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

स्पष्टीकरण:

ब्रश रहित DC मोटर के संचालन का मुख्य सिद्धांत

परिभाषा: ब्रश रहित DC मोटर (BLDC मोटर) एक प्रकार की इलेक्ट्रिक मोटर है जिसमें ब्रश और सर्पी वलय का उपयोग नहीं किया जाता है। इसके बजाय, यह मोटर इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों का उपयोग करके कार्य करती है जो मोटर की स्थिति और चाल को नियंत्रित करते हैं।

कार्य सिद्धांत: ब्रश रहित DC मोटर का मुख्य कार्य सिद्धांत यह है कि इसमें इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक होते हैं जो स्टेटर कुंडलन में सही समय पर विद्युत धारा का प्रवाह करते हैं। यह नियंत्रक हॉल सेंसर या अन्य प्रकार के सेंसर से प्रतिक्रिया प्राप्त करते हैं जो मोटर की स्थिति को मापते हैं। इस प्रतिक्रिया के आधार पर, नियंत्रक मोटर की स्थिति और चाल को नियंत्रित करते हैं।

सही विकल्प का विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 4: यथार्थ इलेक्ट्रॉनिक दिक्परिवर्तन के लिए हॉल सेंसर या कोडित्र से फीडबैक

यह विकल्प सही ढंग से ब्रश रहित DC मोटर के संचालन के मुख्य सिद्धांत का वर्णन करता है। ब्रश रहित DC मोटर में, हॉल सेंसर या अन्य प्रकार के सेंसर का उपयोग मोटर की स्थिति और चाल को मापने के लिए किया जाता है। यह प्रतिक्रिया इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों को भेजी जाती है जो स्टेटर कुंडलन में सही समय पर विद्युत धारा का प्रवाह करते हैं, जिससे मोटर की स्थिति और चाल नियंत्रित होती है।

Important Points 

ब्रश रहित DC मोटर के अन्य विकल्पों का विश्लेषण:

विकल्प 1: दिक्परिवर्तन के लिए सर्पी वलय और कार्बन ब्रश की उपयोजन

यह विकल्प गलत है क्योंकि ब्रश रहित DC मोटर में ब्रश और सर्पी वलय का उपयोग नहीं किया जाता है। इसके बजाय, इसमें इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों का उपयोग किया जाता है जो मोटर की स्थिति और चाल को नियंत्रित करते हैं।

विकल्प 2: घूर्णन के लिए स्टेटर कुंडलन में चुम्बकीय प्रेरण का अनुप्रयोग

यह विकल्प आंशिक रूप से सही है क्योंकि स्टेटर कुंडलन में चुम्बकीय प्रेरण का अनुप्रयोग होता है, लेकिन यह ब्रश रहित DC मोटर के संचालन का मुख्य सिद्धांत नहीं है। मुख्य सिद्धांत हॉल सेंसर या अन्य प्रकार के सेंसर से प्राप्त प्रतिक्रिया पर आधारित है।

विकल्प 3: मोटर चाल को नियंत्रित करने के लिए प्रदायी शक्ति की आवृत्ति में परिवर्तन

यह विकल्प गलत है क्योंकि ब्रश रहित DC मोटर में मोटर चाल को नियंत्रित करने के लिए प्रदायी शक्ति की आवृत्ति में परिवर्तन नहीं किया जाता है। इसके बजाय, इसमें इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों का उपयोग किया जाता है जो मोटर की स्थिति और चाल को नियंत्रित करते हैं।

ब्रश रहित DC मोटर की कार्यप्रणाली को समझना और इसके मुख्य सिद्धांत को पहचानना महत्वपूर्ण है। यह मोटर इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों का उपयोग करके कार्य करती है, जो हॉल सेंसर या अन्य प्रकार के सेंसर से प्राप्त प्रतिक्रिया के आधार पर मोटर की स्थिति और चाल को नियंत्रित करते हैं। इस प्रकार, ब्रश रहित DC मोटर में ब्रश और सर्पी वलय की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे यह अधिक विश्वसनीय और कुशल बनती है।

DC मोटर में पश्च EMF आपूर्ति वोल्टेज का विरोध करता है। यह लेंज के नियम द्वारा समझाया गया है।

1.) लेंज का नियम

लेंज के नियम में ऋणात्मक चिह्न इंगित करता है कि कुंडली में प्रेरित EMF चुंबकीय प्रवाह की दिशा के विपरीत है, जो कुंडली से जुड़ा है।

2.) फ्लेमिंग का बायाँ हाथ का नियम

फ्लेमिंग के बाएं हाथ के नियम में कहा गया है कि यदि बाएं हाथ के अंगूठे, तर्जनी और मध्यमा को परस्पर लंबवत दिशाओं में फैलाया जाता है, जैसे कि तर्जनी और मध्यमा एक फैले हुए बाएं हाथ के चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत धारा को क्रमशः निर्देशित करते हैं तो अंगूठा चाल या बल की दिशा दिखाता है जो चालक पर कार्य कर रहा है। विद्युत धारा, चुंबकीय क्षेत्र और बल की दिशाएँ तीन परस्पर लंबवत अक्षों के समान हैं, अर्थात x, y और z-अक्ष।

3.) फ्लेमिंग का दायाँ हाथ का नियम

फ्लेमिंग के दाएं हाथ के नियम में कहा गया है कि यदि हम अपने दाहिने हाथ के अंगूठे, तर्जनी और मध्यमा को एक दूसरे के लंबवत व्यवस्थित करते हैं, तो अंगूठा चुंबकीय क्षेत्र के सापेक्ष चालक की गति की दिशा की ओर इशारा करता है, तर्जनी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा की ओर इशारा करती है और मध्यमा प्रेरित धारा की दिशा की ओर इशारा करती है।

4.) फैराडे का नियम

फैराडे के नियम में कहा गया है कि एक चालक में प्रेरित EMF का परिमाण चुंबकीय प्रवाह बंधन के परिवर्तन की दर के सीधे आनुपातिक होता है।

DC मोटर का समतुल्य परिपथ

जहां, E_b = पश्च EMF

I_a = आर्मेचर धारा

R_a = आर्मेचर प्रतिरोध

पश्च EMF (विद्युत वाहक बल) DC मोटर के आर्मेचर में उत्पन्न वोल्टेज है जो लागू वोल्टेज का विरोध करता है। यह मोटर के घूर्णन के कारण होता है और मोटर की गति के समानुपाती होता है।

व्याख्या

शून्य भार नहीं होने पर (I_a = 0), मोटर अपनी उच्चतम गति से चलता है, और इसलिए, पश्च EMF अपने अधिकतम मान पर होता है, लगभग आपूर्ति वोल्टेज के बराबर होता है, क्योंकि घूर्णन का विरोध करने के लिए बहुत कम भार होता है।

जब मोटर पर भार होता है, तो बढ़ा हुआ बलाघूर्ण आवश्यकता के कारण मोटर की गति कम हो जाती है। जैसे-जैसे गति कम होती है, पश्च EMF भी कम होता जाता है। यह आर्मेचर के माध्यम से अधिक धारा प्रवाहित करने की अनुमति देता है, जो बदले में भार को संभालने के लिए अधिक बलाघूर्ण प्रदान करता है।

इसलिए, जब मोटर भार होता है, तो पश्च EMF कम हो जाता है क्योंकि मोटर अधिक धारा और बलाघूर्ण की आपूर्ति करने के लिए धीमा हो जाती है।

फील्ड वाइंडिंग के संयोजन के आधार पर, डीसी मोटर को निम्नलिखित श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:

1.) स्थायी चुंबक डीसी मोटर

• स्थायी चुंबक मोटर क्षेत्र अभिवाह की आपूर्ति के लिए चुंबक का उपयोग करती है।
• स्थायी चुंबक डीसी मोटर में बेहतर गति विनियमन के साथ उत्कृष्ट प्रारंभिक बलाघूर्ण क्षमता होती है।
• स्थायी चुंबक डीसी मोटर्स का एक नुकसान यह है कि उसमें ड्राइव किए जा सकने वाले लोड की मात्रा  सीमित हैं। ये मोटर कम-अश्वशक्ति वाले अनुप्रयोगों में पाई जा सकती हैं।​

• एक और हानि  यह है कि स्थायी चुम्बकों के विचुंबकन को रोकने के लिए बलाघूर्ण आमतौर पर निर्धारित बलाघूर्ण के 150% तक सीमित होता है।

2.) श्रेणी डीसी मोटर

• एक श्रेणी डीसी मोटर में, क्षेत्र आर्मेचर के साथ श्रेणी में संयोजित होता है। फ़ील्ड को बड़े तार के कुछ घुमावों से लपेटा जाता है क्योंकि यह पूर्ण आर्मेचर धारा वहन करता है।
• इस मोटर से उच्च प्रारंभिक बलाघूर्ण विकसित होता है।
• हालांकि, बिना भार और पूर्ण भार के बीच गति परिवर्तित होती है। जहां अलग-अलग लोड के तहत नियत गति की आवश्यकता होती है, श्रेणी मोटर्स का उपयोग नहीं किया जा सकता है।

3.) शंट डीसी मोटर

• शंट मोटर में, क्षेत्र आर्मेचर कुंडली के साथ समानांतर (शंट) में संयोजित होता है।
• शंट-संयोजित मोटर बेहतर गति विनियमन प्रदान करता है। क्षेत्रीय कुंडली  को अलग से उत्तेजित किया जा सकता है या आर्मेचर के समान स्रोत से संयोजित किया जा सकता है।

4.) यौगिक डीसी मोटर

• यौगिक मोटर्स में आर्मेचर और एक अलग से उत्तेजित शंट क्षेत्र के साथ श्रेणी में संयोजित  क्षेत्र है। 
• श्रेणी क्षेत्र बेहतर प्रारंभिक बलाघूर्ण प्रदान करता है और शंट क्षेत्र बेहतर गति विनियमन प्रदान करता है।

संकल्पना

DC मोटर का परिपथ आरेख नीचे दिया गया है:

पश्च emf निम्न द्वारा दिया जाता है:

जहाँ, Eb = पश्च EMF

V = टर्मिनल वोल्टेज

Ia = आर्मेचर धारा

Ra = आर्मेचर प्रतिरोध

गणना

दिया गया है, Vt = 220 V

Ia = 25 A

Ra = 0.8 Ω 

Eb = 200 V

दी गई आकृति DC शंट मोटर का प्रतीक दर्शाती है

एक DC शंट मोटर में 

एक निरंतर पश्च emf के लिए फ्लक्स मोटर की गति के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

यदि क्षेत्र कुंडली आकस्मिक रूप से वियोजित हो जाती है तो मोटर के पश्च emf को बनाए रखने के लिए इसकी गति खतरनाक रुप से बढ़ जाती है। निरंतर पश्च emf के लिए फ्लक्स मोटर की गति के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

एक श्रेणी मशीन के मामले में यदि क्षेत्र कुंडली आकस्मिक रूप से वियोजित हो जाती है तो मोटर का परिपथ खुल जाता है और आर्मेचर में से कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है, मशीन के प्रचालन के लिए दो फ्लक्स की अंतःक्रिया होना आवश्यक है अन्यथा मशीन संचालित नहीं होगी।

• dc शंट मोटर में क्षेत्र कुंडलन द्वारा उत्पन्न फ्लक्स क्षेत्र धारा के समानुपातिक होता है। यहां इनपुट वोल्टेज स्थिर होता है, इसलिए क्षेत्र धारा और फ्लक्स भी स्थिर होता है।
• इसलिए dc शंट मोटर को एक स्थिर प्रवाह या निरंतर गति मोटर भी कहा जाता है।
• अतः dc शंट मोटर की गति आर्मेचर धारा से स्वतंत्र होती है।

• निर्माण पर आधारित ,DC और AC मोटर के बीच का मूल अंतर दिक्-परिवर्तक होता है। 
• दिक्-परिवर्तक केवल DC मोटर में उपस्थित होता है,जो दिक्परिवर्तन घटना को निष्पादित करता है।
• दिक्-परिवर्तन को धारा (AC से DC या DC से AC) के विपर्यय के  रुप में परिभाषित किया जाता है।
• DC मोटर में दिक्-परिवर्तक DC से AC (इन्वर्टर प्रकार्य) में परिवर्तित करता है।
• DC जनरेटर दिक्-परिवर्तक AC से DC  ( दिष्टकारी प्रकार्य ) में परिवर्तित करता है।

DC श्रेणी मोटर DC कर्षण, क्रेन के लिए सबसे उपयुक्त है, क्योंकि यह उच्च प्रवर्तन बलाघूर्ण और आसान गति नियंत्रण प्रदान करता है जो DC कर्षण की प्राथमिक आवश्यकता होती है।

विभिन्न मोटर का अनुप्रयोग:

DC मोटर का पश्च emf गति के समानुपाती होता है।

Eb ∝ Nϕ

यदि DC मोटर की गति बढ़ती है, तो पश्च emf में भी वृद्धि होती है।

DC मोटर में खींची गई धारा को निम्नवत दिया गया है

जब एक DC मोटर की गति बढ़ती है, तो emf बढ़ता है और इसलिए खींची गई धारा निम्न हो जाएगी।

Important Pointsध्रुवों, फ्लक्स और आर्मेचर चालक की संख्या स्थिर है इसलिए, गति सही उत्तर है। कृपया इसे एक बार अवश्य देखें।

चालकों की कुल संख्या (Z) = (स्लाॅट की कुल संख्या) (चालक प्रति स्लाॅट)

Z = (39) (12) = 468

• 3-फेज प्रेरण मोटर की शुरुआत के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला स्टार-डेल्टा स्टार्टर होता है।
• स्टार-डेल्टा स्टार्टिंग में एक प्रेरण मोटर शुरूवाती अवधि में एक स्टार कनेक्शन के माध्यम से जुड़ा हुआ होता है।
• जब मोटर अपनी पूर्ण भार गति की लगभग 80% तक पहुंच जाती है, तो यह एक डेल्टा से जुड़े स्टेटर कुंडलन में चालन करता है।
• dc मोटर स्टार्टर विभिन्न प्रकार के होते हैं, जैसे 2 बिंदु स्टार्टर, 3 बिंदु स्टार्टर, 4 बिंदु स्टार्टर, शून्य भार मुक्त कुंडली स्टार्टर, थायरिस्टर कंट्रोलर स्टार्टर आदि।
• प्रत्येक DC  मोटर स्टार्टर के पीछे मूल अवधारणा शुरू करने के दौरान आर्मेचर कुंडलन के लिए बाहरी प्रतिरोध जोड़ना है।
• 3 बिंदु स्टार्टर्स और 4 बिंदु स्टार्टर्स का उपयोग dc शंट-कुंडलित मोटर्स और dc कम्पाउंड कुंडलित मोटर्स को शुरू करने के लिए किया जाता है।
• 2 बिंदु स्टार्टर का उपयोग dc श्रेणी मोटर को शुरू करने के लिए किया जाता है।
• हालांकि, बहुत निम्न dc मोटर को सीधे एक कान्ट्रेक्टर या एक स्विच की मदद से आपूर्ति से संयोजित करके शुरू किए जा सकते हैं। इससे कोई नुकसान नहीं होता है क्योंकि वे निम्न घूर्णक जड़त्व के कारण तेजी से जमा होते हैं।
• इस मामले में, अधिक शुरुआती धारा पश्च emf में तेजी से वृद्धि के कारण तीव्रता से शांत हो जाती है।

संकल्पना:

जब एक कुंडल को एक स्लॉट में रखा जाता है, तो एक कुंडल के दो कुंडल सिरों के बीच की दूरी एक ध्रुव के केंद्र से एक आसन्न ध्रुव के केंद्र (यानी, पोल-पिच) के बीच की दूरी के बराबर होती है जिसे 'पूर्ण पिच' के रूप में जाना जाता है पूर्ण पिच कुंडल का कुंडल विस्तृति हमेशा 180 ° विद्युत होता है।

ध्रुव पिच दो आसन्न ध्रुवों के बीच की परिधीय दूरी है।

इसे प्रति ध्रुव आर्मेचर स्लॉट (या आर्मेचर कंडक्टर) की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है

गणना:

ध्रुवों की संख्या = 6

कुंडलों की कुल संख्या = 36

स्लॉट की संख्या = 36

ध्रुव पिच = 36 / 6 = 6

पूर्ण पिच कुंडलन की स्थिति में, पूर्ण पिच ध्रुव पिच के बराबर होती है जो 6 है।

अवधारणा:

प्रेरित EMF निम्न द्वारा दिया गया है:

साथ ही, 

जहाँ, I_a = आर्मेचर धारा 

I_L = लोड धारा 

I_sh = शंट धारा 

गणना:

दिया गया है, IL = 20 A

R_L = 10 Ω 

V = 200

I_a = 20 + 4 = 24 A

E_b = 214 V