तुल्यकालिक मोटर (Synchronous motor) हमेशा किस गति पर चलती है?

Question

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A: तुल्यकालिक गति पर

Explanation & Concepts:
एक तुल्यकालिक मोटर एक स्थिर गति वाली मोटर है क्योंकि इसका रोटर स्टेटर द्वारा उत्पन्न घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (rotating magnetic field) की गति के समान गति से घूमता है। इस गति को तुल्यकालिक गति ($N_s$) के रूप में जाना जाता है, जो पूरी तरह से आपूर्ति आवृत्ति (supply frequency) और मोटर के ध्रुवों (poles) की संख्या द्वारा निर्धारित होती है।

Working Principle: स्टेटर वाइंडिंग को तीन-चरण AC प्रदान की जाती है, जिससे वायु अंतराल में तुल्यकालिक गति $N_s = \frac{120f}{P}$ पर एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनता है। रोटर, जो एक DC स्रोत द्वारा उत्तेजित होता है, एक स्थायी चुंबक या विद्युत चुंबक के रूप में कार्य करता है। चुंबकीय आकर्षण के कारण रोटर के ध्रुव घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के ध्रुवों के साथ लॉक हो जाते हैं, जिससे रोटर स्टेटर क्षेत्र की सटीक गति पर खिंचा चला जाता है।

Key Formulas: $N_s = \frac{120f}{P}$ — तुल्यकालिक गति सूत्र जहाँ $f$ आवृत्ति है और $P$ ध्रुवों की संख्या है।; $\omega_s = \frac{2\pi N_s}{60}$ — रेडियन/सेकंड में तुल्यकालिक कोणीय वेग।

Key Points: तुल्यकालिक गति शाफ्ट पर लगाए गए भार से स्वतंत्र होती है।; यदि भार पुल-आउट टॉर्क से अधिक हो जाता है, तो मोटर तुल्यकालन खो देती है और रुक जाती है (stalls)।; दी गई आवृत्ति और ध्रुव विन्यास के लिए रोटर की गति स्थिर रहती है।

Advantages: भार की परवाह किए बिना निरंतर गति संचालन; DC उत्तेजना को बदलकर शक्ति कारक (power factor) में सुधार करने की क्षमता

Disadvantages: स्वयं-प्रारंभिक नहीं (सहायक प्रारंभिक विधियों की आवश्यकता होती है); AC और DC दोनों आपूर्ति स्रोतों की आवश्यकता होती है

Applications: शक्ति कारक सुधार (तुल्यकालिक कंडेनसर); रोलिंग मिल और पंप जैसे उच्च-शक्ति औद्योगिक ड्राइव

Additional Info: तुल्यकालिक गति $N_s = \frac{120f}{P}$ RPM द्वारा दी जाती है।. विकल्प B प्रेरण मोटर (अतुल्यकालिक) को संदर्भित करता है, जहाँ स्लिप के कारण रोटर की गति $N_r. विकल्प C स्थिर-अवस्था संचालन के तहत एक मानक तुल्यकालिक मोटर के लिए भौतिक रूप से असंभव है।

Answer: A सही है — एक तुल्यकालिक मोटर एक निश्चित गति पर संचालित होती है, जिसे तुल्यकालिक गति के रूप में जाना जाता है, जो आपूर्ति आवृत्ति और चुंबकीय ध्रुवों की संख्या द्वारा निर्धारित होती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि प्रेरण मोटर में, गति स्लिप ($s > 0$) पर निर्भर करती है, जबकि तुल्यकालिक मोटर में, स्थिर अवस्था में स्लिप बिल्कुल शून्य ($s = 0$) होती है।

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Option B: तुल्यकालिक गति से कम पर

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Option C: तुल्यकालिक गति से अधिक पर

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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