त्रिकला (three-phase) प्रेरण मोटर का निम्नलिखित में से कौन सा प्रदर्शन पैरामीटर बड़े वायु अंतराल (air gap) की

Question

त्रिकला (three-phase) प्रेरण मोटर का निम्नलिखित में से कौन सा प्रदर्शन पैरामीटर बड़े वायु अंतराल (air gap) की लंबाई का नुकसान है?

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D: पावर फैक्टर

Explanation & Concepts:
प्रेरण मोटर में एक बड़ा वायु अंतराल घूर्णी चुंबकीय क्षेत्र को स्थापित करने के लिए आवश्यक चुंबकन धारा (magnetizing current) को काफी बढ़ा देता है। चूंकि प्रेरण मोटर का पावर फैक्टर सक्रिय धारा और चुंबकन धारा के अनुपात पर निर्भर करता है, इसलिए बड़े वायु अंतराल के परिणामस्वरूप पावर फैक्टर कम हो जाता है।

Working Principle: वायु अंतराल चुंबकीय परिपथ में उच्च-अनिच्छा (high-reluctance) पथ के रूप में कार्य करता है। चुंबकीय परिपथों के लिए ओम के नियम के अनुसार, $\Phi = \frac{F}{R_g}$, जहाँ $R_g$ वायु अंतराल की अनिच्छा (reluctance) है। चूंकि $R_g = \frac{l_g}{\mu_0 A}$, इसलिए लंबाई $l_g$ बढ़ाने से अनिच्छा बढ़ जाती है, जिसे फ्लक्स बनाए रखने के लिए उच्च MMF (चुंबकन धारा) की आवश्यकता होती है, जो अंततः पावर फैक्टर को कम कर देता है।

Key Formulas: $R_g = \frac{l_g}{\mu_0 A}$ — वायु अंतराल की अनिच्छा जो लंबाई $l_g$ के समानुपाती होती है; $\cos \phi = \frac{I_p}{\sqrt{I_p^2 + I_m^2}}$ — सक्रिय ($I_p$) और चुंबकन ($I_m$) धारा के फलन के रूप में पावर फैक्टर

Key Points: चुंबकन धारा को कम से कम करने के लिए प्रेरण मोटर के वायु अंतराल को यथासंभव छोटा रखा जाता है।; छोटा वायु अंतराल दक्षता और पावर फैक्टर में सुधार करता है।; अत्यधिक वायु अंतराल उत्तेजना धारा (excitation current) को बढ़ाता है, जिससे प्रतिक्रियाशील शक्ति (reactive power) की मांग बढ़ जाती है।

Disadvantages: घटा हुआ पावर फैक्टर; बढ़ी हुई चुंबकन धारा; बढ़े हुए आयरन लॉस

Additional Info: विकल्प B पावर फैक्टर जैसे विद्युत प्रदर्शन पैरामीटर के बजाय भौतिक/यांत्रिक डिजाइन बाधाओं से संबंधित है।. छोटे वायु अंतराल यांत्रिक क्लीयरेंस और निर्माण सहनशीलता (manufacturing tolerances) द्वारा सीमित होते हैं।

Answer: D सही है — प्रेरण मोटर की चुंबकन धारा वायु अंतराल की लंबाई के सीधे समानुपाती होती है; इसलिए, एक बड़ा वायु अंतराल प्रतिक्रियाशील शक्ति की मांग को बढ़ाता है, जो कुल पावर फैक्टर को कम कर देता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि विद्युत मशीनों में, मुख्य चुंबकीय पथ की अनिच्छा में कोई भी वृद्धि सीधे नो-लोड (चुंबकन) धारा को बढ़ाती है।

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Option A: ओवरलोड क्षमता

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Option B: पल्सेशन लॉस (Pulsation losses), शोर, और असंतुलित चुंबकीय खिंचाव (Unbalanced Magnetic Pull)

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Option C: कूलिंग

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