विद्युतीय मोटर

विद्युतीय मोटर (:en:Electric motor) एक विद्युतीय  उपकरण हो जसबाट  विद्युतीय उर्जालाई यान्त्रिक शक्तिमा रूपान्तरण गरिन्छ । अधिकांश  विद्युतीय मोटरको संचालन मोटरको चुम्बकीय क्षेत्र र मोटरको शाफ्टमा टर्कको रूपमा बल उत्पन्न गर्नको लागि तार घुमाउने विद्युतीय प्रवाह बीचको अन्तरक्रिया मार्फत हुन्छ। विद्युतीय जनरेटर ले यान्त्रिक शक्तिलाई विद्युतीय उर्जामा रुपान्तरण गर्छ जुन मोटरको विपरित कार्य हो ।

विद्युतीय मोटर डिसी विद्युत (DC) स्रोतहरू जस्तै ब्याट्री वा रेक्टिफायरहरूद्वारा वा एसी विद्युत  (AC) स्रोतहरू, जस्तै पावर ग्रिड, इन्भर्टर वा विद्युतीय जेनेरेटरहरूबाट संचालित गर्न सकिन्छ।

मानक मोटरहरूले औद्योगिक प्रयोगको लागि शक्ति प्रदान गर्दछ। सबैभन्दा ठूलो मोटरहरू, जुन १०० मेगावाट भन्दा अधिक क्षमताको हुन्छ, जहाज प्रोपल्सन, पाइपलाइन कम्प्रेसन र पम्प-भण्डारण हरूमा उपयोग  गरिन्छ।

मोटरको उपयोगिताहरूमा औद्योगिक फ्यान, ब्लोअर र पम्प, मेसिन उपकरण, घरेलु उपकरणहरू, पावर उपकरण, सवारी साधन, र डिस्क ड्राइभहरू समावेश छन्। विद्युतीय घडीहरूमा साना मोटरहरू फेला पार्न सकिन्छ। केहि उपयोगिताहरूमा, जस्तै ट्र्याक्सन मोटरहरूसँग पुन: उत्पन्न ब्रेकिङमा, विद्युतीय मोटरहरूलाई उर्जा पुन: प्राप्ति गर्नका लागि जेनेरेटरको रूपमा रिभर्समा प्रयोग गर्न सकिन्छ जुन अन्यथा ताप र घर्षणको रूपमा हराउन सक्छ।

 इतिहास 

 प्रारम्भिक मोटर 
अङ्गुठाकार| फराडेको विद्युत चुम्बकीय प्रयोग, १८२१, विद्युतीय ऊर्जालाई गतिमा रूपान्तरणको पहिलो प्रदर्शन 
आधुनिक विद्युत चुम्बकीय मोटर भन्दा पहिले, इलेक्ट्रोस्टेटिक बलद्वारा काम गर्ने प्रयोगात्मक मोटरहरूको अनुसन्धान गरिएको थियो। पहिलो विद्युतीय मोटरहरू साधारण इलेक्ट्रोस्टेटिक उपकरणह थिए, जसको वर्णन १७४० को दशकमा स्कटिश पादरी एन्ड्रयू गोर्डन र अमेरिकी बेन्जामिन फ्रान्कलिनको प्रयोगमा गरिएको छ । Tom McInally, The Sixth Scottish University. The Scots Colleges Abroad: 1575 to 1799 (Brill, Leiden, 2012) p. 115 Oleg D. Jefimenko (1973). Electrostatic Motors, Their History, Types, and Principles of Operation, Electret Scientific Company. pp. 22–45 त्यसको  पछाडिको सैद्धान्तिक सिद्धान्त, कूलम्बको नियम, १७७१ मा  हेनरी क्याभेन्डिसले पत्ता लगाएका थिए थिए तर प्रकाशित गरिएको थिएन। यो नियम १७८५ मा चार्ल्स-"अगस्टिन डे कोलोम्ब"ले स्वतन्त्र रूपमा पत्ता लगाएको थिए, जसले यसलाई प्रकाशित गरे र अहिले यसलाई उनको नामबाट चिनिन्छ।  आवश्यक उच्च भोल्टेजहरू उत्पन्न गर्न कठिनाईको कारण, इलेक्ट्रोस्टेटिक मोटरहरू व्यावहारिक उद्देश्यका लागि प्रयोग गरिएन।

अलेसान्द्रो भोल्टाद्वारा १७९९ मा इलेक्ट्रोकेमिकल ब्याट्री को आविष्कारले अविरल विद्युत प्रवाहको उत्पादन सम्भव भयो। ह्यान्स क्रिस्चियन अर्स्टेडले १८२० मा "विद्युतीय प्रवाहले चुम्बकीय क्षेत्र सिर्जना गर्दछ, जसले चुम्बकमा बल प्रयोग गर्न सक्छ" भन्ने पत्ता लगाए। विद्युत चुम्बकीय अन्तरक्रियाको पहिलो ढाँचा विकास गर्न र विद्युतीय प्रवाह र चुम्बकीय क्षेत्रको अन्तरक्रियाद्वारा मेकानिकल बलको उत्पादनको वर्णन गर्ने एम्पेर फोर्स नियम (Ampère's force law) प्रस्तुत गर्न आन्द्रे-मारी एम्पीयरलाई केही हप्ता मात्र लाग्यो। 

रोटरी गतिको मोटरको पहिलो प्रदर्शन माइकल फाराडेले ३ सेप्टेम्बर १८२१  मा रोयल इन्स्टिच्युसनको बेसमेन्ट मा गरेका थिए। 
अङ्गुठाकार|An electric motor presented to Kelvin by James Joule in 1842, Hunterian Museum, Glasgow
१८२७ मा, हंगेरीयन भौतिकशास्त्री एनियोस जेड्लिक ले इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक कोइल(Electromagnetic coil) को प्रयोग सुरु गरे। उनले निरन्तर घुमन (continuous rotation) को प्राविधिक समस्यालाई कम्युटेटरको अविस्कार गरेर समाधान गरे र उनले उनका प्रारम्भिक उपकरणको नाम "इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक सेल्फ-रोटर electromagnetic self-rotors" दिए। १८२८ मा जेड्लिकले तीन प्रमुख अंग :स्टेटर, रोटर र कम्युटेटर भएको व्यवहारिक डिसी मोटर प्रस्तुत गरे । यो उपकरणमा कुनै पनि स्थायी चुम्बकको प्रयोग हुँदैन। स्थिर र घुम्ने हिस्सा दुबैको चुम्बकीय क्षेत्रको निर्माण तिनीहरूको वाइन्डिङमा प्रवाह हुने करेन्टबाट हुन्छ।    

 डीसी मोटर 
मेसिनरी घुमाउन सक्षम पहिलो कम्युटेटर डीसी इलेक्ट्रिक मोटर को आविस्कार १८३२ मा  इल्याण्डका वैज्ञानिक विलियम स्टर्जन द्वारा भएको थियो। स्टर्जनको काम पछि, अमेरिकी आविष्कारक थोमस डेभेनपोर्ट र एमिली डेभेनपोर्ट ले कम्युटेटर-प्रकारको डिसी करेन्ट इलेक्ट्रिक मोटर निर्माण गरे, जसलाई उनले १८३७ मा पेटेन्ट गरे। मोटरहरू ६०० आरपीएम (चक्का प्रति मिनेट) मा घुम्यो, र संचालित मेशिन उपकरणहरू र एक छापाखानालाई उर्जा प्रदान गर्थ्यो। प्राइमरी ब्याट्री पावरको उच्च लागतको कारण, मोटरहरू व्यावसायिक रूपमा असफल भए र डेभेनपोर्ट टाट पल्टिए। धेरै आविष्कारकहरूले डिसी मोटरहरूको विकासमा स्टर्जनलाई पछ्याए, तर सबैले ब्याट्री लागत एउटै समस्या समस्याको सामना गरे। त्यतिबेला बिजुली वितरणको व्यवस्था नभएकाले यी मोटरको व्यावहारिक व्यापारिक बजार देखिएन ।

मे १८३४ मा प्रसियन/रूसी मोरिट्ज भोन जेकोबीले पहिलो वास्तविक घुम्ने विद्युतीय मोटरको बिकास गरे। यसको  मेकानिकल आउटपुट पावर उल्लेखनीय थियो। उनको मोटरले विश्व कीर्तिमान कायम गर्यो, जसलाई ज्याकोबीले चार वर्षपछि सेप्टेम्बर १८३८ मा सुधार गरे।>. उनको दोस्रो मोटरले नदीमा १४ जना मानिस सहितको डुङ्गा चलाउन सक्ने शक्तिशाली थियो। 

१८५५ मा, जेडलिकले आफ्नो इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक सेल्फ-रोटर(electromagnetic self-rotors)मा प्रयोग हुने समान सिद्धान्तहरू प्रयोग गरेर उपयोगी काम गर्न सक्षम हुने उपकरण बनाए। उनले सोही वर्ष विद्युतीय गाडीको मोडल बनाए ।

 एसी मोटर 

१८२४ मा, फ्रान्सेली भौतिकशास्त्री फ्रान्कोइस अरागो (François Arago)ले हातले स्विच अन र अफ गरेर  रोटेटिङ म्याग्नेटिक फिल्डको अस्तित्व प्रतिपादन गरे। जसलाई वाल्टर बेलीले १८७९ मा पहिलो सामान्य इन्डक्सन मोटरको रूपमा प्रदर्शन गरे। १८८० को दशकमा धेरै आविष्कारकहरूले कार्य सक्षम एसी मोटरहरू विकास गर्ने प्रयास गरिरहेका थिए किनभने लामो दूरीको  उच्च-भोल्टेज प्रसारणमा एसीको फाइदाजनक हुन्छ ।

पहिलो एसी कम्युटेटररहित  इन्डक्सन मोटरको आविस्कार १८८५ मा ग्यालिलियो फेरारिसले गरेका थिए। फेरारिसले सन् १८८६मा थप उन्नत सेटअपहरू उत्पादन गरेर आफ्नो पहिलो डिजाइन सुधार गर्न सक्षम भयो।

 २१औं शताब्दी  
२०२२ मा, विद्युतीय मोटरको खरिद बिक्री ८० करोड इकाई अनुमान गरिन्छ, जुन बार्षिक १०% ले वृद्धि भएको छ। विद्युतीय मोटरले विश्वव्यापी बिजुलीको ≈५०% खपत गर्छ । 

 अंग 
दायाँ|अङ्गुठाकार| इलेक्ट्रिक मोटर रोटर (बाँया) र स्टेटर (दायाँ)
विद्युतीय मोटरको दूई मेकानिकल भाग हुन्छ: रोटर, जुन घुम्छ , र स्टेटर, जुन स्थिर रहन्छ। इलेक्ट्रिकल अनुसार, मोटरको दुई हिस्सा हुन्छ, फिल्ड म्याग्नेट र आर्मेचर, यी मध्ये एक रोटर संग र अर्को स्टेटरसंग जोडिन्छ। यिनीहरूले म्याग्नेनिक सर्किट बनाउँछन् । Section 1.2.2 म्याग्नेटले म्याग्नेटिक फिल्ड बनाउँछ, जुन आर्मेचार हुँदै पार हुन्छ । यो विद्युतीय चुम्बक वा स्थायी चुम्बक हुन सक्छ। प्रायः फिल्ड म्याग्नेट स्टेटर र आर्मेचार रोटरमा हुन्छ, तर यी उल्टो पनि हुन सक्छ। 

 बियरिङ
 रोटर
 ग्याप
 स्टेटर
 आर्मेचर
 कम्युटेटर

 प्रकारहरू 
 डिसी मोटर
एसी मोटर
इन्डक्सन मोटर
 सिङ्क्रोनस मोटर
 सञ्चालन सिद्धान्त 
विद्युतीय मोटरहरूको आधारभूत उद्देश्य विद्युत चुम्बकीय बल/टर्क उत्पन्न गरेर स्टेटर र रोटरको बीचमा सापेक्ष गति (जस्तै बाह्य बल/टोर्क विरुद्ध बल/टर्क लागू गर्ने र रेखीय गति/रोटेशनल गति गर्ने) सिर्जना गर्नु हो। यसरी, विद्युतीय मोटरले विद्युतीय ऊर्जा लिएर यान्त्रिक कार्य गर्दछ।

 बल र टर्क 

 पावर 

सन्दर्भ सामग्रीहरू

श्रेणी:इलेक्ट्रिकल इन्जिनियरिङ
श्रेणी:ऊर्जा रूपान्तरण
श्रेणी:विद्युतीय उपकरण