स्लिप रिंग रोटर का क्या लाभ है?

Question

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D: उपरोक्त सभी

Explanation & Concepts:
एक स्लिप रिंग (वाउंड रोटर) इंडक्शन मोटर स्लिप रिंग्स और ब्रश के माध्यम से रोटर सर्किट में बाहरी प्रतिरोध जोड़ने की अनुमति देती है। यह क्षमता सीधे स्टार्टिंग टॉर्क को सुधारती है, कुशल गति नियंत्रण को सक्षम बनाती है, और पुनर्योजी ब्रेकिंग (regenerative braking) को सुगम बनाती है।

Working Principle: इंडक्शन मोटर का टॉर्क रोटर प्रतिरोध के समानुपाती होता है ($T \propto \frac{R_2}{s}$)। रोटर में बाहरी प्रतिरोध $R_{ext}$ जोड़ने से, जैसे-जैसे रोटर सर्किट का प्रतिरोध रोटर रिएक्टेंस के करीब पहुँचता है, स्टार्टिंग टॉर्क बढ़ जाता है। इसके अलावा, इस प्रतिरोध को बदलने से वह स्लिप परिवर्तित हो जाती है जिस पर अधिकतम टॉर्क होता है, जिससे गति नियंत्रण संभव हो जाता है। पुनर्योजी ब्रेकिंग के दौरान, रोटर को ऊर्जा को वापस सप्लाई में भेजने या उसे नष्ट करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जिससे ब्रेकिंग प्रक्रिया पर नियंत्रण मिलता है।

Key Formulas: $T_{st} = \frac{3}{\omega_s} \cdot \frac{V_1^2 R_2}{R_2^2 + X_{20}^2}$ — स्टार्टिंग टॉर्क संबंध जो $R_2$ पर निर्भरता दर्शाता है; $s_m = \frac{R_2}{X_2}$ — अधिकतम टॉर्क पर स्लिप जहाँ $R_2$ गति को सीधे प्रभावित करता है

Key Points: स्क्विरेल केज रोटर के विपरीत, रोटर सर्किट में बाहरी प्रतिरोध जोड़ा जा सकता है।; स्टार्टिंग टॉर्क बढ़ने के साथ स्टार्टिंग करंट कम हो जाता है।; उच्च-जड़त्व (high-inertia) वाले भार और बार-बार स्टार्ट होने वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।; स्लिप रिंग मोटरों को वाउंड रोटर इंडक्शन मोटर (WRIM) भी कहा जाता है।

Advantages: उच्च स्टार्टिंग टॉर्क (पूर्ण लोड टॉर्क तक); स्क्विरेल केज मोटरों की तुलना में कम स्टार्टिंग करंट; रोटर प्रतिरोध के माध्यम से प्रभावी गति नियंत्रण; पुनर्योजी ब्रेकिंग का समर्थन करने की क्षमता

Disadvantages: ब्रश और स्लिप रिंग के कारण उच्च रखरखाव; अधिक लागत और जटिल निर्माण; प्रतिरोध के माध्यम से गति नियंत्रण के दौरान कम दक्षता

Applications: क्रेन और होइस्ट; लिफ्ट; कंप्रेसर; कन्वेयर बेल्ट

Additional Info: स्लिप रिंग मोटरों में पुनर्योजी ब्रेकिंग स्लिप एनर्जी रिकवरी सिस्टम (SERS) का उपयोग करके प्राप्त की जाती है, जो रोटर की शक्ति को वापस ग्रिड में बदल देती है।. विकल्प B सही है क्योंकि स्लिप रिंग रोटर सर्किट तक पहुंच प्रदान करती है, जिससे ब्रेकिंग चरण के दौरान विद्युत नियंत्रण संभव हो जाता है।

Answer: D सही है — स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर रोटर सर्किट प्रतिरोध में बाहरी संशोधनों की अनुमति देकर टॉर्क, गति और ब्रेकिंग पर बेहतर नियंत्रण प्रदान करती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि हालांकि बाहरी प्रतिरोध जोड़ने से स्टार्टिंग टॉर्क बढ़ता है, लेकिन बाहरी प्रतिरोधकों में $I^2R$ नुकसान के कारण यह पूर्ण-लोड दक्षता को कम करता है।

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Option A: उच्च स्टार्टिंग टॉर्क

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Option B: ब्रेकिंग के दौरान ऊर्जा रिकवरी संभव है

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Option C: रोटर साइड से गति नियंत्रण

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