तुल्यकालिक मोटर क्या है?

नमस्कार दोस्तों इस लेख में हम जानेंगे कि तुल्यकाली मोटर (Synchronus motor) क्या होती है? तथा यह किस प्रकार काम करती हैं? तथा इससे जुड़े हुए अनेक तथ्यों के बारे में जानेंगे।

तुल्यकाली मोटर (synchronous motor)

जैसे कि हमें ज्ञात है कि एक दिष्ट धारा जनित्र को डी.सी. मोटर के द्वारा चलाया जा सकता है। इसी तरह, एक त्रिकलीय अल्टरनेटर अपनी आर्मेचर वाइंडिंग को 3-फेस की सप्लाई से जोड़कर मोटर के रूप में कार्य करता है। इसे तब त्रिकलीय तुल्यकालिक मोटर (Synchronus motor) कहा जाता है।

जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, तुल्यकाली मोटर जो तुल्यकालिक गति (N_S = 120 f/P) से चलती है। अर्थात 3-फेस सप्लाई द्वारा उत्पादित परिक्रामी क्षेत्र के साथ समकालिकता में। इसलिए, घूर्णन की गति स्रोत की आवृत्ति से जुड़ी होती है। चूंकि आवृत्ति निश्चित है, मोटर गति सभी भारों पर स्थिर (= तुल्यकालिक गति) बनी रहती है बशर्ते मोटर पर भार सीमित भार से अधिक न हो, मोटर सीमित भार से अधिक हो।

यदि मोटर पर भार बस आराम से आता है और इसके द्वारा विकसित औसत आघूर्ण शून्य है। इस कारण से, एक सिंक्रोनस मोटर स्वाभाविक रूप से स्वयं शुरू नहीं होती है। इसलिए, एक सिंक्रोनस मोटर शुरू करने के लिए, इसे आपूर्ति के लिए सिंक्रनाइज़ होने से पहले कुछ सहायक माध्यमों द्वारा लगभग इसकी तुल्यकालिक गति तक लाया जाता है।

तुल्यकालिक मोटर की संरचना (Construction of Synchronous motor)

एक तुल्यकालिक मोटर एक मशीन है जो तुल्यकालिक गति से संचालित होती है और विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है। यह मूल रूप से एक मोटर के रूप में संचालित एक अल्टरनेटर है। एक अल्टरनेटर की तरह, एक सिंक्रोनस मोटर में निम्नलिखित दो भाग होते हैं:-

1. एक स्टेटर जिसमें स्टेटर कोर के स्लॉट्स(slots) में 3-फेज आर्मेचर वाइंडिंग होता है और 3-फेज सप्लाई से पावर प्राप्त करता है।
2. एक रोटर जिसमें मुख्य ध्रुवों का एक समूह होता है जो प्रत्यक्ष धारा द्वारा उत्तेजित होकर वैकल्पिक N और S ध्रुव बनाता है। उत्तेजित कुण्डली के श्रेणी में दो स्लिप रिंग से जुड़े होते हैं और रोटर शाफ्ट पर लगे बाहरी एक्सिटर से दिष्ट धारा को वाइंडिंग में फीड किया जाता है।

रोटर में ध्रुवों की संख्या स्टेटर में ध्रुवों की संख्या समान होती है। जैसा कि इंडक्शन मोटर के मामले में होता है, ध्रुवों की संख्या मोटर की सिंक्रोनस गति को निर्धारित करती है।

तुल्यकालिक गति, Ns = 120f/P

जहाँ f= आवृत्ति (Hz में)
P = ध्रुवों की संख्या

एक तुल्यकालिक मोटर का एक महत्वपूर्ण दोष यह है कि यह स्व-प्रारंभ नहीं है और इसे शुरू करने के लिए सहायक साधनों का उपयोग करना पड़ता है।

तुल्यकाली मोटर का आपरेटिंग सिद्धांत (Operating Principle of Synchronous Motor)

इस तथ्य को आसानी से समझाया जा सकता है कि एक सिंक्रोनस मोटर में कोई शुरुआती नहीं है। एक 3-फेस तुल्यकालिक मोटर पर विचार करें जिसमें दो रोटर पोल N_R और S_R हों। फिर स्टेटर में भी दो ध्रुवों N_S और S_S होगा। मोटर में रोटर वाइंडिंग पर सीधा वोल्टेज लगाया जाता है और स्टेटर वाइंडिंग पर 3-फेज वोल्टेज लगाया जाता है।

स्टेटर वाइंडिंग एक घूर्णन क्षेत्र उत्पन्न करता है जो स्टेटर के चारों ओर तुल्यकालिक गति (= 120 f/P) पर घूमता है। दिष्ट (या शून्य आवृत्ति) धारा एक दो-ध्रुव क्षेत्र को स्थापित करता है जो तब तक स्थिर रहता है जब तक रोटर घूम नहीं जाता है। इस प्रकार, हमारे पास एक ऐसी स्थिति है जिसमें घूमने वाले आर्मेचर ध्रुवों की एक जोड़ी (यानी, N_S - S_S) और स्थिर रोटर ध्रुवों की एक जोड़ी (यानी, N_R - S_R) मौजूद है।

मान लीजिए कि किसी भी क्षण स्टेटर के ध्रुव A और B की स्थिति में हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। यह स्पष्ट है कि ध्रुव N_S और SR तथा SS और N_S एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। इसलिए, रोटर वामावर्त दिशा में गति करता है। अर्ध-चक्र (या 1/2f = 1/100 सेकेंड) की अवधि के बाद, स्टेटर ध्रुवों की ध्रुवीयताएं उलट जाती हैं।

लेकिन रोटर ध्रुवों की ध्रुवीयता चित्र में दिखाए गए अनुसार ही रहती है। अब S_S और N_R एक दूसरे को आकर्षित करते हैं और इसी तरह N_S और S_R को भी आकर्षित करते हैं। इसलिए, रोटर दक्षिणावर्त दिशा में गति करता है। चूंकि स्टेटर पोल अपनी ध्रुवीयता तेजी से बदलते हैं, वे रोटर को पहले एक दिशा में खींचते हैं और फिर दूसरे में आधे चक्र की अवधि के बाद। रोटर की उच्च जड़ता के कारण, मोटर चालू नहीं हो पाता है।

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