सिंगल फेज इंडक्शन मोटर को किसके द्वारा स्टार्ट किया जा सकता है?

Question

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D: उपर्युक्त सभी

Explanation & Concepts:
एक सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर स्वभाव से स्वतः-प्रारंभ (self-starting) नहीं होती है क्योंकि सिंगल-फेज AC वाइंडिंग एक घूर्णी चुंबकीय क्षेत्र (rotating magnetic field) के बजाय एक स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र (pulsating magnetic field) उत्पन्न करती है। इसे स्व-प्रारंभिक बनाने के लिए, सिंगल-फेज स्रोत से दो-फेज आपूर्ति बनाने के लिए मुख्य वाइंडिंग के साथ एक सहायक (स्टार्टिंग) वाइंडिंग का उपयोग किया जाता है, जो एक घूर्णी चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। सामान्य स्टार्टिंग विधियों में रेजिस्टेंस स्प्लिट-फेज, कैपेसिटर-स्टार्ट, और इंडक्शन/शेडेड-पोल स्टार्टिंग तंत्र शामिल हैं।

Working Principle: डबल रिवॉल्विंग फील्ड थ्योरी के अनुसार, एक स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र को दो समान और विपरीत घूर्णी क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कुल स्टार्टिंग टॉर्क शून्य होता है। मुख्य वाइंडिंग से 90° इलेक्ट्रिकल पर स्थित एक सहायक वाइंडिंग को शामिल करके और उनकी धाराओं के बीच एक फेज अंतर बनाकर, स्टार्टिंग टॉर्क उत्पन्न करने के लिए एक घूर्णी चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण किया जाता है।

Key Formulas: $T_s \propto I_m I_a \sin \alpha$ — स्टार्टिंग टॉर्क समीकरण जहाँ $I_m$ मुख्य वाइंडिंग करंट है, $I_a$ सहायक वाइंडिंग करंट है, और $\alpha$ उनके बीच का फेज कोण है।; $T_e = T_f - T_b$ — डबल रिवॉल्विंग फील्ड थ्योरी के अनुसार कुल विद्युत चुम्बकीय टॉर्क।

Key Points: स्पंदित स्टेटर फ्लक्स के कारण सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर में स्टार्टिंग टॉर्क शून्य होता है।; फेज स्प्लिटिंग विधियां (रेजिस्टेंस, कैपेसिटर, या शेडिंग रिंग) एक छद्म-दो-फेज घूर्णी चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं।; सिंगल-फेज इंडक्शन मोटरों में कैपेसिटर-स्टार्ट मोटर सबसे अधिक स्टार्टिंग टॉर्क प्रदान करती हैं क्योंकि फेज कोण $\alpha$ 90° के करीब पहुंच जाता है।

Advantages: बहुमुखी स्टार्टिंग विधियाँ विशिष्ट लोड अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक टॉर्क की आवश्यकताओं को पूरा करने की अनुमति देती हैं।; कैपेसिटर-स्टार्ट कम स्टार्टिंग करंट के साथ बहुत अधिक स्टार्टिंग टॉर्क देता है।; रेजिस्टेंस-स्टार्ट मोटर सरल, मजबूत और लागत प्रभावी होती हैं।

Disadvantages: गति तुल्यकालिक गति (synchronous speed) के लगभग 75% तक पहुँचने पर सहायक वाइंडिंग को डिस्कनेक्ट करने के लिए एक सेंट्रीफ्यूगल स्विच की आवश्यकता होती है।; थ्री-फेज इंडक्शन मोटरों की तुलना में सिंगल-फेज मोटरों का पावर फैक्टर और दक्षता कम होती है।

Applications: कैपेसिटर-स्टार्ट मोटर: कंप्रेसर, पंप और कन्वेयर।; रेजिस्टेंस-स्टार्ट (स्प्लिट-फेज) मोटर: पंखे, ब्लोअर और सेंट्रीफ्यूगल पंप।; शेडेड-पोल / इंडक्शन-स्टार्ट मोटर: छोटे खिलौने, हेयर ड्रायर और छोटे डेस्कटॉप पंखे।

Additional Info: विकल्प A (रेजिस्टेंस स्टार्ट) फेज अंतर (~30°) बनाने के लिए सहायक वाइंडिंग में उच्च प्रतिरोध का उपयोग करता है।. विकल्प B (इंडक्शन/शेडेड-पोल स्टार्ट) पोल पिच के एक हिस्से में फ्लक्स को विलंबित करने के लिए इंडक्टिव शेडिंग कॉइल का उपयोग करता है।. विकल्प C (कैपेसिटर स्टार्ट) लगभग 90° फेज विस्थापन प्राप्त करने के लिए एक श्रेणी (series) कैपेसिटर का उपयोग करता है।. चूंकि तीनों विधियां सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर को शुरू करने की मानक तकनीकें हैं, इसलिए विकल्प D सही है।

Answer: D सही है — रेजिस्टेंस स्टार्ट, इंडक्शन/शेडेड-पोल स्टार्ट, और कैपेसिटर स्टार्ट सभी सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर को स्वतः-प्रारंभिक (self-starting) बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली वैध और मानक तकनीकें हैं।

Exam Tip: प्रतिस्पर्धी परीक्षाओं में याद रखें कि कैपेसिटर-स्टार्ट उच्चतम स्टार्टिंग टॉर्क देता है क्योंकि जब $\alpha \approx 90^\circ$ होता है, तो $\sin\alpha \approx 1$ होता है।

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Option A: रेजिस्टेंस स्टार्ट

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Option B: इंडक्शन स्टार्ट

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Option C: कैपेसिटर स्टार्ट

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