निम्नलिखित में से कौन-सा 3-फेस इंडक्शन मोटर स्टार्टर भारी स्टार्टिंग करंट (Heavy Starting Current) को नियंत्रि

Question

निम्नलिखित में से कौन-सा 3-फेस इंडक्शन मोटर स्टार्टर भारी स्टार्टिंग करंट (Heavy Starting Current) को नियंत्रित नहीं कर सकता है?

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C: डायरेक्ट-ऑन-लाइन (DOL) स्टार्टर (Direct-on-line starter)

Explanation & Concepts:
एक डायरेक्ट-ऑन-लाइन (DOL) स्टार्टर 3-फेस इंडक्शन मोटर को सीधे पूर्ण आपूर्ति वोल्टेज से जोड़ता है। चूंकि स्टार्ट-अप के समय पूर्ण लाइन वोल्टेज लागू होता है, इसलिए यह भारी स्टार्टिंग करंट को कम या नियंत्रित नहीं कर सकता है, जो आमतौर पर पूर्ण-लोड करंट का 5 से 8 गुना तक पहुंच जाता है।

Working Principle: स्टार्टिंग के क्षण में, एक इंडक्शन मोटर शॉर्ट-सर्किट वाले ट्रांसफॉर्मर की तरह कार्य करती है क्योंकि इसका रोटर स्थिर होता है (स्लिप $s = 1$)। DOL स्टार्टर के माध्यम से सीधे पूर्ण लाइन वोल्टेज लागू करने के परिणामस्वरूप तब तक गंभीर करंट सर्ज ($I_{st} = V_{L} / Z_{st}$) होता है जब तक कि रोटर त्वरित न हो जाए और बैक-EMF न बना ले।

Key Formulas: $I_{st} = I_{sc} = \frac{V_L}{\sqrt{3} Z_{st}}$ — डायरेक्ट-ऑन-लाइन (DOL) स्टार्टर में स्टार्टिंग करंट; $\frac{T_{st}}{T_{fl}} = \left(\frac{I_{st}}{I_{fl}}ight)^2 	imes s_{fl}$ — DOL स्टार्टिंग के लिए स्टार्टिंग टॉर्क और फुल-लोड टॉर्क का अनुपात

Key Points: डायरेक्ट-ऑन-लाइन (DOL) स्टार्टर स्टैंडस्टिल (स्थिर अवस्था) में मोटर टर्मिनलों पर लाइन वोल्टेज का 100% लागू करता है।; यह पूर्ण-लोड रेटेड करंट का 5 से 8 गुना भारी स्टार्टिंग करंट सर्ज पैदा करता है।; लाइन वोल्टेज में गिरावट को रोकने के लिए DOL स्टार्टर्स आमतौर पर कम-शक्ति वाली इंडक्शन मोटरों (आमतौर पर 5 kW या 7.5 HP तक) तक ही सीमित होते हैं।

Advantages: सभी स्टार्टर्स में सरल संरचना, मजबूत और सबसे कम लागत वाला।; घटे हुए-वोल्टेज (reduced-voltage) स्टार्टिंग तरीकों की तुलना में अधिकतम स्टार्टिंग टॉर्क ($T_{st}$) प्रदान करता है।; ऑपरेट और बनाए रखने में आसान।

Disadvantages: उच्च स्टार्टिंग करंट सर्ज आपूर्ति नेटवर्क में गंभीर वोल्टेज गिरावट का कारण बनता है।; मोटर शाफ्ट और मैकेनिकल ड्राइव पर उच्च यांत्रिक तनाव पैदा करता है।; बार-बार स्टार्ट होने के दौरान मोटर वाइंडिंग का तेजी से तापीय तापन (thermal heating) कारण बनता है।

Applications: छोटी 3-फेस स्क्विरेल केज इंडक्शन मोटर (5 kW तक)।; पानी के पंप, छोटे मशीन टूल्स, कंप्रेसर और ब्लोअर जहाँ उच्च स्टार्टिंग करंट की अनुमति होती है।

Additional Info: विकल्प A (प्राथमिक प्रतिरोधक/रिएक्टर): स्टार्टिंग वोल्टेज को $V_{st} = x V_L$ तक कम करता है, जिससे स्टार्टिंग करंट $x I_{sc}$ तक सीमित हो जाता है।. विकल्प B (ऑटो-ट्रांसफॉर्मर स्टार्टर): स्टार्टिंग वोल्टेज को कम करने के लिए टैपिंग फैक्टर $k$ का उपयोग करता है, जिससे आपूर्ति करंट $k^2 I_{sc}$ तक सीमित हो जाता है।. विकल्प D (स्टार-डेल्टा स्टार्टर): फेस वोल्टेज को $1/\sqrt{3}$ के फैक्टर से कम करता है, जिससे मेन्स से स्टार्टिंग करंट DOL स्टार्टिंग करंट के $1/3$ तक घट जाता है।

Answer: C सही है — डायरेक्ट-ऑन-लाइन (DOL) स्टार्टर सीधे मोटर टर्मिनलों पर पूर्ण मेन्स वोल्टेज लागू करता है, जिससे यह भारी स्टार्टिंग करंट को सीमित या नियंत्रित करने में असमर्थ होता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि स्टार्टिंग टॉर्क लागू वोल्टेज के वर्ग के अनुसार बदलता है ($T_{st} \propto V^2$)। घटे हुए वोल्टेज वाले स्टार्टर स्टार्टिंग करंट को कम करते हैं लेकिन स्टार्टिंग टॉर्क को काफी कम कर देते हैं।

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Option A: प्राथमिक प्रतिरोधक (या रियोस्टेट) या रिएक्टर (Primary resistors or reactors)

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Option B: ऑटो-ट्रांसफॉर्मर (या ऑटो स्टार्टर) (Auto-transformer)

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Option D: स्टार-डेल्टा स्टार्टर (Star-delta starter)

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