एक सिंक्रोनस मशीन है

Question

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B: डबली एक्साइटेड मशीन

Explanation & Concepts:
एक सिंक्रोनस मशीन को डबली एक्साइटेड (दोहरा उत्तेजित) मशीन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है क्योंकि इसे कार्य करने के लिए विद्युत उत्तेजना के दो अलग-अलग स्रोतों की आवश्यकता होती है। स्टेटर वाइंडिंग को AC आपूर्ति से जोड़ा जाता है, जबकि मुख्य चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए रोटर वाइंडिंग को एक स्वतंत्र DC स्रोत द्वारा ऊर्जावान किया जाता है।

Working Principle: एक सिंक्रोनस मशीन में, स्टेटर के घूमने वाले चुंबकीय क्षेत्र (AC द्वारा निर्मित) और रोटर के स्थिर (रोटर के सापेक्ष) चुंबकीय क्षेत्र (DC द्वारा निर्मित) के बीच की परस्पर क्रिया टॉर्क उत्पन्न करती है। चूँकि चुंबकीय कपलिंग को सुगम बनाने के लिए स्टेटर और रोटर दोनों को बाहरी विद्युत इनपुट द्वारा सक्रिय रूप से ऊर्जावान किया जाता है, इसलिए इसे 'डबली एक्साइटेड' कहा जाता है। इसके विपरीत, इंडक्शन मशीनें आमतौर पर सिंगली एक्साइटेड होती हैं क्योंकि रोटर धारा विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से प्रेरित होती है।

Key Formulas: $N_s = \frac{120f}{P}$ — सिंक्रोनस गति का सूत्र; $E_b = 4.44 f \Phi T k_w$ — स्टेटर वाइंडिंग में प्रेरित EMF

Key Points: सिंक्रोनस मशीनें डबली एक्साइटेड होती हैं; रोटर को स्लिप रिंग या ब्रशलेस एक्साइटर के माध्यम से DC प्रदान की जाती है।; मशीन आवृत्ति और पोल की संख्या द्वारा निर्धारित स्थिर सिंक्रोनस गति ($N_s$) पर कार्य करती है।; रोटर का उत्तेजना स्तर मशीन के पावर फैक्टर (ओवर-एक्साइटेड, अंडर-एक्साइटेड, या सामान्य) को नियंत्रित कर सकता है।; यह एक सिंक्रोनस जनरेटर (अल्टरनेटर) या सिंक्रोनस मोटर के रूप में कार्य करती है।

Advantages: लीडिंग, लैगिंग या यूनिटी पावर फैक्टर पर कार्य करने की क्षमता।; लोड की परवाह किए बिना स्थिर गति संचालन (पुल-आउट टॉर्क सीमाओं के भीतर)।

Disadvantages: रोटर उत्तेजना के लिए एक सहायक DC स्रोत की आवश्यकता होती है।; मोटर के रूप में स्व-प्रारंभिक (self-starting) नहीं होती (डैम्पर वाइंडिंग जैसी प्रारंभिक तकनीकों की आवश्यकता होती है)।

Applications: थर्मल और हाइड्रो पावर प्लांटों में बड़े पैमाने पर विद्युत उत्पादन।; सिंक्रोनस कंडेनसर का उपयोग करके पावर फैक्टर सुधार।

Additional Info: सिंगली एक्साइटेड मशीनों में ट्रांसफार्मर, DC सीरीज मोटर और इंडक्शन मोटर शामिल हैं, जहाँ ऊर्जा रूपांतरण सेकेंडरी/रोटर में प्रेरित धाराओं पर निर्भर करता है।. विकल्प C गलत है क्योंकि सिंक्रोनस मशीनें बिल्कुल सिंक्रोनस गति ($N_s$) पर चलती हैं।. विकल्प D गलत है क्योंकि DC उत्तेजना को बदलकर पावर फैक्टर को बदला जा सकता है (लीडिंग या लैगिंग)।

Answer: B सही है — एक सिंक्रोनस मशीन को डबली एक्साइटेड मशीन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है क्योंकि इसे विद्युत आपूर्ति के दो स्वतंत्र स्रोतों की आवश्यकता होती है: स्टेटर के लिए AC और रोटर फील्ड वाइंडिंग के लिए DC।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: डबली एक्साइटेड = सिंक्रोनस मशीनें; सिंगली एक्साइटेड = इंडक्शन मशीनें और ट्रांसफार्मर। GATE और ESE में मशीन के प्रकारों की पहचान करने के लिए यह एक पसंदीदा अवधारणा है।

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Option A: सिंगली एक्साइटेड मशीन

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Option C: $N_s$ से कम गति पर चलने के लिए बनाई गई

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Option D: सामान्यतः एक लैगिंग पावर फैक्टर मशीन

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