एक ड्राइव सिस्टम में, जिसे उच्च प्रारंभिक टॉर्क की आवश्यकता होती है, निम्नलिखित में से कौन सी इलेक्ट्रिक मोटर

Question

एक ड्राइव सिस्टम में, जिसे उच्च प्रारंभिक टॉर्क की आवश्यकता होती है, निम्नलिखित में से कौन सी इलेक्ट्रिक मोटर अधिक उपयुक्त है?

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The correct answer is A: DC सीरीज मोटर. DC सीरीज मोटर उच्च प्रारंभिक टॉर्क वाले अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त है क्योंकि इसका फील्ड फ्लक्स सीधे आर्मेचर करंट के समानुपाती होता है। शंट मोटरों के विपरीत, जहाँ फ्लक्स स्थिर रहता है, सीरीज मोटर में स्टार्टअप के दौरान फ्लक्स और करंट दोनों में तीव्र वृद्धि होती है, जिसके परिणामस्वरूप टॉर्क आर्मेचर करंट के वर्ग के समानुपाती होता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
DC सीरीज मोटर उच्च प्रारंभिक टॉर्क वाले अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त है क्योंकि इसका फील्ड फ्लक्स सीधे आर्मेचर करंट के समानुपाती होता है। शंट मोटरों के विपरीत, जहाँ फ्लक्स स्थिर रहता है, सीरीज मोटर में स्टार्टअप के दौरान फ्लक्स और करंट दोनों में तीव्र वृद्धि होती है, जिसके परिणामस्वरूप टॉर्क आर्मेचर करंट के वर्ग के समानुपाती होता है।

Working Principle: एक DC सीरीज मोटर में, आर्मेचर और फील्ड वाइंडिंग श्रृंखला में जुड़े होते हैं। परिणामस्वरूप, समान करंट दोनों वाइंडिंग से होकर बहता है ($I_a = I_f$)। चूंकि टॉर्क फ्लक्स और आर्मेचर करंट के गुणनफल के समानुपाती होता है ($T \propto \Phi I_a$) और चुंबकीय संतृप्ति से पहले फ्लक्स करंट के समानुपाती होता है ($\Phi \propto I_a$), इसलिए टॉर्क आर्मेचर करंट के वर्ग के समानुपाती हो जाता है ($T \propto I_a^2$)। यह द्विघात संबंध शुरुआती चरण के दौरान कम गति पर असाधारण रूप से उच्च टॉर्क विकास की अनुमति देता है।

Key Formulas: $T_a \propto \Phi I_a$ — DC मशीनों के लिए टॉर्क अभिव्यक्ति; $\Phi \propto I_a$ — सीरीज मोटरों में फ्लक्स निर्भरता (संतृप्ति के नीचे); $T_a \propto I_a^2$ — सीरीज मोटरों में द्विघात टॉर्क संबंध

Key Points: उच्च प्रारंभिक टॉर्क इन्हें ट्रैक्शन सिस्टम के लिए आदर्श बनाता है।; गति लोड टॉर्क के व्युत्क्रमानुपाती होती है।; इन्हें कभी भी नो-लोड पर शुरू नहीं किया जाना चाहिए क्योंकि गति खतरनाक रूप से उच्च स्तर तक पहुँच सकती है।; द्विघात टॉर्क विशेषताओं के कारण तीव्र त्वरण (acceleration) प्राप्त होता है।

Advantages: अत्यधिक उच्च प्रारंभिक टॉर्क; गति विनियमन के लिए सरल नियंत्रण सर्किट; कॉम्पैक्ट और मजबूत निर्माण

Disadvantages: शंट मोटरों की तुलना में गति नियंत्रण कठिन है; नो-लोड स्थिति में संचालित नहीं किया जा सकता; ओवरस्पीडिंग को रोकने के लिए हर समय यांत्रिक लोड की आवश्यकता होती है

Applications: इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन (लोकोमोटिव); होइस्ट और क्रेन; कन्वेयर सिस्टम; ऑटोमोटिव स्टार्टर मोटर्स

Additional Info: विकल्प B (सिंक्रोनस मोटर) में डैम्पर वाइंडिंग जैसे विशेष सहायक उपकरणों के बिना प्रारंभिक टॉर्क शून्य होता है।. विकल्प C (संचयी कंपाउंड मोटर) उच्च प्रारंभिक टॉर्क प्रदान करती है, लेकिन शंट फील्ड घटक की उपस्थिति के कारण यह सीरीज मोटर की तुलना में कम तीव्र होती है।. विकल्प D (डबल केज इंडक्शन मोटर) को मानक केज मोटर की तुलना में बेहतर प्रारंभिक टॉर्क प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन यह आमतौर पर DC सीरीज मोटर की क्षमताओं से कम होता है।

Answer: A सही है — DC सीरीज मोटर को फील्ड और आर्मेचर वाइंडिंग के सीरीज कनेक्शन के कारण विशेष रूप से उच्च प्रारंभिक टॉर्क अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

Exam Tip: परीक्षाओं के लिए हमेशा 'सीरीज = उच्च प्रारंभिक टॉर्क' नियम याद रखें; यदि प्रश्न में 'ट्रैक्शन' का उल्लेख है, तो DC सीरीज लगभग हमेशा सही उत्तर होता है।

Examoogle · Answer

Option B: सिंक्रोनस मोटर

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Option C: DC संचयी कंपाउंड (Cumulative compound) मोटर

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Option D: डबल केज इंडक्शन मोटर

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