Electrical Machines MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Electrical Machines - 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

DC मशीन में दिक्परिवर्तक का कार्य:

• एक दिक्परिवर्तक में तांबे के खंडों का एक समूह होता है, जो घूर्णन मशीन, या रोटर के परिधि के भाग के चारों ओर स्थिर होता है, और मशीन के स्थिर फ्रेम में लगे स्प्रिंग-लोडेड ब्रशों का एक समूह होता है।
• DC मशीन में दिक्परिवर्तक का मुख्य कार्य आर्मेचर चालक से धारा एकत्र करना और ब्रशों का उपयोग करके भार को धारा की आपूर्ति करना है। और DC मोटर के लिए एकदिशात्मक बलाघूर्ण भी प्रदान करता है।
• दिक्परिवर्तक को कठोर-खींचे गए तांबे के किनारे के रूप में बड़ी संख्या में खंडों के साथ बनाया जा सकता है।
• दिक्परिवर्तक में खंडों को पतली अभ्रक परत द्वारा संरक्षित किया जाता है।

एक प्रत्‍यावर्तक में आर्मेचर अभिक्रिया

एक प्रत्‍यावर्तक में, आर्मेचर अभिक्रिया मशीन के चुंबकीय क्षेत्र पर आर्मेचर धारा के प्रभाव को संदर्भित करती है। यह अंतःक्रिया चुंबकीय क्षेत्र के विकृति में परिणाम देती है, जिससे टर्मिनल वोल्टेज में परिवर्तन होता है।

जब शक्ति गुणांक एकता होता है, तो आर्मेचर अभिक्रिया के कारण वोल्टेज पात कम से कम होता है, जिसका अर्थ है कि भार विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक है। ऐसे मामले में, आर्मेचर अभिक्रिया का वोल्टेज पर सबसे कम प्रभाव पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप न्यूनतम वोल्टेज पात होता है।

प्रत्‍यावर्तक में वोल्टेज पात के तीन कारण हैं।

• प्रतिरोध के कारण आर्मेचर परिपथ वोल्टेज पात
• आर्मेचर प्रतिघात
• आर्मेचर अभिक्रिया

पहले दो कारक हमेशा उत्पन्न वोल्टेज को कम करने की प्रवृत्ति रखते हैं, और तीसरा कारक उत्पन्न वोल्टेज को बढ़ाने या घटाने की प्रवृत्ति रख सकता है। भार की प्रकृति प्रत्‍यावर्तक के वोल्टेज विनियमन को प्रभावित करती है।

व्याख्या

• कथन I सही है। आर्मेचर प्रतिरोध (IaRa) के कारण वोल्टेज पात, आर्मेचर धारा (Ia) के साथ कला में है क्योंकि एक AC परिपथ में प्रतिरोध और धारा हमेशा कला में होते हैं।
• कथन II सही है। एकता शक्ति गुणांक पर, वोल्टेज पात IaRa सीधे उत्पन्न EMF (E) से घट जाता है क्योंकि धारा और वोल्टेज कला में हैं, इसलिए प्रतिरोधक पात सीधे EMF से घट जाता है।
• कथन III गलत है। टर्मिनल वोल्टेज दिया गया है: V = E - I_aR_a. IaRa एक प्रतिरोधक पात है और शक्ति गुणांक की परवाह किए बिना हमेशा कम करता है टर्मिनल वोल्टेज।
• कथन IV गलत है। आर्मेचर प्रतिरोध वोल्टेज विनियमन को प्रभावित करता है, क्योंकि यह भार के तहत वोल्टेज पात का कारण बनता है।

सही उत्तर विकल्प 3 है।

रिसाव फ्लक्स

• प्राथमिक कुंडली में भार धारा द्वारा उत्पन्न वह चुम्बकीय फ्लक्स जो केवल प्राथमिक कुंडली से ही जुड़ा होता है, रिसाव फ्लक्स को दर्शाता है।
• यह फ्लक्स कोर से होकर गुजरकर द्वितीयक कुंडली से नहीं जुड़ता है, बल्कि कुंडली के विद्युत् रोधन और विद्युत् रोधित तेल से होकर बहता है। यह रिसाव फ्लक्स प्राथमिक रिसाव प्रतिघात में योगदान देता है।
• यह फ्लक्स कुंडलियों के बीच ऊर्जा हस्तांतरण में योगदान नहीं करता है और इसे ऊर्जा हानि का एक रूप माना जाता है।

चुम्बकीय फ्लक्स

• चुम्बकीय फ्लक्स को किसी दिए गए बंद पृष्ठ से गुजरने वाली चुम्बकीय क्षेत्र रेखाओं की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह किसी दिए गए सतह क्षेत्र से गुजरने वाले कुल चुम्बकीय क्षेत्र का माप प्रदान करता है।

अन्योन्य फ्लक्स

• अन्योन्य फ्लक्स वह चुम्बकीय फ्लक्स है जो ट्रांसफार्मर की प्राथमिक और द्वितीयक दोनों कुंडलियों से जुड़ता है, इसके संचालन में योगदान देता है।

प्रेरित फ्लक्स

• प्रेरित फ्लक्स तार के एक पाश के माध्यम से चुम्बकीय फ्लक्स में परिवर्तन को संदर्भित करता है, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत वाहक बल (EMF) या वोल्टेज उत्पन्न होता है। यह प्रक्रिया विद्युत चुम्बकीय प्रेरण में एक मौलिक सिद्धांत है।

सही उत्तर विकल्प 3 है।

वितरण ट्रांसफॉर्मर में विस्फोट वेंट का कार्य:

• जब ट्रांसफॉर्मर के अंदर कोई आंतरिक दोष होता है, जैसे लघु-परिपथ या रोधन का भंजन, तो यह उच्च-दबाव वाली गैसें उत्पन्न कर सकता है।
• ये गैसें ट्रांसफॉर्मर टैंक के अंदर के दबाव को तेज़ी से बढ़ा सकती हैं।
• विस्फोट वेंट को यह अतिरिक्त दबाव तब जारी करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जब यह एक पूर्व निर्धारित स्तर पर पहुँच जाता है, जो आमतौर पर लगभग 5 psi होता है।
• दबाव को जारी करके, विस्फोट वेंट ट्रांसफॉर्मर टैंक को फटने या गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त होने से रोकता है।
• यह ट्रांसफॉर्मर विस्फोट से जुड़े संभावित खतरों, जैसे आग या चोट को रोकने में भी मदद करता है।

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।

• एकल-फेज प्रेरण मोटर स्वयं-प्रारम्भिक नहीं है। इसलिए, मोटर को शुरू करने के लिए एक सहायक साधन या उपकरण की आवश्यकता होती है।
• यांत्रिक विधियां अव्यवहारिक हैं और इसलिए, मोटर को अस्थायी रूप से दो-फेज मोटर में परिवर्तित करके शुरू किया जाता है।
• सीलिंग फैन के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली स्टार्टिंग विधि एक स्थायी संधारित्र या एकल मान संधारित्र मोटर होती हैं।
• स्थायी संधारित्र मोटर में एक पिंजरी रोटर होता है और दो कुंडलन होते है जिन्हें मुख्य और सहायक कुंडलन के रूप में जाना जाता है।
• संधारित्र C  स्थायी रूप से परिपथ में स्टार्टिंग और चालू दोनों स्थितियों में संयोजित होता है।
• इसे एकल मान संधारित्र मोटर भी कहा जाता है क्योंकि संधारित्र हमेशा परिपथ से जुड़ा रहता है।
• एक पेपर संधारित्र का उपयोग स्थायी संधारित्र मोटर में किया जाता है क्योंकि विद्युत अपघट्य संधारित्र का उपयोग सीलिंग फैन के निरंतर प्रचालन के लिए नहीं किया जा सकता।
• पेपर संधारित्र की लागत अधिक होती है, और उसी रेटिंग के विद्युत अपघट्य संधारित्र की तुलना में इसका आकार भी बड़ा होता है।

• जब दो जनरेटर समानांतर में संचालित होते हैं तब भार एक शंट जनरेटर से दूसरे जनरेटर में क्षेत्र उत्तेजन को समायोजित करके स्थानांतरित किया जा सकता है
• यदि जनरेटर 1 को बंद किया जाता है तो पूरे भार को जनरेटर 2 में स्थानांतरित किया जा सकता है बशर्ते कि इसमें उस भार की आपूर्ति करने की क्षमता हो
• उस स्थिति में जनरेटर 1 की क्षेत्र धारा धीरे-धीरे शून्य तक कम हो जाती है

महत्वपूर्ण बिंदु:

संतुलित समानांतर प्रक्रिया के लिए DC जनरेटर का सबसे उपयुक्त प्रकार शंट जनरेटर है क्योंकि इसमें थोड़े क्लांतिनत गुण होते हैं। यदि जनरेटर में भार के उचित हिस्से से अधिक या कम आपूर्ति करने की कोई प्रवृत्ति होती है तो यह प्रणाली वोल्टेज को बदलता जो निश्चित रूप से इस प्रवृत्ति का विरोध करता है। यह भार के मूल विभाजन को पुनःस्थापित करता है। इसलिए शंट जनरेटर को जब एक बार समानांतर कर दिया जाता है तो वे स्वचालित रूप से समानांतर होते हैं।

dc जनरेटर कि विशेषता को नीचे इस प्रकार दर्शाया गया है

फ्लेमिंग दाहिने हाथ के अंगूठे का नियम:

जब एक चालक जैसे कि एक परिपथ से जुड़ा तार एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से चलता है, फैराडे के प्रेरण के नियम के कारण तार में एक विद्युत धारा प्रेरित होती है।

फ्लेमिंग के दाएं हाथ का नियम (जनित्रों के लिए) प्रेरित धारा की दिशा को दर्शाता है जब एक परिपथ से जुड़ा एक चालक चुंबकीय क्षेत्र में चलता है।

• चुंबकीय क्षेत्र के सापेक्ष चालक की गति की दिशा में अंगूठे को इंगित किया जाता है।
• पहली उंगली को चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में इंगित किया जाता है। (उत्तर से दक्षिण)
• फिर दूसरी उंगली चालक (कम विद्युत विभव वाले टर्मिनल से उच्च विद्युत विभव वाले टर्मिनल तक, जैसा कि एक वोल्टेज स्रोत में) के भीतर प्रेरित या उत्पन्न धारा की दिशा को दर्शाती है।

निष्कर्ष:

प्रेरित emf की दिशा फ्लेमिंग के दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम से जानी जाती 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

DC मोटर में, T ∝ ϕI_a

श्रृंखला मोटर में, ϕ ∝ I_a

⇒ T ∝ (I_a)²

शंट मोटर में ϕ स्थिर है

⇒ T ∝ I_a

DC श्रृंखला और शंट मोटर की विशेषता नीचे दी गई है।

DC श्रृंखला मोटर की विशेषताएँ:

DC शंट मोटर की विशेषताएँ:

आर्मेचर और क्षेत्र वाइंडिंग के संयोजन के आधार पर DC जनरेटर को निम्न रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है:

अतः प्रश्न में दर्शायी गयी मशीन DC दीर्घ शंट यौगिक जनरेटर को दर्शाती है।

• जनरेटर के वोल्टेज विनियमन को शून्य भार से पूर्ण भार तक वोल्टेज पात में परिवर्तन से पूर्ण भार वोल्टेज में परिवर्तन के रूप में रूप में परिभाषित किया जाता है।
• वोल्टेज विनियमन = (शून्य भार वोल्टेज - पूर्ण भार वोल्टेज)/पूर्ण भार वोल्टेज
• श्रेणी जनरेटर के मामले में, क्षेत्र आर्मेचर के साथ श्रेणी में जुड़ा हुआ है। भार धारा में किसी भी प्रकार की वृद्धि के कारण क्षेत्र में वृद्धि होती है और इसलिए टर्मिनल वोल्टेज बढ़ जाता है।
• इसलिए इसमें ऋणात्मक वोल्टेज विनियमन होता है और यह सबसे कमजोर वोल्टेज विनियमन प्रदान करता है।

लोड परिस्थितियों के दौरान, अवकलक कंपाउंड डीसी जनरेटर में सबसे खराब वोल्टेज विनियमन होता है।

शून्य-लोड की स्थिति के दौरान, डीसी श्रेणी जनरेटर में सबसे खराब वोल्टेज विनियमन होता है।

Key Points

•  Voltage regulation of shunt generator is positive
• For series generator, it  is negative (Poorest negative voltage regulation among all)
• For over compound generator it is negative
• For under compound it is positive
• For, flat compound generator it is zero (lowest Voltage regulation among all)
• For differential compound generator it is positive (Poorest positive regulation among all)

पुनर्योजी ब्रेकिंग: इस प्रकार की ब्रेकिंग में पश्च emf Eb आपूर्ति वोल्टेज V की तुलना में अधिक होता है, जो मोटर आर्मेचर धारा की दिशा को विपरीत कर देता है। मोटर एक विद्युत जनरेटर के रूप में काम करना शुरू कर देती है।

ओवरहाॅउलिंग मोटर: एक मोटरिंग मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है। एक ओवरहॉउलिंग मोटर को भार द्वारा संचालित किया जा रहा है और यह एक जनरेटर के रूप में कार्य करते हुए यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत में परिवर्तित कर रही है।

पुनर्योजी ब्रेकिंग के मामले में, dc शंट मोटर एक जनरेटर के रुप में कार्य कर रही है और इसलिए जब भार में ओवरहाॅउल अभिलक्षण होते हैं तो पुनर्योजी ब्रेकिंग नियोजित किया जाता है।

संकल्पना:

nth हार्मोनिक के लिए अंतराल गुणांक निम्न द्वारा दिया जाता है,

\({k_c} = \cos \frac{{n\alpha }}{2}\)

जहाँ α लघु अंतराल कोण डिग्री में है।

गणना:

दिया गया है-

कुल स्लाॅट्स = 36,

ध्रुवों की संख्या = 4

कुंडली का फैलाव = 1 to 8 = 8 - 1 = 7 स्लाॅट्स 

अब, स्लाॅट्स प्रति ध्रुव = 36 / 4 = 9

खाली स्लाॅट्स  की संख्या = 9 – 7 = 2 स्लाॅट्स 

\(\therefore \alpha = 180^\circ \times \frac{2}{{9}} = 40^\circ\)

इसलिए अंतराल गुणांक की गणना निम्न प्रकार से की जा सकती है

K_c = cos 20°