किस मोटर का स्टार्टिंग टॉर्क अपेक्षाकृत उच्च होता है?

Question

Examoogle · Accepted Answer

A: कैपेसिटर स्टार्ट (Capacitor start)

Explanation & Concepts:
एक कैपेसिटर-स्टार्ट सिंगल-फेज़ इंडक्शन मोटर auxiliary (स्टार्टिंग) वाइंडिंग के साथ श्रेणी (series) में एक उच्च-मान वाले इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का उपयोग करती है ताकि auxiliary और मुख्य वाइंडिंग धाराओं के बीच एक बड़ा फेज़ अंतर (लगभग $90^\circ$) उत्पन्न हो सके। यह बड़ा फेज़ विस्थापन एक मजबूत घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप पूर्ण-भार टॉर्क (full-load torque) का लगभग $300\% 	ext{ to } 450\%$ का काफी उच्च स्टार्टिंग टॉर्क प्राप्त होता है।

Working Principle: स्टार्टअप के दौरान, मुख्य वाइंडिंग और auxiliary वाइंडिंग (स्टार्टिंग कैपेसिटर और सेंट्रीफ्यूगल स्विच के साथ श्रेणी में) दोनों AC आपूर्ति से ऊर्जावान होती हैं। कैपेसिटर के कारण auxiliary वाइंडिंग में धारा आपूर्ति वोल्टेज से आगे (lead) रहती है, जिससे मुख्य वाइंडिंग धारा की तुलना में एक क्वाड्रेचर फेज़ कोण (quadrature phase angle) बनता है। यह क्वाड्रेचर धारा उच्च स्टार्टिंग टॉर्क उत्पन्न करती है। एक बार जब मोटर अपनी तुल्यकालिक गति (synchronous speed) के लगभग $75\%$ से $80\%$ तक पहुँच जाती है, तो सेंट्रीफ्यूगल स्विच खुल जाता है जिससे auxiliary वाइंडिंग और कैपेसिटर डिस्कनेक्ट हो जाते हैं।

Key Formulas: $T_s \propto I_m I_a \sin\alpha$ — स्टार्टिंग टॉर्क समीकरण जहाँ $\alpha$ मुख्य और auxiliary धाराओं के बीच का फेज़ कोण है; $\alpha \approx 90^\circ \implies \sin\alpha \approx 1$ — कैपेसिटर-स्टार्ट मोटर में फेज़ अंतर जो अधिकतम स्टार्टिंग टॉर्क प्रदान करता है

Key Points: कैपेसिटर स्टार्ट इंडक्शन मोटर उच्च स्टार्टिंग टॉर्क विकसित करती हैं (पूर्ण-भार टॉर्क का $300\% 	ext{ to } 450\%$)।; स्टार्टिंग कैपेसिटर आमतौर पर एक शॉर्ट-ड्यूटी उच्च-धारिता (high-capacitance) वाला इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर होता है।; एक सेंट्रीफ्यूगल स्विच तुल्यकालिक गति के $75\% - 80\%$ पर कैपेसिटर और auxiliary वाइंडिंग को डिस्कनेक्ट कर देता है।

Advantages: स्प्लिट-फेज़ और शेडेड-पोल मोटरों की तुलना में उच्च स्टार्टिंग टॉर्क; स्टार्टिंग अवधि के दौरान बेहतर पावर फैक्टर

Disadvantages: कैपेसिटर और सेंट्रीफ्यूगल स्विच तंत्र के जुड़ने के कारण अधिक लागत; समय के साथ सेंट्रीफ्यूगल स्विच के संपर्क (contacts) घिसने और यांत्रिक विफलता के प्रति संवेदनशील होते हैं

Applications: कंप्रेसर और रेफ्रिजरेटर; पंप और कन्वेयर; हैवी-ड्यूटी मशीन टूल्स

Additional Info: शेडेड पोल मोटर का स्टार्टिंग टॉर्क सबसे कम होता है (पूर्ण-भार टॉर्क का लगभग $40\% - 50\%$)।. कैपेसिटर-रन मोटर कैपेसिटर-स्टार्ट की तुलना में उच्च रनिंग दक्षता और पावर फैक्टर प्रदान करती है, लेकिन कम स्टार्टिंग टॉर्क ($50\% - 100\%$) देती है।. विकल्प B (कैपेसिटर रन) स्थायी रूप से जुड़े हुए कंटीन्यूअस-ड्यूटी पेपर/फिल्म कैपेसिटर का उपयोग करता है जिससे कम स्टार्टिंग टॉर्क लेकिन शांत संचालन प्राप्त होता है।. विकल्प C (स्प्लिट फेज़) छोटे फेज़ कोण अंतर ($30^\circ - 40^\circ$) के कारण मध्यम स्टार्टिंग टॉर्क उत्पन्न करता है।. विकल्प D (शेडेड पोल) बहुत कम स्टार्टिंग टॉर्क उत्पन्न करता है और इसका उपयोग पंखे जैसे छोटे भार के लिए किया जाता है।

Answer: A सही है — कैपेसिटर स्टार्ट मोटर मुख्य और स्टार्टिंग वाइंडिंग धाराओं के बीच लगभग $90^\circ$ फेज़ विस्थापन के कारण उच्च स्टार्टिंग टॉर्क (पूर्ण भार का $300\%-450\%$) प्रदान करती हैं।

Exam Tip: सिंगल-फेज़ इंडक्शन मोटरों के लिए स्टार्टिंग टॉर्क के क्रम को हमेशा याद रखें: कैपेसिटर स्टार्ट कैपेसिटर रन > कैपेसिटर स्टार्ट > स्प्लिट फेज़ > शेडेड पोल।

Examoogle · Answer

Option B: कैपेसिटर रन (Capacitor run)

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Option C: स्प्लिट फेज़ (Split phase)

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Option D: शेडेड पोल (Shaded pole)

Feature	कैपेसिटर स्टार्ट	स्प्लिट फेज़
स्टार्टिंग टॉर्क (% FLT)	300% - 450%	150% - 200%
फेज़ कोण ( $\alpha)$	लगभग 90°	30° - 40°
स्टार्टिंग कैपेसिटर	उपस्थित (इलेक्ट्रोलाइटिक)	अनुपस्थित

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