3 फेज अल्टरनेटर जनरेटर और मोटर। 3 phase Alternator & Motor

सिंगल फेज सप्लाई और 3 फेज सप्लाई शब्द इलेक्ट्रिक प्रोफेशनल्स के लिए नए नहीं हैं। ये सिंगल फेज सप्लाई और थ्री फेज सप्लाई कहां से आते है? इसके लिए आपको एसी जनरेटर या अल्टरनेटर की ओर रुख करना होगा।

अल्टरनेटर क्या है? (What is alternator)

यदि एक साधारण सिंगल फेज अल्टरनेटर को ध्यान में रखा जाता है, तो इसके दो मुख्य भाग होते हैं,

  1. स्टेटर (stator)
  2. रोटर (rotor)

अल्टरनेटर के स्टेटर को डीसी (DC)की सप्लाई प्रदान करने की व्यवस्था की जाती है। उद्देश्य यह है कि, स्टेटर को डीसी बिजली की सप्लाई देने के बाद, स्टेटर एक चुंबकीय क्षेत्र (magnetic field) बनाने के लिए एक इलेक्ट्रो-चुंबक (electro magnet) की तरह कार्य करेगा। अल्टरनेटर के रोटर पर केवल एक कोइल वाइंडिंग (coil winding) होती है और इस वाइंडिंग के दो सिरों को रोटर पर दो पीतल या तांबे के छल्ले (Rings ) से जोड़ा गया है। ये छल्ले एक दूसरे से और अल्टरनेटर के शाफ्ट से इन्सुलेट (insulate )होते हैं। इन रिंग्स को ‘स्लिपरिंग ‘ (slip rings) भी कहा जाता है।

अल्टरनेटर के रोटर में कितने स्लिप रिंग होते हैं ?

सिंगल फेज अल्टरनेटर में दो स्लिप रिंग्स होते है। 
इस स्लिपरिंग में कार्बनब्रश फिट करने के लिए एक जगह है और इस ब्रश से निकलने वाले तारों को बाहरी कनेक्शन टर्मिनल बॉक्स में लाया जाता है। जब स्टेटर को डीसी जनरेटर (exciter ) से डीसी सप्लाई के साथ आपूर्ति की जाती है और रोटर के शाफ्ट को प्राइम मूवर (इंजन, आदि) की मदद से घुमाया जाता है, फिर फैराडे के इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इण्डक्शन (faraday electromagnetic induction) नियम के अनुसार चुंबकीय रेखाएं बदल गईं और रोटर में AC यह तैयार हो जाता है। तैयार होने वाला AC  स्लिपरिंग्स और ब्रश (brush) के माध्यम से बाहर सर्किट के लिए हो जाता है।
Single phase alternator with waveforms
दो स्लिपरिंग्स से आने वाले दो तारों में से एक को फेज (phase) के रूप में जाना जाता है, जबकि दूसरे को न्यूट्रल (neautral) के रूप में जाना जाता है।रोटर में चुंबकीय रेखाओं में परिवर्तन करके एसी बनता है। उत्पादित एसी स्लिपरिंग और ब्रशिंग के माध्यम से बाहरी सर्किट तक पहुंचता है। दो स्लिपरिंग से आने वाले दो तारों में से एक को फेज के रूप में जाना जाता है, जबकि दूसरे को न्यूट्रल के रूप में जाना जाता है।

थ्री फेज बिजली-आपूर्ति का उत्पादन सभी बिजली-उत्पादन-केंद्र बिजली पैदा करते हैं, यह थ्री फेज बिजली-सप्लाई विधि द्वारा है। थ्री फेज का दबाव उत्पन्न करना कई मायनों में फायदेमंद है। इसलिए, थ्री फेज तकनीक द्वारा विद्युत-दबाव का निर्माण सबसे अधिक है।

मैकेनिकल डिग्री और इलेक्ट्रिकल डिग्री

थ्री फेज बिजली ( three phase electricity) के उत्पादन के लिए, लोड किए गए फेज के अल्टरनेटर को पहले समझा जाना चाहिए और थ्री फेजअल्टरनेटर को पहले समझना होगा और थ्री फेज अल्टरनेटर की संरचना को समझने के लिए मैकेनिकल डिग्री और इलेक्ट्रिकल डिग्री को जानना चाहिए।

मैकेनिकल डिग्री (Mechanical Degree):

आपके जनरेटर या मोटर के स्टेटर का इंटीरियर सर्कुलर है और सर्कल का आंशिक मूल्य 3600 डिग्री है। जब एक कॉइल या आर्मेचर कंडक्टर  (Armature Conductor) में स्टेटर में एक राउंड पूरा करता है, तो कॉइल या कंडक्टर ने 360 मैकेनिकल डिग्री के माध्यम से यात्रा की है।

इलेक्ट्रिकल  डिग्री Electrical Degree) :

जब इलेक्ट्रोमोटिव बल या विद्युत धारा का एक चक्र पूरा हो जाता है, तो कॉइल या कंडक्टर 360 डिग्री के माध्यम से घूमता है। दो ध्रुवों (Two Pole) की मशीन में रोटेशन एक बार पूरा होता है, जबकि चार पोल की एक मशीन में, रोटेशन दो बार पूरा होता है। यानी दो पोल की मशीन में 360 डिग्री इलेक्ट्रिकल होती है, जबकि चार पोल की मशीन में 720 डिग्री इलेक्ट्रिकल होती है, और छह पोल की मशीनों के बीच की कुल वृत्ताकार दूरी (स्टेटर के बीच) 1080 विद्युत डिग्री के बराबर होगी।

3 फेज अल्टरनेटर के प्रमुख भाग और उनके कार्य:

थ्री फेज अल्टरनेटर में तीन प्रमुख भाग होते हैं:

  1. स्टेटर
  2. रोटर
  3. एक्सायटर

3 फेज अल्टरनेटर का स्टेटर:

अल्टरनेटर के न घूमने वाले स्थिर भाग को स्टेटर (Stator) कहा जाता है। स्टेटर को सिलिकॉन स्टील (Silicon steel) के पतले टुकड़े टुकड़े से बनाया जाता है ताकि एड़ी करंट  (Eddy Current) प्रभाव को कम किया जा सके। कम क्षमता वाले अल्टरनेटर के स्टेटर में अर्ध-बंद कालीन (slots) होते हैं, जबकि बड़े अल्टरनेटर के स्टेटर में पूरी तरह से खुले कालीन (Open Slots) होते हैं। इन गलियों (slots) में सिंगल वायर की वाइंडिंग (Winding) होती है।
कम क्षमता वाले स्टेटर पर, चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए आवश्यक फील्ड वाइंडिंग (Field Winding) होती है,तो उच्च क्षमता वाले अल्टरनेटर की स्टेटर पर तांबे की मोटी स्ट्रिप्स की मेन वाइंडिंग ( Main Winding) होती है जो बिजली उत्पन्न करती है। जब बिजली उत्पन्न करने वाला वाइंडिंग स्टेटर पर होता है, तो स्टेटर को आर्मेचर (Armature) के रूप में भी जाना जाता है।

3 phase alternator with waveforms

ऐसे मामले में, थ्री फेज अल्टरनेटर के स्टेटर पर तीन वाइंडिंग हैं, और सभी तीन वाइंडिंग को एक दूसरे से 120 डिग्री इलेक्ट्रिकल के अंतर में फिट किया जाता है। ऐसे समय में, उनके बीच तीन ईएमएफ (EMF) बनते हैं और ये ईएमएफ भी 520 विद्युत डिग्री के अंतर में होते हैं।

3 फेज अल्टरनेटर का रोटर: (Types of Rotor in Alternator)

अल्टरनेटर के घूमने वाले भाग को रोटर कहा जाता है।

रोटर हा दोन प्रकारचा असू शकतो.

दृश्य पोलचा रोटर : (Salient Pole Type)

या प्रकारच्या रोटरचे पोल हे दृश्य स्वरूपात असून ते वर आलेल्या उभ्या स्थितीत असतात. रोटर पोलची (pole) संख्या नजरेनेही कळू शकते. एडी करंटचा परिणाम कमी करण्याकरिता रोटर हा लॅमिनेटेड (laminated) असतो. कमी वेगाच्या अल्टरनेटरकरिता या प्रकारचे रोटर असतात.

अदृश्य ध्रुव का रोटर: ( Cylindrical rotor type.)

इस प्रकार के रोटर में, फील्ड पोल (field Pole) और रोटर पोल ( Rotor Pole) दोनों दिखाई नहीं देते। इसके अलावा, इस प्रकार के रोटर में पोल दृश्य को ध्रुव के रोटर की तरह आंखों द्वारा पहचाना नहीं जा सकता है। रोटर का व्यास कम है और लंबाई अधिक है। इन रोटरों का उपयोग उच्च गति वाले अल्टरनेटर ( High Speed alternator)  के लिए किया जाता है।

रोटर पर स्पैन होते हैं और वे एक इनॅमल्ड ( Enambled) तारके वाईंडिंग के साथ फिट होते हैं। यदि अल्टरनेटर कम क्षमता का है, तो वाइंडिंग जनरेटर रोटर पर लगाया जाता है। सामान्य थ्री फेज अल्टरनेटर में तीन वाइंडिंग होते हैं जो एक दूसरे से 120 इलेक्ट्रिकल डिग्री की दूरी पर स्थापित होते हैं। ऐसे समय में, रोटर को आर्मेचर के रूप में भी जाना जाता है। न्यूट्रल पॉइंट रोटर वाइंडिंग (A1 B1 C1 या A2 B2 C2) के संबंधित तीन सिरों को छोटा करके खींचा जाता है। रोटर पर ही चार स्लिपरिंग हैं। इनमें से तीन स्लीपरिंग रोटर वाइंडिंग से थ्री फेज सिरों से जुड़े होते हैं, जबकि चौथा स्लिपरिंग windings से आने वाले न्यूट्रल तार से जुड़ा होता है।

एक उच्च क्षमता अल्टरनेटर के रोटर पर केवल एक वाइंडिंग होती है। यह वाइंडिंग बिजली उत्पादन के लिए आवश्यक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने का काम करता है। ऐसे में रोटर पर केवल दो स्लिपरिंग ही होती हैं और उन्हें ब्रश के जरिए डीसी (एक्ससिटेशन ) देने की व्यवस्था की जाती है।

स्लिपरिंग्स (Sliprings):

स्लिपरिंग्स सख्त तांबे या पीतल की पट्टियों से बनाए जाते हैं। ये शाफ्ट और एक दूसरे अभ्रक (asbestos) से इंसुलेटेड (Insulated) होते हैं। यदि रोटर को एक बड़े अल्टरनेटर में ब्रश के माध्यम से डीसी एक्ससिटेशन दी जाती है ,छोटे अल्टरनेटर में उत्पन्न AC करेंट को ब्रश के द्वारा बाहरी परिपथ में लाया जाता है, ये काम स्लिपरिंग से किया जाता है।

एक्साइटर (Exciter):

एक्साइटर एक डीसी जनरेटर है। यह आमतौर पर 120 वोल्ट से 440 वोल्ट के वोल्टेज का उत्पादन करता है। अल्टरनेटर में बिजली उत्पादन के लिए आवश्यक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए एक्सिटर डीसी की आपूर्ति करने का कार्य करता है। छोटे अल्टरनेटर में शाफ्ट पर एक एक्सिटर लगा होता है। कभी-कभी इसे अल्टरनेटर के पास फिट करके बेल्ट की मदद से घुमाया जाता है।

3 फेज अल्टरनेटर मोटर

आज की यांत्रिक दुनिया में इलेक्ट्रिक मोटर बहुत महत्वपूर्ण हो गए हैं सर्वेक्षण क्षेत्रों में इलेक्ट्रिक मोटर का उपयोग किया जा रहा है। ऐसी मोटर का डिज़ाइन क्या है? प्रमुख प्रकार क्या हैं? मोटर में वाइंडिंग के इस भाग का क्या महत्व है? यह कैसे करना है? अब हमें बस इतना करना है कि इन मुद्दों पर विस्तार से चर्चा करें।

3 फेज मोटर का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार थ्री हसे स्क्वीरल केज इंडक्शन मोटर (Squirrel cage Induction Motor) है ।

इस मोटर के दो मुख्य भाग होते हैं:

  1. स्टेटर
  2. रोटर

Rotterdam Ahoy Europort 2011 (14)

3 फेज मोटर स्टेटर:

एडी करंट ( Eddy Current) के प्रभाव को कम करने के लिए स्टेटर को लैमिनेट (Laminate) किया जाता है (सिलिकॉन स्टील की कई प्लेटों का एक संयोजन)। यह स्टेटर कोर को कुछ हद तक ओवरहीटिंग से बचाता है। स्टेटर का लेमिनेटेड कोर कास्ट आयरन बॉडी में लगा होता है। इसकी आंतरिक परिधि पर अर्ध-बंद या खुले स्लैट्स रखे गए हैं। गालों की संख्या सामान्यत – 12, 24, 36, 48, 72 आदि होती है. इनेमल तार में लिपटे कॉइल स्टेटर पर इन खांचे में ठीक से फिट होते हैं। वे इस तरह से जुड़े हुए हैं कि जैसे ही तीन चरण की आपूर्ति दी जाती है, स्टेटर में एक प्रकार का फिरता चुंबकीय क्षेत्र (Rotating Magentic Field) बनाया जाता है। कॉइल का वह समूह जो स्टेटर से ठीक से जुड़ा और जुड़ा होता है, जिसे ‘वाइडिंग’ कहलाता है।

स्टेटर पर तीन वाइंडिंग एक दूसरे से 120 विद्युत डिग्री अलग रखी गई हैं। इन तीन वाइंडिंग के छह सिरे मोटर के टर्मिनल बॉक्स( Terminal Box) में रखे जाते हैं।

3 फेज मोटर रोटर:

अल्टरनेटर जैसे ही रोटर यानि घूमने वाला पार्ट स्क्वीररेल केज इंडक्शन मोटर में एक रोटर होता है। हालांकि, इस रोटर पर, अल्टरनेटर में रोटर के विपरीत, तामचीनी तार की कोई वाइंडिंग नहीं होती है।Eddy करंट के प्रभाव को कम करने के लिए रोटर को लैमिनेट किया जाता है और इन लेमिनेशन को हाइड्रोलिक दबाव में एक साथ कसकर दबाया जाता है। रोटर ने तांबे या एल्यूमीनियम सलाखों के साथ लूप को मजबूती से जोड़ा है। फिर इन पट्टियों को दोनों तरफ तांबे या एल्यूमीनियम की पट्टियों से छोटा किया जाता है

तांबे की कमी और उच्च लागत के कारण इन दिनों रोटर्स में एल्यूमीनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अक्सर रोटर के गालों में एल्यूमीनियम का रस डाला जाता है और फिर रस का उपयोग दोनों तरफ गालों में बनने वाले एल्यूमीनियम कंडक्टरों को छोटा करने के लिए किया जाता है। फिर लेथ मशीन को सही तरीके से घुमाकर रोटर को पूरा किया जाता है। रोटर्स में अक्सर एक फैन की जगह होती है। यह पंखा रोटर के घूमने के दौरान हवा बनाकर स्टेटर पर वाइंडिंग को ठंडा रखने में मदद करता है। ज्यादातर समय यह पंखा रोटर पर लगा रहता है लेकिन ढक्कन के बाहर। रोटर पर ही बॉल बेयरिंग या रोलर बेयरिंग की व्यवस्था की जाती है। आम तौर पर, छोटी मोटरों में बॉल बेयरिंग होती है, जबकि बड़ी मोटरों में रोलर बेयरिंग होती है।

रोटेटिंग मैग्नेटिक फील्ड :

एसी 3 फेज सप्लाई तरीके में, प्रत्येक फेज में दबाव का मान समान नहीं होता है। प्रत्येक चरण में दबाव एक निश्चित क्रम में एक उच्च बिंदु पर पहुंच जाता है। इस क्रम को ‘फेज अनुक्रम ‘ या ‘फेज सीक्वेंस‘ कहा जाता है। मान लीजिए कि एक ईएमएफ का चक्र शून्य से शुरू होता है, तो दूसरे का चक्र 120 डिग्री आगे और तीसरे का चक्र 120 डिग्री पीछे होता है। यानी तीनों चरणों में ईएमएफ 120 डिग्री अलग होगा

यदि 120 विद्युत डिग्री के अंतर के साथ फेज फेज स्टेटर वाइंडिंग को इस प्रकार की बिजली सप्लाई दिया जाता है , तो स्टेटर के प्रत्येक ध्रुव में बनने वाली चुंबकीय रेखा एक निश्चित क्रम में एक उच्च बिंदु पर पहुंच जाती। जब पहले चरण का EMF कम हो जाता है और दूसरे चरण का EMF उच्च अवस्था में पहुँच जाता है, तो उस चरण से जुड़ी वाइंडिंग्स में चुंबकीय रेखाएँ भी उच्च अवस्था में पहुँच जाएँगी। चूंकि तीन-चरण बिजली की आपूर्ति स्टेटर से जुड़ी हुई है, यह क्रम आवृत्ति और चरण अनुक्रमों के कारण जारी रहेगा, और इसके परिणामस्वरूप एक चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण होगा, जिसे “रोटेटिंग चुंबकीय क्षेत्र” कहा जाता है।

एबी Series BRUSHLESS एसी जेनरेटर

kirloskar alternator

विशेष विशेषताएं

  • हल्का और स्टाइलिश ढंग से बनाया गया
  • शीर्ष समुद्री और औद्योगिक मानकों के सभी को पूरा करता है।
    स्थापित करने और बनाए रखने के लिए सरल।
  • एक अच्छी रेंज में flange adaptors की सीरीज , और Single bearing flexi discs couplings.
  • अन्य जनरेटर या मुख्य ग्रिड के समानांतर।
  • उत्कृष्ट गुणवत्ता और गैर रैखिक भार के साथ अत्यधिक परिष्कृत और विश्वसनीय एवीआर।
  • सेल्फ लुब्रिकेंट , सील बॉल बीयरिंग।
  • हार्मोनिक प्रभाव को कम करने के लिए स्टेटर में 2/3 पिच वोँड का उपयोग

उत्पाद श्रेणी, विशिष्टताएँ, और श्रेणी

  • फ़्रेम: 160 से 355
  • आउटपुट: 7.50kVA to 625kVA
  • वोल्टेज (V): 415V /
  • आवृत्ति (frequency) (हर्ट्ज) 50 हर्ट्ज 60/
  • इन्सुलेशन: एच
  • RPM: 1500
  • बाड़े ( Enclouser): IP:20
  • विनियमन: +/ 1%

अल्टरनेटर के इस्तेमाल

  • औद्योगिक कर्तव्य: मानक और विशिष्ट प्रकार
  • समुद्री ड्यूटी मर्चेंट और नौसेना के जहाज
  • गैर रैखिक भार-दूरसंचार, डीसी ड्राइव,
  • बैटरी चार्जर और कंप्यूटर
  • प्रभाव भार – मोटर शुरू करना और उपकरण, भट्टियों, और लिफ्टों को उठाना।
  • असंतुलित भार की आम तौर पर अनुमति नहीं है, लेकिन 3 चरण असंतुलन के लिए 20% तक।

भारत में किर्लोस्कर अल्टरनेटर प्राइस लिस्ट:

किर्लोस्कर 3 फेज 6000 आरपीएम किर्लोस्कर अल्टरनेटर, कृषि और औद्योगिक के लिए, 2.5 किलोवाट

प्राइस: ₹ 35,000 / * यूनिट

किर्लोस्कर 3 फेज एसी अल्टरनेटर, वोल्टेज: 280 वी, पावर: 62.5 केवीए
प्राइस : ₹ 67,000*

किर्लोस्कर सिंगल फेज किर्लोस्कर अल्टरनेटर

प्राइस: ₹ 50,000/

किर्लोस्कर डीजल 1500 आरपीएम 7.5 केवीए सिंगल फेज एसी अल्टरनेटर, वोल्टेज: 220-240 वी
प्राइस: ₹ 19,400