DC Series Motor MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for DC Series Motor - 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

सही उत्तर "विकल्प 1" है।

अवधारणा:

• जब एक दिष्ट धारा (DC) श्रेणी मोटर को गलती से एकल-चरण प्रत्यावर्ती धारा (AC) आपूर्ति से जोड़ दिया जाता है, तो मोटर द्वारा उत्पन्न बलाघूर्ण पर प्रभाव को समझने के लिए कई महत्वपूर्ण बिंदुओं पर विचार किया जाना चाहिए।

• यद्यपि DC मोटरों को उनके संचालन और निर्माण में मूलभूत अंतर के कारण AC आपूर्ति पर चलने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, फिर भी DC श्रेणी मोटर कुछ अद्वितीय विशेषताओं को प्रदर्शित करती है, जो इसे वास्तव में AC आपूर्ति पर कुछ सीमाओं और अकुशलताओं के साथ चलने की अनुमति देती हैं।

• AC आपूर्ति पर DC श्रेणी मोटर्स में बलाघूर्ण:

  • स्पंदित बलाघूर्ण: DC श्रेणी मोटर द्वारा उत्पन्न बलाघूर्ण, जब AC आपूर्ति से जोड़ा जाता है, तो स्थिर के बजाय स्पंदित हो जाता है।

    • ऐसा इसलिए है क्योंकि मोटर में बलाघूर्ण धारा के वर्ग के समानुपाती होता है। 

  • औसत बलाघूर्ण मान: हालांकि बलाघूर्ण स्पंदित होता है, यह ऋणात्मक नहीं होता है, इसलिए, मोटर एक चक्र पर एक औसत बलाघूर्ण का अनुभव करता है जो अभी भी घूर्णन को सक्षम कर सकता है।

  • कम दक्षता और बढ़ी हुई हानियाँ: DC श्रेणी मोटर को AC आपूर्ति पर चलाने से धारा की प्रत्यावर्ती प्रकृति के कारण हानियाँ बढ़ जाती हैं।

    • इनमें लौह कोर में हिस्टैरिसीस और भंवर धारा हानियां शामिल हैं, साथ ही AC आवृत्तियों पर उच्च प्रभावी प्रतिरोध (त्वचा प्रभाव के कारण) के कारण कुंडलियों में होने वाली अतिरिक्त प्रतिरोधक हानियां भी शामिल हैं।

    • परिणामस्वरूप, मोटर कम दक्षता के साथ संचालित होती है, तथा DC आपूर्ति पर इसके संचालन की तुलना में समग्र बलाघूर्ण आउटपुट कम होता है।

• यांत्रिक कंपन और रव: स्पंदित बलाघूर्ण के कारण परिचालन के दौरान यांत्रिक कंपन और रव में वृद्धि हो सकती है, जिसके कारण समय के साथ यांत्रिक घटकों में समय से पहले खराबी या विफलता हो सकती है।

• अनुकूलता और सीमाएं: यद्यपि DC श्रृंखला मोटर तकनीकी रूप से AC आपूर्ति पर काम कर सकती है, लेकिन यह इष्टतम या डिजाइन द्वारा नियंत्रित नहीं है।

  • संगत DC आपूर्ति पर संचालन की तुलना में मोटर का प्रदर्शन काफी ख़राब हो जाएगा।

Important Points 

•  DC श्रेणी मोटर में उच्च प्रारंभिक बलाघूर्ण होता है; यह DC श्रेणी मोटर की सबसे आवश्यक विशेषताओं में से एक है।

• DC श्रेणी मोटर का गति नियंत्रण आसान है और इसके लिए विभिन्न विधियां उपलब्ध हैं।

• DC श्रेणी मोटर का आकार छोटा होता है। (अर्थात् छोटा आकार और उच्च शक्ति दर)।

• यह मोटर आसानी से अतिभार को संभाल सकती है।

• पुनर्योजी वियोजक को कुछ संशोधनों के साथ DC श्रेणी मोटर पर लागू किया जा सकता है।

• इसकी रखरखाव की लागत कम आवश्यक है।

संकल्पना:

DC श्रृंखला मोटर:

• DC श्रृंखला में मोटर, आर्मेचर और फील्ड वाइंडिंग श्रृंखला में जुड़े होते हैं।
• DC श्रृंखला मोटर में प्रेरित EMF निम्न द्वारा दिया गया है:

E = V - IaRa

जहां E = प्रेरित emf

V = टर्मिनल वोल्टेज

Ia = आर्मेचर धारा

Ra = आर्मेचर प्रतिरोध

व्याख्या:

E = V - IaRa

kϕN = V - IaRa

N = 

DC श्रृंखला मोटर में, ϕ Ia के आनुपातिक होता है

N = 

N α 

तो, गति आर्मेचर धारा विशेषताएँ एक आयताकार अतिपरवलय होगी।

DC श्रृंखला मोटर्स में 'शून्य-भार की स्थिति खतरनाक है' और इसमें 'परिवर्तनीय गति' है।

विभिन्न DC मोटरों के अनुप्रयोग नीचे दिए गए हैं।

DC श्रृंखला वाउन्ड मोटर:

• इसमें बहुत उच्च प्रारंभिक बलाघूर्ण होता है। है।
• शून्य-भार की स्थिति खतरनाक है।
• इसमें परिवर्तनशील गति होती है
• इसलिए इसका उपयोग भारी कार्य वाले अनुप्रयोगों जैसे विद्युतीय रेलवे, कारखाने के क्रेन, निरंतर चलने वाले कन्वेयर क्रेन, रोलिंग मिल्स, धातुकर्म कार्यों आदि के लिए किया जाता है।

DC शंट-वाउन्ड मोटर:

• यह लगभग स्थिर गति वाला मोटर होता है और इसका बलाघूर्ण लगभग धारा के साथ बदलती है।

• इसलिए, इसका उपयोग निरंतर गति के रेखा वाले शाफ्ट, लेथ, निरंतर गति वाले केन्द्रापसारक पंप, लकड़ी का काम करने वाली मशीनों के पंखों, पारस्परिक पंप, कपड़े धोने की मशीन, मिलिंग मशीन, ग्राइंडर, छोटे प्रिंटिंग प्रेस, कागज बनाने वाली मशीन, धातु काटने की मशीन आदि को चलाने के लिए किया जाता है।

DC संचयी यौगिक मोटर:

• इसमें उच्च प्रारंभिक बलाघूर्ण और सीमाओं के अंदर बदलने वाली अलग-अलग गति होती है अर्थात इसमें परिवर्तनीय भार के साथ स्व-समायोज्य गति होती है।
• इसलिए, इसका उपयोग संपीडक, प्रेसर ब्लोअर, दरवाजों के लिफ्ट, वृत्ताकार आरी, यात्रियों के लिफ्ट, माल ढुलाई आदि के लिए किया जाता है।

DC विभेदी रूप से यौगिक मोटर:

इसमें प्रारंभिक बलाघूर्ण कम होता है और इसकी गति स्थिर होती है, लेकिन बिना भार के संचालन पर यह खतरनाक उच्च गति प्राप्त कर लेती है, ऐसी परिस्थितियों में इसका उपयोग कभी-कभार ही किया जाता है।

अवधारणा:

एक DC श्रृंखला मोटर को हमेशा भार के साथ शुरू किया जाना चाहिए क्योंकि शून्य भार पर यह आपत्तिजनक उच्च गति के साथ घूर्णन करेगा।

महत्वपूर्ण:

• जब मोटर बिना भार के मुख्य आपूर्ति से जुड़ा होता है तो यह मुख्य आपूर्ति से कम धारा लेता है
• यह धारा श्रृंखला क्षेत्र और आर्मेचर के माध्यम से प्रवाहित होगी और गति बढ़ जाएगी, जिससे पश्च emf परिमाण में लागू वोल्टेज से संपर्क कर सके
• पश्च emf में वृद्धि आर्मेचर धारा को कमजोर करती है और इसलिए क्षेत्र धारा भी कमजोर हो जाती है
• परिणामस्वरूप फिर से गति में वृद्धि होती है जिससे पश्च emf भी बढ़ता है
• इसलिए क्षेत्र सतत कमजोर होता रहता है और गति तब तक बढ़ती है जब तक आर्मेचर ऐसे अपकेंद्री बल का उत्पादन नहीं करती है जिससे यह इसके शाफ़्ट से बाहर आ जाता है और क्षतिग्रस्त हो जाता है

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।

सही उत्तर है विकल्प 2):(1500 rpm)

संकल्पना:

DC श्रेणी मोटर का पश्च EMF

E_b = 

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 = 

 200= 

N = 

= 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।

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,

∴ 

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 

% बलाघूर्ण में परिवर्तन =  

  =

 = 

 = 

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

उत्तर 43.75% है। 

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 

∴ 

या 

DC शंट मोटर में क्षेत्र धारा स्थिर रहती है।

∴ T ∝ Ia

∴ 

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:

विद्युतीय मोटर की दक्षता को विकसित यांत्रिक शक्ति और कुल विद्युतीय शक्ति इनपुट के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। 

DC मोटर की स्थिति में कुल विद्युतीय शक्ति इनपुट = VI_L

जहाँ V आपूर्ति वोल्टेज है और I_L भार धारा है। 

विकसित यांत्रिक शक्ति = E_bI_a

जहाँ E_b पश्च emf है और I_a आर्मेचर धारा है। 

इसलिए, दक्षता को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है 

अनुप्रयोग:

dc श्रृंखला मोटर में आर्मेचर धारा = भार धारा 

दक्षता 

अतः पश्च emf (E_b) और आपूर्ति वोल्टेज (V) का अनुपात दक्षता को दर्शाता है।

अवधारणा:

दिष्ट-धारा श्रेणी मोटर में, श्रेणी क्षेत्र कुंडली को आर्मेचर कुंडली के साथ श्रेणी में जोड़ा जाता है अर्थात्, इसमें उच्च आर्मेचर धारा होती है।

इसलिए, श्रेणी क्षेत्र कुंडली का प्रतिरोध मान कम होगा।

दिष्ट-धारा श्रेणी मोटर का कनेक्शन नीचे दिया गया है।

दिष्ट-धारा श्रेणी मोटर में, I_a = I_f

∵ हम जानते हैं कि, बल-आघूर्ण τ 

τ = K_aϕI_a

यहाँ ϕ ∝ I_a

∴ τ ∝ I_a²

साथ ही, E_b = V_t - I_a(R_a + R_se)

यदि आपूर्ति वोल्टता कम कर दी जाती है तब आर्मेचर धारा भी कम हो जाएगी।

चूँकि Ia ∝ ϕ, यदि आर्मेचर धारा कम हो जाती है तो अभिवाह कम हो जाता है।

Eb ∝ Nϕ  N ∝ Eb / ϕ

यदि अभिवाह कम हो जाएगा तो गति बढ़ जाएगी।

इसलिए, सही विकल्प (2) है।

जब AC आपूर्ति DC श्रृंखला मोटर को दी जाती है:

• एक AC आपूर्ति एकदिशीय बलाघूर्ण देगा क्योंकि आर्मेचर धारा और क्षेत्र धारा की दिशा समान समय में विपरित हो जाती है और घूर्णन की दिशा समान ही रहगी।
• प्रत्यावर्ती धारा की उपस्थिति के कारण भंवर धाराएँ, योक और क्षेत्र कोरों में प्रेरित होती है जो कि योक और क्षेत्र कोरों के अत्यधिक तापन का कारण बनता है।
• क्षेत्र और आर्मेचर परिपथ द्वारा गठित उच्च प्रेरकत्व के कारण शक्ति गुणक कम हो जाता है।
• DC श्रृंखला मोटर के ब्रश पर स्पार्किंग होती है।
  Important Points

सार्वभौमिक मोटर या AC श्रृंखला मोटर:

• एक सार्वभौमिक मोटर को दिक्परिवर्तक प्रकार मोटर के तहत वर्गीकृत किया गया है ।
• AC आपूर्ति के साथ संचालन की कमियों को दूर करने के लिए DC श्रृंखला मोटर में कुछ संशोधन किए जाते हैं ताकि यह AC धारा पर भी कार्य कर सके। वे इस प्रकार हैं:

• क्षेत्र कोर उस सामग्री से बना होता है जिसमें कम शैथिल्य हानि होती है।
• भंवर धारा हानि को कम करने के लिए क्षेत्र कोर को परतदार किया जाता है।
• क्षेत्र ध्रुवों के क्षेत्र को फ्लक्स घनत्व को कम करने के लिए बढ़ाया जाता है जिसके परिणामस्वरूप लोहे की हानि और प्रतिघात वोल्टेज पात कम हो जाता है।
• आवश्यक बलआघूर्ण प्राप्त करने के लिए आर्मेचर परिपथ में चालकों की संख्या में वृद्धि।
• आर्मेचर प्रतिक्रिया के प्रभाव को कम करने और दिक्परिवर्तक प्रक्रिया में सुधार के लिए उपयोग किए गए कुंडली की प्रतिकारी।
• दिखाए गए अनुसार क्षेत्र या स्टेटर स्लॉट में उपयोग की जाने वाली कुंडली।

• प्रतिकारी कुंडली की अक्ष मुख्य क्षेत्र अक्ष के साथ 90 डिग्री है।
• यदि प्रतिकारी कुंडली श्रृंखला में आर्मेचर और क्षेत्र दोनों के साथ संयोजित है, तो इसे सुचालक रूप से प्रतिकारी कहा जाता है ।

• यदि प्रतिकारी कुंडली कम परिचालित है तो मोटर को प्रेरणिक रूप से क्षतिपूरित कहा जाता है ।

• इसका उपयोग आमतौर पर 1 hp तक की रेटिंग के लिए किया जाता है।
• सार्वभौमिक मोटर की विशेषता DC श्रृंखला मोटर के समान है।
• आर्मेचर के संबंध में क्षेत्रों के संयोजनों को बदलकर, घूर्णन की दिशा में परिवर्तन किया जा सकता है।
• सार्वभौमिक मोटर के गति नियंत्रण को TRIAC जैसे ठोस-अवस्था उपकरणों द्वारा प्राप्त किया जाता है ।
• 20,000 rpm तक उच्च गति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए यह मोटर सबसे उपयुक्त है ।
• अनुप्रयोग: घरेलू उपकरणों, पोर्टेबल ड्रिल मशीन, टेबल फैन, बाल सुखाने की मशीन, आदि

सही उत्तर विकल्प 2 है):(इसकी गति बनाम आर्मेचर धारा अभिलक्षण एक सीधी रेखा है।)

संकल्पना:

डी.सी. श्रेणी मोटर एक परिवर्तनीय अभिवाह मशीन है:

जब मोटर के शाफ़्ट पर भार बढ़ाया जाता है तो आर्मेचर धारा भी बढ़ जाती है। इसलिए, एक श्रेणी मोटर में अभिवाह आर्मेचर धारा में वृद्धि के साथ बढ़ता है और इसके विपरीत कम होने के साथ कम होता है।

डी.सी. श्रेणी मोटर कभी भी  बिना भार के नहीं चलती है:

जब हम इसे बिना भार के चलाते हैं तो डी.सी. श्रेणी मोटर खतरनाक रूप से उच्च गति प्राप्त करती है। अतिउच्च गति का मुख्य कारण यह है कि शून्य भार पर क्षेत्र कुंडलन द्वारा उत्पन्न अभिवाह बहुत कम होता है और कम अभिवाह मोटर के अतिउच्च गति का कारण बनता है। मोटर की गति अभिवाह के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

डी.सी. श्रेणी मोटर की गति भार धारा के आनुपातिक होती है:

डी.सी. मोटरें अपेक्षाकृत सरल मशीनें होती हैं: जब मोटर पर भार स्थिर होता है, तो गति आपूर्ति वोल्टेज के आनुपातिक होती है। और जब आपूर्ति वोल्टेज स्थिर होता है, तो गति मोटर पर भार के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

डी.सी. श्रेणी मोटर की गति बनाम आर्मेचर धारा अभिलक्षण:

इस मोटर में, क्षेत्र कुंडलन से गुजरने वाला धारा वही होती है जो आर्मेचर में होती है।

डी.सी. श्रेणी मोटर के लिए बलाघूर्ण, गति के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इसकी गति बनाम आर्मेचर धारा विशेषता परवलयाकार होते हैं  और एक सीधी रेखा नहीं। अतः विकल्प 2 गलत है।

• डी.सी. श्रेणी मोटर में उच्च प्रारंभिक बलाघूर्ण होता है;
• यह डी.सी. श्रेणी मोटर की सबसे आवश्यक विशेषताओं में से एक है।
• डी.सी. श्रेणी मोटर का गति नियंत्रण आसान है और इसके लिए विभिन्न तरीके उपलब्ध हैं।
• डी.सी. श्रेणी मोटर का आकार छोटा होता है। (यानी छोटे आकार और उच्च शक्ति निर्धारण)।
• यह मोटर अतिभार को आसानी से संभाल सकती है।
• पुनर्योजी ब्रेकिंग को डी.सी. श्रेणी मोटर पर लागू किया जा सकता है
• लेकिन कुछ संशोधनों के साथ।
• आवश्यक रखरखाव लागत कम है।