Induction Motor Slip MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Induction Motor Slip - 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

सिद्धांत

एक प्रेरण मोटर की स्लिप इस प्रकार दी जाती है:

\(s={N_s-N_r\over N_s}\)

जहाँ, s = स्लिप

N_s = तुल्यकालिक चाल

N_r = रोटर चाल

गणना

जब फेज अनुक्रम उलट दिया जाता है, तो तुल्यकालिक चाल तात्कालिक रूप से दिशा बदल देती है, जबकि रोटर जड़ता के कारण कुछ समय के लिए समान दिशा में घूमता रहता है।

उलटने से पहले:

s = 0.05

N_r = (1-0.05)N_s

उलटने के बाद:

नई तुल्यकालिक चाल -N_s (विपरीत दिशा) हो जाती है। रोटर 0.95N_s (पहले जैसी ही दिशा) पर घूमता रहता है।

उलटे मामले में स्लिप है:

\(s'={N_s-(-0.95N_s)\over N_s}\)

\(s'=1.95\)

सिद्धांत

स्थिर भार टॉर्क के लिए, स्लिप वोल्टेज के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

s α V

\({s_2\over s_1}=({V_1\over V_2})^2\)

गणना

दिया गया है, s₁ = 0.06

V₁ = 400 V

V₂ = 200 V

\({s_2\over 0.06}=({400\over 200})^2\)

s₂ = 0.06 x 4

s2 = 0.24

• 3-फेज मोटर में, मोटर को दी जाने वाली शक्ति अधिक स्थिर होती है क्योंकि फेज 120 डिग्री अलग होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप धारा का एक सुचारू, निरंतर प्रवाह होता है।
• यह एकल-फेज मोटर की तुलना में रोटर पर अधिक स्थिर बलाघूर्ण प्रदान करता है, जहाँ शक्ति में उतार-चढ़ाव होता है और स्पंदित बलाघूर्ण उत्पन्न होता है।
• एकल-फेज मोटर एक स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र और बलाघूर्ण का अनुभव करते हैं, जिससे रोटर बलाघूर्ण में उतार-चढ़ाव होता है।
• इसके विपरीत, 3-फेज मोटर 3-फेज शक्ति की स्थिर प्रकृति से लाभान्वित होते हैं, जो एक स्थिर बलाघूर्ण प्रदान करता है और परिणामस्वरूप चिकना प्रचालन होता है।
• इसलिए, 3-फेज मोटर में अधिक संगत बलाघूर्ण का कारण 3-फेज शक्ति का स्थिर मान है।

Additional Informationप्रेरण मोटर में बलाघूर्ण:

• बलाघूर्ण एक त्रिज्या के माध्यम से घूर्णन बल है - इकाई N-m के साथ।
• एक प्रेरण मोटर रोटर को प्रेरित धारा प्रेरित करके बलाघूर्ण विकसित करता है, जो रोटर की अंतर गति और स्टेटर में घूमते चुंबकीय क्षेत्र के समानुपाती होता है।
• एक अतुल्यकालिक प्रेरण मोटर द्वारा विकसित बलाघूर्ण तब भिन्न होता है जब मोटर शून्य से अधिकतम प्रचालन गति तक त्वरित होता है।
• तीन-फेज प्रेरण मोटर का बलाघूर्ण (T) प्रति स्टेटर ध्रुव स्टेटर अभिवाह (ϕ), रोटर धारा (I₂), और रोटर के शक्ति कारक (cosθ2) के उत्पाद के सीधे समानुपातिक होता है।
  • T ∝ ϕ I₂ cosθ₂
  • T = k ϕ I2 cosθ2
  • जहाँ, ɸ = प्रति स्टेटर ध्रुव अभिवाह
  • I₂ = ठहराव पर रोटर धारा,
  • θ₂ = रोटर emf और रोटर धारा के बीच का कोण,
  • k = एक स्थिरांक।
• अब, मान लीजिए E₂ = स्थिर दशा पर रोटर emf
• ∵ रोटर emf प्रति स्टेटर ध्रुव अभिवाह के सीधे समानुपातिक होता है, अर्थात E₂ ∝ ɸ.
  • ∴ T ∝ E₂ I₂ cosθ₂
  • T = k₁ E2 I2 cosθ2

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। 

• 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।

संकल्पना:

रोटर प्रतिरोध नियंत्रण:

प्रेरण मोटर के लिए रोटर प्रतिरोध नियंत्रण विधियों में बलाघूर्ण को निम्न रूप में ज्ञात किया गया है

\({\rm{{\rm T}}} = \frac{{{K_t}s}}{{{R_2}}}\)

जहाँ

s = सर्पी

R₂ = रोटर प्रतिरोध

R₂¹ = रोटर प्रतिरोध तीन गुना हो जाता है = 3R₂

पूर्ण भार बलाघूर्ण के लिए \(s\; \propto \;{R_2}\)

गणना:

दिया गया है

s₁ = 0.04

\(\begin{array}{l} {s_2} = \frac{{{R_2}{^1} }}{{{R_2}}} \times {s_1}\\ = \frac{3R_2}{R_2} \times 0.04 \end{array}\)

सर्पी (s):

प्रेरण मोटर में रोटर तुल्यकालिक गति (Ns)  की तुलना में थोड़े कम N की गति के साथ घूमती है। यह एक मान से गति से फिसलता है, जिसे सर्पी गति कहा जाता है। 

सूत्र:

सर्पी गति की गणना निम्न रूप से की जा सकती है

s = Ns - N

सर्पी के प्रतिशत की गणना निम्न रूप से की जा सकती है

\(s = \frac{N_s - N}{N_s}\times100\)

रोटर आवृत्ति f' = s f है। 

f = आपूर्ति आवृत्ति

गणना:

दिया गया है कि, 

आपूर्ति आवृत्ति f = 50 Hz

प्रति मिनट 100 स्पन्द अर्थात् (100 / 60) = 1.667 चक्र/सेकेंड। 

∴ रोटर की आवृत्ति निम्न है

f' = प्रति सेकेंड 1.667 चक्र = 1.667 Hz

रोटर आवृत्ति f' = s f है। 

⇒ f' = s x 50

⇒ s = 1.667 / 50 

∴ s = 0.0333

मोटर की सर्पी 3.33% है। 

सर्पी (s):

प्रेरण मोटर में रोटर तुल्यकालिक गति (N_s)  की तुलना में थोड़े कम N की गति के साथ घूमती है। यह एक मान से गति से फिसलता है, जिसे सर्पी गति कहा जाता है। 

सूत्र:

सर्पी गति की गणना निम्न रूप से की जा सकती है

s = N_s - N

सर्पी के प्रतिशत की गणना निम्न रूप से की जा सकती है

\(s = \frac{N_s - N}{N_s}\times100\)

रोटर आवृत्ति f' = s f है। 

f = आपूर्ति आवृत्ति

गणना:

दिया गया है कि, 

आपूर्ति आवृत्ति f = 50 Hz

बिना-किसी भार पर, एक वोल्टमीटर रोटर पक्ष पर जुड़ा हुआ है। 

प्रति मिनट 120 स्पन्द अर्थात् (120 / 60) = 2 चक्र/सेकेंड। 

∴ रोटर की आवृत्ति निम्न है

f' = प्रति सेकेंड 1 चक्र = 2 Hz

रोटर आवृत्ति f' = s f है। 

⇒ f' = s x 50

⇒ s = 2 / 50 

∴ s = 0.04

मोटर की सर्पी 4% है। 

तुल्यकालिक मोटर में समकक्ष प्रेरण मोटर के शक्ति गुणांक की तुलना में बेहतर शक्ति गुणांक होने के कारण:

1. तुल्यकालिक मोटर कुछ स्थितियों में >90% की दक्षता प्राप्त कर सकता है।

2. तुल्यकालिक मशीन में पृथक DC उत्तेजन होता है जो मुख्य आपूर्ति पर मशीन के उत्तेजन की निर्भरता को कम करता है, इसलिए यह बेहतर शक्ति गुणांक पर संचालित हो सकता है

3. प्रेरण मोटर की स्थिति में, रोटर में DC आपूर्ति नहीं दी जाती है, इसलिए कुल फ्लक्स स्वयं स्टेटर द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, इसलिए स्टेटर लगातार प्रतिघाती शक्ति को अवशोषित करता है और इसमें निम्न शक्ति गुणांक होता है

4. उच्चतम PF का अर्थ ऊर्जा स्थानांतरण के लिए MMF की निम्न आवश्यकता है, इसलिए निम्न चुंबकीय धारा की आवश्यकता होती है।

5. तुल्यकालिक मशीन में अलग DC उद्दीपन होते हैं जो मुख्य आपूर्ति पर मशीन के उद्दीपन की निर्भरता को कम करता है, इसलिए बेहतर PF होता है। जबकि IM में ऐसा कोई प्रतिबंध नहीं होता है, इसलिए निम्न PF होता है। 

6. शक्ति-गुणांक कार्यरत शक्ति और प्रत्यक्ष शक्ति का अनुपात होता है और यह शक्ति वितरण की दक्षता दर्शाने के लिए प्रतिशत के रूप में प्रदान किया जाता है और यह नुकसानों से संबंधित होता है। 

तीन चरण वाला प्रेरण मोटर और तुल्यकालिक मोटर के बीच अंतर:

1. तीन-चरण वाला तुल्यकालिक मोटर दोहरा उत्तेजित मशीन होता है, जबकि प्रेरण मोटर एकल उत्तेजित मशीन है।
2. तुल्यकालिक मोटर की आर्मेचर कुंडली AC स्रोत से और DC स्रोत से इसकी क्षेत्र कुंडली सक्रिय होती है। प्रेरण मोटर की स्टेटर कुंडली AC स्रोत से सक्रीय होती है।
3. तुल्यकालिक मोटर सदैव तुल्यकालिक गति पर संचालित होता है, और मोटर की गति भार से स्वतंत्र होती है, लेकिन प्रेरण मोटर सदैव तुल्यकालिक गति की तुलना में कम गति पर संचालि होता है। यदि भार बढ़ता है, तो प्रेरण मोटर की गति कम हो जाती है।
4. प्रेरण मोटर में स्वः-प्रारंभिक बलाघूर्ण होता है जबकि तुल्यकालिक मोटर स्वयं चालू नहीं होता है। इसे किसी माध्यम द्वारा तुल्यकालिक गति तक संचालित किया जाना होता है इससे पहले कि यह AC स्रोत के साथ समकालिक हो जाये।
5. तुल्यकालिक मोटर को इसके उद्दीपन को परिवर्तित करके पश्चगामी और अग्रगामी शक्ति के साथ संचालित किया जा सकता है। प्रेरण मोटर केवल पश्चगामी शक्ति गुणांक पर संचालित होता है। उच्च भार पर प्रेरण मोटर का शक्ति गुणांक बहुत कम हो जाता है।
6. तुल्यकालिक मोटर का प्रयोग यांत्रिक भारों को चलाने के लिए बलाघूर्ण की आपूर्ति करने के अलावा शक्ति गुणांक संशोधन के लिए किया जा सकता है जबकि एक प्रेरण मोटर का प्रयोग केवल यांत्रिक भारों को संचालित करने के लिए किया जाता है।
7. तुल्यकालिक मोटर समान आउटपुट और वोल्टेज रेटिंग वाले प्रेरण मोटर की तुलना में अधिक दक्ष होता है।
8. तुल्यकालिक मोटर समान आउटपुट और वोल्टेज रेटिंग वाले प्रेरण मोटर की तुलना में महंगा होता है।

बलआघूर्ण सर्पण अभिलक्षण नीचे दिए गए आरेख में दिखाया गया है।

प्रश्न में दिए गए आरेख से,

• बिंदु A, 1 से अधिक सर्पण पर प्रचालन को दर्शाता है।
• बिंदु B और C,  0 से 1 के बीच प्रचालन को दर्शाता है।
• बिंदु D ऋृणात्मक सर्पण पर प्रचालन को दर्शाता है।

संकल्पना:

तुल्यकालिक गति निम्न द्वारा दी गई है

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

f, Hz या C/s में आवृत्ति है।

P ध्रुवों की संख्या है।

प्रेरण मोटर तुल्यकालिक चाल के करीब लेकिन उससे कम चाल (Nr) पर घूमती है।

एक प्रेरण मोटर की सर्पण निम्न द्वारा दी जाती है

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

जहाँ Ns तुल्यकालिक चाल है।

और Nr घूर्णक की चाल है।

घूर्णक धारा की आवृत्ति = sf

गणना:

दिया गया है:

f = 50 Hz

f_r = 1.5 Hz

P = 4

s = rotor frequency / supply frequency

\(N_s = \frac{120f}{P} = \frac{120\times50}{4}= 1500 ~RPM \\ N_r = (1 - s)~N_s = (1-0.03)~1500 = 1455 RPM \)

संकल्पना:

तीन-कला प्रेरण मोटर का टोक़ समीकरण निम्न प्रकार से दिया गया है-

\(T =\frac{3\times E_{2}\times I_{2}\times Cos\phi}{\omega } \)

\(T = \frac{3}{{2\pi {N_s}}}\frac{{sE_2^2}}{{R_2^2 + {{(s{X_2})}^2}}}\)

घूर्णक की धारा \({I_2} = \frac{{s{E_2}}}{{{Z_2}}}\)

Ns = मोटर की चाल 

s = मोटर का सर्पण 

R2 = घूर्णक का प्रतिरोध 

X2 = घूर्णक का प्रतिघात 

E2 = रोटर में प्रेरित emf

\(Cos\phi = Power factor\)

इसलिए यह मशीन के प्रकार के अनाधीन होता है।

संकल्पना:

प्रेरण मोटर में शक्ति प्रवाह को नीचे निम्न रूप में दर्शाया गया है।

रोटर इनपुट या वायु अंतराल शक्ति \({{P}_{in}}=\frac{3I_{2}^{2}{{R}_{2}}}{s}\)

रोटर तांबा नुकसान \({{P}_{cu}}=s\times {{P}_{in}}=3I_{2}^{2}{{R}_{2}}\)

कुल यांत्रिक शक्ति आउटपुट \({{P}_{g}}={{P}_{in}}-{{P}_{cu}}=\frac{3I_{2}^{2}{{R}_{2}}}{s}-3I_{2}^{2}{{R}_{2}}=3I_{2}^{2}{{R}_{2}}\left( \frac{1-s}{s} \right)\)

रोटर वायु अंतराल शक्ति, रोटर तांबा नुकसान और कुल यंत्रितक शक्ति आउटपुट के बीच संबंध निम्न है, 

\({{P}_{in}}:{{P}_{cu}}:{{P}_{g}}=\frac{3I_{2}^{2}{{R}_{2}}}{s}:3I_{2}^{2}{{R}_{2}}:3I_{2}^{2}{{R}_{2}}\left( \frac{1-s}{s} \right)\)

\(\Rightarrow {{P}_{in}}:{{P}_{cu}}:{{P}_{g}}=\frac{1}{s}:1:\left( \frac{1-s}{s} \right)=1:s:\left( 1-s \right)\)