हो सकता है;रोटर के अंदर एक चुंबकीय रूप से नरम स्थिर सिलेंडर स्टेटर चुंबकीय प्रवाह के लिए एक वापसी पथ प्रदान करता है।एक दूसरी व्यवस्था में स्टेटर मैग्नेट के आस-पास रोटर घुमावदार टोकरी है। उस डिजाइन में, रोटर एक चुंबकीय रूप से मुलायम सिलेंडर के अंदर फिट बैठता है जो मोटर के लिए आवास के रूप में काम कर सकता है, और इसी तरह प्रवाह के लिए वापसी मार्ग प्रदान करता है।

चूंकि स्टील रोमिनेशन पर तांबा घुमावों से बने पारंपरिक रोटर की तुलना में रोटर वजन (द्रव्यमान) में बहुत हल्का होता है, रोटर अधिक तेज़ी से तेज़ी से बढ़ सकता है, अक्सर एक एमएस के तहत एक यांत्रिक समय को स्थिर करता है। यह विशेष रूप से सच है अगर घुमाव भारी तांबे की बजाय एल्यूमीनियम का उपयोग करते हैं। लेकिन चूंकि रोटर में गर्मी सिंक के रूप में कार्य करने के लिए कोई धातु द्रव्यमान नहीं है, यहां तक ​​कि छोटे कोरलेस मोटर्स को अक्सर मजबूर हवा द्वारा ठंडा किया जाना चाहिए। कोरलेसलेस डीसी मोटर डिज़ाइन के लिए अति ताप हो सकता है। आधुनिक सॉफ्टवेयर, जैसे मोटर-सीएडी, डिजाइन चरण में अभी भी मोटर्स की थर्मल दक्षता बढ़ाने में मदद कर सकते हैं।

इन प्रकारों में से डिस्क-रोटर प्रकार हैं, जो अगले खंड में अधिक विस्तार से वर्णित हैं।

सेलुलर फोन की कंपन चेतावनी कभी-कभी छोटे बेलनाकार स्थायी-चुंबक क्षेत्र के प्रकारों द्वारा उत्पन्न होती है, लेकिन डिस्क-आकार वाले प्रकार भी होते हैं जिनमें पतली मल्टीपलर डिस्क फ़ील्ड चुंबक होता है, और जानबूझकर असंतुलित मोल्ड-प्लास्टिक रोटर संरचना दो बंधुआ कोरलेस कॉइल्स के साथ होती है। धातु ब्रश और रोटर कॉइल्स के लिए एक फ्लैट कम्यूटेटर स्विच पावर।

संबंधित सीमित-यात्रा एक्ट्यूएटर के पास उच्च-प्रवाह पतली स्थायी चुंबक के ध्रुवों के बीच कोई कोर और बंधुआ कॉइल नहीं होता है। ये कठोर-डिस्क (“हार्ड डिस्क”) ड्राइव के लिए तेज़ हेड पोजीशनर हैं। यद्यपि समकालीन डिजाइन लाउडस्पीकरों से काफी अलग है, फिर भी यह “वॉयस कॉइल” संरचना के रूप में जाना जाता है, क्योंकि यह पहले से ही कठोर-डिस्क-ड्राइव सिर सीधे लाइनों में स्थानांतरित हो गया था, और ड्राइव की संरचना बहुत अधिक थी लाउडस्पीकर का।

पैनकेक या अक्षीय रोटर मोटर
मुद्रित आर्मेचर या पैनकेक मोटर में उच्च-प्रवाह मैग्नेट के सरणी के बीच चलने वाली डिस्क के रूप में आकार देने वाली विंडिंग्स होती है। मैग्नेट को एक सर्कल में व्यवस्थित किया जाता है जिसमें रोटर का सामना करना पड़ता है जिसमें अक्षीय वायु अंतराल बनाने के लिए अंतरिक्ष होता है। इस डिजाइन को आमतौर पर पैनकेक मोटर के रूप में जाना जाता है क्योंकि इसकी फ्लैट प्रोफ़ाइल है। सर्विडिस्क जैसे प्रौद्योगिकी के बाद से इस तकनीक के कई ब्रांड नाम हैं।

एक मुद्रित आर्मेचर मोटर में मुद्रित आर्मेचर (मूल रूप से मुद्रित सर्किट बोर्ड पर गठित) पेंच वाली तांबे की चादरों से बना होता है जो एक पतली कठोर डिस्क बनाने के लिए उन्नत कंपोजिट्स का उपयोग करके एक साथ टुकड़े टुकड़े कर दिए जाते हैं। मुद्रित आर्मेचर में ब्रश मोटर दुनिया में एक अद्वितीय निर्माण है जिसमें इसकी एक अलग अंगूठी कम्यूटेटर नहीं है। ब्रश सीधे आर्मेचर सतह पर चलते हैं जिससे पूरे डिजाइन को बहुत कॉम्पैक्ट बनाया जाता है।

एक वैकल्पिक विनिर्माण विधि एक फूल और पंखुड़ी आकार में एक केंद्रीय पारंपरिक कम्यूटेटर के साथ फ्लैट रखे घाव तांबा तार का उपयोग करना है। घुमाव आमतौर पर विद्युत epoxy पॉटिंग सिस्टम के साथ स्थिर कर रहे हैं। ये भरे हुए epoxies हैं जिनमें मध्यम, मिश्रित चिपचिपाहट और एक लंबे जेल का समय होता है। उन्हें कम संकोचन और कम एक्सोथर्म द्वारा हाइलाइट किया जाता है, और आम तौर पर यूएल 1446 को 180 डिग्री सेल्सियस, कक्षा एच रेटिंग के साथ एक पॉटिंग यौगिक के रूप में पहचाना जाता है।

लौह रहित डीसी मोटरों का अनूठा लाभ कॉगिंग की अनुपस्थिति है (लौह और चुंबक के बीच आकर्षण बदलने के कारण टोक़ विविधताएं)। परजीवी एडी धाराएं रोटर में नहीं बन सकती क्योंकि यह पूरी तरह से लोहे रहित है, हालांकि लौह रोटर्स टुकड़े टुकड़े कर रहे हैं। यह दक्षता में काफी सुधार कर सकता है, लेकिन परिवर्तनीय गति नियंत्रकों को कम विद्युत स्विच (& gt; 40 किलोहर्ट्ज) या डीसी का उपयोग विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की वजह से करना चाहिए।

इन मोटरों का मूल रूप से चुंबकीय टेप ड्राइव के कैपस्तान (ड्राइव) को चलाने के लिए आविष्कार किया गया था, जहां ऑपरेटिंग गति तक पहुंचने के लिए न्यूनतम समय और न्यूनतम रोक दूरी महत्वपूर्ण थी। पैनकेक मोटर्स का व्यापक रूप से उच्च प्रदर्शन सर्वो-नियंत्रित सिस्टम, रोबोट सिस्टम, औद्योगिक स्वचालन और चिकित्सा उपकरणों में उपयोग किया जाता है। अब उपलब्ध निर्माण की विविधता के कारण, तकनीक का उपयोग उच्च तापमान सेना से कम लागत वाले पंप और मूल सर्वो के अनुप्रयोगों में किया जाता है।

एक और दृष्टिकोण (मैग्नेक्स) दो रोटर्स के बीच सैंडविच किए गए एक स्टेटर का उपयोग करना है। इस तरह के एक डिजाइन ने 15 किलोवाट / किग्रा की चोटी की शक्ति, 7.5 किलोवाट / किग्रा के आसपास निरंतर बिजली का उत्पादन किया है। यह योकलेस अक्षीय प्रवाह मोटर धुरी से चुंबक को आगे रखते हुए, एक छोटा प्रवाह पथ प्रदान करता है।डिज़ाइन की अनुमति शून्य घुमावदार है; 100 प्रतिशत विंडिंग सक्रिय हैं। यह आयताकार-सेक्शन तांबा तार के उपयोग के साथ बढ़ाया जाता है। मोटर्स को समानांतर में काम करने के लिए रखा जा सकता है। यह सुनिश्चित करके इंस्टेंसियों को कम किया जाता है कि दो रोटर डिस्क स्टेटर डिस्क पर समान और विरोधी बल डालती हैं। रोटर्स चुंबकीय बलों को रद्द करते हुए शाफ्ट रिंग के माध्यम से सीधे एक-दूसरे से जुड़े होते हैं।

मैग्नेक्स मोटर्स व्यास में 15-5.4 मीटर (5.9 इंच -17 फीट 8.6 इंच) से आकार में हैं।

सर्वो मोटर
एक सर्वोमोटर एक मोटर है, जिसे अक्सर एक पूर्ण मॉड्यूल के रूप में बेचा जाता है, जिसका उपयोग स्थिति-नियंत्रण या गति नियंत्रण प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली के भीतर किया जाता है। सर्वोमोटर्स का उपयोग मशीन टूल्स, पेन प्लॉटर्स और अन्य प्रोसेस सिस्टम जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है। Servomechanism में उपयोग के लिए लक्षित मोटर्स गति, टोक़, और शक्ति के लिए अच्छी तरह से प्रलेखित विशेषताओं होना चाहिए। गति बनाम टोक़ वक्र काफी महत्वपूर्ण है और सर्वो मोटर के लिए उच्च अनुपात है। गतिशील प्रतिक्रिया विशेषताओं जैसे घुमावदार अधिष्ठापन और रोटर जड़ता भी महत्वपूर्ण हैं; ये कारक servomechanism पाश के समग्र प्रदर्शन को सीमित करते हैं। बड़े, शक्तिशाली, लेकिन धीमी प्रतिक्रिया वाले सर्वो लूप मोटर पर स्थिति या गति प्रतिक्रिया के साथ पारंपरिक एसी या डीसी मोटर और ड्राइव सिस्टम का उपयोग कर सकते हैं। जैसे ही गतिशील प्रतिक्रिया आवश्यकताओं में वृद्धि होती है, कोरलेस मोटर्स जैसे अधिक विशिष्ट मोटर डिज़ाइन का उपयोग किया जाता है। डीसी मोटर की तुलना में एसी मोटरों की श्रेष्ठ शक्ति घनत्व और त्वरण विशेषताओं स्थायी चुंबक तुल्यकालिक, बीएलडीसी, प्रेरण, और एसआरएम ड्राइव अनुप्रयोगों का पक्ष लेती है।

एक सर्वो प्रणाली कुछ stepper मोटर अनुप्रयोगों से अलग है कि मोटर चल रहा है, जबकि स्थिति प्रतिक्रिया लगातार जारी है। एक स्टेपर सिस्टम स्वाभाविक रूप से ओपन-लूप संचालित करता है – मोटर पर निर्भर करता है कि शॉर्ट टर्म सटीकता के लिए “मिस स्टेप” न करें – “होम” स्विच या मोटर सिस्टम के बाहर स्थित स्थिति एन्कोडर जैसी किसी भी प्रतिक्रिया के साथ। उदाहरण के लिए, जब एक ठेठ डॉट मैट्रिक्स कंप्यूटर प्रिंटर शुरू होता है, तो इसके नियंत्रक प्रिंट हेड स्टेपर मोटर ड्राइव को बाएं हाथ की सीमा तक बनाता है, जहां एक स्थिति सेंसर घर की स्थिति को परिभाषित करता है और स्टेपिंग रोकता है। जब तक बिजली चालू होती है, प्रिंटर के माइक्रोप्रोसेसर में एक बिडरेक्शनल काउंटर प्रिंट-हेड स्थिति का ट्रैक रखता है।

स्टेपर मोटर
स्टेपर मोटर्स अक्सर एक प्रकार की मोटर होती है जब सटीक घूर्णन की आवश्यकता होती है। एक स्टेपर मोटर में स्थायी चुंबक युक्त एक आंतरिक रोटर या मुख्य ध्रुवों के साथ चुंबकीय रूप से नरम रोटर को बाहरी चुंबकों के एक सेट द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो इलेक्ट्रॉनिक रूप से स्विच किए जाते हैं। एक स्टेपर मोटर को डीसी इलेक्ट्रिक मोटर और रोटरी सोलोनॉयड के बीच एक क्रॉस के रूप में भी सोचा जा सकता है। चूंकि प्रत्येक कॉइल बदले में सक्रिय होता है, रोटर ऊर्जावान घुमावदार ऊर्जा द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र के साथ स्वयं को संरेखित करता है। एक सिंक्रोनस मोटर के विपरीत, इसके आवेदन में, स्टेपर मोटर लगातार घूम नहीं सकती है; इसके बजाए, यह “कदम” -स्टारेट्स और फिर जल्दी से बंद हो जाता है-एक स्थिति से अगले तक फ़ील्ड विंडिंग्स को सक्रिय किया जाता है और क्रम में डी-एनर्जीकृत किया जाता है। अनुक्रम के आधार पर, रोटर आगे या पीछे की तरफ हो सकता है, और यह किसी भी समय मनमाने ढंग से दिशा, रोक, गति या धीमा हो सकता है।

सरल स्टेपर मोटर चालक पूरी तरह से ऊर्जा वायुमंडल को सक्रिय या पूरी तरह से ऊर्जा प्रदान करते हैं, जिससे रोटर को “कोग” तक सीमित संख्या में पदों तक पहुंचाया जाता है; अधिक परिष्कृत ड्राइवर क्षेत्रीय घुमावों के लिए बिजली को आनुपातिक रूप से नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे रोटर्स कोग पॉइंट्स के बीच स्थिति की अनुमति मिलती है और इस तरह अत्यंत आसानी से घुमाया जाता है। ऑपरेशन के इस मोड को अक्सर माइक्रोस्टेपिंग कहा जाता है। कंप्यूटर नियंत्रित स्टेपर मोटर्स पोजीशनिंग सिस्टम के सबसे बहुमुखी रूपों में से एक हैं, खासकर जब डिजिटल सर्वो-नियंत्रित प्रणाली का हिस्सा होता है।

स्टेपर मोटर्स को आसानी से अलग चरणों में एक विशिष्ट कोण पर घुमाया जा सकता है, और इसलिए कंप्यूटर फ्लॉपी डिस्केट ड्राइव में पढ़ने / लिखने के लिए हेड पोजिशनिंग के लिए स्टेपर मोटर्स का उपयोग किया जाता है। वे प्री-गीगाबाइट युग कंप्यूटर डिस्क ड्राइव में उसी उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाते थे, जहां हार्ड डिस्क ड्राइव के पढ़ने / लिखने वाले सिर की सही स्थिति के लिए पर्याप्त सटीकता और गति पर्याप्त थी। जैसे ही ड्राइव घनत्व में वृद्धि हुई, स्टेपर मोटर्स की सटीकता और गति सीमाओं ने उन्हें हार्ड ड्राइव के लिए अप्रचलित बना दिया- सटीक सीमा ने उन्हें अनुपयोगी बना दिया, और गति सीमा ने उन्हें असंगत बना दिया- इस प्रकार नई हार्ड डिस्क ड्राइव वॉयस कॉइल-आधारित हेड एक्ट्यूएटर सिस्टम का उपयोग करती है। (इस कनेक्शन में “वॉयस कॉइल” शब्द ऐतिहासिक है; यह एक ठेठ (शंकु प्रकार) लाउडस्पीकर में संरचना को संदर्भित करता है। इस संरचना का इस्तेमाल सिर के लिए थोड़ी देर के लिए किया जाता था। आधुनिक ड्राइवों में एक पिंडोट कॉइल माउंट होता है; कॉइल स्विंग्स पीछे और आगे, घुमावदार प्रशंसक के ब्लेड की तरह कुछ। फिर भी, एक आवाज कुंडल की तरह, आधुनिक एक्ट्यूएटर कॉइल कंडक्टर (चुंबक तार) बल की चुंबकीय रेखाओं के लंबवत स्थानांतरित होते हैं।)

ऑप्टिकल स्कैनिंग तत्व, प्रिंट हेड कैरिज (डॉट मैट्रिक्स और इंकजेट प्रिंटर के), और प्लेटिन या फीड रोलर्स को स्थानांतरित करने के लिए स्टेपर मोटर अक्सर कंप्यूटर प्रिंटर, ऑप्टिकल स्कैनर और डिजिटल फोटोकॉपीर्स में उपयोग किए जाते थे। इसी तरह, कई कंप्यूटर प्लॉटर्स (जो 1 99 0 के दशक के बाद से बड़े प्रारूप वाले इंकजेट और लेजर प्रिंटर के साथ प्रतिस्थापित किए गए हैं) कलम और प्लेटन आंदोलन के लिए रोटरी स्टेपर मोटर्स का इस्तेमाल करते थे; यहां सामान्य विकल्प या तो रैखिक स्टेपर मोटर्स या बंद-लूप एनालॉग नियंत्रण प्रणाली वाले सर्वोमोटर्स थे।

तथाकथित क्वार्ट्ज एनालॉग wristwatches में सबसे आम सामान्य कदम मोटर्स होते हैं; उनके पास एक कॉइल है, बहुत कम शक्ति खींचती है, और एक स्थायी चुंबक रोटर है। एक ही तरह की मोटर बैटरी बैटरी संचालित क्वार्ट्ज घड़ियों ड्राइव करता है। इनमें से कुछ घड़ियों, जैसे क्रोनोग्रफ़, में एक से अधिक स्टेपिंग मोटर होती है।

डिजाइन में तीन चरण एसी सिंक्रोनस मोटर, स्टेपर मोटर्स और एसआरएम को डिजाइन में समेकित रूप से परिवर्तनीय अनिच्छा मोटर प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। स्टेपर मोटर अक्सर कंप्यूटर प्रिंटर, ऑप्टिकल स्कैनर, और कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण (सीएनसी) मशीनों जैसे राउटर, प्लाज्मा कटर और सीएनसी lathes में उपयोग किया जाता था।

गैर चुंबकीय मोटर
एक इलेक्ट्रोस्टैटिक मोटर विद्युत प्रभार के आकर्षण और प्रतिकृति पर आधारित है। आम तौर पर, इलेक्ट्रोस्टैटिक मोटर परंपरागत कॉइल-आधारित मोटरों के दोहरे होते हैं। उन्हें आम तौर पर उच्च वोल्टेज बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है, हालांकि बहुत छोटे मोटर्स कम वोल्टेज का उपयोग करते हैं। परंपरागत इलेक्ट्रिक मोटर इसके बजाय चुंबकीय आकर्षण और प्रतिकृति को नियोजित करते हैं, और कम वोल्टेज पर उच्च वर्तमान की आवश्यकता होती है। 1750 के दशक में, पहला इलेक्ट्रोस्टैटिक मोटर्स बेंजामिन फ्रैंकलिन और एंड्रयू गॉर्डन द्वारा विकसित किए गए थे। आज, इलेक्ट्रोस्टैटिक मोटर को माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस) में लगातार उपयोग मिलता है जहां उनके ड्राइव वोल्टेज 100 वोल्ट से नीचे होते हैं, और जहां चलती है, चार्ज प्लेटें कोयलों ​​और लौह कोरों से बनाने के लिए कहीं अधिक आसान होती हैं। इसके अलावा, जीवित कोशिकाओं को चलाने वाली आणविक मशीनरी अक्सर रैखिक और रोटरी इलेक्ट्रोस्टैटिक मोटरों पर आधारित होती है।

एक पाइज़ोइलेक्ट्रिक मोटर या पायजो मोटर एक इलेक्ट्रिक फ़ील्ड लागू होने पर पाइज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री के आकार में परिवर्तन के आधार पर इलेक्ट्रिक मोटर का एक प्रकार है। पिइज़ोइलेक्ट्रिक मोटर्स कन्वर्स पायज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करते हैं जिससे सामग्री रैखिक या रोटरी गति उत्पन्न करने के लिए ध्वनिक या अल्ट्रासोनिक कंपन उत्पन्न करती है। एक तंत्र में, एक ही विमान में लम्बाई का उपयोग सीरीज़ फैलाने और स्थिति को बनाए रखने के लिए किया जाता है, कैटरपिलर के रास्ते के समान।

एक विद्युत संचालित अंतरिक्ष यान प्रणोदन प्रणाली बाहरी अंतरिक्ष में अंतरिक्ष यान को आगे बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रिक मोटर तकनीक का उपयोग करती है, अधिकांश प्रणालियों विद्युत गतिशील प्रणोदक पर उच्च गति के आधार पर चलती हैं, कुछ प्रणालियों चुंबकीयमंडल के प्रणोदन के इलेक्ट्रोडडायनामिक टेटर्स सिद्धांतों पर आधारित होती हैं।