Alternators MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Alternators - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संप्रत्यय

एक तुल्यकालिक जनरेटर या अल्टरनेटर सभी प्रकार के शक्ति गुणांकों पर संचालित करने में सक्षम है, अर्थात् UPF, अग्रगामी या पश्चगामी शक्ति गुणांक।

• अग्रगामी शक्ति गुणांक: यदि क्षेत्र उत्तेजन इस प्रकार है कि E_b < V, तो अल्टरनेटर को कम उत्तेजित कहा जाता है और इसका अग्रगामी शक्ति गुणांक होता है।
• पश्चगामी शक्ति गुणांक: यदि क्षेत्र उत्तेजन इस प्रकार है कि E_b > V, तो अल्टरनेटर को अधिक उत्तेजित कहा जाता है और पश्चगामी शक्ति गुणांक होता है।
• एकता शक्ति गुणांक: यदि क्षेत्र उत्तेजन इस प्रकार है कि E_b = V, तो अल्टरनेटर को सामान्य रूप से उत्तेजित कहा जाता है।

तुल्यकालिक जनरेटर या अल्टरनेटर के लिए V-वक्र नीचे दिखाया गया है

प्रत्यावर्तित्र में अवमंदन कुंडली का उद्देश्य विचलन को रोकना है, जो तब होता है जब एक तुल्यकालिक मशीन अपनी तुल्यकालिक गति से अलग गति पर दोलन करती है।

विचलन:
अचानक भार के लगाने या हटाने के कारण, रोटर के अपने नए संतुलन बिंदु के आसपास दोलन को तुल्यकालिक मशीन में प्रेंखण या विचलन कहा जाता है।

विचलन के कारण:

• अचानक भार में परिवर्तन।
• अचानक आपूर्ति प्रणाली या क्षेत्र प्रणाली में परिवर्तन।
• संनादी बलाघूर्ण युक्त भार।

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विचलन को खत्म करने के तरीके:

1. मशीन को एक उपयुक्त तुल्यकालिक शक्ति गुणांक के साथ बनाकर।
2. गतिपालक चक्र का उपयोग करके।
3. अवमंदन कुंडली का उपयोग करके।

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अवमंदन कुंडली:

• अवमंदन कुंडली कम प्रतिरोध तांबा, एल्यूमीनियम या पीतल से बना होता है।
• इन्हें ध्रुव शू के नीचे बने स्लॉट में डाला जाता है।
• अवमंदन कुंडली के संबंध में, रोटर एक प्रेरण मोटर के पिंजर रोटर की तरह व्यवहार करता है।

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अवमंदन कुंडली के कार्य:

1. प्रत्यावर्तित्र में विचलन को खत्म करने और ऋणात्मक अनुक्रम क्षेत्र को दबाने के लिए।
2. तुल्यकालिक मोटर में विचलन को खत्म करने और शुरू करने के उद्देश्य के लिए।

महत्वपूर्ण बिंदु:

• जब रोटर की गति तुल्यकालिक गति से कम होती है, तो प्रेरक मोटर बलाघूर्ण रोटर के घूर्णन की दिशा में विकसित होता है, तब रोटर तुल्यकालिक गति तक पहुँचने के लिए त्वरित होगा।
• जब रोटर की गति तुल्यकालिक गति से अधिक (सुपर तुल्यकालिक गति) होती है, तो प्रेरण जनरेटर बलाघूर्ण रोटर के घूर्णन की विपरीत दिशा में विकसित होता है, तब रोटर तुल्यकालिक गति तक पहुँचने के लिए धीमा हो जाएगा।
• जब रोटर तुल्यकालिक गति से घूमता है , तो आर्मेचर अभिवाह और अवमंदन कुंडली के बीच कोई सापेक्ष गति नहीं होती है। इसलिए अवमंदन कुंडली में कोई प्रेरित emf और कोई धारा नहीं है और इसलिए कोई बलाघूर्ण नहीं है। मशीन को स्थिर अवस्था की स्थिति में कहा जाता है।

सही उत्तर विकल्प 2 है।

प्रत्यावर्तित्र का समानांतर संचालन आवश्यक है क्योंकि:

1. उच्च भार की अवधि के दौरान, समानांतर में चलने वाले कई प्रत्यावर्तित्र एकल प्रत्यावर्तित्र  की तुलना में एक अधिक भार प्रदान कर सकते हैं, जबकि लघु भार की अवधि के दौरान, एक या अधिक प्रत्यावर्तित्र बंद हो सकते हैं और शेष पूर्ण लोड पर या उसके पास काम करने के लिए, इस प्रकार उचित लोड शेयरिंग को सक्षम करते हैं। 
2. जब रखरखाव या निरीक्षण होता है, तो एक मशीन को मरम्मत से हटाया जा सकता है और अन्य प्रत्यावर्तित्र आपूर्ति की निरंतरता बनाए रख सकते हैं। यह प्रणाली की विश्वसनीयता को बढ़ाता है।​
3. प्रणाली में हानियाँ कम हो जाती है, इसलिए दक्षता बढ़ जाती है।
4. परिचालन लागत कम हो जाती है।
5. यह आपूर्ति की सुरक्षा सुनिश्चित करता है और लागत प्रभावी उत्पादन को सक्षम बनाता है।

अल्टरनेटर आमतौर पर निम्नलिखित कारणों से विद्युत आपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं।

• स्थिर वोल्टेज
• लगातार आवृत्ति
• सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान करने की क्षमता

संकल्पना

3-फेज प्रत्यावर्तित्र एक विद्युत मशीन है जिसका उपयोग यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।

3-फेज प्रत्यावर्तित्र की दक्षता निम्न द्वारा दी जाती है:

\(\eta={Output\over Input}\)

\(\eta={Output\over Output+Losses}\)

एक अति उत्तेजित प्रत्यावर्तक सदैव संयोजित भार के लिए पश्चगामी धारा की आपूर्ति करता है, जिसका अर्थ है कि भार पश्चगामी प्रकृति का है। पश्चगामी भार आपूर्ति या प्रत्यावर्तक से सक्रिय और प्रतिघाती शक्ति ग्रहण करता है। इसलिए प्रतिघाती शक्ति एक अति-उत्तेजित प्रत्यावार्तक से बाहर की ओर प्रवाहित होती है।

महत्वपूर्ण बिंदु:

• अल्प उत्तेजित प्रत्यावर्तक अग्रगामी शक्ति गुणांक पर कार्य करता है
• सामान्य उत्तेजित प्रत्यावर्तक एकता शक्ति गुणांक पर कार्य करता है
• अति उत्तेजित प्रत्यावर्तक पश्चगामी शक्ति गुणांक पर कार्य करता है

Mistake Pointsतुल्यकालिक मोटर के लिए यह प्रत्यावर्तक के विपरीत होता है,

• अल्प उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर पश्चगामी शक्ति गुणांक पर कार्य करता है
• सामान्य उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर एकल शक्ति गुणांक पर कार्य करता है
• अति उत्तेजित तुल्यकालिक मोटर अग्रगामी शक्ति गुणांक पर कार्य करता है

चूँकि क्षेत्र धारा घूर्णन प्रत्यावर्तक के फेज अनुक्रम को प्रभावित नहीं करता है तो क्षेत्र धारा की दिशा को प्रत्यावर्ती करने पर फेज अनुक्रम समान रहता है, अर्थात RYB

नोट:

यदि क्षेत्र धारा की दिशा विपरीत होती है तो इसके फेज अनुक्रम में कोई परिवर्तन नहीं होता है। आमतौर पर प्रत्यावर्तक के फेज अनुक्रम को रोटर घूर्णन की दिशा को बदल / उलट कर बदला जा सकता है। लेकिन  क्षेत्र की धारा की दिशा पर निर्भर नहीं करता है

तुल्यकालिक मशीन का निर्माण

• एक प्रत्यावर्तक में स्टेटर और रोटर दो भाग होते हैं।
• स्टेटर मशीन का स्थिर भाग है और रोटर मशीन का घूर्णी भाग है।
• स्टेटर में आर्मेचर कुंडली होती है, जिसमें वोल्टता उत्पन्न होती है और इससे निर्गम लिया जाता है।
• मशीन का रोटर मुख्य अभिवाह  करता है।
• तुल्यकाली मशीनों में, मुख्य ध्रुव क्षेत्र कुंडली को घुमाते हैं।
• ध्रुवों को या तो स्थायी चुंबकों द्वारा या दिष्ट धारा (DC) द्वारा चुंबकित किया जाता है।
• आर्मेचर, जिसमें आमतौर पर तीन-फेज कुंडली होती है, शाफ्ट पर लगाया जाता है।

• तरंगरूप और फेज अनुक्रम जनरेटर के निर्माण और प्रणाली में इसके संयोजन द्वारा निर्दिष्ट होता है।
• एक जनरेटर के अधिष्‍ठान के दौरान ध्यानपूर्वक जाँच यह सुनिश्चित करने के लिए की जाती है कि जनरेटर टर्मिनल और सभी नियंत्रण वायरिंग सही हैं जिससे फेज का क्रम (फेज अनुक्रम) प्रणाली से मेल खाता हो।
• गलत फेज अनुक्रम के साथ किसी जनरेटर को जोड़ने के परिणामस्वरूप लघु परिपथन होगा क्योंकि प्रणाली का वोल्टेज जनरेटर के टर्मिनल वोल्टेज के विपरीत होता है।
• जब भी जनरेटर को एक ग्रिड से जोड़ा जाता है तो वोल्टेज, आवृत्ति और फेज कोण को प्रत्येक बार नियंत्रित किया जाना चाहिए।

सही उत्तर विकल्प 1): 600 RPM है

संकल्पना:

यांत्रिक रूप से युग्मित प्रत्यावर्तित्र का अर्थ है कि इन प्रत्यावर्तित्रों के रोटर को युग्मित किया जाता है ताकि दोनों मशीनें समान गति से चलेंगी। हम जानते हैं कि, तुल्यकालिक गति

\(N_s = \frac{120 \times f}{P}\)

अर्थात, Ns ∝ f और Ns ∝\(\frac{1}{P}\)

एक मशीन 40 Hz पर विद्युत पहुंचाती है। मान लें कि उस मशीन में खंभों की संख्या P40 होगी। एक और मशीन 50 Hz पर विद्युत पहुंचाती है। माना कि उस मशीन में ध्रुवों की संख्या P50 होगी

\(\frac{40}{50} = \frac{P_{40}}{P_{50}} \Rightarrow \frac{P_{40}}{P_{50}} = \frac{4}{5}\)

चूंकि चुंबकीय एकलध्रुव उपस्थित नहीं हो सकता है, इसलिए हम हर और अंश को 2 से गुणा करेंगे

\( \frac{P_{40}}{P_{50}} = \frac{4 \times 2}{5 \times 2}\) = \(\frac{8}{10}\)

इसलिए, उच्चतम संभव गति =\(\rm \frac{120 \times 50}{10} \ or \ \frac{120 \times 40}{8} \)

= 600 RPM

सही उत्तर विकल्प 4 है: (92.60 प्रतिशत)

अवधारणा:

प्रत्यावर्तित्र की दक्षता आउटपुट और इनपुट के बीच का अनुपात है

दक्षता = \(\frac{Output}{Input} \times 100\)

आउटपुट = इनपुट - हानि 

गणना:

आउटपुट = 25 kW

हानि = 2 kW

इनपुट = आउटपुट + हानि 

= 25+2

= 27 kW

दक्षता = \(\frac{Output}{Input} \times 100\)

= \(\frac{25}{27} \times 100\)

= 92.60 %

आवर्तित्र के तुल्यकालन का अर्थ एक आवर्तित्र को ग्रिड में कई अन्य आवर्तित्रों, जो स्थिर वोल्टेज और स्थिर आवृत्ति की लाइव प्रणाली में होते हैं, के साथ समानांतर में जोड़ना होता है।

एक विकल्प को ग्रिड में जोड़ने से पहले, निम्नलिखित शर्तों को पूरा करना होगा:

समान वोल्टेज: आवक आवर्तित्र का टर्मिनल वोल्टेज बस-बार वोल्टेज के बराबर होना चाहिए।

समान आवृत्ति: उत्पन्न वोल्टेज की आवृत्ति बस-बार वोल्टेज की आवृत्ति के बराबर होनी चाहिए।

फेज अनुक्रम: आवर्तित्र के तीनों फेजों अनुक्रम उस ग्रिड या बसबार के समान होना चाहिए।

फेज कोण: उत्पन्न वोल्टेज और ग्रिड के वोल्टेज के बीच का फेज कोण शून्य होना चाहिए।

वोल्टेज समानता की पहली स्थिति एक वोल्टमीटर द्वारा संतुष्ट हो सकती है। समान आवृत्ति और समान फेजों की शर्तों को पूरा करने के लिए निम्न दो विधियों में से एक का उपयोग किया जा सकता है:

• तीन डार्क लैंप विधि
• दो ब्राइट, एक डार्क विधि
• सिंक्रोस्कोप विधि

• प्रत्यावर्तक के मामले में उत्तेजना या इसके क्षेत्र धारा को बदलने के लिए एक क्षेत्र रिओस्टेट का उपयोग किया जा सकता है।
• यदि प्रत्यावर्तक समानांतर में चल रहे हैं, तो क्षेत्र धारा में बदलाव से सक्रिय रूप से साझा की गई शक्ति नहीं बदलेगी, लेकिन संचालन शक्ति गुणक बदल जाएगा।
• उत्तेजना में परिवर्तन के साथ, आर्मेचर धारा बदल जाएगा जो एक छोटी राशि से सक्रिय शक्ति को बदल देगा।
• यदि उत्तेजना कम हो जाती है, तो इसका शक्ति गुणक अधिक पश्चगामी  जाता है।

सही उत्तर विकल्प 2): \(\rm\frac {Phasor\ sum\ of\ emfs \ induced \ in\ that\ coil} {Arithmatic \ sum \ of\ induced \ emfs \ in\ a\ coil}\) है।

संकल्पना:

• कुंडली चक्रण गुणांक या पिच गुणांक को लघु-पिच कुंडली में उत्पन्न वोल्टेज के पूर्ण-पिच कुंडली में उत्पन्न वोल्टेज के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। कुंडली चक्रण गुणांक को कॉर्डिंग गुणांक के रूप में भी जाना जाता है
• इसे प्रति कुंडल प्रेरित emf के सदिश योग से प्रति कुंडल प्रेरित emf के अंकगणितीय योग के अनुपात के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।
• पिच गुणांक = \(\rm\frac {Phasor\ sum\ of\ emfs \ induced \ in\ that\ coil} {Arithmatic \ sum \ of\ induced \ emfs \ in\ a\ coil}\)

एक प्रत्यावर्तक शक्ति आउटपुट उसके भार कोण की ज्या के सीधे समानुपातिक होता  है। 

\(P = \frac{{EV}}{X}sin\theta\)

जहाँ,

P = प्रत्यावर्तक का शक्ति आउटपुट

E = प्रत्यावर्तक से भेजा गया वोल्टेज

V = प्रत्यावर्तक से प्राप्त किया गया वोल्टेज

X = प्रत्यावर्तक का रेक्टेन्स

θ = भार कोण

• प्रत्यावर्तक से अधिकतम शक्ति आउटपुट तब प्राप्त होता है जब भार कोण 90 डिग्री होता है।
• लेकिन फिर भी, भार कोण 20 और 30 डिग्री के बीच रखा जाता है।
• यह शक्ति प्रणाली की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है जिसमें प्रत्यावर्तक जुड़ा हुआ होता है।
• 90 डिग्री के भार कोण को क्रांतिक स्थिरता के बिंदु के रूप में जाना जाता है, यदि भार कोण इस मान से अधिक हो जाता है तो प्रत्यावर्तक अस्थिर हो जाएगा और इसकी गति नियंत्रण से बाहर जा सकती है।
• यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह स्थिति कभी नहीं होती है प्रत्यावर्तक हमेशा 20-30 डिग्री के भार कोण पर संचालित होता है।