परंपरागत रूप से, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक मोटर्स(Electromagnetic Motors) को दो व्यापक श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है: एसी मोटर्स और डीसी मोटर्स.इन मोटरों की शुरुआत एक से दूसरे में भिन्न होती है।
एक स्टार्टर मोटर्स को नुकसान से बचाता है जो स्टार्टअप(Startup) के दौरान अत्यधिक उच्च धाराओं (High Currents) और टॉर्क (Torque) के कारण हो सकता है।
यहां विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रिक मोटर्स (Electric Motor)के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टार्टर्स के प्रकारों का त्वरित अवलोकन दिया गया है
एसी इंडक्शन मोटर्स के लिए मोटर स्टार्टर्स
- डायरेक्ट ऑन लाइन स्टार्टर्स (DOL)
- स्टेटर या रोटर प्रतिरोध स्टार्टर्स
- स्टार-डेल्टा (Y-Δ) स्टार्टर्स
- ऑटो-ट्रांसफार्मर स्टार्टर
सिंक्रोनस एसी मोटर स्टार्टर्स (Synchronous AC motor Starters)
- पोनी मोटर्स (Pony Motors) का अस्थायी युग्मन( temporary Connection)
- छोटी डीसी मशीनों का स्थायी कनेक्शन
- डैपर वाइंडिंग (Damper Winding)
- डबल थ्रो स्विच के माध्यम से डीसी एक्साइटर (DC Exciter) का रिओस्टेट (Rheostat) से प्रतिरोध
डीसी मोटर्स के लिए मोटर स्टार्टर
- डीसी शंट मोटर :3-पॉइंट स्टार्टर्स ( 3 Point Starter)
- डीसी सीरीज मोटर: 2 प्वाइंट स्टार्टर ( 2 point starter)
- डीसी कंपाउंड वाउंड मोटर: 4 पॉइंट स्टार्टर (4 Point Starter)
हम इस ब्लॉग में थ्री पॉइंट स्टार्टर के बारे में संक्षेप में चर्चा करेंगे
3 पॉइंट स्टार्टर क्या है (What is the 3 Point Starter)
डीसी शंट मोटर्स (DC shunt Motor) को शुरू करने के लिए 3 पॉइंट स्टार्टर्स का इस्तेमाल किया जाता है। एक डीसी मोटर सीधे पूर्ण वोल्टेज प्राप्त नहीं कर सकती है क्योंकि बैक ईएमएफ (back EMF) स्टैंडस्टिल पर उत्पन्न नहीं होता है, जिससे उच्च धाराएं आर्मेचर (Armature) को नुकसान पहुंचाती हैं।
3 पॉइंट स्टार्टर पर तीन टर्मिनल होते हैं:
A (आर्मेचर), L (लाइन), और F (फील्ड)
इस स्टार्टर के साथ एक डीसी मोटर शुरू करने के लिए डीसी आपूर्ति (DC Supply) पर स्विच करना और स्टार्टर हैंडल को स्टड 1( Stud 1) पर ले जाना आवश्यक है। ध्यान दें कि हैंडल स्वयं एक कंडक्टर है। नतीजतन (Back EMF) बैक ईएमएफ उत्पन्न होता है तो मोटर धीरे-धीरे घूमना शुरू कर देता है। परिणामस्वरूप यह स्टड के साथ धीरे-धीरे आगे बढ़ने के बाद अंततः स्टड 6 (Stud 6) पर पहुंच जाएगा। स्टार्टर हैंडल (Handle) के होल्ड कॉइल (Hold Coil) (HC इन फिगर) में एक नरम लोहे का चुंबक ( iron Magnet) लगा होता है जो क्षेत्र में ले जाने वाले क्षेत्र को पकड़ सकता है। वहीं हैंडल को रिलीज करके हम मोटर को स्टार्ट कर सकते हैं। यह मोटर को पूर्ण वोल्टेज पर चलने देता है क्योंकि श्रृंखला प्रतिरोध (Series Resistance) धीरे-धीरे कट जाता है।
मोटर EMF के लिए समीकरण :
E=Eb + Ia.Ra
जहाँ Eb = Back EMF
Ia = आर्मेचर करंट
Ra= आर्मेचर प्रतिरोध (Resistance)
चूँकि Back EMF 0 है, E=Ia.Ra
इसलिए, Ia=E/Ra
स्टार्टअप के दौरान, आर्मेचर का प्रतिरोध (Resistance) छोटा होता है, लेकिन आर्मेचर (Armature) का करंट अधिक होता है इसलिए यह EMF के बराबर होता है। इसलिए, मोटर वाइंडिंग ( Motor Winding) जोखिम में हैं।
साथ 3 पॉइंट स्टार्टर यह सुरक्षा प्रदान करता है,
ओवरलोड: (Overload)
OR इन फिगर एक ओवरलोड रिलीज का प्रतिनिधित्व करता है। ध्यान दें कि यह पूर्ण आर्मेचर करंट को वहन करता है। जब भी मोटर आर्मेचर करंट सुरक्षित (पूर्ण भार) मान से अधिक हो जाता है, तो इसका चुंबकीय क्षेत्र लोहे के टुकड़े M को आकर्षित करने के लिए पर्याप्त मजबूत होता है। इससे बिंदु b और a शॉर्ट सर्किट हो जाते हैं। ऐसा करने से, HC को बायपास कर दिया जाता है, डी-एनर्जेट (De Energized) किया जाता है, और स्टार्टर हैंडल को छोड़ दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मोटर रुक जाती है।
नो वोल्टेज (No Voltage):
ऑपरेशन के दौरान, यदि आपूर्ति वोल्टेज अचानक बाधित हो जाता है, तो एचसी स्टार्टर हैंडल को डी-एनर्जेट और रिलीज करता है। ताकि जब आपूर्ति वोल्टेज बहाल हो जाए, तो स्टैंडस्टिल मोटर पूरी आपूर्ति वोल्टेज के अधीन नहीं है।
3 पॉइंट स्टार्टर का निर्माण ( Construction of 3 point starter)
- सर्किट में एक प्रारंभिक रोकनेवाला R (resistance) होता है जो पांच संपर्क स्टड R1 से R5 में विभाजित होता है। ऑपरेशन के दौरान, शुरुआती हैंडल (H) एक तरफ घूमता है, जबकि इसकी दूसरी तरफ एक मजबूत स्प्रिंग (S) के विरोध में एक ही समय में स्टड और पीतल के चाप ( Brass ARC) (B) के संपर्क में आने के लिए स्वतंत्र है।
- स्टार्टर में दो सुरक्षा उपकरण भी शामिल हैं, नो-वोल्ट रिलीज और ओवरलोड रिलीज। नो-वोल्ट रिलीज को रिलीज करने के लिए, एक इलेक्ट्रोमैग्नेट M1 को शुरुआती हैंडल से जोड़ा जाता है, साथ ही एक हिंगेड सॉफ्ट आयरन पीस P।
- इस विद्युत चुम्बक में एक कॉइल (Coil) होती है जिसमें यू-आकार के लोहे के क्रोड पर बड़ी संख्या में फेरों का घाव होता है और यह फील्ड कॉइल के साथ श्रेणीक्रम (Series) में जुड़ा होता है।
- एक अन्य इलेक्ट्रोमैग्नेट M2 और एक सॉफ्ट आयरन आर्मेचर C ओवर-लोड रिलीज प्रदान करता है।
- इस विद्युत चुम्बक की कॉइल में कुछ मोड़ होते हैं और यह मोटर के साथ श्रेणीक्रम ( Series) में जुड़ा होता है
एक धुरी (Pivot) आर्मेचर सी के एक छोर पर स्थित होती है, जबकि इसके विपरीत भाग में एक लिंक (link) लगाया जाता है जो एक संवाहक सामग्री (Conducting Material) को वहन करता है। - कड़ी के दोनों ओर पीतल के दो स्टड विद्युत चुम्बक की कुण्डली के सिरों से जुड़े हुए हैं। चित्र 1 इस प्रकार के स्टार्टर की आंतरिक वायरिंग को दर्शाता है। यूरेका (Eureka) नामक सामग्री का उपयोग डीसी स्टार्टर्स (DC Starter) के शुरुआती प्रतिरोध के लिए किया जाता है
3 प्वाइंट स्टार्टर कैसे काम करता है ? (Working Of 3 Point Starter)
- डीसी शंट मोटर्स ( DC Shunt Motor) और डीसी कंपाउंड मोटर्स (DC Compound Motor) को शुरू करने के लिए थ्री-पॉइंट स्टार्टर का उपयोग किया जाता है
- कॉइल के माध्यम से करंट प्रवाहित करने के लिए, हैंडल को प्रतिरोध के संपर्क में होना चाहिए।
कॉइल करंट से सक्रिय होता है और कुछ फ्लक्स (Flux) पैदा करता है, जो करंट को फील्ड कॉइल (Field Coil) से बहने देता है। - इस स्थिति में, फील्ड वाइंडिंग में करंट प्रवाहित होता है, लेकिन आर्मेचर को कोई करंट प्राप्त नहीं होता है। हैंडल को और आगे ले जाने पर, यदि मोटर प्रतिरोध के माध्यम से स्टड से संपर्क कर रही है, तो वह अधिक धीमी गति से गति प्राप्त करेगी। गति बढ़ने पर, हैंडल को उसकी अंतिम स्थिति में ले जाया जाएगा जहां सर्किट से कुछ प्रतिरोध (Resistance) हटा दिया जाएगा। यह उच्च प्रारंभिक धाराओं (High Intial Currents) से बच जाएगा।
- जब तक स्टार्टर (हैंडल) अपनी अंतिम स्थिति में पहुँचता है, तब तक नरम लोहे का टुकड़ा इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कॉइल (Electromagnetic Coil) से चुंबकीय प्रवाह द्वारा आकर्षित होगा।
- हैंडल पर इस विद्युत चुम्बकीय रिले ( Electromagnetic Relay ) द्वारा लगाया गया चुंबकीयकरण बल दक्षिणावर्त( Clockwise) दिशा में होगा, और हैंडल पर वसंत बल एक वामावर्त( AntiClockwise)दिशा में होगा।
- यदि आकर्षण बल कमानीदार बल से अधिक हो तो हैंडल अंतिम स्थिति में होगा। यदि स्प्रिंग बल विद्युत चुम्बकीय बल से अधिक है, तो हैंडल अपनी मूल स्थिति में लौट आएगा।
- विद्युत चुम्बकीय बल स्प्रिंग बल से अधिक होने के कारण सामान्य परिचालन स्थितियों के परिणामस्वरूप हैंडल अपनी अंतिम स्थिति में रहेगा।
3 प्वाइंट स्टार्टर के नो वोल्टेज कॉइल का कार्य (Working of No voltage Coil of 3 Point Starter)
जैसे ही मोटर तेज होती है, 3 पॉइंट स्टार्टर इसके प्रतिरोधों (Resistance) को बायपास करता है। जब स्टार्टर अधिकतम गति से चल रहा होता है, तो नो-वोल्टेज कॉइल सक्रिय होता है। हैंडल को मुक्त करके, ऑपरेटर स्टार्टर को बंद कर देता है। कम या कम वोल्टेज पर मोटर रुक जाती है। मोटर को रोकने के लिए बिना वोल्टेज रिलीज के एक एनसी (NC) स्टॉप बटन को श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है।
अगर किसी कारण से बिजली बंद हो जाती, तो नो-वोल्ट रिलीज कॉइल इसे लाइन से गिरा देती। उसके बिना, बिजली बहाल होने पर मोटर ने उच्च गति से पुनः आरंभ करने का प्रयास किया होगा। स्टैंडस्टिल पर, करंट को सीमित करने के लिए कोई काउंटर EMF नहीं है, इसलिए मोटर स्टार्ट नहीं हो सकती। ओवर लोड होने के कारण स्टार्टर बंद हो जाएगा।
थ्री पॉइंट स्टार्टर की कमियाँ (Drawbacks of a Three Point Starter)
3-पॉइंट स्टार्टर के निम्नलिखित नुकसान हैं:
- फील्ड रिओस्तात (Field Rheostat) को समायोजित करके गति की एक विस्तृत विविधता वाले मोटर्स में, 3 पॉइंट स्टार्टर एक बड़ी कमी के अधीन है।
- फील्ड रेजिस्टेंस बढ़ने से मोटर की स्पीड बढ़ जाएगी। इससे शंट फील्ड (Shunt Field) से करंट कम होगा।
- जब उच्च गति प्राप्त करने के लिए उच्च प्रतिरोध जोड़ा जाता है, तो क्षेत्र की धारा बहुत कम हो सकती है।
लो फील्ड करंट स्प्रिंग के बल को नष्ट नहीं करेगा, इसलिए होल्डिंग इलेक्ट्रोमैग्नेट स्प्रिंग को अपनी जगह पर नहीं रख सकता। - जब मोटर सामान्य रूप से चल रही होती है, तो होल्डिंग चुंबक निकल सकता है, जिससे स्टार्टर आर्म लाइन से अलग हो जाता है। इस मामले में, मोटर को संचालित नहीं किया जाना चाहिए।
- इसलिए, इस कठिनाई को दूर करने के लिए 4 प्वाइंट स्टार्टर ( 4 point Starter) का उपयोग किया जाता है।
3 पॉइंट स्टार्टर और 4 पॉइंट स्टार्टर के बीच अंतर (Difference Between 3 point starter and 4 point starter)
एक 3 पॉइंट स्टार्टर शंट फील्ड और फील्ड रिओस्टेट के साथ श्रृंखला में नो-वोल्ट रिलीज कॉइल को जोड़ता है, और इसलिए फील्ड करंट वही होता है जो होल्डिंग कॉइल के माध्यम से बहता है।
इस मामले में, फील्ड रिओस्टेट को पर्याप्त प्रतिरोध प्रदान करना चाहिए ताकि कॉइल करंट को स्प्रिंग टेंशन को दूर करने के लिए पर्याप्त इलेक्ट्रोमैग्नेटिक पुल बनाने में सक्षम होने से रोका जा सके। इस मामले में, स्टार्टर पुल को उलट दिया जाना चाहिए। इसलिए, गति-नियंत्रित मोटर्स के साथ उपयोग के लिए 3 पॉइंट स्टार्टर उपयुक्त नहीं हैं।
एक 4 पॉइंट स्टार्टर में एक लंबी शंट कंपाउंड मोटर से जुड़ी आंतरिकवाइंडिंग होती है। 4-पॉइंट स्टार्टर को इस तरह डिज़ाइन किया गया है कि ‘नो-वोल्ट रिलीज़’ कॉइल सर्किट शंट फील्ड सर्किट से स्वतंत्र है, और इसलिए, यह शंट फील्ड करंट में बदलाव से प्रभावित नहीं होगा।
परिणामस्वरूप एक 4 पॉइंट स्टार्टर 3 पॉइंट स्टार्टर के लिए बेहतर होता है।
