मोटर-जनरेटर

मोटर-जेनरेटर (एम-जी सेट) विद्युत को दूसरे रूप में परिवर्तित करने के लिए उपकरण है। मोटर-जनरेटर सेट का उपयोग आवृत्ति, वोल्टेज, या शक्ति के चरण (तरंगों) को परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। उनका उपयोग विद्युत आपूर्ति लाइन से विद्युत भार को पृथक करने के लिए भी किया जा सकता है। बड़े मोटर-जनरेटर का व्यापक रूप से बिजली की औद्योगिक मात्रा को परिवर्तित करने के लिए उपयोग किया जाता था जबकि छोटे मोटर-जनरेटर (जैसे कि चित्र में दर्शाया गया है) का उपयोग बैटरी (बिजली) की शक्ति को उच्च डीसी वोल्टेज में परिवर्तित करने के लिए किया जाता था।

जबकि मोटर-जेनरेटर सेट में भिन्न-भिन्न मोटर और जेनरेटर मशीनें सम्मिलित हो सकती हैं, जो एकल इकाई डायनेमोटर (डायनेमो-मोटर के लिए) में मोटर कॉइल होते हैं और जनरेटर कॉइल रोटर के चारों ओर लपेटे जाते हैं; इसलिए मोटर और जनरेटर दोनों बाह्य क्षेत्र के कॉइल या मैग्नेट साझा करते हैं। सामान्यतः मोटर कॉइल शाफ्ट के शीर्ष पर कम्यूटेटर द्वारा संचालित होते हैं, जबकि जनरेटर कॉइल शाफ्ट के दूसरे शीर्ष पर कम्यूटेटर को आउटपुट प्रदान करते हैं। संपूर्ण रोटर और शाफ्ट असेंबली मशीनों के समकक्ष के सादृश्य में छोटी, लघुक और अल्पमूल्य होती है और इसके लिए विवृत ड्राइव शाफ्ट की आवश्यकता नहीं होती है।

कम शक्ति वाले उपभोक्ता उपकरण जैसे वैक्यूम ट्यूब वाहन रेडियो रिसीवर बहुमूल्य, नॉयज़ी और बड़े मोटर-जनरेटर का उपयोग नहीं करते थे। इसके अतिरिक्त, उन्होंने वाहन की 6 या 12 वी बैटरी से वैक्यूम ट्यूबों के लिए आवश्यक उच्च वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए वाइब्रेटर (इलेक्ट्रॉनिक) और ट्रांसफार्मर से युक्त इन्वर्टर (इलेक्ट्रिकल) सर्किट का उपयोग किया।

विद्युत शक्ति हैंडलिंग
विद्युत ऊर्जा उत्पादन और बड़ी स्थिर विद्युत शक्ति प्रणालियों के संदर्भ में, मोटर-जनरेटर में विद्युत मोटर यांत्रिक रूप से विद्युत जनरेटर (या अल्टरनेटर) से संबंधित होती है। मोटर विद्युत इनपुट धारा पर संचालित होती है जबकि जनरेटर विद्युत आउटपुट धारा को दो मशीनों के मध्य यांत्रिक टॉर्क के रूप में प्रवाहित करता है; यह विद्युत आइसोलेशन और दो विद्युत प्रणालियों के मध्य विद्युत बफरिंग प्रदान करता है।

पावर कंडीशनिंग में स्पाइक्स और विविधताओं को समाप्त करता है या विभिन्न विद्युत प्रणालियों के मध्य चरण प्रदान करता है।

फ्लाईव्हील-जनरेटर
अन्य उपयोग बिजली व्यवस्था पर अत्यधिक लोड को बफर करता है। उदाहरण के लिए, टोकामक फ्यूजन डिवाइस विद्युत ग्रिड पर बड़े पीक लोड किन्तु अपेक्षाकृत कम औसत लोड लगाते हैं। जनरल एटॉमिक्स में डीIII-डी टोकामक, प्रिंसटन प्लाज़्मा भौतिकी प्रयोगशाला में प्रिंसटन लार्ज टोरस (पीएलटी) और रदरफोर्ड एपलटन प्रयोगशाला में निम्रॉड सिंक्रोट्रॉन, प्रत्येक ने विद्युत प्रणाली पर लगाए गए लोड के लिए विभिन्न मोटर-जनरेटर रिग्स पर बड़े फ्लाईव्हील्स का उपयोग किया। मोटर ने धीरे-धीरे  ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए बड़े फ्लाईव्हील को गति दी, जो संलयन प्रयोग के समय तीव्रता से व्यय हुई क्योंकि जनरेटर ने फ्लाईव्हील पर ब्रेक के रूप में कार्य किया। इसी प्रकार, यूएस नेवी एयरक्राफ्ट कैरियर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक एयरक्राफ्ट लॉन्च प्रणाली (ईएमएएलएस) जलयान की जनरेटर क्षमता से अधिक पर लॉन्च किए गए विमानों के लिए तत्क्षण बिजली की आपूर्ति करने के लिए फ्लाईव्हील मोटर-जनरेटर रिग का उपयोग करता है।

रूपांतरण
मोटर-जनरेटर का उपयोग विभिन्न रूपांतरणों के लिए किया जा सकता है जिनमें निम्न सम्मिलित हैं-
 * प्रत्यावर्ती धारा (एसी) से दिष्ट धारा (डीसी)
 * डीसी से एसी
 * डीसी वोल्टेज से अन्य डीसी वोल्टेज पर रूपांतरण। (डायनेमोटर भी कहा जाता है)
 * तीन-तार डीसी प्रणाली निर्मित करना या संतुलित करना।
 * एसी आवृत्ति पर एसी से अन्य हार्मोनिक रूप से संबंधित आवृत्ति पर रूपांतरण
 * एसी निश्चित वोल्टेज पर वेरिएबल वोल्टेज के एसी के लिए
 * एसी सिंगल-फेज से एसी थ्री-फेज

चर एसी वोल्टेज बिजली की आपूर्ति
सॉलिड स्टेट एसी वोल्टेज विनियमन उपलब्ध होने या लागत प्रभावी होने से पहले, मोटर जनरेटर सेट का उपयोग एक चर एसी वोल्टेज प्रदान करने के लिए किया जाता था। जेनरेटर आर्मेचर के लिए डीसी वोल्टेज आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए मैन्युअल या इलेक्ट्रॉनिक रूप से भिन्न होगा। जब इस तरह से उपयोग किया जाता है, तो एमजी सेट एक पृथक चर ट्रांसफार्मर के बराबर होता है।

उच्च-आवृत्ति वाली मशीनें
एलेक्जेंडरसन अल्टरनेटर एक मोटर चालित, उच्च-आवृत्ति अल्टरनेटर है जो रेडियो फ्रीक्वेंसी पावर प्रदान करता है। रेडियो संचार के शुरुआती दिनों में, उच्च गति पर चलने वाले कई ध्रुवों के साथ एक अल्टरनेटर का उपयोग करके यांत्रिक रूप से उच्च आवृत्ति वाहक तरंग का उत्पादन किया जाना था। एलेक्जेंडरसन अल्टरनेटर ने 500 kW बिजली उत्पादन में सक्षम बड़ी इकाइयों के साथ 600 kHz तक RF का उत्पादन किया। जबकि 20वीं शताब्दी के पहले तीन दशकों में लंबी तरंग संचरण के लिए इलेक्ट्रोमैकेनिकल कन्वर्टर्स का नियमित रूप से उपयोग किया जाता था, उच्च आवृत्तियों पर इलेक्ट्रॉनिक तकनीकों की आवश्यकता होती थी। 1920 के दशक में एलेक्जेंडरसन अल्टरनेटर को बड़े पैमाने पर वैक्यूम ट्यूब ऑसिलेटर द्वारा बदल दिया गया था।

मोटर-जनरेटर राइड-थ्रू
बढ़ाने के लिए उपयोग किए जाते हैं

मोटर-जनरेटरों का भी उपयोग किया गया है जहां इनपुट और आउटपुट धाराएं अनिवार्य रूप से समान हैं। इस मामले में, एम-जी सेट की यांत्रिक जड़ता का उपयोग इनपुट शक्ति में ट्रांजिस्टर को फ़िल्टर करने के लिए किया जाता है। आउटपुट का विद्युत प्रवाह बहुत साफ (शोर मुक्त) हो सकता है और एम-जी सेट के इनपुट पर संक्षिप्त ब्लैकआउट और स्विचिंग ट्रांजिस्टर के माध्यम से सवारी करने में सक्षम होगा। उदाहरण के लिए, यह सक्षम हो सकता है, डीजल इंजन जनरेटर सेट द्वारा प्रदान की जाने वाली मुख्य शक्ति से एसी बिजली तक त्रुटिहीन कट-ओवर।

मोटर-जनरेटर सेट में राइड-थ्रू को बेहतर बनाने के लिए एक बड़ा चक्का हो सकता है; हालाँकि, इस एप्लिकेशन में विचार किया जाना चाहिए क्योंकि पुल-आउट टॉर्क से पहले मोटर-जनरेटर को फिर से बंद होने पर बड़ी मात्रा में करंट की आवश्यकता होगी हासिल किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बंद हो जाता है। हालांकि, री-क्लोजर के दौरान इन-रश करंट कई कारकों पर निर्भर करेगा। एक उदाहरण के रूप में, एक 250 केवीए मोटर जनरेटर जो 300 एम्पीयर फुल लोड करंट पर काम कर रहा है, को 5 सेकंड के बाद री-क्लोजर के दौरान 1550 एम्पीयर इन-रश करंट की आवश्यकता होगी। इस उदाहरण में परिणाम के लिए एक निश्चित घुड़सवार चक्का आकार का उपयोग किया गया था $1/2$हर्ट्ज प्रति सेकेंड स्लीव रेट। मोटर-जनरेटर तेल-स्नान बियरिंग्स के साथ एक ऊर्ध्वाधर प्रकार की दो-असर वाली मशीन थी।

मोटर्स और जेनरेटर को एक गैर-प्रवाहकीय शाफ्ट द्वारा उन सुविधाओं में जोड़ा जा सकता है जिन्हें विद्युत चुम्बकीय विकिरण को बारीकी से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, या जहां क्षणिक सर्ज वोल्टेज से उच्च अलगाव की आवश्यकता होती है।

मोटर-जनरेटरों का आधुनिक उपयोग
कुछ उद्देश्यों के लिए मोटर-जनरेटर सेटों को सेमीकंडक्टर उपकरणों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। अतीत में, एमजी सेट का एक लोकप्रिय उपयोग लिफ्ट में था। चूंकि उत्थापन मशीन के सटीक गति नियंत्रण की आवश्यकता थी, एक उच्च शक्ति एसी मोटर के लिए आवृत्ति को अलग करने की अव्यावहारिकता का मतलब था कि डीसी लहरा मोटर के साथ एमजी सेट का उपयोग उद्योग-मानक समाधान के निकट था। संगत मोटर्स के साथ आधुनिक एसी चर-आवृत्ति ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स ने पारंपरिक एमजी-चालित एलेवेटर प्रतिष्ठानों को तेजी से दबा दिया है, क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक एसी ड्राइव सामान्यतः एमजी डीसी-संचालित मशीनरी की तुलना में 50% या अधिक कुशल हैं। एमजी सेट का एक अन्य उपयोग ब्रिटिश रेल के दक्षिणी क्षेत्र में था। उनका उपयोग 600 V DC - 850 V DC लाइन आपूर्ति वोल्टेज को तीसरी रेल से 70 V DC में परिवर्तित करने के लिए किया गया था ताकि उपयोग में आने वाले इलेक्ट्रिक मल्टीपल यूनिट स्टॉक के नियंत्रण को शक्ति प्रदान की जा सके। इसके बाद से इन्हें नए रोलिंग स्टॉक पर सॉलिड स्टेट कन्वर्टर्स से बदल दिया गया है। यांत्रिक और द्रव प्रसारण के साथ विश्वसनीयता और पहनने के मुद्दों के कारण दुनिया भर में लंबी दूरी के रेल डीजल लोकोमोटिव ट्रांसमिशन के लिए सामान्यतः एमजी लोकोमोटिव का उपयोग किया जाता है, किन्तु इसे आम तौर पर प्रत्येक गाड़ी पर पारंपरिक या एमजी ट्रांसमिशन वाले छोटे इंजनों से बदला जा रहा है। उच्च वोल्टेज ओवरहेड बिजली की आपूर्ति के साथ लंबी दूरी की इलेक्ट्रिक इंजनों ने एमजी ट्रांसमिशन का इस्तेमाल किया, किन्तु इसे आम तौर पर इलेक्ट्रॉनिक पावर कंट्रोल और रूपांतरण के साथ प्रत्येक कैरिज पर वितरित मोटर ड्राइव से बदला जा रहा है। इसी तरह, 600VDC ट्रैक्शन आपूर्ति से 36VDC आउटपुट का उत्पादन करने के लिए PCC स्ट्रीटकार में MG सेट का उपयोग किया गया था। कम वोल्टेज आउटपुट स्ट्रीटकार की बैटरी को चार्ज करता है और नियंत्रण और सहायक उपकरण (हेडलाइट्स, गोंग रिंगर्स, डोर मोटर्स और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ट्रैक ब्रेक सहित) के लिए करंट की आपूर्ति करता है।

1950-60 के युग में बड़े मूवी प्रोजेक्टर में कार्बन आर्क लैंप के लिए उच्च-वर्तमान डीसी पावर प्रदान करने के लिए मोटर-जनरेटर सेट का उपयोग अक्सर किया जाता था, इससे पहले कार्बन इलेक्ट्रोड आर्क लाइट को आधुनिक क्सीनन आर्क लैंप प्रोजेक्शन सिस्टम (1963 में शुरू) से बदल दिया गया था। अमेरिका।)।

औद्योगिक सेटिंग्स में जहां हार्मोनिक रद्दीकरण, आवृत्ति रूपांतरण या लाइन अलगाव की आवश्यकता होती है, एमजी सेट एक लोकप्रिय समाधान है। मोटर-जनरेटरों की एक उपयोगी विशेषता यह है कि वे समान औसत लोड रेटिंग के सेमीकंडक्टर उपकरणों की तुलना में बड़े शॉर्ट-टर्म ओवरलोड को बेहतर तरीके से संभाल सकते हैं। विचार करें कि एक बड़े सेमीकंडक्टर इन्वर्टर के थर्मली करंट-लिमिटेड कंपोनेंट्स सॉलिड-स्टेट स्विच होते हैं, जो कुछ ग्राम को थर्मल टाइम के साथ 100 ms से अधिक के हीट सिंक के लिए स्थिर रखते हैं, जबकि MG के थर्मली करंट लिमिटेड कंपोनेंट कॉपर वाइंडिंग होते हैं। द्रव्यमान कभी-कभी सैकड़ों किलोग्राम होते हैं जो आंतरिक रूप से अपने स्वयं के बड़े तापीय द्रव्यमान से जुड़े होते हैं। उनके पास इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के लिए स्वाभाविक रूप से उत्कृष्ट प्रतिरोध भी है।

शब्द का आधुनिक प्रयोग
सिद्धांत रूप में, कोई भी विद्युत जनरेटर विद्युत मोटर या इसके विपरीत भी काम कर सकता है। हाइब्रिड वाहनों और अन्य हल्के बिजली प्रणालियों में, एक मोटर-जनरेटर एक एकल विद्युत मशीन है जिसका उपयोग विद्युत मोटर या विद्युत जनरेटर के रूप में किया जा सकता है, विद्युत शक्ति और यांत्रिक ऊर्जा के मध्य परिवर्तित हो सकता है।

2014 सीज़न से, फ़ॉर्मूला 1 रेसिंग कारों में दो ऐसी होंगी जिन्हें 'मोटर-जेनरेटर यूनिट' (MGU) के रूप में वर्णित किया गया है। यह टर्बोचार्जर और पुनर्योजी ब्रेकिंग से ऊर्जा का संचयन करके कारों को अधिक ईंधन कुशल बनाता है। हालाँकि ये मोटर-जेनरेटर नहीं हैं जैसा कि यहाँ वर्णित है, किन्तु डायनेमोटर्स की तरह अधिक हैं, एकल इकाइयाँ जो जनरेटर या मोटर के रूप में कार्य कर सकती हैं। त्वरण और ओवरटेकिंग में सहायता के लिए पहियों को अतिरिक्त 160 बीएचपी प्रदान करने के लिए उनका उपयोग किया जा सकता है, या तेजी से बूस्ट प्रेशर बढ़ाने के लिए टर्बो को स्पिन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जिससे टर्बो लैग कम हो जाता है।

यह भी देखें

 * बूस्टर (विद्युत शक्ति)
 * कैस्केड कनवर्टर
 * डीजल जनरेटर
 * इंजन जनरेटर
 * आवृत्ति कनवर्टर
 * हैरी वार्ड लियोनार्ड
 * हेड-एंड पावर
 * इन्वर्टर (इलेक्ट्रिकल)
 * रोटरी कनवर्टर
 * रोटरी चरण कनवर्टर
 * तीन चरण विद्युत शक्ति