DC Motor Types MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for DC Motor Types - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

डीसी श्रेणी मोटर की श्रेणी क्षेत्र कुंडली के प्रतिरोध को मापने के लिए सबसे उपयुक्त विधि केल्विन डबल ब्रिज विधि है।

केल्विन डबल ब्रिज

• डीसी मोटर की श्रेणी क्षेत्र कुंडली का प्रतिरोध कम होता है, आमतौर पर मिलीओम रेंज में।
• केल्विन डबल ब्रिज विशेष रूप से कम प्रतिरोधों को सटीक रूप से मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

प्रतिरोध, प्रेरकत्व और धारिता का मापन

सिद्धांत

DC शंट मोटर में प्रेरित EMF दिया गया है:

\(E_b=V_t-I_aR_a\)

जहाँ, E_b = प्रेरित EMF

V_t = टर्मिनल वोल्टेज

I_a = आर्मेचर धारा

R_a = आर्मेचर प्रतिरोध

गणना

दिया गया है, V_t = 220 V

Ia = 20 A

Ra = 0.5 Ω

\(E_b=220-(20\times 0.5)\)

E_b = 210 V

अवधारणा

मोटर द्वारा उत्पन्न बलाघूर्ण दिया गया है:

T = W × r × g

जहाँ, W = पुली पर भार

r = पुली की त्रिज्या

g = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण = 9.81 m/s

वाट में यांत्रिक शक्ति दी गई है:

P = 2π × N × T

जहाँ, N प्रति सेकंड क्रांतियाँ हैं और T, Nm में है

∵ 1 BHP (मीट्रिक) = 735.5 वाट

∴ \(BHP \space (metric)={P\over 735.5}BHP\space(metric)\)

गणना

दिया गया है, धारा (I) = 20 A

वोल्टेज (V) = 200 V

ब्रेक पुली की त्रिज्या (r) = 10 सेमी = 0.1 मीटर

प्रभावी भार (W) = 20 किग्रा

चाल (N) = 10 rps = 10 × 60 = 600 rpm

T = 20 × 0.1 × 9.8 

T = 19.62 Nm

P = 2π × 10 × 19.62 = 1233.67 वाट

\(BHP \space (metric)={1233.67\over 735.5}BHP\space(metric)\)

BHP (मीट्रिक में) = 0.5 π

हमारे पास है,

V = 200 वोल्ट

Ra = 0.5 Ω

Ia = 20 A

डी.सी. मोटर के समीकरण से:

V = E + IaRa

200 = E + 20 × 0.5

⇒ E = 200 - 10 = 190 वोल्ट

सही उत्तर "विकल्प 3" है

गणना​:

दिया हया है

V= 220 वोल्ट

E= 190 वोल्ट

R= 1.5 

 \(I=\frac{V-E}{R}\)

 \(I=\frac{220-190}{1.5}=20A\)

वर्णन:-

• एक कर्षण मोटर स्वचालित वाहन (ट्रेन) जैसे किसी वाहन के प्रणोदन के लिए प्रयोग किया जाने वाला एक विद्युत मोटर है। 
• DC श्रृंखला मोटर का प्रयोग कर्षण मोटर के रूप में किया जाता है। 

श्रृंखला मोटर के लिए क्षेत्र परिक्षण:

• यह परिक्षण दो समरूप श्रृंखला मोटर के लिए लागू होता है। 
• एक मशीन जनरेटर के रूप में संचालित होता है जबकि दूसरा मोटर के रूप में संचालित होता है। 
• इसलिए मशीनों में केवल इनपुट शक्ति नुकसान होता है। 
• DC श्रृंखला मशीन की दक्षता प्रदान करता है। 

हॉपकिंसन या पुनर्योजी या पश्च से पश्च परिक्षण:

• दो समरूप DC शंट मशीन यांत्रिक रूप से युग्मित होते हैं और जांचे जाते हैं। 
• एक मशीन जनरेटर के रूप में संचालित होता है जबकि दूसरा मोटर के रूप में संचालित होता है। 
• इसलिए मशीनों में केवल इनपुट शक्ति नुकसान होता है। 
• रेटेड गति पर प्रदर्शित किया जाता है। 
• तापमान वृद्धि और दिक्-परिवर्तन गुणवत्ता का अवलोकन किया जा सकता है। 

अत्वरण या अवधावन परिक्षण:

• शंट मोटर और जनरेटर के लिए लागू होता है। 
• पथभ्रष्ट नुकसानों को ज्ञात करने के लिए प्रयोग किया जाता है। 
• मशीन को इसकी गति से थोड़े आगे पर त्वरित किया जाता है और फिर आपूर्ति को क्षेत्र को उत्तेजित रखते हुए आर्मेचर से विच्छेदित किया जाता है। 
• आर्मेचर धीमा हो जायेगा और इसकी गतिज ऊर्जा की आवश्यकता घूर्णी नुकसान अर्थात् घर्षण और वायु घर्षण नुकसानों को पूरा करने के लिए होती है। 

स्विनबर्न का परिक्षण:

• यह परिक्षण बिना किसी भार के प्रदर्शित किया जाता है। 
• रेटेड गति को शंट क्षेत्र प्रतिरोध द्वारा समायोजित किया जाता है। 
• चूँकि यह बिना भार वाला परिक्षण है, इसलिए इसे dc श्रृंखला मोटर पर प्रदर्शित नहीं किया जा सकता है। 
• DC मशीन की दक्षता प्रदान करता है।

आर्मेचर और क्षेत्र कुंडली के संयोजन के आधार पर DC जनरेटर को निम्न रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है:

अतः प्रश्न में दर्शायी गयी मशीन DC दीर्घ शंट यौगिक जनरेटर को दर्शाती है।

सही उत्तर है विकल्प 2):(1500 rpm)

संकल्पना:

DC श्रेणी मोटर का पश्च EMF

E_b = \(P×ϕ × N× Z\over 60\times A\)

A = 2

जहां,

E_b वोल्ट में पश्च emf है।

ϕ वेबर में अभिवाह प्रति ध्रुव है।

Z चालकों की संख्या है।

A समानांतर पथ है।

N, RPM में गति है।

गणना:

दिया गया है कि

P = 4

Z = 200

ϕ = 20 × 10^-3 Wb

I = 20 A

E_b = 200 V

Eb = \(P×ϕ × N× Z\over A\)

 200= \( 4\times 20 \times 10 ^{-3}\times 200 \times N \over 2\times 60\)

N = \(400 \times 60 \over 800 \times 20 \times 10 ^{-3}\)

= 1500 rpm

DC श्रेणी मोटर की अभिलक्षण की अवधारणा:

DC श्रेणी मोटर के लिए बलाघूर्ण गति के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इसलिए बलाघूर्ण गति वक्र आयताकार परवलय होता है। DC शंट और श्रेणी मोटर में गति-बलाघूर्ण संबंध को नीचे दर्शाया गया है:

• DC श्रेणी मोटर में उच्च प्रारंभिक बलाघूर्ण होता है; यह DC श्रेणी मोटर की सबसे आवश्यक विशेषताओं में से एक है। 
• DC श्रेणी मोटर की नियंत्रण गति आसान होती है और विभिन्न विधियां इसके लिए उपलब्ध होती है। 
• DC श्रेणी मोटर का आकार छोटा होता है। (अर्थात् छोटा आकार और उच्च शक्ति रेटिंग)
• यह मोटर आसानी से अतिभार को संभाल सकता है। 
• पुनर्योजी ब्रैकन को DC श्रेणी मोटर के लिए लागू किया जा सकता है, लेकिन कुछ संशोधनों के साथ।
• आवश्यक रखरखाव लागत कम होता है।

गति और भार बलाघूर्ण को ध्यान में रखते हुए जो मोटर अलग है वह, विभेदित रूप से यौगिक मोटर।

• विभेदक रूप से यौगिक मोटर: इस मोटर में एक शंट क्षेत्र कुंडली और एक श्रृंखला क्षेत्र कुंडली होती है, लेकिन दोनों कुंडली इस तरह से जुड़ी होती हैं कि वे एक दूसरे का विरोध करती हैं। जैसे-जैसे भार बलाघूर्ण बढ़ता है, श्रृंखला क्षेत्र कुंडली में धारा को बढ़ता है, जिससे कुल चुंबकीय धारा कम हो जाता है। इससे मोटर की गति बढ़ जाती है। इसलिए, विभेदित रूप से यौगिक मोटर में एक है अलग-अलग लोड स्थितियों के तहत भी निरंतर गति विशेषता।
• संचयी रूप से यौगिक मोटर: इस मोटर में एक शंट क्षेत्र कुंडली और एक श्रृंखला क्षेत्र कुंडली होती है जो समानांतर में जुड़ी होती हैं। जैसे-जैसे भार बलाघूर्ण बढ़ता है, श्रृंखला क्षेत्र कुंडली में धारा बढ़ती है, जिससे कुल चुंबकीय धारा में वृद्धि होती है। इससे मोटर की गति कम हो जाती है। इसलिए, संचयी रूप से यौगिक मोटर में एक है परिवर्तनीय गति विशेषता, भार बलाघूर्ण  बढ़ने के साथ गति कम हो जाती है।
• शृंखला मोटर: इस मोटर में केवल शृंखला क्षेत्र कुंडली होती है। एक श्रृंखला मोटर की गति भार बलाघूर्ण के व्युत्क्रमानुपाती होती है। इसका मतलब यह है कि जैसे-जैसे भार बलाघूर्ण बढ़ता है, मोटर की गति कम होती जाती है। इसलिए श्रृंखला मोटर में उच्च शुरुआती बलाघूर्ण होता है लेकिन भार के तहत एक परिवर्तनीय गति विशेषता होती है।
• स्थायी चुंबक मोटर: यह मोटर चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए स्थायी चुंबक का उपयोग करती है। स्थायी चुंबक मोटर्स में मोटर के डिज़ाइन के आधार पर विभिन्न प्रकार की गति-बलाघूर्ण विशेषताएँ होती हैं। हालाँकि, सबसे सामान्य विशेषता अलग-अलग भार स्थितियों के तहत भी एक स्थिर गति विशेषता है।

इसलिए, उत्तर विभेदक रूप से यौगिक मोटर है।

संकल्पना:

DC श्रेणी मशीन में क्षेत्र और आर्मेचर कुंडली दोनों श्रेणी में जुड़े हैं।

इसलिए, क्षेत्र धारा आर्मेचर धारा के बराबर होगी।

उत्पादित बलाघूर्ण ∝ I_f × I_a

अर्थात् T ∝ ϕ . I_a

∵ ϕ ∝ I_a (DC श्रेणी मोटर में)

∴ T ∝ I²_a

या, √T ∝ I_a

हम यह भी जानते हैं कि,

\(N \propto \frac{1}{\phi} \propto \frac{1}{I_a} \propto \frac{1}{\sqrt T}\)

∴ \(N\propto \frac{1}{\sqrt T}\)

इसलिए, वक्र आयताकार अतिपरवलय होगा।

अतः सही विकल्प (2) होगा।

श्रृंखला मोटर में अभिवाह मोटर में प्रवाहित होने वाली लाइन धारा के समानुपाती होता है।

और साथ ही बलाघूर्ण अभिवाह और धारा के समानुपाती होती है।

इसलिए बलाघूर्ण धारा के वर्ग के समानुपाती होगी। 

गणना:

τ ∝ ϕ I ∝ I²

जहाँ, ϕ = अभिवाह

I = धारा 

तो \( \frac{{{\tau _2}}}{{{\tau _1}}}\; = \frac{{I_2^2}}{{I_1^2}}\)

\( \frac{{{\tau _2}}}{{{\tau _1}}} = \;\frac{{{{30}^2}}}{{{{40}^2}}} = \;\frac{{900}}{{1600}} = \;\frac{9}{{16}}\)

\( {\tau _2} = \;\frac{9}{{16\;}}\;{\tau _1}\)

% बलाघूर्ण में परिवर्तन = \( \frac{{{\tau _2} - {\tau _1}}}{{{\tau _1}}} \times 100\;\% \) 

 \( \Delta \tau \) =\( \;\;\frac{{\frac{9}{{16}}{\tau _1} - {\tau _1}}}{{{\tau _1}}} \times 100\% \;\)

\(\Delta \tau \) = \(\;\; - \frac{7}{{16}} \times 100\% \)

\(\Delta \tau \) = \( - 43.75\% \)

(ऋणात्मक चिन्ह यह दर्शाता है कि बलाघूर्ण वास्तविक मान से कम हो जाता है।)

उत्तर 43.75% है। 

DC शंट मोटर​:

DC शंट मोटर एक स्व-उत्तेजित मशीन है क्योंकि इस मोटर में क्षेत्र कुंडली को दी गई आपूर्ति आर्मेचर द्वारा ही सिंचित है।

चित्र को DC शंट मोटर के विन्यास के नीचे दिखाया गया है,

परिपथ आरेख से,

I = Ia + If

जहां I आपूर्ति धारा है

If क्षेत्र धारा या उत्तेजित धारा है

Ia आर्मेचर धारा है

Ra आर्मेचर प्रतिरोध है

Rf क्षेत्र कुंडली प्रतिरोध है।

\({I_{f}} = \frac{V}{{{R_{sh}}}}\)

परिपथ में KVL को लागू करना

\({V} = E_b + {I_a}{R_a}=I_fR_{f}\)   .... (1)

गणना:

दिए गए आँकड़ों के लिए, हम परिपथ को इस प्रकार खींचते हैं:

तो क्षेत्र प्रतिरोध के माध्यम से धारा \({I_f} = \frac{V}{{{R_f}}} = \frac{{230}}{{230}} = 1A\) है

इसलिए, हमारे पास आर्मेचर धारा \({I_a} = I - {I_f}\) = 5 – 1 = 4A

दिए गए परिपथ से हमें प्राप्त होता है, \(V\; = \;{E_{f1}}\; + \;{I_a}\; \times \;{R_s}\)  या, \(230\; = \;{E_{f1}}\; + \;4\; \times \;0.4\)  या, \({E_{f1}}\) = 228.4 V

पूर्ण भार पर \(I\; = \;70\;A\)

इसलिए, Ia = 70 - 1 = 69 A और\({E_{f1}}\; = \;230\;-\;69\; \times \;0.4\;\;\; = \;202.4\;V\)

emf \( \propto\) अभिवाह \(\times\) गति के रूप में, DC शंट मोटर अभिवाह (\(\phi\)) स्थिरांक है। इसलिए,

\({E_f} \propto \omega\)  या \(\dfrac{{{E_{f1}}}}{{{E_{f2}}}} = \dfrac{{{\omega _1}}}{{{\omega _2}}}\)  या \(\dfrac{{228.4}}{{202.4}} = \dfrac{{1440}}{{{\omega_2}}}\)

इसलिए, \({\omega _2} = \dfrac{{202.4}}{{228.4}} \times 1440 = 1276\;rpm\)

संकल्पना: DC मशीनों में बलाघूर्ण धारा सम्बन्ध:

T = Ka ϕ Ia

अर्थात, यह अभिवाह और आर्मेचर धारा के गुणनफल के समानुपाती होता है।

DC श्रेणी आव्यूह में क्षेत्र धारा और आर्मेचर धारा बराबर होती हैं। इसलिए,

T ∝ Ia2 

\(\frac{\delta(T)}{\delta T} = 2 \frac{\delta (Ia)}{\delta Ia}\)

∴ \(\frac{\delta T}{\delta Ia} = 2\)

या \(\frac{\delta Ia}{\delta T} = \frac{1}{2}\)

DC शंट मोटर में क्षेत्र धारा स्थिर रहती है।

∴ T ∝ Ia

∴ \(\frac{\delta T}{\delta Ia}=1\)

यौगिक मोटर में, यह शुरू में श्रेणी मोटर के रूप में व्यवहार करेगा और जब संतृप्ति सेट हो जाएगी, तो यह शंट मोटर की तरह व्यवहार करेगी। इसलिए, धारा से बलाघूर्ण का अनुपात 0.5 से 1 के बीच होगा।

अत: DC श्रेणी मोटर में संगत अनुपात न्यूनतम होगा।

अतः सही विकल्प (1) है।

संकल्पना:

DC शंट मोटर का EMF समीकरण निम्न है:

E = V - IaRa

DC मोटर की गति निम्न द्वारा दी जाती है:

E = kϕω 

DC मोटर द्वारा उत्पादित बलाघूर्ण निम्न है:

T = kϕIa

जहां, E = पश्च EMF

V = टर्मिनल वोल्टेज

Ia = आर्मेचर धारा

Ra = आर्मेचर प्रतिरोध

ω = rpm में गति

T = बलाघूर्ण

गणना:

दिया गया है, V = 220 वोल्ट

Ia = 50 A

Ra = 0.2Ω 

E1 = 220 - ( 50 × 0.2)

E1 = 210 V

यदि बलाघूर्ण दोगुना हो जाता है, तो आर्मेचर धारा भी दोगुना हो जाती है।

E2 = 220 - ( 100 × 0.2)

E2 = 200 V

\({E_1 \over E_2}= {N_1 \over N_2}\)

\({210 \over 200}= {630 \over N_2}\)

N2 = 600 rpm