एकल चरण AC मोटर्स घर के आम विद्युत सॉकेट से बिजली को विभिन्न उपकरणों में वास्तविक गति में परिवर्तित करती हैं। ये तीन चरण मोटर्स से भिन्न होती हैं, क्योंकि ये केवल वोल्टेज की एक ही साइन तरंग पर काम करती हैं, जिसका अर्थ है कि ये हमारी सामान्य घरेलू विद्युत प्रणालियों में बिल्कुल फिट बैठती हैं। ये वास्तव में कैसे काम करती हैं? असल में, मोटर के अंदर स्थित स्टेटर वाइंडिंग द्वारा एक पल्सिंग चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। यह भौतिकी की कक्षा में सीखे गए विद्युत चुंबकीय प्रेरण सिद्धांतों के माध्यम से रोटर में धारा उत्पन्न करता है। सबसे सामान्य प्रकारों में स्प्लिट चरण मोटर्स और संधारित्र प्रारंभ तंत्र वाली मोटर्स शामिल हैं। दोनों ही अतिरिक्त वाइंडिंग्स या संधारित्रों का उपयोग घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र को उत्पन्न करने के लिए करते हैं, जिसकी आवश्यकता होती है, क्योंकि अन्यथा ये मोटर्स चालू होने पर यह नहीं जानतीं कि किस दिशा में घूमना है। इसीलिए हम इन्हें लाखों घरों में सीलिंग फैन, कपड़े धोने की मशीनों और यहां तक कि रेफ्रिजरेटर के कंप्रेसर को चलाते हुए देखते हैं।
घरों में अपने कॉम्पैक्ट आकार, सरलीकृत वायरिंग और लागत-दक्षता के कारण एकल-चरण एसी मोटर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वे उपकरणों के लिए पर्याप्त शक्ति (आमतौर पर 0.25-1.5 एचपी) प्रदान करते हैं जिन्हें अनियमित या मध्यम-कार्यकाल की आवश्यकता होती है। प्रमुख लाभों में शामिल हैं:
ये विशेषताएं उन दैनिक उपयोग के घरेलू उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाती हैं जहां विश्वसनीयता, किफायत और एकीकरण की सुगमता उच्च औद्योगिक टॉर्क की आवश्यकता की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण होती है।
अधिकांश घर एकल-फेज विद्युत के साथ रहते हैं, क्योंकि उन्हें आमतौर पर उस मजबूत तीन-फेज प्रणाली की आवश्यकता नहीं होती है जो औद्योगिक स्तर पर उपलब्ध है, जो सामान्यतः 5 से 20 हॉर्सपावर के बीच चलती है। एकल-फेज का उपयोग करने से स्थापन लागत में काफी कमी आती है, लगभग आधी लागत, मुख्य रूप से इसलिए क्योंकि तीन-फेज के लिए आवश्यक जटिल ट्रांसफार्मर्स या मोटे केबल्स की कोई आवश्यकता नहीं होती। तीन-फेज मोटर्स के बड़ी मशीनों को तेजी से चलाने और अधिक कुशलता से काम करने में स्पष्ट लाभ होते हैं, लेकिन सामान्य घरेलू उपकरणों जैसे एयर कंडीशनिंग यूनिट्स और रसोई के उपकरण एकल-फेज वायरिंग से मिलने वाले मानक 120 से 240 वोल्ट पर ठीक से काम करते हैं। यह व्यवस्था वैसे भी दुनिया भर में घरेलू बिजली की आवश्यकताओं के लिए मानकीकृत की गई है।
एकल-फेज प्रत्यावर्ती धारा मोटर्स आवासीय वायु परिसंचरण प्रणालियों की 84% शक्ति प्रदान करती हैं, जो आंतरिक आराम बनाए रखने के लिए विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट प्रदर्शन की पेशकश करती हैं। अपने मानक 120V सर्किट के साथ सुगतिमता के कारण वे आधुनिक HVAC सेटअप में आवश्यक घटक बन गए हैं।
मोटर्स छत की इकाइयों, निष्क्रिय प्रणालियों और पेडस्टल पंखों सहित विभिन्न प्रकार के पंखों में वायु प्रवाह को संचालित करते हैं, जिनमें से प्रत्येक का विशेष वेंटिलेशन आवश्यकताओं के लिए डिज़ाइन किया गया है। उदाहरण के लिए, छत पंखे आमतौर पर प्रति मिनट 4,000 से 8,000 घन फीट तक संभालते हैं, जबकि 60 वाट से अधिक शक्ति का उपयोग नहीं करते। यह दक्षता उनके स्थायी स्प्लिट कैपेसिटर डिज़ाइन से आती है, जो उन्हें ऊर्जा बर्बाद किए बिना चिकनी रनिंग की अनुमति देता है। निष्क्रिय पंखों के मामले में, ये अक्सर कैपेसिटर स्टार्ट मोटर्स पर निर्भर करते हैं क्योंकि उन्हें वायु को डक्टवर्क के माध्यम से धकेलने और अतिरिक्त नमी को समाप्त करने के लिए अतिरिक्त टॉर्क की आवश्यकता होती है। पेडस्टल पंखे अलग तरीके से काम करते हैं, उपयोगकर्ता की सुविधा के अनुसार वायु प्रवाह को समायोजित करने के लिए समायोज्य गति के पीएससी मोटर्स को शामिल करते हैं। यह सभी मोटर डिज़ाइन क्या अलग करता है, वह उनकी ब्रशहीन निर्माण है, जो कई मामलों में 15,000 से अधिक संचालन घंटे तक चलने के बावजूद उत्कृष्ट स्थायित्व में अनुवाद करती है, भले ही यह लगातार चल रहा हो।
जब बात 5 से 20 वाट तक की कम शक्ति वाले अनुप्रयोगों की होती है, तो आजकल हर जगह शेडेड पोल मोटर्स का उपयोग हो रहा है। ये वही स्मार्ट वेंट्स चलाते हैं जो हमें कार्यालयों और घरों में स्थापित दिखते हैं, साथ ही विभिन्न इंटरनेट ऑफ थिंग्स से जुड़े एयर सरकुलेटर्स भी। इन्हें खास क्या बनाता है? खैर, ये बहुत शांत ढंग से चलते हैं, 25 डेसीबल से भी कम, जो अन्य मोटर्स की तुलना में लगभग निःशब्द है। इसके अलावा, ये ज़िगबी और नए मैटर प्रोटोकॉल जैसी विभिन्न स्वचालन प्रणालियों के साथ बहुत अच्छी तरह काम करते हैं। 2024 के कुछ हालिया उद्योग अनुसंधान के अनुसार, लगभग सात प्रतिशत स्मार्ट हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग में सुधार कार्यों में वास्तव में इन्हीं शेडेड पोल मोटर्स का उपयोग किया जाता है क्योंकि ये बहुत छोटे होते हैं और स्वचालित रूप से आंतरिक जलवायु को नियंत्रित करने वाले सभी प्रकार के सेंसर्स के साथ अच्छी तरह से फिट होते हैं।
एकल चरण मोटर अपकेंद्री ब्लोअर्स पूरे घरों को वेंटिलेट करने में लगभग 82% तक की क्षमता प्राप्त कर लेते हैं, जो स्थैतिक दबाव उत्पादन में लगभग 34% के अंतर को देखते हुए अक्षीय प्रशंसकों की तुलना में काफी बेहतर है। नवीनतम मॉडल में कई विशेषताएं हैं जो उन्हें अधिक समय तक चलने योग्य बनाती हैं। हम बात कर रहे हैं कि वाइंडिंग 155 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान का आसानी से सामना कर सकती हैं, बेयरिंग्स को समय के साथ लगभग कोई स्नेहन आवश्यकता नहीं होती, और वे आकर्षक ईसीएम मोटर्स भी हैं जो पुराने छाया ध्रुव डिजाइनों की तुलना में लगभग दो तिहाई ऊर्जा बचाते हैं। 2025 में एचवीएसी परीक्षणों से प्राप्त वास्तविक डेटा में दिलचस्प बात सामने आई, जब लगभग 12 हजार स्थापित सिस्टम की निगरानी विभिन्न जलवायु में की गई। ये सुधार वास्तव में इतना मतलब रखते हैं कि अधिकांश इकाइयों को दस से पंद्रह वर्षों के बीच तक बड़ी मरम्मत की आवश्यकता नहीं होगी, जो इमारत के मालिकों के लिए लंबे समय तक रखरखाव लागत के बारे में चिंता को कम करने के लिए काफी लाभदायक है।
दुनिया भर में, एकल-चरण प्रेरण मोटर्स सभी घरेलू जल पंपों में से लगभग 72 प्रतिशत को चलाते हैं, जो सामान्य 120 या 240 वोल्ट घरेलू बिजली की लाइनों से सीधे काम करते हैं। अधिकांश घर उथले कुओं से पानी प्राप्त करने के लिए अपकेंद्री पंपों को चलाने के लिए इन मोटरों का उपयोग करते हैं, जबकि डूबे हुए संस्करण अधिक गहरे स्रोतों में जाते हैं। ऊर्जा बचाने के मामले में, एकीकृत दबाव टैंक वास्तविक अंतर लाते हैं। वे दबाव वाले पानी को संग्रहीत करते हैं ताकि मोटर को बार-बार चालू और बंद न करना पड़े - टैंक के बिना प्रणालियों की तुलना में लगभग 40 से लेकर शायद 60 प्रतिशत तक कम शुरुआत। विशेष संधारित्र स्टार्ट प्रणाली इन मोटरों को स्टार्टअप समय पर अतिरिक्त धक्का देती है, लगभग 1.5 से दोगुना जितना वे सामान्य रूप से उत्पन्न करते हैं। इससे पंप को शुरू करने के लिए आवश्यक प्रारंभिक प्रतिरोध को पार करने में मदद मिलती है, फिर भी एक बार सब कुछ शुरू हो जाने पर चीजें कुशलतापूर्वक चलती रहती हैं।
ये मोटर्स विविध जल प्रबंधन कार्यों में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं:
अब स्मार्ट मॉडल मौसम के पूर्वानुमान से IoT गेटवे के माध्यम से जुड़ जाते हैं, बारिश की अवधि के दौरान सिंचाई के संचालन समय में 35% की कमी कर देते हैं बिना किसी उपयोगकर्ता हस्तक्षेप के
सटीक संतुलित रोटरों और ध्वनि अवशोषण वाले आवरणों के साथ एकल-फेज मोटर्स 55 डेसीबल से भी कम शोर में चल सकती हैं, जिससे वे उन क्षेत्रों में उपयुक्त होती हैं जहां शोर का विशेष ध्यान रखा जाता है, जैसे कि घर के निचले भाग या सहायक कमरे। सील्ड बेयरिंग्स और वर्ग F इन्सुलेशन इन मोटरों को नमी वाली स्थितियों में भी टिकाऊ बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ये आमतौर पर 10,000 ऑपरेटिंग घंटों से भी अधिक समय तक चलती हैं। 2023 में किए गए क्षेत्र परीक्षणों में एक दिलचस्प बात यह भी सामने आई: लगभग 94 प्रतिशत मोटर्स लगातार पांच वर्षों तक प्रतिदिन संप पंप के उपयोग के बाद भी अपनी दक्षता बनाए रखे हुए थीं। यह तीन-फेज मॉडलों की तुलना में काफी बेहतर है, जिनमें समय के साथ अधिक नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है। अधिकांश स्थापनकर्ताओं ने यह भी देखा है कि यह लंबे समय में कुल लागत में काफी अंतर डालता है।
एकल-चरण प्रत्यावर्ती धारा मोटर्स (SPAMs) हर रोज के उपकरणों के लिए कुशल, स्थान बचाने वाली यांत्रिक शक्ति प्रदान करती हैं। मानक वोल्टेज के साथ इनकी सुगति और दृढ़ डिज़ाइन के कारण ये रसोई और कार्यालय दोनों में आवश्यक हैं, जिन्हें सीमित स्थान में भी लगाया जा सकता है।
घर में हमारे फूड प्रोसेसर, मिक्सर और ब्लेंडर में ब्लेड को घुमाने के लिए SPAM मोटर का उपयोग किया जाता है। इनमें से अधिकांश 500 वाट से कम शक्ति वाले मोटर्स पर चलते हैं। हालांकि कॉफी ग्राइंडर्स में तुरंत टॉर्क की आवश्यकता होती है ताकि हर बार बींस समान रूप से पीसे जा सकें। ब्लेंडर काम करते अलग तरह से हैं क्योंकि उन्हें धीरे-धीरे गति में परिवर्तन की आवश्यकता होती है, यही कारण है कि कई बार उनके अंदर कैपेसिटर रन सर्किट का उपयोग किया जाता है। ये मोटर्स उन सभी शुरुआत और रुकावटों का सामना करने के लिए बनाई गई हैं, जो हम स्मूदी बनाते समय या भोजन के बीच में सब्जियों को काटने के लिए जल्दबाजी में करते हैं। ये ज्यादातर लोगों के दैनिक रसोई में होने वाली छोटी लेकिन तीव्र गतिविधियों के लिए बनाई गई हैं।
निर्माता लंबी आयु और शोर में कमी सुनिश्चित करने के लिए सील किए गए बेयरिंग्स और कंपन-अवशोषित करने वाले माउंट्स के साथ एकल-फेज़ मोटर्स में सुधार करते हैं। सीपीएस (PSC) डिज़ाइन और कैपेसिटर-स्टार्ट डिज़ाइन ब्रश किए गए विकल्पों की तुलना में 40-60% तक संचालन की ध्वनि को कम करते हैं, जिससे खुले स्थानों में उपकरणों के शोर को कम किया जा सके।
कार्यालय उपकरणों में आजकल SPAMs काफी आम हैं, जो उन बड़े औद्योगिक प्रिंटरों, स्कैनरों, जिनके लिए हम सभी इंतजार करना नफरत करते हैं, और यहां तक कि श्रेडरों में भी कागज की फीड से लेकर काटने वाली ब्लेड तक सब कुछ संचालित करते हैं। जो उन्हें अलग करता है वह यह है कि वे सुपर फास्ट एक्शन में आ सकते हैं और बिना पिघलने लायक गर्म हुए बिल्कुल जल्दी बंद हो सकते हैं, जो कार्यालयों में प्रतिदिन हजारों पृष्ठों के माध्यम से चलने के लिए काफी महत्वपूर्ण है। नए मॉडल में कुछ चतुर सेंसर तकनीक भी लगाई गई है। ये सेंसर मशीन के अंदर क्या हो रहा है, उसके आधार पर टॉर्क को फ्लाई पर समायोजित करते हैं। इस तरह से कम कागज गलत जगहों पर फंसते हैं और कंपनियों को बिजली के बिलों पर पैसे बचाने में मदद मिलती है क्योंकि मोटर्स कुछ भी नहीं होने पर ओवरटाइम काम नहीं कर रहे होते।
अधिकांश घरों में एकल-फेज एसी मोटर्स का उपयोग किया जाता है क्योंकि इन्हें लागत प्रभावी और स्थापित करने में आसान बनाया गया है। ये मोटर्स सामान्य घरेलू बिजली के साथ पूरी तरह से काम करती हैं, इसलिए जटिल वायरिंग सेटअप की आवश्यकता नहीं होती जो उद्योगों की तुलना में बजट पर अधिक असर डाल सकती है। इस बात कि इन मोटरों में ब्रश नहीं होते, इसलिए समय के साथ घिसाव के कारण कम पुर्ज़े ख़राब होते हैं। अधिकांश लोगों को सिर्फ एक साल में एक बार बेयरिंग्स की जांच करने की आवश्यकता होती है, जिसके कारण ये घरों में प्रयोग होने वाले सीलिंग फैन, पानी के पंप, और एयर कंप्रेसर जैसी चीजों के लिए आदर्श हैं। गृहस्वामियों को इस तरह की सरलता पसंद है। हाल के सर्वेक्षणों के अनुसार, लगभग हर चार में से तीन गृहस्वामी अपनी आधारभूत घरेलू आवश्यकताओं के लिए इन मोटरों का उपयोग करते हैं क्योंकि ये बिना किसी परेशानी के बहुत विश्वसनीय ढंग से काम करती हैं।
एकल चरण मोटर्स को शुरुआती टॉर्क प्राप्त करने में पहले काफी परेशानी होती थी, लेकिन पिछले कुछ समय में इस क्षेत्र में काफी सुधार हुआ है। अब इन मोटर्स में कैपेसिटर स्टार्ट सर्किट के साथ-साथ बेहतर वाइंडिंग डिज़ाइन का उपयोग किया जाने लगा है, जिससे इनके प्रारंभिक टॉर्क में 30 से 50 प्रतिशत तक की बढ़ोतरी हुई है। इसका परिणाम यह है कि ये मोटर्स फ्रिज, प्रेशर पंप्स और बड़े HVAC ब्लोअर्स जैसे उपकरणों को शुरू करने में अब अधिक कुशलता से काम कर सकते हैं बिना क्षमता में कमी किए। आज के स्प्लिट फेज़ और PSC मोटर्स को ही उदाहरण के तौर पर लें, जब ये भारी काम कर रहे होते हैं, तब भी ये लगभग 85 से 90 प्रतिशत तक की क्षमता बनाए रखते हैं, जो वास्तव में ऑस्ट्रेलिया द्वारा Greenhouse and Energy Minimum Standards Act में निर्धारित कठोर मानकों को पूरा करता है।
एशिया प्रशांत क्षेत्र के एकल चरण प्रेरण मोटर बाजार के लिए वृद्धि पूर्वानुमान काफी मजबूत दिख रहे हैं, और 2028 तक लगभग 7.2 प्रतिशत वार्षिक वृद्धि की उम्मीद है। यह वृद्धि इसलिए हो रही है क्योंकि निर्माता बढ़ते स्मार्ट एचवीएसी (HVAC) सिस्टम और इंटरनेट ऑफ थिंग्स तकनीक के साथ संगत डिजाइनों को शामिल कर रहे हैं। बाजार में आने वाले नए मॉडलों में अब सेंसर लगाए गए हैं जो स्वचालित रूप से गति को समायोजित करते हैं और जब आवश्यकता नहीं होती तो कम बिजली की खपत करते हैं, जिससे निष्क्रिय अवधि के दौरान बिजली की बर्बादी कम होती है, जो कहीं 18 से लेकर शायद 22 प्रतिशत तक हो सकती है। उद्योग इन मोटरों को सीधे सौर इन्वर्टरों और घरेलू ऊर्जा प्रबंधन व्यवस्थाओं से जोड़ने के तरीकों पर काम करता जा रहा है, जिससे वे उन समाधानों के महत्वपूर्ण हिस्से के रूप में उभर रहे हैं, जिन्हें हम हरित घरेलू स्वचालन के भविष्य के रूप में देख सकते हैं।
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