एक स्प्लिट-फेस मोटर में (In a split-phase motor)

Question

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B: स्टार्टिंग वाइंडिंग एक सेंट्रीफ्यूगल स्विच के माध्यम से जुड़ी होती है

Explanation & Concepts:
एक स्प्लिट-फेस सिंगल-फेस इंडक्शन मोटर में, स्टार्टिंग (सहायक) वाइंडिंग AC सप्लाई के पार एक सेंट्रीफ्यूगल स्विच के साथ श्रेणी (series) में जुड़ी होती है। यह स्विच मोटर के अपनी तुल्यकालिक गति (synchronous speed) के लगभग $75\%$ से $80\%$ तक पहुँचने पर स्टार्टिंग वाइंडिंग को सर्किट से स्वचालित रूप से डिस्कनेक्ट कर देता है।

Working Principle: सिंगल-फेस इंडक्शन मोटर स्व-प्रारंभिक (self-starting) नहीं होती हैं क्योंकि सिंगल-फेस AC सप्लाई घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (rotating magnetic field) के बजाय एक स्पंदमान (pulsating) चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए, दो वाइंडिंग्स (मुख्य/रनिंग और सहायक/स्टार्टिंग) को स्थानिक रूप से $90^\circ$ की दूरी पर रखा जाता है, जिसमें उनकी धाराओं के बीच चरण अंतर (phase difference) बनाने के लिए अलग-अलग प्रतिरोध-से-प्रतिघात अनुपात ($R/X$) होते हैं। एक बार जब मोटर गति पकड़ लेती है और लगभग निर्धारित गति के पास पहुँच जाती है, तो सेंट्रीफ्यूगल बल के कारण सेंट्रीफ्यूगल स्विच खुल जाता है, जिससे ओवरहीटिंग और बिजली के नुकसान को रोकने के लिए स्टार्टिंग वाइंडिंग डिस्कनेक्ट हो जाती है।

Key Formulas: $\alpha = 	heta_m - 	heta_s$ — मुख्य वाइंडिंग धारा ($I_m$) और स्टार्टिंग वाइंडिंग धारा ($I_s$) के बीच फेज कोण अंतर; $T_s \propto I_m I_s \sin\alpha$ — सिंगल-फेस इंडक्शन मोटर का स्टार्टिंग टॉर्क समीकरण

Key Points: स्टार्टिंग वाइंडिंग पतले तार (उच्च प्रतिरोध $R$, कम प्रेरकत्व $X$) से बनी होती है।; रनिंग वाइंडिंग मोटे तार (कम प्रतिरोध $R$, उच्च प्रेरकत्व $X$) से बनी होती है।; सेंट्रीफ्यूगल स्विच केवल स्टार्टिंग वाइंडिंग के साथ श्रेणी (series) में जुड़ा होता है।; स्विच तुल्यकालिक गति के $75\% - 80\%$ पर खुलता है।

Advantages: कम प्रारंभिक लागत और सरल संरचना।; जटिल इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रणों के बिना विश्वसनीय परिचालन तंत्र।

Disadvantages: कम स्टार्टिंग टॉर्क (आमतौर पर पूर्ण-लोड टॉर्क का $1.5$ से $2$ गुना)।; भारी-लोड स्टार्टिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता है।

Applications: छोटे पंखे और ब्लोअर; सेंट्रीफ्यूगल पंप; वाशिंग मशीन; छोटे मशीन टूल्स

Additional Info: यदि सेंट्रीफ्यूगल स्विच खुलने में विफल रहता है, तो स्टार्टिंग वाइंडिंग ऊर्जावान (energized) बनी रहेगी, जिसके कारण इसके उच्च प्रतिरोध के कारण यह ओवरहीट होकर जल जाएगी।. यदि सेंट्रीफ्यूगल स्विच स्थिर अवस्था (standstill) में बंद होने में विफल रहता है, तो मोटर स्व-प्रारंभिक नहीं होगी और केवल भनभनाहट (humming) की आवाज करेगी।

Answer: B सही है — स्टार्टिंग वाइंडिंग एक सेंट्रीफ्यूगल स्विच के साथ श्रेणी में जुड़ी होती है ताकि मोटर के पूर्ण गति के लगभग $75\%$ से $80\%$ तक पहुँचने पर इसे डिस्कनेक्ट किया जा सके।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: कैपेसिटर-स्टार्ट या स्प्लिट-फेस मोटर्स में, सेंट्रीफ्यूगल स्विच विशेष रूप से सहायक (स्टार्टिंग) वाइंडिंग शाखा के साथ श्रेणी में होता है, कभी भी मुख्य (रनिंग) वाइंडिंग के साथ नहीं।

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Option A: रनिंग वाइंडिंग एक सेंट्रीफ्यूगल स्विच के माध्यम से जुड़ी होती है

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Option C: सेंट्रीफ्यूगल स्विच का उपयोग सप्लाई वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है

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Option D: स्टार्टिंग और रनिंग दोनों वाइंडिंग एक सेंट्रीफ्यूगल स्विच के माध्यम से जुड़ी होती हैं

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