மோட்டார் எப்படி ஓடும் ?? டுர்ர்.. என்றா??

நான் மின்னியல் படித்த காலத்தில், இந்த மொக்க ஜோக் ரொம்ப பிரபலம்! இதை முதன் முறை காதில் கேட்ட பொழுது , நெடு நேரம் வரை விழுந்து விழுந்து சிரித்தோம்! அதன் பிறகு , நண்பன் படத்தில் ஒரு காட்சியில், ஜீவா இதே போன்று பதில் அளிப்பார்! அதை பார்த்து நீங்கள் கூட சிரித்து இருப்பீர்கள்! போகட்டும்.. இப்போ நாம் பார்க்க போவது , நிஜமாகவே நம் வீடுகளில் காணப்படும் மோட்டார்கள் எப்படி ஓடுகின்றன என்று!

நம் வீடுகளுக்கு , மின்சார வாரியத்தால் கொடுக்கப்படுவது ஒற்றை தருவாய் மின்னோட்டம்( single phase power supply). அதனால் நான் இங்கே விளக்கப்போவதும் ஒற்றை தருவாய் மின்னோட்டத்தால் ஓடும் மோட்டாரை(Single Phase Induction motor) பற்றியே! நம் வீட்டில் , நம்மை சுற்றிலும் எத்துணை மோட்டர்கள் இருக்கிறது தெரியுமா?? நம் வீட்டு மின்விசிறிகளில் , மிக்சிகளில், கிரைண்டர்களில்.. இப்படி திரும்பிய திசைகளில் எல்லாம் மோட்டார்கள் கோலோச்சி கொண்டு இருக்கின்றன!

இப்பொழுது இந்த மோட்டாரின் பாகங்களை பற்றி  பார்க்கலாம்!
மோட்டாரில் முக்கியமாக இரண்டு பாகங்கள் உண்டு! அவற்றுள் ஒரு பாகம் நிலைபெற்றது (Stator ), மற்றொரு பாகம் , சுழலும்(Rotar ) தன்மை உடையது! இவ்வாறு மற்றொரு பாகம் சுழலுவதற்கு முக்கிய காரணம் , நிலை பெற்ற பாகத்தில் கட்டப்பட்டுள்ள முறுக்கு சுருள்களே(Stator Winding) !

          

இந்த நிலை பெற்ற பாகத்தில் உள்ள முறுக்கு சுருள்களை(Stator Winding) மேலும் இரண்டு வகைகளாக பிரித்து கொள்ளலாம்…
1) முதன்மை முறுக்கு சுருள்கள்(Main Winding)
2) துணை முறுக்கு சுருள்கள்(Auxiliary winding)

       
இந்த துணை முறுக்கு சுருள்கள், முதன்மை முறுக்கு சுருள்களுக்கு செங்குத்தாக இருக்கும் படியாக கட்டப்படும்! மேலும் இந்த துணை முறுக்கு சுருள்கள் ஒரு மின்தேக்கியுடன்(Capacitor) இணைக்கப்படும்! இந்த துணை முறுக்கு சுருளின் பங்கு என்ன , எதற்காக இந்த மின்தேக்கி , இவை இல்லாமல் மோட்டார் ஓடாதா என்றெல்லாம் கேள்விகள் எழுகின்றனவா?? கண்டிப்பாக விடை அளிக்கிறேன்!

இனி இந்த மோட்டார் எப்படி வேலை புரிகிறது என்று பார்க்கலாம்…
நம் வீடுகளுக்கு கொடுக்கப்படும் மாறுதிசை மின்னோட்டத்தை , மோட்டாரின் முதன்மை முறுக்கு சுருள் வழியாக கொடுத்தவுடன் ஒரு ஏறி இறங்கும் காந்த புலம் உண்டாகிறது!

    

இப்பொழுது நம்முடைய ஒரே லட்சியம் , சுழலும் தன்மையுடைய உருளையை(Rotor ) ஓட வைக்க வேண்டும்! நீங்கள் மோட்டாரை சற்றே உற்று கவனித்து பார்த்தால் தெரியும் , இந்த நிலை பெற்ற பாகத்துக்கும்(Stator) , சுழலும் பாகத்துக்கும்(Rotor) இடையே ஒரு காற்று இடைவெளி மட்டுமே இருக்கும்.  பெரும்பாலும் இந்த சுழலும் பாகம் ஒரு இரும்பு உருளையாகத்தான் இருக்கும்!இத்தகைய நிலையில் இந்த உருளை(Rotor) எப்படி ஓடும் ! இதற்கு பாரடேவின் விதி(Faraday’s Law ) பதிலளிக்கும்!

பாரடேவின் விதிப்படி(Faraday’s Law) , முதன்மை முறுக்கு சுருளில் கொடுக்கப்பட்ட மாறுதிசை மின்னோட்டத்தால் , ஒரு ஏறி இறங்கும் காந்த புலம்(Varying  Magnetic field ) உண்டாகிறது… இவ்வாறு ஏறி இறங்கும் காந்தபுலத்தின் பக்கத்தில் ஏதேனும் மின்கடத்தி(Conductor ) இருந்தால்  அதில் மின்சாரம் தூண்டப்படும்! அந்த வகையில் , சுழலும் பாகமான இரும்பு உருளையில்(conductor) மின்சாரம் தூண்டப்பட்டு , மோட்டார் ஓடி இருக்க வேண்டும்! ஆனால், நாம் நினைப்பது எல்லாம் நடந்து விடுவது இல்லை , இல்லையா! ஏறுமுகமாக ஒரு காந்தபுலம் , இறங்குமுகமாக ஒரு காந்த புலம் என்று படத்தில் காட்டியது போல்  இரு வெவ்வேறு திசையில்  சுழலும் காந்த புலங்களும், உருளையை , மாட்டு வண்டியில் , ஒரு மாடு வண்டியை முன்னாலும் , இன்னொரு மாடு அதே வண்டியை பின்னாலும் இழுத்த கதையாய்  இரு வேறு திசைகளில் இழுக்க ,இரும்பு உருளை  , ஓட முடியாமல் திணறி கொண்டு நிற்கிறது!இந்த குறையை சரி செய்து , உருளையை வெற்றிகரமாக ஓட செய்து மோட்டரை டுர்ர்.. என்று ஓட வைப்பது, துணை முறுக்கு சுருளும்(Auxiliary Winding), அதனோடு கை கோர்த்த மின்தேக்கியும்(Capacitor)!

இப்பொழுது, இந்த துணை முறுக்கு சுருளும் , அதனோடு இணைக்கப்பட்டிருக்கும் மின்தேக்கியும் , இரும்பு உருளையை(Rotor ) சுழல வைக்க எப்படி துணை புரிகின்றன என்று பார்க்கலாம்! முதன்மை முறுக்கு சுருளுக்கு கொடுத்த மாறுதிசை மின்னோட்டத்தை, துணை முறுக்கு சுருளுக்கும் கொடுக்கும் பொழுது, முதன்மை முறுக்கு சுருளில் உண்டாகிய இரு வேறு திசைகளில்  சுழலும் காந்த புலங்களை போல , இந்த துணை முறுக்கு சுருளிலும் இரு வேறு திசைகளில் சுழலும் காந்தபுலங்கள்  உண்டாகும்! ஆக, மொத்தம் நான்கு சுழலும் காந்த புலங்கள்(Rotating Magnetic field)! இந்த துணை முறுக்கு சுருள், மின்தேக்கியோடு சேர்த்து  , முதன்மை முறுக்கு சுருளுக்கு செங்குத்தாக கட்டப்பட்டு இருப்பதால்,   துணை முறுக்கு சுருளில்  உண்டாகிய இரு வேறு திசையில் சுழலும் காந்தபுலங்களில் ஒன்று , முதன்மை முறுக்கு சுருளில் உண்டாகிய இரு வேறு திசைகளில் சுழலும் காந்தபுலங்களில் ஒன்றை ரத்து செய்து விடுகிறது! ஆக , இப்பொழுது எஞ்சி இருப்பது, இரு சுழலும் காந்தபுலங்கள்  மட்டுமே! ஒன்று முதன்மை முறுக்கு சுருளால் உண்டானது , மற்றொன்று துணை முறுக்கு சுருளால் உண்டானது! இந்த இரு சுழலும் காந்தபுலங்களும், ஒரே திசையில் சுழலுவதால், இரும்பு உருளையில்  இருமடங்காக மின்சாரம் தூண்டப்பட்டு , இரட்டை மாடுகளை பூட்டிய மாட்டு வண்டியை போல , இரும்பு உருளை , காந்தபுலங்கள் சுழலும் திசையில் , இரண்டு மடங்கான முறுக்குவிசை( Torque) கிடைக்கப்பெற்று  உருள ஆரம்பிக்கின்றது!

எல்லாம் சரி தான்.. இந்த இரும்பு உருளையில் மின்சாரம் தூண்டப்பட்டவுடன் எவ்வாறு சுழலும் பாகமான இரும்பு உருளைக்கு முறுக்குவிசை கிடைக்கப்பெற்றது என்று சந்தேகம் கொண்டவர்கள், இனி பின் வருபவற்றை படிக்கவும்! சுழலும் காந்தபுலங்களால், மின்சாரம் தூண்டப்பட்ட இரும்பு உருளையில், தூண்டப்பட்ட மின்சாரத்தால் ஒரு சுழலும் காந்தபுலம் உண்டாகும்! இனி லென்ஸ் விதியின்படி (Lenz Law) , இவ்வாறு இரும்பு உருளையில் உண்டாகிய சுழலும் காந்தபுலம், இதற்கு மூல காரணகர்த்தாவாகிய, நிலையான பாகத்தில்(Stator) உண்டான சுழலும் காந்த புலங்களை எதிர்க்கும்! அதாவது, பாரடேயின் விதிப்படி(Faraday’s Law), சுழலும் காந்தபுலத்தில், அதன் இருகில் இருக்கும் மின்கடத்தி, நிலையாக இருந்தால் தானே மின்சாரம் தூண்டப்படும்! நிலையாக இல்லாமல் உருள ஆரம்பித்தால் , இரும்பு உருளையில் மின்சாரம் தூண்டப்படாது அல்லவா! அந்த ஒரே காரணத்துக்காக, நிலையான பாகத்தில்(Stator) சுழலும் காந்தபுலங்களை(Rotating Magnetic Fields) எதிர்க்கும் விதமாக , இரும்பு உருளை(Rotor) , உருள ஆரம்பிக்கிறது!

இவ்வாறு ஓட ஆரம்பிக்கும் இரும்பு உருளை, சுழலும் காந்தபுலங்களின் வேகத்தை எட்டி புடிக்கும் முயற்சியில் சற்றும் மனம் தளராது கடைசி வரை, அதாவது நாம் மோட்டாரின் சுவிட்சை அணைக்கும் வரை ஓடி கொண்டே இருக்கும்! கடைசி வரை அதன் வேகத்தை எட்டி பிடிக்கவே முடியாது என்பதை பாவம், இந்த இரும்பு உருளை அறிய வாய்ப்பே இல்லை! இந்த துணை முறுக்கு சுருளும், அதனோடு இணைக்கப்பட்ட மின்தேக்கியும், மோட்டாருக்கு ஆரம்பத்தில் ஒரு முறுக்குவிசை(Starting Torque) கொடுப்பதற்காக மட்டுமே! மோட்டார் 75% வேகத்தை அடைந்தவுடன், இந்த துணை முறுக்கு சுருளும், மின்தேக்கியும் அவசியப்படாது!

இப்படியாக மோட்டார் டுர்ர்ர்ர்… என்று ஓடி நம் வேலையை பாதியாக குறைத்து விடுகிறது!