एक छोटा सिंगल फेज मोटर हार्मोनिक्स को और अधिक कैसे कम कर सकता है?

Question

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C: वाइंडिंग की ग्रेडिंग करके

Explanation & Concepts:
वाइंडिंग की ग्रेडिंग उस तकनीक को संदर्भित करती है जिसमें वाइंडिंग में कंडक्टरों को इस तरह वितरित किया जाता है कि मैग्नेटो-मोटिव फोर्स (MMF) वेवफॉर्म एक साइन वेव के करीब पहुंच जाए। प्रति स्लॉट फेरों (turns) की संख्या को बदलकर, एयर-गैप फ्लक्स में स्पेस हार्मोनिक्स को काफी हद तक कम किया जाता है।

Working Principle: एक समान वाइंडिंग में, MMF वितरण एक स्टेप्ड स्क्वायर वेव होता है जिसमें महत्वपूर्ण विषम हार्मोनिक्स (जैसे 3rd, 5th, 7th) होते हैं। ग्रेडिंग (या शॉर्ट-पिचिंग/वितरण) वाइंडिंग डिस्ट्रीब्यूशन फैक्टर $K_d$ और पिच फैक्टर $K_p$ को संशोधित करती है। प्रत्येक स्लॉट में फेरों की संख्या को सही ढंग से चुनकर एक अर्ध-साइनसोइडल MMF प्रोफाइल बनाने से, उच्च-आवृत्ति स्पेस हार्मोनिक्स का आयाम दब जाता है, जिससे टॉर्क सुचारू होता है और विद्युत चुम्बकीय शोर कम होता है।

Key Formulas: $F_n = \frac{4}{\pi n} I N K_w \sin(n	heta)$ — n क्रम के लिए MMF हार्मोनिक परिमाण; $K_w = K_p 	imes K_d$ — वाइंडिंग फैक्टर की परिभाषा

Key Points: ग्रेडिंग प्रभावी रूप से एयर-गैप फ्लक्स घनत्व के लिए एक स्थानिक फिल्टर (spatial filter) के रूप में कार्य करती है।; उच्च क्रम के हार्मोनिक्स आयरन लॉस और टॉर्क पल्सेशन को बढ़ाते हैं।; सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर एक घूर्णन क्षेत्र प्रभाव (rotating field effect) प्राप्त करने के लिए वितरित वाइंडिंग पर निर्भर करती हैं।

Advantages: टॉर्क पल्सेशन और कंपन में कमी; हार्मोनिक कॉपर और आयरन लॉस को कम करके दक्षता में सुधार; कम ध्वनिक शोर उत्सर्जन

Disadvantages: विनिर्माण जटिलता में वृद्धि; सटीक वाइंडिंग पैटर्न के कारण उच्च लागत

Applications: उच्च दक्षता वाले घरेलू उपकरण; सटीक छोटे पैमाने की मोटर ड्राइव

Additional Info: विकल्प D (शेडिंग) का उपयोग शेडेड-पोल मोटरों में स्टार्टिंग टॉर्क के लिए किया जाता है, न कि मुख्य रनिंग फील्ड के हार्मोनिक रिडक्शन के लिए।. यदि सिंगल-फेज मोटरों में हार्मोनिक्स को ठीक से कम नहीं किया जाता है, तो वे 'क्रॉलिंग' या 'कॉगिंग' का कारण बनते हैं।

Answer: C सही है — वाइंडिंग की ग्रेडिंग में MMF वेवफॉर्म को साइन वेव के करीब लाने के लिए अलग-अलग स्लॉट में फेरों की संख्या को बदलना शामिल है, जो प्रभावी रूप से स्पेस हार्मोनिक्स को दबा देता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि विद्युत मशीनों में, स्पेस हार्मोनिक्स को वितरण/पिचिंग द्वारा कम किया जाता है, जबकि टाइम हार्मोनिक्स को इनपुट वेवफॉर्म के डिज़ाइन और फिल्टरिंग के माध्यम से संबोधित किया जाता है।

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Option A: वाइंडिंग को हटाकर

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Option B: वाइंडिंग को इन्सुलेट करके

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Option D: वाइंडिंग की शेडिंग करके

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