थ्री-फ़ेज़ इंडक्शन मोटर की स्व-उत्तेजित डायनेमिक ब्रेकिंग (Self-Excited Dynamic Braking) के दौरान निम्नलिखित म

Question

थ्री-फ़ेज़ इंडक्शन मोटर की स्व-उत्तेजित डायनेमिक ब्रेकिंग (Self-Excited Dynamic Braking) के दौरान निम्नलिखित में से कौन-सी अनिवार्य स्थिति है/हैं?

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D: ये सभी

Explanation & Concepts:
थ्री-फ़ेज़ इंडक्शन मोटर की स्व-उत्तेजित डायनेमिक ब्रेकिंग (या कैपेसिटिव ब्रेकिंग) के लिए मोटर को AC सप्लाई लाइन से डिस्कनेक्ट करना और इसके स्टेटर टर्मिनलों के पार कैपेसिटर बैंक को जोड़ना आवश्यक होता है। घूमते हुए रोटर की गतिज ऊर्जा (kinetic energy) यांत्रिक इनपुट प्रदान करती है, जबकि जुड़े हुए कैपेसिटर स्व-उत्तेजन के लिए आवश्यक रिएक्टिव पावर ($Q$) की आपूर्ति करते हैं, जिससे ब्रेकिंग टॉर्क उत्पन्न करने के लिए एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (rotating magnetic field) स्थापित होता है।

Working Principle: जब स्टेटर को 3-फ़ेज़ लाइन से अलग किया जाता है और कैपेसिटर से जोड़ा जाता है, तो रोटर कोर में अवशिष्ट चुंबकत्व (residual magnetism) स्टेटर वाइंडिंग में एक छोटा वोल्टेज प्रेरित करता है। यह वोल्टेज कैपेसिटर बैंक के माध्यम से एक कैपेसिटिव करंट चलाता है, जो वोल्टेज से 90° आगे (lead) होता है और मैग्नेटाइजिंग रिएक्टिव पावर की आपूर्ति करता है। यह एयर-गैप मैग्नेटिक फ्लक्स को सुदृढ़ करता है, जिससे DC शंट जनरेटर में स्व-उत्तेजन के समान प्रक्रिया के माध्यम से स्टेटर वोल्टेज का निर्माण होता है। जैसे-जैसे मोटर घूमती है, गतिज ऊर्जा स्टेटर/रोटर प्रतिरोधों में विद्युत ऊर्जा के रूप में नष्ट हो जाती है, जिससे मशीन सुचारू रूप से रुक जाती है।

Key Formulas: $X_C = \frac{1}{2\pi f C} \le X_m$ — स्व-उत्तेजन की शर्त (कैपेसिटिव रिएक्टेंस को मैग्नेटाइजिंग रिएक्टेंस से कम या बराबर होना चाहिए); $Q_C = 3 V^2 \omega C$ — डेल्टा-कनेक्टेड कैपेसिटर द्वारा स्टेटर को आपूर्ति की जाने वाली रिएक्टिव पावर

Key Points: शॉर्ट-सर्किटिंग या पावर फीड-बैक को रोकने के लिए स्टेटर को मेन्स सप्लाई से अलग किया जाना चाहिए।; ब्रेकिंग चक्र के दौरान कैपेसिटर स्थायी रूप से या चुनिंदा रूप से स्टेटर टर्मिनलों से जुड़े होने चाहिए।; वोल्टेज निर्माण शुरू करने के लिए रोटर कोर में अवशिष्ट चुंबकत्व की उपस्थिति अनिवार्य है।; न्यूनतम कैपेसिटेंस मान आवश्यक मैग्नेटाइजिंग रिएक्टिव VARs की आपूर्ति के लिए पर्याप्त होना चाहिए।

Advantages: किसी बाहरी DC सहायक आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती (पारंपरिक DC डायनेमिक ब्रेकिंग के विपरीत)।; नष्ट होने वाली ऊर्जा विशुद्ध रूप से गति के समानुपाती होती है, जो यांत्रिक झटके के बिना सुचारू मंदन (deceleration) उत्पन्न करती है।

Disadvantages: जैसे-जैसे मोटर की गति कम होती है, ब्रेकिंग टॉर्क तेजी से गिरता है, और कम गति (रेटेड गति का लगभग 20-30%) पर पूरी तरह से समाप्त हो जाता है।; प्रभावी ब्रेकिंग के लिए बड़े और महंगे AC कैपेसिटर की आवश्यकता होती है।

Applications: औद्योगिक ड्राइव का आपातकालीन ठहराव जहां बाहरी बिजली की विफलता एक साथ हो सकती है।; टेक्सटाइल मिल ड्राइव और मशीन टूल जिन्हें बाहरी DC स्रोतों के बिना नियंत्रित मंदन की आवश्यकता होती है।

Additional Info: विकल्प A सही है क्योंकि स्व-उत्तेजन लागू करने से पहले मोटर को AC लाइन से अलग करना आवश्यक है।. विकल्प B सही है क्योंकि टर्मिनलों से जुड़े कैपेसिटर उत्तेजन के लिए आवश्यक लीडिंग करंट प्रदान करते हैं।. विकल्प C सही है क्योंकि यदि कैपेसिटेंस $C$ बहुत छोटा है, तो मैग्नेटाइजिंग कर्व कैपेसिटर $I-V$ लाइन को प्रतिच्छेद (intersect) नहीं करेगा, जिससे स्व-उत्तेजन रुक जाएगा।

Answer: D सही है — स्व-उत्तेजित डायनेमिक ब्रेकिंग के लिए सूचीबद्ध सभी स्थितियाँ (मेन्स को अलग करना, कैपेसिटर जोड़ना और पर्याप्त कैपेसिटिव रिएक्टिव पावर क्षमता सुनिश्चित करना) अनिवार्य हैं।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं (GATE/ESE/SSC JE) के लिए, याद रखें कि यदि मोटर में अवशिष्ट चुंबकत्व की कमी है या यदि जुड़ा हुआ कैपेसिटेंस क्रिटिकल कैपेसिटेंस ($C

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Option A: लाइन से सभी फ़ेज़ों को डिस्कनेक्ट करना

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Option B: मोटर से तीन कैपेसिटर स्थायी रूप से जुड़े होते हैं

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Option C: कैपेसिटर रिएक्टिव पावर की आपूर्ति के लिए पर्याप्त होना चाहिए

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