तुल्यकालिक मोटर (synchronous motor) की गति

Question

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C: हमेशा स्थिर रहती है

Explanation & Concepts:
तुल्यकालिक मोटर एक स्थिर गति वाली मोटर है जहाँ रोटर उसी गति से घूमता है जिस गति से स्टेटर द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र घूमता है। यह गति, जिसे तुल्यकालिक गति ($N_s$) के रूप में जाना जाता है, आपूर्ति आवृत्ति (supply frequency) और मशीन के ध्रुवों (poles) की संख्या के साथ लॉक होती है।

Working Principle: जब स्टेटर वाइंडिंग को 3-फेज आपूर्ति द्वारा ऊर्जावान किया जाता है, तो वे एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (RMF) उत्पन्न करते हैं जो $N_s = \frac{120f}{P}$ की तुल्यकालिक गति से घूमता है। रोटर को DC स्रोत द्वारा उत्तेजित किया जाता है जो निश्चित चुंबकीय ध्रुव बनाता है। स्टेटर RMF और रोटर ध्रुवों के बीच चुंबकीय लॉकिंग के कारण, रोटर बिल्कुल $N_s$ पर घूमने के लिए बाध्य होता है। भले ही भार बदल जाए, मोटर अपने रोटर कोण (भार कोण) को स्थानांतरित करके इस औसत गति को बनाए रखती है, और केवल तभी विफल होती है जब टॉर्क पुल-आउट टॉर्क सीमा से अधिक हो जाता है।

Key Formulas: $N_s = \frac{120f}{P}$ — तुल्यकालिक गति समीकरण; $\omega_s = \frac{2\pi f}{P/2}$ — कोणीय तुल्यकालिक वेग

Key Points: रोटर की गति सख्ती से स्टेटर आपूर्ति आवृत्ति के साथ सिंक्रोनाइज्ड होती है।; यांत्रिक भार में परिवर्तन के परिणामस्वरूप टॉर्क कोण (भार कोण) $\delta$ में परिवर्तन होता है, न कि गति में।; यदि भार अधिकतम पुल-आउट टॉर्क से अधिक हो जाता है, तो मोटर सिंक्रोनिसम खो देती है और रुक जाती है (पोल स्लिपिंग)।; यह नो-लोड से फुल-लोड स्थितियों तक स्थिर गति पर संचालित होती है।

Advantages: भार भिन्नता के बावजूद स्थिर गति; शक्ति कारक सुधारने की क्षमता (ओवर-एक्साइटेड ऑपरेशन)

Disadvantages: स्वयं-प्रारंभ नहीं (सहायक प्रारंभिक विधि की आवश्यकता होती है); रोटर के लिए DC उत्तेजना की आवश्यकता होती है

Applications: शक्ति कारक सुधार इकाइयाँ (तुल्यकालिक कंडेंसर); स्थिर गति वाले औद्योगिक ड्राइव; बड़ी क्षमता वाले केन्द्रापसारक पंप और कंप्रेसर

Additional Info: तुल्यकालिक मोटर को 'स्थिर गति मोटर' के रूप में वर्गीकृत किया गया है।. विकल्प A और B चर गति व्यवहार का सुझाव देते हैं जो DC शंट या इंडक्शन मोटरों के लिए सामान्य है, जो तुल्यकालिक मशीनों के लिए गलत है।

Answer: C सही है — तुल्यकालिक मोटर भार लागू होने के बावजूद तुल्यकालिक गति के बराबर स्थिर गति बनाए रखती है, जब तक कि पुल-आउट टॉर्क पार न हो जाए।

Exam Tip: प्रतिस्पर्धी परीक्षाओं में, याद रखें कि तुल्यकालिक मोटरें स्थिर-गति वाले उपकरण हैं, जबकि इंडक्शन मोटरों में 'स्लिप' होती है जिसके कारण भार बढ़ने पर गति कम हो जाती है।

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Option A: भार (load) बढ़ने पर बढ़ती है

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Option B: भार (load) घटने पर घटती है

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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