Three Phase Induction Motor MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Three Phase Induction Motor - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सिद्धांत

प्रेरण मोटर की तुल्यकालिक चाल इस प्रकार दी जाती है:

\(N_s={120f\over P}\)

जहाँ, N_s = तुल्यकालिक चाल

f = आवृत्ति

P = ध्रुवों की संख्या

गणना

दिया गया है, P = 6

f = 60 Hz

\(N_s={120\times 60\over 6}\)

Ns = 1200 rpm

प्रेरण मोटर में क्रॉलिंग

• क्रॉलिंग के कारण प्रेरण मोटर आमतौर पर समकालिक गति के एक अंश (जैसे, 1/3) पर संचालित होती है।
• क्रॉलिंग एक प्रकार की घटना है जो स्क्विरल-केज प्रेरण मोटरों में आपूर्ति वोल्टेज में हार्मोनिक्स के कारण या मोटर के डिज़ाइन के कारण होती है।
• इसके परिणामस्वरूप मोटर समकालिक गति के लगभग (1/3)वें भाग पर "अटक" जाती है, बजाय इसके कि वह समकालिक गति के पास पहुँच जाए।
• यह आमतौर पर खराब डिज़ाइन वाली मोटरों या स्टार्टअप के दौरान भारी भार के अंतर्गत देखी जाती है।
• क्रॉलिंग अक्सर उच्च प्रारंभिक धाराओं के साथ होती है और ध्यान देने योग्य शोर पैदा कर सकती है, जिससे मोटर के संचालन पर और प्रभाव पड़ता है और आसपास के वातावरण को संभावित रूप से नुकसान पहुँच सकता है।

संप्रत्यय:

एक प्रेरण मोटर में, पूर्ण भार टॉर्क से अधिकतम टॉर्क (पुल-आउट टॉर्क) का अनुपात रोटर प्रतिरोध से प्रभावित होता है। एक प्रेरण मोटर के लिए टॉर्क समीकरण इस प्रकार दिया गया है:

\( T \propto \frac{R_2}{s} \)

जहाँ:

• \(R_2\) = रोटर प्रतिरोध
• \(s\) = मोटर का स्लिप

रोटर प्रतिरोध को बढ़ाने से अधिकतम टॉर्क बिंदु उच्च स्लिप पर स्थानांतरित हो जाता है, जो पूर्ण भार संचालन बिंदु के करीब होता है। यह पूर्ण भार टॉर्क से अधिकतम टॉर्क के अनुपात को बढ़ाता है, जिससे मोटर अलग-अलग भारों को संभालने में अधिक कुशल हो जाती है।

गणना:

- रोटर प्रतिरोध बढ़ाने से अधिकतम टॉर्क उच्च स्लिप क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाता है।
- यह अधिकतम टॉर्क बिंदु को मोटर के ऑपरेटिंग बिंदु के करीब लाने में मदद करता है।
- परिणामस्वरूप, पूर्ण भार टॉर्क से अधिकतम टॉर्क का अनुपात बेहतर होता है।

अंतिम उत्तर: रोटर प्रतिरोध बढ़ाने से प्रेरण मोटर में पूर्ण भार टॉर्क से अधिकतम टॉर्क का अनुपात बढ़ जाता है।

3ϕ प्रेरण मोटर का समतुल्य परिपथ

रोटर पर कुल प्रतिरोध \(\rm \frac{R_2}{s}\) के रूप में दर्शाया गया है जहाँ s स्लिप है।

अब, यदि हम एक प्रेरण मोटर के लिए एक समतुल्य ट्रांसफार्मर परिपथ बनाते हैं, तो द्वितीयक प्रतिरोध R₂ होगा। इस प्रकार, भार प्रतिरोध \(\rm \frac{R_2(1-s)}{s}\) होगा।

ट्रांसफार्मर के रूप में मॉडलिंग की गई प्रेरण मोटर:

जब सभी रोटर प्राचलों को स्टेटर की ओर स्थानांतरित कर दिया जाता है तो प्रेरण मोटर परिपथ इस प्रकार दिया जाता है:

\(\rm \frac{R_2(1-s)}{s}\) वह प्रतिरोध है जो समतुल्य परिपथ में यांत्रिक भार का प्रतिनिधित्व करता है।

सर्पी वलय प्रेरण मोटर को स्टार्टअप के दौरान रोटर परिपथ में बाहरी प्रतिरोध जोड़कर कम प्रारंभिक धारा के साथ उच्च प्रारंभिक बलाघूर्ण प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उन्हें भारी प्रारंभिक भार की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों जैसे क्रेन, होइस्ट और लिफ्ट के लिए आदर्श बनाता है।

सभी भार पर उच्च दक्षता → सत्य नहीं; पिंजरी मोटर मोटरों की तरह कुशल नहीं।

निम्न प्रारंभिक बलाघूर्ण और उच्च प्रारंभिक धारा → वास्तविक विशेषता के विपरीत।

केवल तुल्यकालिक गति पर संचालित होता है → गलत; यह सभी प्रेरण मोटरों की तरह तुल्यकालिक गति से नीचे संचालित होता है।

उच्च प्रारंभिक बलाघूर्ण और निम्न प्रारंभिक धारा → सही।

रोटर में emf उत्प्रेरण विधि:

रेटेड गति से कम के लिए: इस विधि में प्रेरित emf की आवृत्ति रोटर स्लिप की आवृत्ति के समान होती है और यह emf रोटर के emf के साथ फेज से 180° बाहर होती है।

E_2R रोटर में परिणामी emf है

E_2R = E₂ – E₁

\(T \propto \frac{{sE_{2R}^2}}{{{R_2}}}\)

R₂ रोटर का प्रतिरोध है

T, बलाघूर्ण है

s स्लिप है

यहां, रोटर के emf का मान कम हो जाता है। स्थिर बलाघूर्ण बनाए रखने के लिए, स्लिप का मान बढ़ जाएगा। इसलिए, गति कम हो जाएगी।

इस स्थिति में, रोटर का प्रभावी प्रतिरोध बढ़ जाता है।

रेटेड गति से अधिक के लिए: इस विधि में, प्रेरित किए गए emf की आवृत्ति रोटर स्लिप के आवृत्ति के समान होती है और यह emf रोटर के emf के साथ फेज में होती है।

E_2R रोटर में परिणामी emf है

E_2R = E₂ + E₁

\(T \propto \frac{{sE_{2R}^2}}{{{R_2}}}\)

R₂ रोटर का प्रतिरोध है

T बलाघूर्ण है

s स्लिप है

यहां, रोटर के emf का मान अधिक हो जाता है। स्थिर बलाघूर्ण बनाए रखने के लिए स्लिप का मान कम हो जाएगा। इसलिए गति बढ़ जाएगी।

इस स्थिति में, रोटर का प्रभावी प्रतिरोध कम हो जाता है।

प्रेरण जनरेटर हमेशा अग्रगामी शक्ति घटक के साथ कार्य करता है, क्योंकि वह पर्याप्त मात्रा में कार्यकारी फ़्लक्स उत्पादित करने के लिए बड़ी मात्रा में प्रतिघाती शक्ति की खपत करता है, ताकि आर्मेचर प्रतिक्रिया हर समय चुंबकीय हो, अतः वह हर समय अग्रगामी शक्ति घटक के साथ कार्य करेगी।

महत्वपूर्ण बिंदु

• प्रेरण जनरेटर मूल रूप से एक प्रेरण मोटर होता है, जो तुल्यकालिक गति से ऊपर संचालित होता है
• जब वह जनरेटर के रूप मे कार्य करता है, तब वह सक्रिय शक्ति को स्त्रोत की ओर पुनःआपूर्ति करता है, पर इस सक्रिय शक्ति की आपूर्ति के लिए इसे अपनी कुण्डली को उत्तेजित रखने के लिए इनपुट के रूप में प्रतिघाती शक्ति की आवश्यकता होती है
• यदि प्रेरण मोटर ग्रिड से जुड़ी हुई हो, तो वह कुण्डलियों के उत्तेजन के लिए आवश्यक प्रतिघाती शक्ति खींचेगी, किंतु यदि यह स्वतंत्र प्रणाली( ग्रिड से जुड़ी हुई नहीं) है, तो एक संधारित्र बैंक हमेशा जुड़ा हुआ रहेगा, और यह यांत्रिक से विद्युत ऊर्जा रूपांतरण की प्रक्रिया के लिए कुण्डली को उत्तेजित रखने के हेतु अग्रगामी प्रतिघाती शक्ति प्रदान करेगा
• प्रतिघाती शक्ति की आपूर्ति संधारित्र द्वारा होने के कारण, प्रेरण जनरेटर अग्रगामी शक्ति गुणांक पर संचित होता है

रियोस्टेट:

एक स्टेट एक प्रकार का चर अवरोधक है, जिसका प्रतिरोध विद्युत परिपथ के माध्यम से प्रवाहित विद्युत धारा की मात्रा को बदलने के लिए बदला जा सकता है। रियोस्टेट शब्द दो शब्दों से बना है (ग्रीक में 'रियो' का अर्थ धारा का प्रवाह और 'स्टेट' का अर्थ स्थिर यंत्र है)। जब एक विद्युत परिपथ में रखा जाता है, तो बिजली का प्रवाह दो टर्मिनलों के माध्यम से बदल जाता है: एक टर्मिनल स्लाइडर/समायोज्य संपर्क के पास और दूसरा नीचे से जुड़ा होता है।

एक रियोस्टेट को अंतरराष्ट्रीय स्तर पर निम्नलिखित प्रतीक द्वारा निरूपित किया जाता है:

रियोस्टेट आमतौर पर उन अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहां उच्च वोल्टेज या धारा की आवश्यकता होती है जैसे:

1. एक प्रकाश बल्ब की प्रकाश तीव्रता को बदलना। रियोस्टेट के प्रतिरोध में वृद्धि से विद्युत धारा का प्रवाह कम हो जाता है, जिससे प्रकाश कम हो जाता है और इसके विपरीत।
2. जनरेटर
3. मोटर गति
4. हीटर और ओवन तापमान नियंत्रण
5. ध्वनि नियंत्रण

Additional Information

कुछ महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक घटक प्रतीक नीचे दिए गए हैं-

चुम्बकीय प्रतिघात (Xm) वायु अंतराल प्रवाह पर निर्भर करता है और प्रवाह V/f पर निर्भर करती है। 

Xm ∝ ϕ ∝ V/f

अतः चुंबकीयकरण प्रतिघात रेटेड आवृत्ति के rms मान को कम करने से प्रभावित होता है। 

Additional Information

घूर्णक पर कुल प्रतिरोध \(\frac{{{r_2}}}{s}\) द्वारा दर्शाया जाता है,जहाँ \(s\) सर्पण है।अब,यदि हम प्रेरण मोटर के लिए एक समतुल्य ट्रांसफार्मर परिपथ तैयार करते हैं,तो माध्यमिक प्रतिरोध \({r_2}\) होगा।इसलिए भार प्रतिरोध \({r_2}\left( {\frac{1}{s} - 1} \right)\)होगा।

प्रेरण मोटर को ट्रांसफार्मर का प्रतिरुप दिया गया है। 

जब सभी घूर्णक प्राचल को स्टेटर साइड प्रेरण मोटर परिपथ पर शिफ्ट किया जाता है तो उसे इसके द्वारा दिया जाता है

इसलिए, \(r_{2}^{'}\left( \frac{1}{s}-1 \right)\) वह प्रतिरोध होता है जो शक्ति को यांत्रिक शक्ति आउटपुट या उपयोगी शक्ति में परिवर्तित करता है।

संकल्पना:

प्रेरण मोटर में सर्पी

\(s=\frac{N_s\ -\ N_r}{N_s}\)    ---(1)

जहाँ,

N_s स्टेटर आवृत्ति है

N_r रोटर आवृत्ति है। 

साथ ही, fr = s fs    ---(2)

जहाँ, 

fr रोटर आवृत्ति है। 

fs आपूर्ति आवृत्ति है। 

वर्णन:

रोटर बंद होता है, जिसका अर्थ है N_r = 0 है। 

इसलिए, समीकरण (1) से, s = 1

समीकरण (2) से,

fr = fs

अतः प्रेरण मोटर की रोटर आवृत्ति = आपूर्ति आवृत्ति। 

अवधारणा:

जब 3-ϕ प्रेरण मशीन प्रेरण जनरेटर के रूप में काम करती है तो 

सर्पी (s) = \(= \frac{{\left( { - {N_s} + {N_r}} \right)}}{{{N_s}}}\)

जहाँ, 

Ns = तुल्यकाली गति

Nr = घूर्णक गति

घूर्णक धारा की आवृत्ति = s × f

जहां s सर्पी है

f आपूर्ति आवृत्ति है

गणना:

दिया गया है कि,

आपूर्ति आवृत्ति (f_s) = 60 Hz

घूर्णक धारा आवृत्ति (f_r) = 5 Hz

ध्रुवों की संख्या = 4

तुल्यकाली गति, \({{\rm{N}}_{\rm{s}}} = \frac{{120{{\rm{f}}_{\rm{s}}}}}{{\rm{P}}}\) 

\(= \frac{{120 × 60}}{4} = 1800\)

हम जानते हैं कि ,

f_r = (s) f_s

⇒ 5 = (s) (60)

\(\Rightarrow s = \frac{1}{{12}}\)

प्रेरण जनरेटर के रुप में कार्य करने के लिए घूर्णक की गति तुल्यकाली गति  की तुलना में सर्पी गति से अधिक होनी चाहिए।

\(\Rightarrow \frac{1}{{12}} = \frac{{ - 1800 + {N_r}}}{{1800}}\)

एक तीन फेज प्रेरण मोटर में,

a) स्टेटर की गति शून्य है

b) स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र की गति तुल्यकालिक गति है

c) रोटर चुंबकीय क्षेत्र की गति समकालिक गति है

d) रोटर की गति घूर्णन गति है

e) रोटर चुंबकीय क्षेत्र और रोटर के बीच का अंतर सर्पी गति है

प्रेरण मोटर में शक्ति चरण:

स्टेटर लौह नुकसान (भंवर धारा नुकसान और हिस्टैरिसीस नुकसान) को स्थिरांक नुकसान माना जाता है और यह लौह कोर में आपूर्ति आवृत्ति और चुम्बकीय प्रवाह घनत्व पर निर्भर करता है। 

रोटर का लौह नुकसान नगण्य होता है क्योंकि सामान्य संचालन स्थितियों के तहत रोटर धाराओं की आवृत्ति सदैव कम होती है। 

\( {{P}_{2}}:{{P}_{cu}}:{{P}_{m}}=1:s:\left( 1-s \right)\)

जहाँ, 

s मोटर की सर्पी है और Pcu रोटर तांबा नुकसान है। 

गणना:

दिया हुआ,

s = 4% = 0.04

P₂ = 1000 W

उपरोक्त अवधारणा से,

P₂ : P_m = 1 : (1 - s)

1000 : P_m = 1 : (1 - 0.04)

1000 : P_m = 1 : 0.96

\(\frac{1000}{P_m}=\frac{1}{0.96}\)

P_m = 1000 × 0.96 = 960 W

• प्रेरण मोटर एक प्रकार की विद्युत मोटर होती है जिसमें एक शक्ति के स्रोत से प्रत्यावर्ती धारा को एक प्राथमिक कुंडली के माध्यम से प्रदाय किया जाता है और एक द्वितीयक कुंडली में धारा को प्रेरित किया जाता है, जिसके पुर्जों को व्यवस्थित किया जाता है, ताकि परिणामी चुंबकीय क्षेत्र एक चल रोटर को निश्चित स्टेटर के संबंध में घूमने का कारण बनता है।
• बलाघूर्ण-सर्पी विशेषताओं को एक आयताकार अतिपरवलय द्वारा दर्शाया गया है।
• सर्पी के तत्काल मूल्य के लिए, आरेख एक रूप से दूसरे में बदलता है।
• प्रेरण मोटर का बलाघूर्ण समीकरण है:

\(T = \frac{{Ks{R_2}E_{20}^2}}{{R_2^2 + {{\left( {s{X_{20}}} \right)}^2}}}\)

बलाघूर्ण सर्पी विशेषता वक्र तीन क्षेत्रों में विभाजित है:

• निम्न सर्पी क्षेत्र
• मध्यम सर्पी क्षेत्र
• उच्च सर्पी क्षेत्र

निम्न सर्पी क्षेत्र:

तुल्यकालिक गति पर, सर्पी = 0, इसलिए बलाघूर्ण शून्य है।

जब हल्का भार होता है तो गति तुल्यकालिक गति के बहुत करीब होती है।

सर्पी बहुत कम है और (sX₂₀)², R₂ की तुलना में नगण्य है। इसलिये

\(T = \frac{{{K_1}s}}{{{R_2}}}\)

यानी T ∝ S

इसलिए भारी भार के लिए, बलाघूर्ण सर्पी के आनुपातिक है।

उच्च मध्यम सर्पी क्षेत्र:

जैसे-जैसे सर्पी बढ़ती है भार बढ़ने के साथ मोटर की गति कम होती जाती है।

पद (sX₂₀)² बड़ा हो जाता है।

पद (sx₂₀)² के साथ तुलना में पद R22 को उपेक्षित किया जा सकता है और बलाघूर्ण समीकरण निम्न बन जाता है

\(T = \frac{{{K_3}{R_2}}}{{sX_{20}^2}}\)

यानी \(T \propto \frac{1}{s}\)

इसलिए भारी भार के लिए, टॉर्क फिसलन के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

प्रेरण मोटर में खांचे:

• प्रेरण मोटर की गति भार बलाघूर्ण के व्युत्क्रमानुपाती होती है। अर्ध-बंद और बंद खांचे में स्टेटर और रोटर के बीच वायु अंतराल खुले खांचे की तुलना में छोटा होता है। चूंकि वायु अंतराल छोटा होता है, इसलिए वायु अंतराल में फ्लक्स को स्थापित करने के लिए धारा को चुम्बकित करने की आवश्यकता कम होती है।
• इसके परिणामस्वरूप बेहतर शक्ति गुणक होता है जिसके लिए प्रेरण मोटर में अर्ध-बंद खांचे या पूरी तरह से बंद खांचे का उपयोग किया जाता है।
• खांचों के सभी तीन प्रकारों में से अर्ध-बंद प्रकार के खांचों को प्रेरण मशीनों के लिए वरीयता दी जाती है क्योंकि अर्ध-बंद खांचों में खुले प्रकार का आंशिक लाभ और बंद प्रकार के खांचों का आंशिक लाभ होता है।
• खुले-प्रकार के खांचों को सामान्यतौर पर तुल्यकालिक और dc मशीनों के लिए वरीयता दी जाती है।
• सामान्यतौर पर बंद प्रकार के खांचों का प्रयोग प्रारंभिक धारा को नियंत्रित करने के लिए निम्न hp मोटर में किया जाता है, क्योंकि बंद प्रकार के खांचों द्वारा प्रदान किया गया रिसाव प्रतिघात अन्य प्रकार के खांचों की तुलना में बहुत उच्च होता है। 
• बड़े आकार वाले प्रेरण मोटर खुले खांचों का प्रयोग इस प्रकार करते हैं जिससे पहले से तैयार और उचित रूप से अवरोधित कुण्डलों को आसानी से खुले खांचों में डाला जा सकता है। 
• शक्ति गुणक में सुधार करने के लिए प्रेरण मोटर में अर्ध-बंद खांचे या पूरी तरह से बंद खांचे का उपयोग किया जाता है।