उद्योग में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रिक मोटर्स चुंबकों और कॉइल्स का उपयोग करके बिजली को गति में बदलकर काम करते हैं। जब एसी पावर बाहर की ओर लगी कॉइल्स (जिन्हें स्टेटर वाइंडिंग्स कहा जाता है) पर पहुंचती है, तो मोटर के अंदर एक घूमता हुआ चुंबकीय क्षेत्र बनता है। अगला जो होता है, वास्तव में काफी दिलचस्प है - यह चुंबकीय क्षेत्र मोटर के आंतरिक भाग (रोटर) में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण नामक कुछ चीज़ों के माध्यम से अपनी स्वयं की धारा उत्पन्न करता है, जिसके बाद टॉर्क के रूप में जानी जाने वाली मरोड़ बल उत्पन्न होता है। उद्योग के आंकड़े दिखाते हैं कि कारखानों में लगभग एक तिहाई से लेकर लगभग आधे तक विद्युत उपकरण इसी प्रकार के मोटर्स पर चलते हैं। विचार करें कि असेंबली लाइनों पर पार्ट्स को ले जाने वाले कन्वेयर बेल्ट या पाइपलाइनों के माध्यम से तरल पदार्थों को धकेलने वाले बड़े पंप कैसे काम करते हैं। इनमें से अच्छी दक्षता प्राप्त करना वास्तव में इस बात पर निर्भर करता है कि चुंबकीय क्षेत्र रोटर के अंदर हो रही चीजों के साथ कितनी अच्छी तरह से संरेखित हैं। यहां तक कि छोटे से छोटा असंरेखण भी समय के साथ बड़ा अंतर डाल सकता है।
प्रत्येक मोटर प्रकार अलग-अलग संचालन आवश्यकताओं की सेवा करते हैं, जो प्रतिक्रियाशीलता, लागत और विश्वसनीयता के बीच संतुलन बनाते हैं।
मोटर्स कैसे काम करती हैं, यह वास्तव में उनमें मौजूद विद्युत चुंबकीय बलों पर निर्भर करता है। जब स्टेटर को प्रत्यावर्ती धारा (AC) से ऊर्जा मिलती है, तो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, जिसके कारण रोटर फैराडे के विद्युत चुंबकीय प्रेरण के सिद्धांत के अनुसार घूमता है, ऐसा ही कुछ जैसे एक चुंबक धातु की वस्तुओं को अपनी ओर खींचता है। अधिकांश उच्च गुणवत्ता वाली औद्योगिक मोटर्स विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक गति में 89% से 95% तक की दक्षता के साथ परिवर्तित कर सकती हैं, हालांकि यह डिज़ाइन विन्यासों के आधार पर अलग-अलग हो सकता है। अधिक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र का मतलब अधिक टॉर्क होता है, इसीलिए निर्माता भारी उपकरणों जैसे रॉक क्रशर और प्लास्टिक एक्सट्रूज़न मशीनों में लगातार शक्ति प्रस्ताव की आवश्यकता होती है, जहां विशेष वाइंडिंग तकनीकों के विकास में बहुत समय लगाया जाता है।
एसी मोटर्स घूमते हुए चुंबकीय क्षेत्र को बनाकर काम करती हैं और उन झंझट भरे कम्यूटेटर्स की आवश्यकता नहीं होती, जिससे इन्हें पूरे दिन चलने वाले बड़े पैमाने पर शक्ति के कार्यों के लिए उत्तम बनाता है। उदाहरण के लिए औद्योगिक पंप, वायु संपीड़क या कारखानों में कन्वेयर बेल्ट। दूसरी ओर, डीसी मोटर्स में ब्रश और कम्यूटेटर होते हैं जो बिजली स्थानांतरित करते समय वास्तव में स्पर्श करते हैं। यह व्यवस्था ऑपरेटरों को भार में परिवर्तन होने पर भी गति और टोक़ को काफी सटीकता से समायोजित करने की अनुमति देती है, जो कागज मिलों या इस्पात उत्पादन सुविधाओं जैसे स्थानों पर बहुत महत्वपूर्ण होता है। अधिकांश उद्योग एसी मोटर्स के साथ रहते हैं क्योंकि उनके लिए समय के साथ कम रखरखाव की आवश्यकता होती है और वे अधिक समय तक चलती हैं। लेकिन अभी भी ऐसी बहुत सी परिस्थितियाँ हैं जहाँ डीसी मोटर्स उचित होती हैं, खासकर जब कभी किसी को मोटर प्रदर्शन पर वास्तव में सूक्ष्म नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
तुल्यकालिक एसी मोटर्स उन गतियों पर घूमती हैं जो आपूर्ति आवृत्ति के सटीक मिलान में होती हैं, जो मशीन टूल्स या जनरेटर जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होती हैं जिनमें सटीकता की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर, प्रेरण मोटर्स थोड़ी धीमी गति से चलती हैं क्योंकि उनमें 'स्लिप' नामक कुछ होता है, लेकिन जो उन्हें गति में कमी होती है उसे वे स्वयं शुरू करने की क्षमता और कठिन परिस्थितियों का सामना करने में सक्षम होने के लिए भरपाई करते हैं। ये अतुल्यकालिक मोटर्स आज कारखानों में स्थापित सभी मोटर्स का लगभग 70% हिस्सा लेती हैं, और लोग उन पर भूमिगत खानों और सीवेज संयंत्रों जैसी कठिन परिस्थितियों में निर्भर करते हैं जहां धूल और नमी कमजोर उपकरणों को नष्ट कर देगी। अधिकांश संयंत्र प्रेरण मोटर्स को चुनते हैं क्योंकि वे लगातार काम के शिफ्ट के लिए पर्याप्त सीधी और टिकाऊ होती हैं। तुल्यकालिक मॉडल फिर भी अपनी जगह बनाए रखते हैं, विशेष रूप से जब कभी किसी को सटीक गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है या यह सुधारना चाहते हैं कि प्रणाली में बिजली का उपयोग कितना कुशलतापूर्वक हो रहा है।
| मानदंड | एक-फ़ेज़ इंडक्शन मोटर्स | त्रि-कला प्रेरण मोटर्स |
|---|---|---|
| शक्ति इनपुट | 230V आवासीय वोल्टेज | 400V+ औद्योगिक वोल्टेज |
| प्रारंभिक बलाघूर्ण | मध्यम (स्टार्टर सर्किट की आवश्यकता होती है) | उच्च (स्व-प्रारंभ क्षमता) |
| विशिष्ट अनुप्रयोग | छोटी मशीनरी, एचवीएसी प्रशंसक | भारी कंप्रेसर, उत्पादन लाइनें |
| दक्षता | 60–75% | 85–95% |
एकल-कला मोटर्स छोटे उपकरणों के लिए उपयोग की जाती हैं जहाँ त्रि-कला बिजली उपलब्ध नहीं होती। इसके विपरीत, त्रि-कला मोटर्स उत्कृष्ट दक्षता और बलाघूर्ण प्रदान करती हैं, जो निरंतर संचालन में ऊर्जा की हानि को तकरीबन 30% तक कम कर देती है—जिसके कारण औद्योगिक क्षेत्रों में इनका व्यापक दायरा है।
प्रेरण मोटर में रोटर के अंदर एल्यूमीनियम या तांबे के बने हुए ठोस बार होते हैं। ये मोटर्स काफी मजबूत होती हैं और इनकी मरम्मत की आवश्यकता बहुत कम होती है, जिसके कारण ये कारखानों में सेंट्रीफ्यूजल पंपों और कन्वेयर बेल्टों जैसी चीजों के लिए बहुत अच्छी होती हैं। दूसरी ओर, वाउंड रोटर मोटर्स अलग तरीके से काम करती हैं। इनमें मोटर के आवरण के बाहर स्लिप रिंग्स से जुड़े तार के घुमाव होते हैं। इस व्यवस्था का उद्देश्य ऑपरेटर्स को प्रतिरोध के स्तर को समायोजित करने की अनुमति देना है, कभी-कभी सामान्य मोटर्स की तुलना में शुरुआती टॉर्क को दोगुना तक बढ़ा देता है। ऐसे नियंत्रण की बहुत आवश्यकता भारी मशीनरी जैसे लिफ्टों या चट्टानों को पीसने वाले उपकरणों में होती है, जहां चीजों को चलाने के लिए अतिरिक्त प्रयास की आवश्यकता होती है। अधिकांश औद्योगिक स्थलों पर प्रेरण मोटर्स का उपयोग किया जाता है क्योंकि ये सरल और मरम्मत के लिए सस्ती होती हैं। फिर भी, यह नकारा नहीं जा सकता कि वाउंड रोटर मोटर्स का अपना स्थान उन विनिर्माण स्थलों में होता है जहां सॉफ्ट स्टार्ट या परिचालन के दौरान परिवर्तनीय गति की आवश्यकता होती है।
औद्योगिक विद्युत मोटर्स में शामिल होते हैं तीन प्राथमिक संरचनात्मक तत्व :
ये घटक मांग वाले वातावरण में लंबे समय तक प्रदर्शन सुनिश्चित करते हैं:
आधुनिक मोटर्स में शामिल हैं:
उचित स्थापन से आर्क फ्लैश घटनाओं में 31% की कमी होती है और औद्योगिक पावर नेटवर्क में समग्र ऊर्जा स्थानांतरण दक्षता बढ़ती है।
दुनिया भर में उद्योग में इस्तेमाल होने वाली लगभग 40 से 50 प्रतिशत बिजली एसी प्रेरण मोटर्स में जाती है क्योंकि ये मोटर्स लंबे समय तक चलती हैं, कुशलता से काम करती हैं, और बहुत अधिक रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है। अधिकांश औद्योगिक मशीनरी भी उन पर चलती है लगभग सात में से दस मशीनें वास्तव में, विशेष रूप से पंप, वायु कंप्रेसर, और उन प्रणालियों जैसे कि कारखानों के चारों ओर सामग्री ले जाने वाली चीजें। अमेरिकी ऊर्जा विभाग के आंकड़ों के अनुसार, विनिर्माण में खपत होने वाली बिजली का लगभग दो तिहाई भाग किसी प्रकार की मोटर प्रणाली को बिजली देने के लिए समाप्त होता है। तीन चरणों के प्रेरण मोटर्स वास्तव में कठिन अनुप्रयोगों से निपटने के लिए पसंद की जाने वाली होती हैं। उन्हें इतना उपयोगी बनाने वाला यह है कि वे नियमित विद्युत ग्रिड के साथ अच्छी तरह से खेलते हैं और वे चर आवृत्ति ड्राइव के साथ काम कर सकते हैं जो ऑपरेटरों को मौजूदा बुनियादी ढांचे को पूरी तरह से फिर से डिजाइन किए बिना आवश्यकता के अनुसार गति को समायोजित करने की अनुमति देता है।
ऊर्जा विभाग के पिछले वर्ष के आंकड़ों के अनुसार, आज की AC प्रेरण मोटर्स आधा भार से लेकर पूर्ण क्षमता तक चलने पर लगभग 95% दक्षता बनाए रखती हैं। ये काफी कठोर परिस्थितियों का भी सामना कर सकती हैं और 50 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान वाले स्थानों पर भी विश्वसनीय रूप से काम करती हैं। इन मोटर्स में IP66 सुरक्षा रेटिंग भी है, जिससे धूल और गंदगी अंदर नहीं जा सकती और इसे खराब नहीं कर सकती। इंजीनियरों ने पाया है कि टॉर्क सेटिंग्स को समायोजित करने से खदानों जैसे खराब वातावरण में इन मोटर्स का जीवनकाल लगभग 37% अधिक बढ़ जाता है, जहां कंपन लगातार बना रहता है। यह सब विशेषताएं स्पष्ट करती हैं कि निर्माण सुविधाओं और प्रसंस्करण संयंत्रों में बिजली ठप होने की अनुमति नहीं दी जा सकती है, ऐसे में AC प्रेरण मोटर्स पर इतना अधिक भरोसा क्यों किया जाता है।
प्रयोगशाला परीक्षणों में, स्थायी चुंबक समकालिक मोटर्स (पीएमएसएम) अन्य प्रकारों की तुलना में आमतौर पर 2 से 4 प्रतिशत तक अधिक दक्षता दर्शाती हैं। हालांकि, अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए जाने वाली पसंद एसी प्रेरण मोटर्स ही बनी रहती हैं। क्यों? इन प्रेरण मोटरों के उत्पादन लागत पीएमएसएम की तुलना में लगभग 28 प्रतिशत कम होती है, इसके अलावा ये दुर्लभ पृथ्वी सामग्री पर निर्भर नहीं करते, जिससे संकट के समय आपूर्ति श्रृंखला के लिए ये बहुत बेहतर होते हैं। हाल की उपलब्धियों ने स्मार्ट नियंत्रण प्रणालियों को लागू किया है, जो ऑपरेटरों को वास्तविक समय में भार स्थितियों के आधार पर प्रदर्शन पैरामीटर्स को समायोजित करने की अनुमति देता है। ये सुधार वास्तव में दक्षता में 8 से 12 प्रतिशत तक की वृद्धि कर सकते हैं, साथ ही मोटर्स के प्रतिस्थापन की आवश्यकता से पहले उनके जीवन काल को भी बढ़ा सकते हैं। बाजार के आंकड़ों पर नज़र डालने पर, हम पाते हैं कि भारी औद्योगिक क्षेत्रों में तीन चरण प्रेरण मोटर्स लगभग 67.9 प्रतिशत बाजार हिस्सेदारी बनाए रखते हैं, जो यह साबित करता है कि उद्योग 4.0 परिवर्तनों की बात के बावजूद भी ये बिल्कुल अप्रचलित नहीं हैं।
बिजली के मोटर्स पिछले वर्ष के अनुसार यू.एस. ऊर्जा विभाग के अनुसार सभी औद्योगिक बिजली खपत के लगभग 54 प्रतिशत के लिए ज़िम्मेदार हैं, जिसका मुख्य कारण यह है कि कारखानों को तरल पदार्थों और सामग्री को आसानी से ले जाने के लिए इनकी आवश्यकता होती है। अधिकांश नगरपालिका जल प्रणालियाँ उन बड़े पंपों को चलाने के लिए तीन-चरण प्रेरण मोटर्स पर निर्भर करती हैं ताकि पड़ोसी क्षेत्रों में जल दबाव स्थिर बना रहे। कार निर्माण के फर्श पर, ये मोटर्स उच्च गति से चलने वाली कन्वेयर बेल्ट को शक्ति प्रदान करते हैं जो कभी-कभी प्रति मिनट 120 फीट तक के वेग से फैक्ट्री फर्श पर पुर्जे ले जाती हैं। केंद्रीय तापन और शीतलन वाली इमारतों के लिए, अपकेंद्रीय संपीड़क इन मोटर्स द्वारा प्रदान किए गए मजबूत प्रारंभिक टोक़ पर भारी निर्भर रहते हैं। इस बीच, भंवर प्रशीतन की विशाल आवश्यकताओं के सामना करते समय एक्सियल प्रशंसक इनकी चिकनाई से त्वरण करने की क्षमता से लाभान्वित होते हैं, जैसे कि भंडारगृहों या वाणिज्यिक स्थानों में।
2024 में एक औद्योगिक स्वचालन अध्ययन ने मध्य पश्चिम में एक ऑटो प्लांट की जांच की, जिसने अपने 2.4 मील के कन्वेयर नेटवर्क को IE4-वर्ग की मोटरों में अपग्रेड किया। इस परिवर्तन से वार्षिक ऊर्जा लागत में 18% की कमी आई और प्रणाली की विश्वसनीयता में सुधार हुआ, तीनों पालियों में 99.3% तक निर्बाधता बनाए रखी। प्रमुख परिणामों में शामिल हैं:
| मीट्रिक | अपग्रेड से पहले | अपग्रेड के बाद |
|---|---|---|
| ऊर्जा लागत/मील | $1,240/महीना | 1,017 डॉलर/माह |
| रखरखाव घंटे/माह | 14.2 घंटे | 8.7 घंटे |
अपग्रेड में वास्तविक समय निगरानी के लिए आईओटी सेंसर्स को भी शामिल किया गया, जो पूर्वानुमानित रखरखाव की ओर बढ़ती प्रवृत्ति को दर्शाता है।
यूरोपीय संघ की ईकोडिज़ाइन 2027 निर्देश जैसे नियम कंपनियों को पुरानी IE2 मोटर्स को नई IE4 और IE5 मोटर्स से बदलने के लिए मजबूर कर रहे हैं, जो ऊर्जा के अपव्यय को लगभग 20 से 30 प्रतिशत तक कम कर देती हैं। 2023 में किसी स्थान पर एक खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र की ऊर्जा विभाग द्वारा जांच करवाए जाने पर क्या हुआ, इस पर एक नज़र डालिए। उन्होंने पाया कि 1,200 हॉर्सपावर की कुल क्षमता वाले सभी पंप मोटर्स को स्थायी चुंबक समकालिक तकनीक के साथ बदल देने के बाद कंपनी हर साल लगभग सात लाख चालीस हजार डॉलर की बचत कर रही थी। काफी प्रभावशाली बचत है, सही कहा ना? आजकल नई स्वचालित उत्पादन लाइनों की स्थापना करने वाले निर्माता अपनी रोबोटिक बाहों और कंप्यूटर नियंत्रित मशीनिंग केंद्रों को सुसज्जित करते समय कम से कम 95% दक्षता वाली मोटर्स के लिए सीधे जाते हैं। अगर वे पावर लागत को नियंत्रण में रखते हुए प्रतिस्पर्धी बने रहना चाहते हैं तो यह तर्कसंगत भी है।
मोटर्स की नवीनतम पीढ़ी में एआई-आधारित पूर्वानुमान विश्लेषण शामिल होना शुरू हो गया है, और प्रारंभिक परीक्षणों से पता चलता है कि अप्रत्याशित खराबियों में लगभग 40% की कमी आई है। डिजिटल ट्विन तकनीक के साथ, निर्माण संयंत्र इन मोटरों के कठोर परिस्थितियों में प्रदर्शन कैसा रहेगा, यह बहुत पहले परीक्षण कर सकते हैं, जब तक कि उन्हें स्थल पर स्थापित नहीं किया जाता। आगे देखते हुए, बाजार पूर्वानुमान सुझाव देते हैं कि 2028 तक आने वाली सभी नई औद्योगिक मोटर्स में से लगभग दो तिहाई 5G संचालित एज कंप्यूटिंग के साथ संगत होंगी। इससे उन तेजी से चलने वाली पैकेजिंग लाइनों के लिए आवश्यक तुरंत टोक़ परिवर्तन करने में सक्षमता मिलती है। हम निश्चित रूप से उद्योग को पूरी तरह से स्मार्ट मोटर नेटवर्क की ओर बढ़ते हुए देख रहे हैं, जहाँ सब कुछ बिना किसी रुकावट के एक साथ काम करता है।
औद्योगिक विद्युत मोटर्स के मुख्य प्रकारों में प्रेरण मोटर्स, ब्रश वाली डीसी मोटर्स और सर्वो मोटर्स शामिल हैं। प्रत्येक प्रकार विभिन्न संचालन आवश्यकताओं के लिए सेवा प्रदान करता है और टिकाऊपन, नियंत्रण और लागत-दक्षता के संदर्भ में विभिन्न लाभ प्रदान करता है।
एसी इंडक्शन मोटर्स को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि इनका लंबा जीवनकाल, उच्च दक्षता, कम रखरखाव आवश्यकताएं और वैरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव के साथ सुगमता, जो औद्योगिक वातावरण में भारी भूमिका और निरंतर संचालन के लिए इन्हें आदर्श बनाती है।
सिंक्रोनस मोटर्स उस गति से चलती हैं जो आपूर्ति आवृत्ति के सटीक अनुरूप होती है, मशीन टूल्स जैसे अनुप्रयोगों के लिए सटीकता प्रदान करती है, जबकि एसिंक्रोनस (इंडक्शन) मोटर्स कठोर परिस्थितियों को अच्छी तरह से संभालती हैं और अपनी स्व-प्रारंभ क्षमता और स्थायित्व के कारण व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।
बेयरिंग्स दक्षता में सुधार के लिए घर्षण को कम करती हैं, जबकि शीतलन प्रणाली मोटर के तापमान को इष्टतम बनाए रखती है, जिससे इन्सुलेशन विफलताओं से बचा जा सके और मोटर के संचालन जीवन को बढ़ाया जा सके।
अग्रिम विकास में AI आधारित भविष्यवाणी विश्लेषण का एकीकरण शामिल है, जिससे खराबी में कमी आती है, वास्तविक समय में प्रदर्शन समायोजन के लिए स्मार्ट नियंत्रण प्रणाली और स्मार्ट फैक्ट्री अनुप्रयोगों के लिए 5G सक्षम एज कंप्यूटिंग के साथ संगतता।
हॉट न्यूजकॉपीराइट © 2025 चांगवेई ट्रांसमिशन (जियांगसू) कं, लिमिटेड द्वारा — गोपनीयता नीति
EN
