Synchronous Motor Different Excitations MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Synchronous Motor Different Excitations - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

समकालिक मोटरें

अधिक उत्तेजित समकालिक मोटरें अग्रगामी धाराएँ खींचती हैं और इसलिए समकालिक संघनित्र के रूप में कार्य करती हैं। इसलिए, इनका उपयोग शक्ति गुणांक में सुधार और वोल्टेज नियमन में सुधार के लिए किया जाता है।

• ​​समकालिक मोटरें स्वाभाविक रूप से स्व-प्रारंभ नहीं होती हैं। तुल्यकालिक गति के करीब अपनी गति लाने के लिए उन्हें कुछ बाहरी साधनों की आवश्यकता होती है, इससे पहले कि वे सिंक्रनाइज़ हों। ऑपरेशन की गति आपूर्ति आवृत्ति के साथ सिंक्रनाइज़ेशन में होती है और इसलिए स्थिर आपूर्ति आवृत्ति के लिए, वे लोड स्थिति की परवाह किए बिना स्थिर गति मोटर के रूप में व्यवहार करती हैं।
• एक समकालिक मोटर का उपयोग समकालिक संघनित्र के रूप में कार्य करके स्थिर वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइन में वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई के लिए किया जा सकता है। जब सिस्टम वोल्टेज गिरता है, तो प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न करने के लिए मोटर को अधिक उत्तेजित किया जा सकता है, जो सिस्टम वोल्टेज को वांछित स्तर पर बनाए रखने में मदद करता है।
• समकालिक मोटर उन अनुप्रयोगों में मिलती है जहाँ संचालन गति कम होती है (लगभग 500 आरपीएम) और उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है। मध्यम गति सीमा में 40 kW से नीचे कम शक्ति उत्पादन के लिए, संबंधित तीन-चरण प्रेरण मोटर का आकार, वजन और लागत बहुत अधिक होती है। ​

सही उत्तर विकल्प 3):(1.2 गुना वृद्धि) है।

संकल्पना:

किसी दिए गए उत्तेजन के लिए एक तुल्यकालिक मोटर द्वारा विकसित अधिकतम शक्ति निम्न द्वारा दी जाती है;

P_m = \(E_b \times V \over X\) Sin α 

जहाँ 

Pm विकसित शक्ति है।

Eb उत्तेजन है।

V टर्मिनल वोल्टेज है।

α बलाघूर्ण कोण है।

 X तुल्यकालिक प्रतिघात है।

उपरोक्त सूत्र का उपयोग करने पर 

यदि एक तुल्यकालिक मोटर के उत्तेजन में 1.2 गुना वृद्धि हो जाती है, तो विकसित नई शक्ति में भी 1.2 गुना से वृद्धि हो जाएगी, यह देखते हुए बलाघूर्ण कोण समान रहता है।

प्रत्यावर्तित में आर्मेचर प्रतिक्रिया

जब प्रत्यावर्तित भार किया जाता है, तो आर्मेचर धाराएँ स्थापित हो जाती हैं जो आर्मेचर अभिवाह उत्पन्न करती हैं। यह आर्मेचर अभिवाह मशीन के वायु अंतराल में मुख्य अभिवाह को संशोधित करता है। आर्मेचर अभिवाह की इस क्रिया को आर्मेचर प्रतिक्रिया कहा जाता है।

आर्मेचर प्रतिक्रिया का प्रभाव आर्मेचर धारा के परिमाण और भार के शक्ति कारक पर निर्भर करता है। भार की शक्ति यह निर्धारित करती है कि आर्मेचर अभिवाह मुख्य क्षेत्र अभिवाह को विकृत करता है, विरोध करता है या सहायता करता है।

प्रत्यावर्तित पर आर्मेचर प्रतिक्रिया की प्रकृति:

Additional Information तुल्यकालिक मोटर पर आर्मेचर प्रतिक्रिया की प्रकृति:

उच्च दक्षता और उच्च गति (600 आरपीएम से ऊपर) के कारण, समकालीन मोटर्स उन भारों के लिए उपयुक्त होती हैं, जहाँ निरंतर गति की आवश्यकता होती है, जैसे ब्लोअर।

अपकेंद्रीय पंप, बेल्ट-चालित प्रत्यागामी कंप्रेसर, ब्लोअर, लाइन शाफ्ट, रबर और पेपर मिल आदि के अन्य अनुप्रयोग।

समकालीन मोटर्स

• ​समकालीन मोटर्स स्वाभाविक रूप से स्व-प्रारंभिक नहीं होती हैं। उन्हें समकालीन होने से पहले अपनी गति को समकालीन गति के करीब लाने के लिए कुछ बाहरी साधनों की आवश्यकता होती है। संचालन की गति आपूर्ति आवृत्ति के साथ समकालीन में होती है और इसलिए निरंतर आपूर्ति आवृत्ति के लिए वे लोड की स्थिति के बावजूद नियत गति मोटर्स के रूप में व्यवहार करती हैं।
• एक समकालीन मोटर का उपयोग समकालीन कंडेनसर के रूप में कार्य करके नियत वोल्टेज ट्रांसमिशन में वोल्टेज गिरावट की भरपाई के लिए किया जा सकता है। जब सिस्टम वोल्टेज गिरता है, तो प्रतिक्रिया शक्ति उत्पन्न करने के लिए मोटर अति-उत्तेजित हो सकती है, जो सिस्टम वोल्टेज को वांछित स्तर पर बनाए रखने में मदद करती है। पावर फैक्टर (शक्ति गुणक) और वोल्टेज विनियमन में सुधार के लिए इस पद्धति का उपयोग अक्सर बिजली प्रणालियों में किया जाता है।
• समकालीन मोटर उन अनुप्रयोगों को ढूंढती है, जहाँ संचालन गति कम (लगभग 500 आरपीएम) होती है और उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है। मध्यम गति सीमा में 40 किलोवाट से कम बिजली उत्पादन के लिए, संबंधित तीन-फेज़ प्रेरण मोटर का आकार, वजन और लागत बहुत अधिक होते है।

तुल्यकालिक संघनित्र

• शून्य भार में चलने वाली अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर को तुल्यकालिक संघनित्र कहा जाता है।
• शून्य भार पर तुल्य्कालिक संघनित्र यानी अति उत्तेजित तुल्यकालिक मोटरो को, प्रणाली के शक्ति गुणक में सुधार करने के लिए केवल विद्युत शक्ति प्रणाली पर स्थापित किया जाता हैं।
• जब एक अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर को शून्य भार पर संचालित किया जाता है, तो यह एक अग्रग धारा को ग्रहण करती है और इसलिए, यह एक संधारित्र के रूप में व्यवहार करती है।
• जैसा कि अति-उत्तेजित मोटर आपूर्ति से एक अग्रग धारा खींचती है, तब यह अग्रग प्रतिघाती शक्ति को अवशोषित करती है और पश्चगामी प्रतिघाती शक्ति प्रदान करती है।
• जब ऐसी मशीन प्रेरण मोटर या किसी अन्य प्रेरणिक भार के साथ समानांतर क्रम में संयोजित होती है, यानी ऐसे उपकरण जो पश्चगामी शक्ति गुणक पर काम करते हैं और पश्चगामी प्रतिघाती शक्ति को अवशोषित करते हैं, तो पश्चगामी शक्ति की यह मांग तुल्यकालिक संघनित्र द्वारा पूरी की जाती है।
• इस प्रकार, प्रेरणिक भार आपूर्ति से पश्चगामी प्रतिघाती शक्ति नहीं लेता है और इससे संयंत्र के शक्ति गुणक में सुधार होता है।

तुल्यकालिक मोटर का V वक्र

• अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर अग्रगामी शक्ति गुणक पर कार्य करती है जबकि अल्प-उत्तेजित मोटर पश्चगामी शक्ति गुणक पर कार्य करती है।
• शक्ति गुणक सुधार के लिए अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर का उपयोग किया जाता है।
• अति-उत्तेजित स्थिति में, तुल्यकालिक मोटर प्रतिघाती शक्ति उत्पन्न करती है और इसे भार को भेजती है। इसलिए, यह प्रतिघाती शक्ति के स्रोत के रूप में कार्य करता है।
• अल्प-उत्तेजित स्थिति में, तुल्यकालिक मोटर भार से प्रतिघाती शक्ति को अवशोषित करती है और प्रतिघाती शक्ति के सिंक(अभिगम) की तरह कार्य करती है।

Additional Informationतुल्यकालिक जनित्र ​

तुल्यकालिक जनरेटर में, अति-उत्तेजित स्थिति पश्चगामी शक्ति गुणक पर होता है जबकिअल्प-उत्तेजित स्थिति अग्रगामी शक्ति गुणक पर होता है।

• एक तुल्यकालिक मोटर सभी शक्ति गुणकों पर संचालित हो सकता है
• सामान्य उत्तेजन पर, तुल्यकालिक मोटर एकल शक्ति गुणक पर कार्य करता है
• यदि एक तुल्यकालिक मोटर का क्षेत्र अल्प-उत्तेजित होता है, तो शक्ति गुणक पश्चगामी होगा
• यदि एक तुल्यकालिक मोटर का क्षेत्र अतिउत्तेजित होता है, तो यह तुल्यकालिक संधारित्र के रूप में कार्य करता है और संबंधित शक्ति गुणक अग्रगामी होगा
• बिना भार के चलने वाली एक तुल्यकालिक मोटर धारा का संचालन करती है अर्थात संधारित्र जैसे अग्रगामी शक्ति कारक की तरह। बिना भार के चलने वाली यह तुल्यकालिक मोटर अर्थात अतिउत्तेजित तुल्यकालिक संघनित्र है।
• तुल्यकालिक संघनित्र शक्ति लाइनों में शक्ति गुणक में सुधार, ट्रांसमिशन लाइनों के साथ इसे जोड़कर शक्ति गुणक सुधार करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

तुल्यकालिक संघनित्र

• शून्य भार में चलने वाली अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर को तुल्यकालिक संघनित्र कहा जाता है।
• शून्य भार पर तुल्य्कालिक संघनित्र यानी अति उत्तेजित तुल्यकालिक मोटरो को, प्रणाली के शक्ति गुणक में सुधार करने के लिए केवल विद्युत शक्ति प्रणाली पर स्थापित किया जाता हैं।
• जब एक अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर को शून्य भार पर संचालित किया जाता है, तो यह एक अग्रग धारा को ग्रहण करती है और इसलिए, यह एक संधारित्र के रूप में व्यवहार करती है।
• जैसा कि अति-उत्तेजित मोटर आपूर्ति से एक अग्रग धारा खींचती है, तब यह अग्रग प्रतिघाती शक्ति को अवशोषित करती है और पश्चगामी प्रतिघाती शक्ति प्रदान करती है।
• जब ऐसी मशीन प्रेरण मोटर या किसी अन्य प्रेरणिक भार के साथ समानांतर क्रम में संयोजित होती है, यानी ऐसे उपकरण जो पश्चगामी शक्ति गुणक पर काम करते हैं और पश्चगामी प्रतिघाती शक्ति को अवशोषित करते हैं, तो पश्चगामी शक्ति की यह मांग तुल्यकालिक संघनित्र द्वारा पूरी की जाती है।
• इस प्रकार, प्रेरणिक भार आपूर्ति से पश्चगामी प्रतिघाती शक्ति नहीं लेता है और इससे संयंत्र के शक्ति गुणक में सुधार होता है।

तुल्यकालिक संघनित्र:

• एक तुल्यकालिक संघनित्र एक अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर है जो बिना किसी भार के चलती है।
• यह हमेशा अग्र शक्ति गुणांक पर काम करता है।
• एक तुल्यकालिक मोटर अपने क्षेत्र कुंडलन के DC उत्तेजना को बदलकर प्रतिक्रियाशील शक्ति को वितरित या अवशोषित कर सकती है।
• इसे अपने क्षेत्र कुंडलन के अति-उत्तेजना के साथ आपूर्ति से एक प्रमुख धारा खींचने के लिए बनाया जा सकता है और इसलिए, यह पश्च प्रतिक्रियाशील शक्ति की आपूर्ति करता है (या अग्र प्रतिक्रियाशील शक्ति को अवशोषित करता है)।
• इसलिए, इसका उपयोग शक्ति गुणक सुधार के लिए किया जाता है।

प्रत्यावर्तित में आर्मेचर प्रतिक्रिया

जब प्रत्यावर्तित भार किया जाता है, तो आर्मेचर धाराएँ स्थापित हो जाती हैं जो आर्मेचर अभिवाह उत्पन्न करती हैं। यह आर्मेचर अभिवाह मशीन के वायु अंतराल में मुख्य अभिवाह को संशोधित करता है। आर्मेचर अभिवाह की इस क्रिया को आर्मेचर प्रतिक्रिया कहा जाता है।

आर्मेचर प्रतिक्रिया का प्रभाव आर्मेचर धारा के परिमाण और भार के शक्ति कारक पर निर्भर करता है। भार की शक्ति यह निर्धारित करती है कि आर्मेचर अभिवाह मुख्य क्षेत्र अभिवाह को विकृत करता है, विरोध करता है या सहायता करता है।

प्रत्यावर्तित पर आर्मेचर प्रतिक्रिया की प्रकृति:

Additional Information तुल्यकालिक मोटर पर आर्मेचर प्रतिक्रिया की प्रकृति:

ब्रशहीन उत्तेजन प्रणाली:

ब्रशहीन DC उत्तेजन की योजनाबद्ध व्यवस्था नीचे दिखाई गई है

• ब्रशहीन उत्तेजन प्रणाली में एक प्रत्यावर्तित्र, दिष्टकारी, मुख्य उत्तेजक, पायलट उत्तेजक (एक स्थायी चुंबक जनरेटर प्रत्यावर्तित्र) होता है।
• मुख्य और पायलट उत्तेजक मुख्य शाफ्ट द्वारा संचालित होते हैं।
• मुख्य उत्तेजक में एक स्थिर क्षेत्र और एक घूर्णन आर्मेचर होता है जो सिलिकॉन दिष्टकारी के माध्यम से मुख्य प्रत्यावर्तित्र के क्षेत्र से जुड़ा होता है।
• पायलट उत्तेजक एक शाफ्ट संचालित स्थायी चुंबकीय जनरेटर है जिसमें शाफ्ट से जुड़े स्थायी चुंबक घूर्णन होते हैं और एक 3-फेज़ स्थिर आर्मेचर होता है, जो 3-फेज़ पूर्ण-लहर फेज़-नियंत्रित थाइरिस्टर ब्रिज कनवर्टर के माध्यम से मुख्य उत्तेजक को खिलाता है।
• इस उत्तेजना प्रणाली का यह फायदा है कि इसमें कम्यूटेटर, कलेक्टर और ब्रश का उपयोग नहीं होता है।
• इसमें कम समय नियतांक है और प्रतिक्रिया समय 0.1 सेकंड से कम है।
• इसका उपयोग 500 MW से अधिक क्षमता वाले बड़े टर्बो-जनरेटरों में किया जाता है।

अवधारणा:

अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर:

• यदि एक तुल्यकालिक मोटर का DC क्षेत्र उत्तेजना ऐसा है कि पश्च EMF Eb लागू वोल्टेज V से अधिक है, तो कहा जाता है कि मोटर अति-उत्तेजित है।
• एक अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर अग्रगामी धारा खींचती है। इसलिए, यदि तुल्यकालिक मोटर का क्षेत्र अति-उत्तेजित है, तो इसका शक्ति गुणक अग्रगामी होगा।
• शून्य भार पर चलने वाली एक अति-उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर को तुल्यकालिक संधारित्र या तुल्यकालिक संघनित्र के रूप में जाना जाता है। तुल्यकालिक संधारित्र हमेशा पूरी तरह से संलग्न होते हैं। शाफ्ट मोटर के मामले से आगे नहीं बढ़ता है। इनका उपयोग एक पश्चगामी भार के शक्ति गुणक को ठीक करने के लिए किया जाता है जैसे कि एक संस्थापन में ट्रांसफार्मर और प्रेरण मोटर।
• शक्ति गुणक सुधार का मतलब भार के शक्ति गुणक को उसके कम मान से अधिक मान पर उठाना है। कुछ औद्योगिक भार बहुत कम शक्ति गुणकों पर चलते हैं। इस शक्ति गुणक को एकल या उसके करीब पहुंचाना फायदेमंद है।
• तुल्यकालिक मोटर का उपयोग संधारित्र के रूप में किया जाता है जहां भार इतना बड़ा होता है कि स्थिर संधारित्र का निर्माण अव्यावहारिक होता है
• शक्ति गुणक में कोई वृद्धि, आपूर्ति क्षमता, दक्षता बढ़ाती है और प्रणाली की परिचालन विशेषताओं में सुधार करती है।
• तुल्यकालिक संधारित्र अपने अग्रगामी kVAR के साथ संस्थापन के पश्चगामी kVAR को रद्द कर देते हैं। वे आमतौर पर संयंत्र के लिए आने वाली शक्ति लाइनों के साथ समानांतर में जुड़े हुए हैं।

व्याख्या:

अगर तुल्यकालिक मोटर पश्चगामी शक्ति गुणक पर शक्ति लेती है तो इसका मतलब है कि यह अग्रगामी शक्ति गुणक पर शक्ति वितरित कर रही है और तुल्यकालिक संघनित्र के रूप में कार्य करती है।

तुल्यकालिक संघनित्र अति-उत्तेजित स्थिति में कार्य करता है, इसलिए पश्च EMF टर्मिनल वोल्टेज से अधिक होगा।

अब यदि तुल्यकालिक मोटर के लागू वोल्टेज को और कम किया जाता है, तो पश्च EMF और टर्मिनल वोल्टेज के बीच का अंतर बहुत अधिक होगा और मोटर अधिक अग्रगामी शक्ति प्रदान करेगा और इसलिए तुल्यकालिक मोटर के शक्ति गुणक में सुधार होगा।

विभिन्न उत्तेजना के तहत तुल्‍यकालिक मोटर का निष्कर्ष:

• जैसे ही मोटर पर भार बढ़ता है, उत्तेजना की परवाह किए बिना Ia बढ़ता है।
• अव और अति उत्तेजित मोटरों के लिए, शक्ति गुणक भार में वृद्धि के साथ लगभग एकल तक पहुंच जाता है।
• अव और अति-उत्तेजना दोनों के साथ, भार में वृद्धि के साथ I_a की तुलना में शक्ति गुणक में परिवर्तन अधिक होता है।
• सामान्य उत्तेजना के साथ, जब भार बढ़ जाता है तो I_a में परिवर्तन शक्ति कारक की तुलना में अधिक होता है जो कि तेजी से पश्चगामी हो जाता है.

Additional Information

एक तुल्यकालिक मोटर सभी प्रकार के शक्ति गुणक यानी या तो UPF या अग्रगामी या पश्चगामी शक्ति गुणक के संचालन में सक्षम है।

• पश्चगामी शक्ति गुणक: यदि क्षेत्र उत्तेजन ऐसा होता है जैसे कि Eb < V तो मोटर को अधो उत्तेजित कहा जाता है और इसमें पश्चगामी शक्ति गुणक होता है।
   
• अग्रगामी शक्ति गुणक: यदि क्षेत्र उत्तेजन ऐसा होता है जैसे कि Eb > V तो मोटर को अति-उत्तेजित कहा जाता है और यह अग्रगामी धारा खींचता है। ताकि शक्ति गुणक में सुधार हो।
   
• एकल शक्ति गुणक: यदि क्षेत्र उत्तेजना ऐसी है कि Eb = V तो मोटर को सामान्य रूप से उत्तेजित अर्थात 100% उत्तेजना पर कहा जाता है।​

जहां Eb पश्च emf है और V टर्मिनल वोल्टेज है।

तुल्यकालिक मोटर के लिए V-वक्र नीचे दिखाया गया है

जैसा कि तुल्यकालिक मोटर के V-वक्र से देखा जाता है जब एक अतिउत्तेजित तुल्यकालिक मोटर एक अनंत बस बार से जुड़ी होती है और यदि क्षेत्र धारा (If) कम हो जाती है तो आर्मेचर धारा (Ia) पहले सामान्य उत्तेजना स्थिति (UPF) तक घट जाएगी और फिर बढ़ जाएगी।

तुल्यकालिक मशीन में V वक्र:

यह तुल्यकालिक मशीन में क्षेत्र उत्तेजना और आर्मेचर धारा के बीच संबंध देता है।

V वक्र से, हम देखते हैं कि:

• जैसे-जैसे क्षेत्र उत्तेजना (Ø_f) बढ़ती है, क्षेत्र धारा (I_f) बढ़ती है।
• जैसे-जैसे हम एकल शक्ति गुणक स्थिति की ओर उत्तेजना से क्षेत्र उत्तेजना (Øf) बढ़ाते हैं, सबसे पहले एक आर्मेचर धारा घटती है। एकता शक्ति गुणक पर, एक आर्मेचर धारा (Ia) न्यूनतम मान प्राप्त करती है।
• आर्मेचर धारा (Ia) तब बढ़ती है क्योंकि क्षेत्र उत्तेजना (Øf) एकल शक्ति गुणक से अति-उत्तेजित स्थिति की ओर बढ़ती है।

Additional Information 

• अध-उत्तेजना: यदि क्षेत्र उत्तेजना इस प्रकार है कि Eb < V मशीन को अध-उत्तेजना की स्थिति में कार्य करना कहा जाता है।
• अति-उत्तेजना: यदि क्षेत्र उत्तेजना इस प्रकार है कि Eb < V, मशीन को अति-उत्तेजना की स्थिति में कार्य करना कहा जाता है।
• एकल शक्ति गुणक: यदि क्षेत्र उत्तेजना ऐसा है कि Eb = V, मशीन को एकल शक्ति गुणक की स्थिति में कार्य करने के लिए कहा जाता है।

उच्च दक्षता और उच्च गति (600 आरपीएम से ऊपर) के कारण, समकालीन मोटर्स उन भारों के लिए उपयुक्त होती हैं, जहाँ निरंतर गति की आवश्यकता होती है, जैसे ब्लोअर।

अपकेंद्रीय पंप, बेल्ट-चालित प्रत्यागामी कंप्रेसर, ब्लोअर, लाइन शाफ्ट, रबर और पेपर मिल आदि के अन्य अनुप्रयोग।

समकालीन मोटर्स

• ​समकालीन मोटर्स स्वाभाविक रूप से स्व-प्रारंभिक नहीं होती हैं। उन्हें समकालीन होने से पहले अपनी गति को समकालीन गति के करीब लाने के लिए कुछ बाहरी साधनों की आवश्यकता होती है। संचालन की गति आपूर्ति आवृत्ति के साथ समकालीन में होती है और इसलिए निरंतर आपूर्ति आवृत्ति के लिए वे लोड की स्थिति के बावजूद नियत गति मोटर्स के रूप में व्यवहार करती हैं।
• एक समकालीन मोटर का उपयोग समकालीन कंडेनसर के रूप में कार्य करके नियत वोल्टेज ट्रांसमिशन में वोल्टेज गिरावट की भरपाई के लिए किया जा सकता है। जब सिस्टम वोल्टेज गिरता है, तो प्रतिक्रिया शक्ति उत्पन्न करने के लिए मोटर अति-उत्तेजित हो सकती है, जो सिस्टम वोल्टेज को वांछित स्तर पर बनाए रखने में मदद करती है। पावर फैक्टर (शक्ति गुणक) और वोल्टेज विनियमन में सुधार के लिए इस पद्धति का उपयोग अक्सर बिजली प्रणालियों में किया जाता है।
• समकालीन मोटर उन अनुप्रयोगों को ढूंढती है, जहाँ संचालन गति कम (लगभग 500 आरपीएम) होती है और उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है। मध्यम गति सीमा में 40 किलोवाट से कम बिजली उत्पादन के लिए, संबंधित तीन-फेज़ प्रेरण मोटर का आकार, वजन और लागत बहुत अधिक होते है।