सिंक्रोनस मोटर के एक्साइटेशन को कम करने से इसकी विद्युत धारा कैसे प्रभावित होती है

सिंक्रोनस मोटरों में उत्तेजन को कम करने का धारा उपभोग पर प्रभाव

सिंक्रोनस मोटर की उत्तेजन को कम करने से इसके धारा उपभोग पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जो मुख्य रूप से कई महत्वपूर्ण पहलुओं पर प्रभाव डालता है:

1. आर्मेचर धारा में परिवर्तन

सिंक्रोनस मोटर की आर्मेचर धारा (यानी, स्टेटर धारा) दो घटकों से मिलकर बनी होती है: सक्रिय धारा और असक्रिय धारा। एक साथ, ये आर्मेचर धारा की कुल मात्रा को निर्धारित करते हैं।

• सक्रिय धारा: इसका संबंध मोटर के यांत्रिक शक्ति उत्पादन से होता है, जो आमतौर पर लोड द्वारा निर्धारित होता है।

• असक्रिय धारा: यह चुंबकीय क्षेत्र स्थापित करने के लिए उपयोग की जाती है, जो उत्तेजन धारा से निकटता से संबंधित है।

जब उत्तेजन धारा को कम किया जाता है, तो मोटर के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत कम हो जाती है, जिससे निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

असक्रिय धारा में वृद्धि: समान शक्ति गुणांक बनाए रखने के लिए, मोटर को चुंबकीय क्षेत्र की कमजोरी को संतुलित करने के लिए ग्रिड से अधिक असक्रिय धारा खींचनी पड़ती है। इससे आर्मेचर धारा की कुल मात्रा में वृद्धि होती है।

धारा असंतुलन: यदि उत्तेजन बहुत कम हो, तो मोटर एक अपर्याप्त उत्तेजित अवस्था में प्रवेश कर सकता है, जहाँ यह सक्रिय शक्ति के साथ-साथ ग्रिड से बड़ी मात्रा में असक्रिय शक्ति भी आवश्यक करता है। यह धारा असंतुलन, वोल्टेज उतार-चढ़ाव या अस्थिरता का कारण बन सकता है।

2. शक्ति गुणांक में परिवर्तन

सिंक्रोनस मोटर का शक्ति गुणांक इसकी दक्षता का एक महत्वपूर्ण संकेतक है। शक्ति गुणांक दो अवस्थाओं में विभाजित किया जा सकता है:

प्रगामी शक्ति गुणांक (अतिउत्तेजित अवस्था): जब उत्तेजन धारा उच्च हो, तो मोटर अतिरिक्त चुंबकीय फ्लक्स उत्पन्न करता है, जिससे यह ग्रिड को असक्रिय शक्ति वापस देता है, जिससे प्रगामी शक्ति गुणांक होता है।

पश्चागामी शक्ति गुणांक (अपर्याप्त उत्तेजित अवस्था): जब उत्तेजन धारा कम हो, तो मोटर पर्याप्त चुंबकीय फ्लक्स उत्पन्न नहीं कर पाता और ग्रिड से असक्रिय शक्ति खींचना पड़ता है, जिससे पश्चागामी शक्ति गुणांक होता है।

इसलिए, उत्तेजन धारा को कम करने से मोटर का शक्ति गुणांक बिगड़ जाता है (इसे अधिक पश्चागामी बनाता है), जिससे असक्रिय धारा की मांग बढ़ती है और कुल धारा उपभोग में वृद्धि होती है।

3. विद्युत चुंबकीय टोक में परिवर्तन

सिंक्रोनस मोटर का विद्युत चुंबकीय टोक उत्तेजन धारा और आर्मेचर धारा दोनों से संबंधित होता है। विशेष रूप से, विद्युत चुंबकीय टोक T को निम्न प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

जहाँ:

T विद्युत चुंबकीय टोक है, k एक स्थिरांक है, ϕ वायु अंतराल में चुंबकीय फ्लक्स (उत्तेजन धारा के अनुपाती) है, Ia आर्मेचर धारा है।

जब उत्तेजन धारा को कम किया जाता है, तो वायु अंतराल का चुंबकीय फ्लक्स ϕ कम हो जाता है, जिससे विद्युत चुंबकीय टोक में कमी आती है। समान लोड टोक बनाए रखने के लिए, मोटर को इस हानि को संतुलित करने के लिए आर्मेचर धारा में वृद्धि करनी पड़ती है। इसलिए, उत्तेजन धारा को कम करने से आर्मेचर धारा में वृद्धि होती है, जिससे कुल धारा उपभोग में वृद्धि होती है।

4. स्थिरता संबंधी मुद्दे

यदि उत्तेजन धारा बहुत कम की जाए, तो मोटर एक अपर्याप्त उत्तेजित अवस्था में प्रवेश कर सकता है, जिससे सिंक्रोनिटी का नुकसान हो सकता है। इस स्थिति में, मोटर ग्रिड के साथ सिंक्रोनिटी बनाए रखने में असफल रह सकता है, जिससे गंभीर विद्युत और यांत्रिक विफलताएं हो सकती हैं। इसके अलावा, अपर्याप्त उत्तेजित अवस्था में मोटर की स्थिरता और गतिशील प्रतिक्रिया बिगड़ जाती है।

5. वोल्टेज नियंत्रण पर प्रभाव

सिंक्रोनस मोटर उत्तेजन धारा को समायोजित करके ग्रिड वोल्टेज को नियंत्रित कर सकते हैं। यदि उत्तेजन धारा को कम किया जाता है, तो मोटर की ग्रिड वोल्टेज समर्थन की क्षमता भी कम हो जाती है, जो विशेष रूप से भारी लोड की स्थितियों में ग्रिड वोल्टेज के गिरावट का कारण बन सकती है।

सारांश

सिंक्रोनस मोटर की उत्तेजन धारा को कम करने से इसके धारा उपभोग पर निम्नलिखित मुख्य तरीकों से प्रभाव पड़ता है:

• आर्मेचर धारा में वृद्धि: कमजोर चुंबकीय क्षेत्र को संतुलित करने के लिए ग्रिड से अधिक असक्रिय धारा खींचने की आवश्यकता से आर्मेचर धारा में वृद्धि होती है।

• शक्ति गुणांक में गिरावट: उत्तेजन धारा को कम करने से शक्ति गुणांक बिगड़ जाता है (इसे अधिक पश्चागामी बनाता है), जिससे असक्रिय धारा की मांग बढ़ जाती है।

• विद्युत चुंबकीय टोक में कमी: समान लोड टोक बनाए रखने के लिए मोटर को आर्मेचर धारा में वृद्धि करनी पड़ती है, जिससे धारा उपभोग में वृद्धि होती है।

• स्थिरता और वोल्टेज नियंत्रण क्षमता में कमी: अपर्याप्त उत्तेजन से सिंक्रोनिटी का नुकसान या वोल्टेज की अस्थिरता हो सकती है।

इसलिए, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, लोड आवश्यकताओं के आधार पर उत्तेजन धारा को उचित रूप से समायोजित करना महत्वपूर्ण है ताकि मोटर का दक्ष और स्थिर संचालन सुनिश्चित किया जा सके।