मोटर की रेटेड गति के __________ पर, सेंट्रीफ्यूगल स्विच सप्लाई से _________ वाइंडिंग को डिस्कनेक्ट कर देता है।

Question

Examoogle · Accepted Answer

D: 70 – 80%, स्टार्टिंग

Explanation & Concepts:
एक स्प्लिट-फेज सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर में, एक सेंट्रीफ्यूगल स्विच स्टार्टिंग (सहायक) वाइंडिंग के साथ श्रेणी (series) में जुड़ा होता है। जब मोटर तेज होती है और अपनी तुल्यकालिक/रेटेड गति के लगभग 70% से 80% तक पहुँच जाती है, तो सेंट्रीफ्यूगल बल स्विच तंत्र पर काम करके इसके संपर्कों (contacts) को खोल देता है। यह सप्लाई से स्टार्टिंग वाइंडिंग को डिस्कनेक्ट कर देता है, जिससे परिपथ में केवल मुख्य (रनिंग) वाइंडिंग रह जाती है।

Working Principle: स्टार्टअप के दौरान, स्टार्टिंग टॉर्क उत्पन्न करने के लिए आवश्यक घूर्णी चुंबकीय क्षेत्र बनाने हेतु मुख्य और सहायक दोनों वाइंडिंग को ऊर्जाकृत किया जाता है। जैसे-जैसे रोटर की गति बढ़ती है, गवर्नर वेट्स पर सेंट्रीफ्यूगल बल एक विरोधी स्प्रिंग बल के खिलाफ बढ़ता है। रेटेड गति के लगभग 70% से 80% पर, सेंट्रीफ्यूगल बल स्प्रिंग के तनाव को पार कर लेता है, जिससे स्विच खुल जाता है और ओवरहीटिंग को रोकने तथा परिचालन दक्षता में सुधार करने के लिए उच्च-प्रतिरोध वाली स्टार्टिंग वाइंडिंग डिस्कनेक्ट हो जाती है।

Key Formulas: $N_s = \frac{120f}{P}$ — मोटर की तुल्यकालिक गति (Synchronous speed); $N_{cut-out} = (0.70 	ext{ to } 0.80) 	imes N_s$ — गति की वह सीमा जिस पर सेंट्रीफ्यूगल स्विच खुलता है

Key Points: स्टार्टिंग वाइंडिंग को उच्च प्रतिरोध और कम प्रेरणिक प्रतिघात ($R_s > X_s$) के साथ डिज़ाइन किया गया है।; रनिंग वाइंडिंग में कम प्रतिरोध और उच्च प्रेरणिक प्रतिघात ($X_m > R_m$) होता है।; यदि सेंट्रीफ्यूगल स्विच खुलने में विफल रहता है, तो निरंतर उच्च धारा प्रवाह के कारण स्टार्टिंग वाइंडिंग जल जाएगी।; यदि सेंट्रीफ्यूगल स्विच विराम अवस्था (standstill) में खुला रहता है, तो मोटर स्टार्टिंग टॉर्क विकसित नहीं करेगी और बिना घूमे केवल गुंजन (hum) करेगी।

Advantages: निरंतर संचालन के तहत सहायक वाइंडिंग को जलने से बचाता है।; केवल कम-प्रतिरोध वाली मुख्य वाइंडिंग को चालू रखकर रनिंग दक्षता और पावर फैक्टर में सुधार करता है।

Disadvantages: यांत्रिक स्विच के संपर्क समय के साथ घिसने, स्पार्किंग और विफल होने के अधीन होते हैं।; हर्मेटिकली सीलबंद इकाइयों (जैसे, रेफ्रिजरेटर) के लिए अनुपयुक्त है जहाँ यांत्रिक स्विच सर्द गैस (refrigerant gas) में आर्किंग का कारण बन सकते हैं।

Applications: पंखों, ब्लोअर और सेंट्रीफ्यूगल पंपों में उपयोग की जाने वाली स्प्लिट-फेज इंडक्शन मोटर।; वाशिंग मशीन और कार्यशाला उपकरणों में कैपेसिटर-स्टार्ट इंडक्शन-रन मोटर।

Additional Info: विकल्प A (10–20%): इस कम गति पर, मोटर ने केवल मुख्य वाइंडिंग पर सुचारू रूप से चलने के लिए पर्याप्त टॉर्क विकसित नहीं किया है।. विकल्प B (20–30%): इस गति पर डिस्कनेक्ट करने से लोड के तहत मोटर रुक जाएगी (stall) या अत्यधिक धारा खींचेगी।. विकल्प C (30–40%): स्टार्टिंग वाइंडिंग को बंद करने के लिए अभी भी बहुत जल्दी है; अधिकतम टॉर्क बिंदु आमतौर पर रेटेड गति के 75% के करीब पहुंचता है।

Answer: D सही है — जब मोटर अपनी रेटेड गति के 70 - 80% तक पहुँच जाती है तो सेंट्रीफ्यूगल स्विच स्टार्टिंग वाइंडिंग को AC सप्लाई से डिस्कनेक्ट कर देता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर्स (स्प्लिट-फेज या कैपेसिटर-स्टार्ट) में, सेंट्रीफ्यूगल स्विच हमेशा स्टार्टिंग (सहायक) वाइंडिंग के साथ श्रेणी में होता है और रेटेड गति के 70-80% पर खुलता है। कैपेसिटर-स्टार्ट कैपेसिटर-रन मोटर्स में, केवल स्टार्टिंग कैपेसिटर/सहायक वाइंडिंग शाखा ही डिस्कनेक्ट या संशोधित होती है।

Examoogle · Answer

Option A: 10 – 20%, रनिंग

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Option B: 20 – 30%, स्टार्टिंग

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Option C: 30 – 40%, रनिंग

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