उत्तेजना (चुंबकीय)
विद्युत जनरेटर या इलेक्ट्रिक मोटर में चुंबकीय क्षेत्र में घूमने वाला एक रोटर होता है। चुंबकीय क्षेत्र स्थायी चुम्बकों या फील्ड कॉइल द्वारा निर्मित किया जा सकता है। फ़ील्ड कॉइल वाली मशीन के मामले में, फ़ील्ड उत्पन्न करने के लिए कॉइल्स के माध्यम से करंट प्रवाहित होना चाहिए, अन्यथा कोई शक्ति रोटर से या उसके पास स्थानांतरित नहीं होती है। विद्युत धारा के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने की प्रक्रिया को उद्दीपन कहा जाता है। फील्ड कॉइल्स चुंबकीय प्रवाह विनियमन और नियंत्रण के सबसे लचीले रूप का उत्पादन करती हैं लेकिन विद्युत प्रवाह के प्रवाह की कीमत पर है। हाइब्रिड टोपोलॉजी उपस्थित हैं, जो एक ही कॉन्फ़िगरेशन में स्थायी चुंबक और फ़ील्ड कॉइल दोनों को सम्मिलित करती हैं। घूर्णन विद्युत मशीन का लचीला उद्दीपन या तो ब्रश रहित उद्दीपन तकनीकों द्वारा या कार्बन ब्रश (स्थैतिक उद्दीपन) द्वारा विद्युत धारा के अन्तःक्षेपण द्वारा नियोजित किया जाता है।
जनरेटर (जनित्र) में उद्दीपन
फ़ील्ड कॉइल्स का उपयोग करने वाली मशीन के लिए, जैसा कि अधिकांश बड़े जेनरेटर में होता है, जनरेटर को बिजली उत्पन्न करने के लिए फ़ील्ड को करंट द्वारा स्थापित किया जाना चाहिए। हालांकि जेनरेटर के अपने आउटपुट में से कुछ का उपयोग एक बार शुरू होने के बाद क्षेत्र को बनाए रखने के लिए किया जा सकता है, जनरेटर को शुरू करने के लिए करंट के बाहरी स्रोत की आवश्यकता होती है। किसी भी मामले में, क्षेत्र को नियंत्रित करने में सक्षम होना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सिस्टम वोल्टेज को बनाए रखेगा।
प्रवर्धक (एम्पलीफायर) सिद्धांत
स्थायी चुंबक जनरेटर को छोड़कर, एक जनरेटर चुंबकीय प्रवाह के आनुपातिक आउटपुट वोल्टेज का उत्पादन करता है, जो संरचना के चुंबकीयकरण से प्रवाह का योग है और उद्दीपना वर्तमान द्वारा उत्पादित क्षेत्र के आनुपातिक प्रवाह का योग है। यदि उद्दीपन प्रवाह नहीं है तो फ्लक्स छोटा होता है और आर्मेचर वोल्टेज लगभग शून्य होता है।
फील्ड करंट जेनरेटेड वोल्टेज को नियंत्रित करता है जिससे आर्मेचर वाइंडिंग चालक (कंडक्टर) में बढ़ी हुई वोल्टेज ड्रॉप के बढ़ते आर्मेचर करंट के प्रभाव को दूर करने के लिए पावर सिस्टम के वोल्टेज को विनियमित किया जा सकता है। एक प्रणाली में कई जनरेटर और एक निरंतर प्रणाली वोल्टेज के साथ एक व्यक्तिगत जनरेटर द्वारा दिया गया करंट और पावर फील्ड करंट द्वारा नियंत्रित होता है। जनरेटर वोल्टेज, या ट्रांसिम्पेडेंस प्रवर्धक के लिए एक करंट है। उत्तरोत्तर बड़े अति-सुधारों से होने वाली क्षति से बचने के लिए, विद्युत प्रणाली के माध्यम से समायोजन के प्रभाव की तुलना में क्षेत्र की धारा को अधिक धीरे-धीरे समायोजित किया जाना चाहिए।
अलग उद्दीपन
बड़े, या पुराने, जनरेटर के लिए, एक अलग उत्तेजक डायनेमो के लिए मुख्य बिजली जनरेटर के साथ समानांतर में संचालित होना सामान्य है। यह एक छोटा स्थायी-चुंबक या बैटरी-उत्तेजित डायनेमो है जो बड़े जनरेटर के लिए फील्ड करंट उत्पत्ति करता है।
स्वयं उद्दीपन
फील्ड कॉइल वाले आधुनिक जनरेटर आमतौर पर स्व-उत्साहित होते हैं; यानी, रोटर से निकलने वाली कुछ बिजली का उपयोग फील्ड कॉइल को बिजली देने के लिए किया जाता है। जनरेटर बंद होने पर रोटर आयरन अवशिष्ट चुंबकत्व की एक डिग्री को बरकरार रखता है। जनरेटर बिना लोड के जुड़ा हुआ है; प्रारंभिक कमजोर क्षेत्र रोटर कॉइल में एक कमजोर धारा को प्रेरित करता है, जो बदले में एक प्रारंभिक क्षेत्र धारा बनाता है, जिससे क्षेत्र की ताकत बढ़ जाती है, इस प्रकार रोटर में प्रेरित धारा बढ़ जाती है, और इसी तरह प्रतिक्रिया प्रक्रिया में जब तक मशीन पूरी तरह से नहीं बन जाती वोल्टेज।
स्टार्टिंग
स्व-उत्तेजित जनरेटर को बिना किसी बाहरी भार के चालू किया जाना चाहिए। बिजली उत्पन्न करने की क्षमता बढ़ने से पहले बाहरी भार जनरेटर से बिजली को क्षीण कर देगा।
प्रकार
स्व-निकास के कई संस्करण उपस्थित हैं:[1]
- शंट, सबसे सरल डिजाइन, उद्दीपन शक्ति के लिए मुख्य वाइंडिंग का उपयोग करता है;
- एक्साइटमेंट बूस्ट सिस्टम (ईबीएस) एक शंट डिज़ाइन है जिसमें एक अलग छोटा जनरेटर जोड़ा जाता है जो मुख्य कॉइल वोल्टेज गिरने पर (उदाहरण के लिए, एक गलती के कारण) अस्थायी रूप से ऊर्जा को बढ़ावा देने के लिए जोड़ा जाता है। बूस्ट जनरेटर को स्थायी संचालन के लिए रेट नहीं किया गया है;
- एक सहायक वाइंडिंग मुख्य से जुड़ा नहीं है और इस प्रकार लोड के परिवर्तन के कारण वोल्टेज परिवर्तन के अधीन नहीं है।
फील्ड फ्लैशिंग
यदि मशीन में पूर्ण वोल्टेज तक निर्माण करने के लिए पर्याप्त अवशिष्ट चुंबकत्व नहीं है, तो आमतौर पर किसी अन्य स्रोत से फील्ड कॉइल में करंट इंजेक्ट करने का प्रावधान किया जाता है। बैटरी, एक घरेलू इकाई हो सकती है जो प्रत्यावर्ती धारा के स्रोत से प्रत्यक्ष धारा, या सुधारित धारा प्रदान करती है। चूंकि यह प्रारंभिक धारा बहुत कम समय के लिए आवश्यक होती है, इसलिए इसे फील्ड फ्लैशिंग कहा जाता है। यहां तक कि छोटे इंजन जनरेटर को भी कभी-कभी रीस्टार्ट करने के लिए फील्ड फ्लैशिंग की आवश्यकता पड़ सकती है।
'महत्वपूर्ण क्षेत्र प्रतिरोध' किसी दी गई गति के लिए अधिकतम क्षेत्र सर्किट प्रतिरोध है जिसके साथ शंट जनरेटर उत्तेजित होगा। शंट जेनरेटर केवल तभी वोल्टेज बनाएगा जब फील्ड सर्किट रेजिस्टेंस क्रिटिकल फील्ड रेजिस्टेंस से कम हो। यह दी गई गति पर जनरेटर के ओपन सर्किट विशेषताओं के लिए एक स्पर्शरेखा है।
ब्रश रहित उद्दीपन
ब्रश रहित उद्दीपना कार्बन ब्रश की आवश्यकता के बिना विद्युत मशीनों के रोटर पर चुंबकीय प्रवाह बनाती हैI यह समान्यता पर नियमित रखरखाव लागत को कम करने और ब्रश फायर के विप्पति को कम करने के लिए प्रयोग किया जाता है। यह उच्च-शक्ति अर्धचालक उपकरणों में प्रगति के परिणामस्वरूप वर्ष 1950 के दशक में विकसित किया गया था।[2] यह अवधारणा सिंक्रोनस मशीन के शाफ्ट पर घूर्णन डायोड रेक्टीफायर का उपयोग कर रही थी ताकि प्रेरित वैकल्पिक वोल्टेज को काटा जा सके और जेनरेटर फील्ड वाइंडिंग को खिलाने के लिए उन्हें सुधारा जा सके।[3][4][5]
ब्रशलेस उद्दीपन में ऐतिहासिक रूप से तेज प्रवाह डी-रेगुलेशन का अभाव रहा है, जो एक बड़ी कमी रही है। हालाँकि, नए समाधान सामने आए हैं।[6] आधुनिक रोटेटिंग सर्किट्री में निष्क्रिय डायोड ब्रिज का विस्तार करते हुए शाफ्ट पर सक्रिय डी-उद्दीपन घटक सम्मिलित होते हैं।[7][8][9] इसके अलावा, उच्च-प्रदर्शन बेतार संचार में उनका हालिया विकास[10][11] शाफ्ट पर पूरी तरह से नियंत्रित टोपोलॉजी का एहसास हुआ है, जैसे थाइरिस्टर रेक्टीफायर्स और हेलिकॉप्टर इंटरफेस है।[12][13][14][15][16][17][18]
संदर्भ
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स्रोत
- Noland, Jonas Kristiansen; Nuzzo, Stefano; Tessarolo, Alberto; Alves, Erick Fernando (2019). "घाव-क्षेत्र तुल्यकालिक मशीनों के लिए उत्तेजना प्रणाली प्रौद्योगिकियां: समाधान और विकसित प्रवृत्तियों का सर्वेक्षण". IEEE Access. 7: 109699–109718. doi:10.1109/ACCESS.2019.2933493. eISSN 2169-3536. S2CID 201065415.
यह भी देखें
- आवर्तित्र
- बिजली उत्पत्ति करने वाला
- बिजली की मोटर
- मैग्नेटो (अल्टरनेटर)
- शंट जनरेटर
