आ.१. दिकपरिवर्तकाचे तत्त्व : (१) चुंबकाचा उत्तर ध्रुव, (२) चुंबकाचा दक्षिण ध्रुव, (३) बाह्य मंडलातील विद्युत् रोध, (४) दिकपरिवर्तक.

दिकपरिवर्तन : नेहमीच्या ⇨ विद्युत् जनित्राद्वारे (यांत्रिक ऊर्जेचे विद्युत् ऊर्जेत रूपांतर करणाऱ्या यंत्राद्वारे)  प्रत्यावर्ती (उलटसुलट दिशेने वाहणारा) विद्युत् प्रवाह निर्माण होत असतो. जेव्हा बाह्य विद्युत् मंडलात एकाच दिशेने वाहणारा विद्युत् प्रवाह पाहिजे असतो तेव्हा दिक्‌परिवर्तनाची योजना करावी लागते. दिक्‌परिवर्तनाची योजना करावी लागते. दिक्‌परिवर्तकाच्या साहाय्याने जनित्राच्या आर्मेचरातील (ज्यात विद्युत् चालक प्रेरणा–मंडलात विद्युत् प्रवाह वाहण्यास कारणीभूत होणारी प्रेरणा निर्माण होते त्या गुंडाळीतील) संवाहकात निर्माण होणाऱ्या प्रत्यावर्ती प्रवाहाचे एकदिश प्रवाहात रूपांतर कसे करण्यात येते, याचे तत्त्व आ. १ मध्ये दाखविले आहे. त्यामध्ये दाखविल्याप्रमाणे अआइई हे संवाहक तारेचे वेटोळे क्षक्ष′ या अक्षाभोवती चुंबकीय क्षेत्रामध्ये फिरत आहे. अआ या भागाचे उघडे टोक तांब्याच्या एका अर्धवर्तुळाकार भागाला जोडलेले आहे व ईइ या भागाचे उघडे टोक तांब्याच्या दुसऱ्या अर्धवर्तुळाकार भागाला जोडलेले आहे. दोनही अर्धवर्तुळाकार भाग अआइई या वेटोळ्याबरोबरच फिरतात आणि अभ्रकाच्या तुकड्यांच्या मध्यस्थीने एकमेंकापासून विद्युत् दृष्ट्या अलग राहतात. या दोनही भागांवर दाबून धरलेले आणि नेहमी एकाच ठिकाणी स्थिर राहणारे कार्बनाचे स्पर्शक ठोकळे (ब्रश) बसवलेले आहेत. वरच्या धन स्पर्शकातून विद्युत् प्रवाह नेहमी बाहेर जावा आणि खालच्या ऋण स्पर्शकातून बाहेरचा विद्युत् प्रवाह नेहमी आत यावा अशी योजना केलेली असते.

आ. २ . विद्युत् जनित्रातील दिकपरिवर्तकाचे भाग: (१) आर्मेचराची गुंडाळी बसविलेल्या फिरणाऱ्या पोलादी गाभ्याचा दंड, (२) दिकपरिवर्तकाचे तांब्याचे तुकडे, (३) दोन तुकड्यांमध्ये बसविलेला अभ्रकाचा निरोधक पडदा, (४) तांब्याचे तुकडे आणि आर्मेचराचा पोलादी गाभा यांना विद्युत् दृष्ट्या अलग ठेवणारी अभ्रकाची नळी, (५) तांब्याच्या तुकड्यातील पायरी, (६) पोलादी गाभ्याच्या खाचांत बसविलेले निरोधक वेष्टन घातलेल्या तारांचे वेटोळे, (७) वेटोळ्याची टोके तांब्याच्या तुकड्याच्या पायरीला डाख लावून जोडण्याची खाच, (८) स्थिर राहणारे कार्बन स्पर्शक (ब्रश).

एका ठराविक दिशेने फिरताना अआ या तारेतील विद्युत् प्रवाह उ. ध्रुवाच्या कक्षेतून जाताना जर डावीकडून उजवीकडे जात असेल, तर द. ध्रुवाच्या कक्षेतून जाताना तो उलट दिशेने म्हणजे उजवीकडून डावीकडे जाईल. म्हणून उ. ध्रुवाच्या कक्षेत फिरत असलेल्या तारेचा स्पर्श धन स्पर्शकाबरोबर व्हावा व ती तार उ. ध्रुवाची कक्षा सोडून द. ध्रुवाच्या कक्षेत जाताना तिचा धन स्पर्शकाबरोबरचा संबंध तुटावा व त्याचप्रमाणे द. ध्रुवाच्या कक्षेत फिरणाऱ्या तारेचा संबंध नेहमी ऋण स्पर्शकाबरोबर रहावा अशी योजना केली, तर विद्युत् जनित्राच्या बाह्य विद्युत् मंडलात नेहमी एकदिश विद्युत् प्रवाह मिळेल.

विद्युत् जनित्रातील आर्मेचराला जोडलेल्या दिक्‌परिवर्तकाचे भाग आ. २ मध्ये दाखविले आहेत. यात तांब्याच्या दोन अर्धवर्तुळाकार तुकड्यांऐवजी अनेक तुकडे वर्तुळाकार बसविलेले आहेत. एकदिश प्रवाह जनित्राच्या फिरणाऱ्या पोलादी गाभ्यातील खाचांमध्ये सारख्या अंतराने संवाहक तारांची अनेक वेटोळी बसविलेली असतात. सर्व वेटोळ्यांतील प्रवाहांचे दिक्‌परिवर्तन योग्य वेळेला झाले, तर वैयक्तिक वेटोळ्यातील प्रवाह जरी वारंवार उलटसुलट होत असला, तरी जनित्राच्या बाहेरील मंडलामध्ये विजेचा प्रवाह एकाच दिशेने ठेवता येतो. जनित्राच्या फिरणाऱ्या गाभ्यावर बसविलेले वेटोळ्यांचे आर्मेचर जलद गतीने फिरत असते व वर्तुळाकार भागात बसविलेले तांब्याचे तुकडे व कार्बन स्पर्शकांचा संपर्क फारच थोडा वेळ टिकतो. वेटोळ्यातील प्रवाह एकदम थांबवला, तर तांब्याचे तुकडे व कार्बनाचा स्पर्शक यांच्यामध्ये ठिणग्या उडतात आणि त्या ठिणग्यांमुळे त्या भागांची खराबी होते. प्रवाह एकदम तोडता यावा परंतु ठिणग्या उत्पन्न होऊ नयेत म्हणून चांगल्या जनित्रामध्ये दिकपरिवर्तन सुधारणारे स्वतंत्र चुंबकीय ध्रुव बसवतात. त्यांना आंतरध्रुव किंवा दिक्‌परिवर्तक ध्रुव म्हणतात.

प्रत्यक्षात वापरण्यात येणाऱ्या एकदिश जनित्रामधील आर्मेचरामध्ये अनेक संवाहक वेटोळी असतात. जेवढी वेटोळी असतील तेवढेच दिक्‌परिवर्तकाचे भाग (तांब्याचे तुकडे) असावे लागतात. हे भाग अभ्रकाच्या साहाय्याने एकमेंकापासून अलग ठेवलेले असतात. अभ्रकाचा भाग दिक्‌परिवर्तकाच्या पृष्ठभागापेक्षा थोडासा खाली ठेवलेला असतो. दिक्‌परिवर्तकाच्या प्रत्येक भागाच्या एका टोकाला आर्मेचर वेटोळ्याची टोके झाळून पक्की केलेली असतात. प्रत्येक भागावर एका वेटोळ्याची सुरुवात व दुसऱ्या वेटोळ्याचा शेवट झाळलेले असतो. जेवढे चुंबकीय ध्रुव असतात तेवढेच स्पर्शक असतात. स्पर्शक एका विशिष्ट प्रकारच्या कठीण कार्बनापासून बनविलेले असतात. हे स्पर्शक दिक्‌परिवर्तकाच्या पृष्ठभागावर स्प्रिंगेच्या साहाय्याने दाबून बसवलेले असतात.


आ. ३. एकदिश विद्युत् जनित्राचा छेद : (१) मुख्य चुंबकीय क्षेत्र, (२) मुख्य चुंबकीय ध्रुव, (३) छोटे दिकपरिवर्तक चुंबकीय ध्रुव, (४) आर्मेचर, (५) मुख्य चुंबकीय वेटोळे, (६) पूरक गुंडाळी.

दिक्‌परिवर्तन ठिणगीरहित होण्यासाठी वर दर्शविलेल्या सोप्या पद्धतीमध्ये व्यवहारात अनेक अडचणी येतात. ज्या वेटोळ्यातील प्रवाहाची दिशा बदलत असते तेव्हा ते वेटोळे स्पर्शकामुळे लघुपथित (अत्यल्प रोध असलेल्या मार्गाने जोडणी झाल्याने मंडलात मोठा विद्युत् प्रवाह वाहणे) होते. त्या वेळी त्या स्पर्शकाची तो विद्युत् प्रवाह वाहून नेण्याची क्षमता असली पाहिजे. त्याचप्रमाणे त्या लघुपथित होणाऱ्या वेटोळ्यामध्ये उत्पन्न होणारा परिवर्तित विद्युत् दाब अगदीच अल्प असला पाहिजे. तो जर अल्प असेल तरच अभिसारी (वेटोळ्यातून वाहणारा) प्रवाह कमीत कमी राहील, आणखी दुसरे कारण म्हणजे वेटोळ्यात स्वयंप्रवर्तकतेमुळे (मंडलात वाहणाऱ्या प्रवाहात बदल होण्यास विरोध करण्याच्या गुणधर्मामुळे) उत्पन्न होणारा विद्युत् दाब वेटोळ्यातील वेढ्यांची संख्या. चुंबकीय क्षेत्राची घनता व दिकपरिवर्तकाचा फिरण्याचा वेग यांवर अवलंबून राहील. हा विद्युत् दाब पुढील प्रकारे कमीत कमी करता येईल: (१) दिक्‌परिवर्तनाची वेळ वाढवून, (२) विद्युत् प्रवाहात रैखिक (एकघाती) बदल करून, (३) अधिक निरोधन असलेले स्पर्शक वापरून, (४) वेटोळ्याचे वेढे कमीत कमी वापरून. या प्रकारच्या दिक्‌परिवर्तनाला निरोधन दिक्‌परिवर्तन म्हणतात.

दुसऱ्या प्रकारच्या दिक्‌परिवर्तनामध्ये दिक्‌परिवर्तक (आंतर) चुंबकीय ध्रुव वापरतात. हे चुंबकीय ध्रुव मुख्य चुंबकीय ध्रुवाच्या मध्ये म्हणजे जेथे त्याचे चुंबकीय क्षेत्र शून्य असते तेथे बसवितात. त्यावरील वेटोळ्याचे वेढे अशा तऱ्हेने बसविलेले असतात की, त्याने उत्पन्न केलेला विद्युत् दाब आर्मेचराने उत्पन्न केलेल्या विद्युत् दाबाइतकाच पण विरुद्ध दिशेचा असतो. हे साधण्यासाठी आर्मेचरामधून जाणारा विद्युत् प्रवाह दिक्‌परिवर्तक ध्रुवांमधूनही पाठविला जातो. ज्या वेळी आर्मेचराचे वेटोळे एका ध्रुवाच्या क्षेत्रामधून दुसऱ्या ध्रुवाच्या क्षेत्राकडे जाते त्या वेळी त्यामधील विद्युत् प्रवाहाची दिशा एकदम बदलते आणि त्यामुळे वेटोळ्यामध्ये प्रवर्तित (चुंबकीय क्षेत्रात बदल झाल्यामुळे निर्माण होणारा) दाब उत्पन्न होतो. हा दाब आर्मेचराच्या विद्युत् दाबाच्या विरुद्ध दिशेचा असतो. त्यामुळे त्या वेटोळ्यामध्ये प्रवाह जात नाही आणि ठिणगीही उडत नाही. या दिक्‌परिवर्तनाला विद्युत् चालक प्रेरणा (वि. चा. प्रे.) दिक्‌परिवर्तन म्हणतात.

आ. ३ मध्ये एकदिश विद्युत् जनित्राचा छेद दाखविला आहे. त्यात मुख्य चुंबकीय ध्रुव व दिक्‌परिवर्तक चुंबकीय ध्रुव यांच्या जागा आणि तौलनिक आकारमान दाखविले आहेत.

संदर्भ : 1. Dawes, C. L. Electrical Engineering, Vol. I, New York, 1956.

           2. Fitzgerald, A. E. Kingsaley, C. Electric Machinery, New York, 1952.

           3. Rosenblatt, J. Friedman, M. Direct and Alternating Current Machinery, New York, 1963.

ओक, वा. रा. कुलकर्णी, पं. तु.

Close Menu
Skip to content