तुल्यकाली मोटरों पर लोड का क्या प्रभाव होता है?

नमस्कार दोस्तों इस लेख में हम जानेंगे कि तुल्यकाली मोटरों पर लोड का क्या प्रभाव होता है? (What is the effect of load on synchronous motor) तथा इससे जुड़े हुए अनेक तथ्यों के बारे में जानेंगे।

तुल्यकाली मोटर पर लोड का प्रभाव (Effect of load on synchronous motor)

तुल्यकाली मोटर पर लोड के प्रभाव पर विचार करने से पहने दिष्ट धारा शण्ट मोटर पर लोड के प्रभाव की विवेचना करना उपयुक्त होगा। यदि दिष्ट धारा शण्ट मोटर पर लोड प्रयुक्त किया जाये, तो उसकी गति थोड़ी कम हो जाती है। दिष्ट धारा शण्ट मोटर में ऑपरेशन के समय उसके आर्मेचर चालकों में एक विरोधी विद्युत वाहक बल E_b उत्पन्न होता है। आर्मेचर के पार्श्व में परिणामी वोल्टता V - E_b के कारण आर्मेचर धारा I_a = (V - E_b)/R_a प्रवाहित होती है, जहां R_a = आर्मेचर प्रतिरोध है।

विरोधी विद्युत वाहक बल E_b का मान अन्य घटकों के अतिरिक्त मोटर की गति पर निर्भर करता है। E_b का मान कम होने पर आर्मेचर धारा बढ़ती है यह बढ़ी हुई धारा अतिरिक्त बलघूर्ण उत्पन्न करती है तथा बढ़े हुए लोड के लिये अतिरिक्त शक्ति उपलब्ध कराती है।

जब तुल्यकाली मोटर पर लोड प्रयुक्त किया जाता है, तो इसकी औसत गति नहीं घटती, क्योंकि मोटर स्थिर गति पर घूमती है। इस प्रकार लोड प्रयुक्त करने पर आर्मेचर धारा में कोई वृद्धि नहीं होती जैसे कि दिष्ट शण्ट मोटर में होती है।

यदि तुल्यकाली मोटर पर लोड़ दिया जाता है, तो क्षणिक समय के लिए मोटर कुछ धीमी हो जाती है, जिससे रोटर ध्रुव, स्टेटर ध्रुव की अपेक्षा कुछ पीछे रह जाते हैं। रोटर और स्टेटर के मध्य कोण लोड कोण (Load Angle) या यूग्मित कोण (Coupling Angle) कहलाता है जो मोटर की घिरनी की शाफ्ट में ऐंठन (twist) के अनुरुप होता है। इस स्थिति में परिणामी वोल्टता Er बढ़ जाती है तथा मोटर अधिक आर्मेचर धारा लेने लगती है। चित्र में सिन्क्रोनस मोटर का वैक्टर डायग्राम दिया गया है।

माना एक तुल्यकाली मोटर में,
R_a = आर्मेचर प्रतिरोध/फेज
X_s = तुल्यकाली प्रतिरोध/फेज
तुल्यकाली प्रतिबाधा, Z_s = R_a + jX_s
तथा I_a = E_r/Z_s

आर्मेचर धारा I_a परिणामी वोल्टता E_r से कोण θ पश्चगामी है। कोण θ आंतरिक कोण कहलाता है तथा इसे tanθ = X_s/R_a द्वारा ज्ञात किया जा सकता है।

यदि आर्मेचर/फेज Ra नगण्य हो तब θ = 90° होगा।
मोटर निविष्ट (Input) = VI_acosΦ (प्रतिफेज)
यहां V सप्लाई वोल्टता प्रति फेज है।
एक स्टार संयोजित त्रिफेजी मशीन में निविष्ट (Input)
P = √ 3V_LI_L cosθ
मोटर की रोटर में विकसित यांत्रिक शक्ति,
P_m = विरोधी विद्युत वाहक बल × आर्मेचर धारा × दोनों के मध्य कोण का cosine
= E_b × I_s × cos(θ - Φ) प्रति फेज

रोटर में विकसित उपरोक्त यांत्रित शक्ति का कुछ भाग लौह तथा घर्षण हानियों की पूर्ति में व्यय हो जाता है। इस प्रकार शाफ्ट पर मिलने वाली शक्ति, कुल विकसित शक्ति से कम होती है।

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