एक वाउंड रोटर थ्री-फेज इंडक्शन मोटर के डिजाइन में, रोटर वाइंडिंग में घुमावों (turns) की संख्या की गणना उचित...

Question

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The correct answer is B: स्लिप रिंगों के बीच वोल्टेज. एक वाउंड रोटर इंडक्शन मोटर में, रोटर वाइंडिंग का डिज़ाइन मुख्य रूप से रोटर के स्थिर रहने पर स्लिप रिंगों पर लक्षित ओपन-सर्किट वोल्टेज द्वारा नियंत्रित होता है। यह वोल्टेज गति और टॉर्क विनियमन के लिए उपयोग किए जाने वाले बाहरी स्टार्टिंग रियोस्टैट्स या सेकेंडरी कंट्रोल उपकरणों के अनुकूल होना चाहिए।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक वाउंड रोटर इंडक्शन मोटर में, रोटर वाइंडिंग का डिज़ाइन मुख्य रूप से रोटर के स्थिर रहने पर स्लिप रिंगों पर लक्षित ओपन-सर्किट वोल्टेज द्वारा नियंत्रित होता है। यह वोल्टेज गति और टॉर्क विनियमन के लिए उपयोग किए जाने वाले बाहरी स्टार्टिंग रियोस्टैट्स या सेकेंडरी कंट्रोल उपकरणों के अनुकूल होना चाहिए।

Working Principle: स्टेटर एक ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग की तरह व्यवहार करता है, जो रोटर वाइंडिंग में EMF प्रेरित करता है। ट्रांसफार्मर EMF समीकरण के अनुसार, $E_2 = 4.44 f_2 N_2 \Phi_m K_w$। घुमावों की संख्या $N_2$ को इस प्रकार चुना जाता है कि प्रेरित रोटर वोल्टेज $E_2$ कनेक्टेड बाहरी प्रतिरोध स्टार्टर्स के लिए आवश्यक रेटिंग से मेल खाता हो, जिससे सुरक्षित संचालन और प्रभावी स्टार्टिंग टॉर्क नियंत्रण सुनिश्चित हो सके।

Key Formulas: $E_2 = 4.44 f_2 N_2 \Phi_m K_w$ — रोटर वाइंडिंग के लिए मौलिक EMF समीकरण; $E_2 = s E_{2(standstill)}$ — स्लिप 's' पर प्रेरित EMF

Key Points: रोटर वाइंडिंग को इस तरह डिज़ाइन किया जाता है कि इंसुलेशन और सुरक्षा कारणों से स्लिप रिंग वोल्टेज प्रबंधनीय हो।; उच्च रोटर वोल्टेज के लिए स्लिप रिंग और ब्रश के लिए उच्च इंसुलेशन स्तर की आवश्यकता होती है।; कम रोटर वोल्टेज के परिणामस्वरूप बहुत अधिक रोटर करंट होता है, जिसके लिए मोटे कंडक्टर और बड़े स्लिप रिंग की आवश्यकता होती है।

Advantages: बाहरी प्रतिरोध स्टार्टिंग टॉर्क में सुधार की अनुमति देता है।; सेकेंडरी प्रतिरोध के माध्यम से गति नियंत्रण की अनुमति देता है।; सप्लाई से लिए जाने वाले स्टार्टिंग करंट को कम करता है।

Disadvantages: ब्रश और स्लिप रिंग के कारण अधिक रखरखाव।; स्क्विरेल केज मोटरों की तुलना में अधिक लागत।; बाहरी प्रतिरोधकों में बिजली के नुकसान के कारण कम दक्षता।

Applications: क्रेन और होइस्ट; कन्वेयर; उच्च स्टार्टिंग टॉर्क की आवश्यकता वाले कंप्रेसर

Additional Info: स्लिप रिंगों पर ओपन-सर्किट वोल्टेज को आमतौर पर मोटर की रेटिंग के आधार पर एक उचित सीमा (आमतौर पर 100V-600V) के भीतर रखा जाता है।. विकल्प A गलत है क्योंकि स्लॉट संख्या एक यांत्रिक/ज्यामितीय डिज़ाइन विकल्प है, न कि वाइंडिंग टर्न गणना के लिए प्राथमिक विद्युत बाधा।. विकल्प C गलत है क्योंकि करंट डिज़ाइन मापदंडों और लोड का परिणाम है, न कि टर्न गणना के लिए प्राथमिक स्वतंत्र चर।

Answer: B सही है — रोटर वाइंडिंग में घुमावों की संख्या मुख्य रूप से यह सुनिश्चित करने के लिए निर्धारित की जाती है कि स्लिप रिंगों पर प्रेरित वोल्टेज बाहरी स्टार्टिंग उपकरणों की रेटिंग से मेल खाता हो।

Exam Tip: ट्रांसफार्मर और मोटर डिज़ाइन के प्रश्नों में, वाइंडिंग टर्न गणना के लिए प्राथमिक बाधा के रूप में हमेशा प्रेरित EMF सूत्र ($E \propto N$) को प्राथमिकता दें।

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Option A: रोटर स्लॉट की संख्या

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Option C: रोटर करंट

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Option D: उपर्युक्त सभी

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