Electromagnets के साथ बिजली उत्पन्न करने वाले प्रतिष्ठानों के लिए मूल आधार 1831 में ब्रिटिश प्रयोगकर्ता और भौतिक विज्ञानी माइकल फैराडे द्वारा विकसित किया गया था, जिसने फैराडे डिस्क का निर्माण किया, जो पहले जेनरेटर में से एक है। उसके बाद, बिजली के जनरेटर लगातार डेढ़ के भीतर सुधार हुए थे। असिंक्रोनस और सिंक्रोनस अल्टरनेटर, एक और तीन चरण, इन्वर्टर नियंत्रण के बिना और इसके साथ बनाया गया था। इन सभी प्रकारों के बीच क्या अंतर है?
तुल्यकालिक जनरेटर
एक सिंक्रोनस वैकल्पिक में, स्टेटर और रोटर की घूर्णन की आवृत्ति के संयोग के साथ बिजली की जाती है। इलेक्ट्रोमोटिव बल या ईएमएफ तब बनाया जाता है जब रोटर के चुंबकीय ध्रुवों द्वारा गठित क्षेत्र प्रारंभिक घुमाव को पार करता है। ऐसे जनरेटर में, रोटर या तो एक स्थायी चुंबक या एक इलेक्ट्रोमैग्नेट है जिसमें कई पोल्स दो हैं। एक दो-ध्रुव रोटर, जिसमें 3000 आरपीएम की घूर्णन गति है, बैकअप जेनरेटर में स्थापित है, और मुख्य जनरेटर में जो घड़ी के आसपास बिजली का उत्पादन करती है, रोटर 1500 आरपीएम की आवृत्ति के साथ घूमती है।
सिंक्रोनस जनरेटर शुरू करने के बाद, रोटर एक कमजोर चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, लेकिन धीरे-धीरे इसके क्रांति की मात्रा बढ़ जाती है और ईएमएफ बढ़ जाती है। आउटपुट पर, वोल्टेज की स्थिरता स्वचालित समायोजन इकाई (एवीआर) का उपयोग करके नियंत्रित होती है, जो उत्तेजना घुमाव से रोटर पर वोल्टेज के प्रवाह के दौरान चुंबकीय क्षेत्र को बदलती है। सिंक्रोनस जेनरेटर ऑपरेटिंग करते समय, "एंकर प्रतिक्रिया" हो सकती है, यानी, जब अपरिवर्तनीय भार सक्रिय होता है, तो जनरेटर डीमेजिंग होता है और वोल्टेज गिरता है। और इस मामले में जब कैपेसिटिव लोड की आपूर्ति की जाती है, इसके विपरीत, जनरेटर उपयुक्त है और वोल्टेज बढ़ता है।
सिंक्रोनस जेनरेटर का लाभ आउटपुट पर स्थिर वोल्टेज है, लेकिन उनका नुकसान ओवरलोड्स की प्रवृत्ति है, जो लोड हो जाता है जब लोड बढ़ता है और वैध स्तर से अधिक होता है, यानी, रोटरी घुमाव में वर्तमान एवीआर द्वारा अत्यधिक वृद्धि हुई है इकाई।
सिंक्रोनस जनरेटर इस तरह के एक वर्तमान जारी करने पर संक्षेप में उत्पादन करने में सक्षम है जो कई बार नाममात्र मूल्य से अधिक हो सकता है। चूंकि कुछ विद्युत उपकरणों जिनमें इलेक्ट्रिक मोटर, कंप्रेसर, पंप और कुछ अन्य शामिल हैं, एक बढ़ी हुई शुरुआत में वृद्धि की आवश्यकता होती है, और उनके पास नेटवर्क पर एक बढ़ता भार है, मुख्य और बैकअप फ़ीड दोनों का सबसे अच्छा स्रोत केवल वैकल्पिक होगा।
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एसिंक्रोनस जेनरेटर
ऐसे जेनरेटर में रोटर का घूर्णन टर्नओवर चुंबकीय क्षेत्र से थोड़ा आगे है, जो स्टेटर द्वारा बनाया गया है। ऐसे इलेक्ट्रिक जेनरेटर में दो प्रकार के घुमाव के साथ रोटर्स शामिल हैं - शॉर्ट-सर्किट और चरण। एक अतुल्यकालिक जनरेटर में, ऑपरेशन का सिद्धांत बिल्कुल अपने सिंक्रोनस एनालॉग में समान है - स्टेटर सहायक घुमाव पर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जिसे बाद में रोटर द्वारा प्रेषित किया जाता है और ईएमएफ की स्टेटर घुमावदार होते हैं। लेकिन अंतर इस तथ्य में निहित है कि आवृत्ति जिसके साथ चुंबकीय क्षेत्र घूमता है अपरिवर्तित होता है, यानी, इसका समायोजन अमान्य है। यही कारण है कि विद्युत प्रवाह की आवृत्ति, जिसे एक वैकल्पिक, और वोल्टेज द्वारा उत्पादित किया जाता है, रोटर क्रांति के साथ सीधा संबंध होता है, जो बदले में विद्युत जनरेटर की ड्राइव मोटर के स्थिर संचालन पर निर्भर करता है।
एसिंक्रोनस अल्टरनेटर के बाहर से कार्यों से उच्च सुरक्षा होती है और कम सर्किट के प्रति काफी कम संवेदनशील होती है, ताकि वे वेल्डिंग मशीनों के लिए बहुत अच्छे हों। ये जनरेटर उन उपकरणों को प्रतिस्थापित करने के लिए भी उपयुक्त हैं जिनके पास ओमिक (सक्रिय) भार है, जो उनके द्वारा आपूर्ति की गई लगभग सभी बिजली द्वारा परिवर्तित होते हैं, काम करने के लिए - कंप्यूटर, प्रकाश लैंप, बरतन, हीटर इत्यादि।
उच्च प्रतिक्रियाशील (प्रारंभिक) लोड, जो तब होता है, उदाहरण के लिए, पंपिंग उपकरण, एक सेकंड के लिए रहता है, लेकिन बिजली के जनरेटर को इसका सामना करना पड़ता है। और यह वही है - हम मानते हैं कि आपको एक भारी गाड़ी चलाने की जरूरत है, जो क्षैतिज सतह पर स्थापित है। ट्रॉली को स्थानांतरित करने के लिए, अपने आंदोलन को बनाए रखने के लिए और अधिक प्रयास करना आवश्यक है। यह वही स्थिति है जो तब होती है जब रेफ्रिजरेटर कंप्रेसर लॉन्च किया जाता है या स्प्लिट-सिस्टम, इलेक्ट्रिक मोटर्स और किसी भी पंप, इसलिए, केवल सिंक्रोनस विद्युत जनरेटर इसका सामना कर सकता है।
केंद्रीय बिजली ग्रिड में प्रतिक्रियाशील भार को चोक या कैपेसिटर्स के साथ मुआवजा दिया जाता है, साथ ही विद्युत केबल्स और ट्रांसफार्मर के विशेष रूप से बढ़ी हुई क्रॉस सेक्शन का उपयोग किया जाता है।
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एसिंक्रोनस अल्टरनेटर में एक महत्वपूर्ण कमी है - बढ़ते भार को समझने में सक्षम नहीं है। लेकिन, इसके बावजूद, सिंक्रोनस एनालॉग से डिजाइन और सस्ता करना आसान है। इसके अलावा, एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक जनरेटर के पास एक बंद डिज़ाइन है, जो उन्हें नमी और बाहरी प्रदूषण के खिलाफ अच्छी सुरक्षा प्रदान करने में सक्षम है।
तीन चरण और एकल चरण जनरेटर
कुछ लोगों को आश्वस्त किया जाता है कि एक चरण बिजली जनरेटर तीन चरण से भी बदतर है। बिजली को समझ में नहीं आता उन लोगों का तर्क समझना आसान है - एक चरण तीन से कम है, इसलिए बदतर। वास्तव में, तीन- और एकल चरण बिजली की आपूर्ति के बीच चयन अंतिम उपयोगकर्ताओं की आवश्यकताओं पर आधारित होना चाहिए।एक इलेक्ट्रिक जनरेटर जिसमें एकल चरण उपभोक्ताओं के तीन समूहों को खिलाने के लिए तीन चरणों की आवश्यकता नहीं होती है, और तीन चरण के उपकरणों को खिलाने के लिए।
ऐसा होता है कि सदन में तीन चरण इनपुट का लेआउट एकल चरण के समूहों पर किया जाता है, लेकिन किरायेदारों, बल्कि बिजलीविदों के लिए यह फायदेमंद है, क्योंकि इसके लिए आपको पावर सिस्टम की एक बहुत महंगी सुरक्षा और इसकी स्थापना की आवश्यकता है बहुत कीमती है। लगभग सभी आधुनिक घरेलू उपकरण एकल चरण हैं, और तीन चरण इलेक्ट्रिक मोटर्स और इलेक्ट्रिक स्टोव के पुराने मॉडल थे।
तीन चरण इलेक्ट्रिक मोटर्स में एक महत्वपूर्ण नुकसान होता है - वैकल्पिक की शक्ति के साथ, उदाहरण के लिए, 10 किलोवाट, प्रत्येक चरण की शक्ति 3.3 किलोवाट होगी। चरणों में, पावर लोड का अधिकतम संभव ऑफसेट नाममात्र का 25% से अधिक नहीं हो सकता है, जो कुल जनरेटर शक्ति का 1/3 है। इसके आधार पर, एक एकल चरण जनरेटर जिसमें 4.5 किलोवाट की शक्ति होती है, वह तीन चरण जनरेटर से 10 किलोवाट से अधिक शक्तिशाली होगी।
इन्वर्टर जनक
इन्वर्टर अल्टरनेटर में एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई है जो किसी भी वोल्टेज बूंदों की कमी के साथ उत्कृष्ट गुणवत्ता वाली बिजली के उत्पादन को सुनिश्चित करने में सक्षम है। इन्वर्टर अल्टरनेटर ऐसे उपभोक्ताओं के पोषण के लिए उत्कृष्ट हैं जिन्हें केवल नाममात्र वोल्टेज में आवश्यकता होती है।
एक सिंक्रोनस अल्टरनेटर के लिए एक इन्वर्टर नियंत्रण प्रणाली की स्थापना की जाती है और तीन चरणों में कार्य करता है: 20 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ वोल्टेज का उत्पादन करता है; फिर यह 12 वी का स्थायी प्रवाह बनाता है; इसके अलावा, प्रत्यक्ष वर्तमान को एक परिवर्तनीय नाममात्र में परिवर्तित किया जाता है जिसमें 50 हर्ट्ज की आवृत्ति होती है।
इन्वर्टर जनरेटर को तीन प्रकार के स्पंदित आउटपुट वोल्टेज में बांटा गया है:
- सबसे सस्ता मॉडल के लिए, एक आयताकार प्रोत्साहन की विशेषता है। ऐसे मॉडल केवल पावर टूल्स का निर्माण कर सकते हैं। इस प्रकार के इनवर्टर लगभग बेचे जाते हैं, क्योंकि इसमें कम लोकप्रियता और बहुत सीमित अवसर हैं।
- औसत मूल्य क्षेत्र के जेनरेटर एक ट्रैपेज़ॉयडल आवेग प्रदान कर सकते हैं। यह उन्हें रेफ्रिजरेटर जैसे जटिल घरेलू विद्युत उपकरणों को खिलाने की अनुमति देता है। लेकिन सबसे संवेदनशील तकनीक के लिए, इस तरह की गुणवत्ता वोल्टेज अक्सर अपर्याप्त है।
- एक साइनसॉइडल आवेग के साथ, किसी भी डिवाइस के काम के लिए सबसे अच्छी स्थितियां बनाई जाती हैं - सबसे सरल से सबसे कठिन तक। साइनसॉइडल वोल्टेज में स्थिर विशेषताएं हैं और बिजली के सभी मानकों के साथ सटीक रूप से अनुपालन करती हैं, जो केंद्रीय विद्युत नेटवर्क द्वारा आपूर्ति की जाती है। इस तरह के इनवर्टर की लागत दो अन्य प्रकारों की तुलना में काफी अधिक है।
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इन्वर्टर जेनरेटर के लाभ:
- बहुत कम वजन और आकार, यदि एक ही शक्ति के साधारण जेनरेटर की तुलना में;
- ऑपरेशन के दौरान कम शोर, जो इस तथ्य के कारण हासिल किया जाता है कि रोटर गति बदलती है;
- बहुत छोटी ईंधन खपत, जो बिजली उत्पादन प्रक्रिया के इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण द्वारा हासिल की जाती है। जनरेटर वर्तमान में सभी उपभोक्ताओं को आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है, और इसका प्रदर्शन उपभोक्ताओं की संख्या में उचित कमी या वृद्धि के साथ घटता है या बढ़ता है;
- चूंकि वे एक सिंक्रोनस वैकल्पिक पर आधारित होते हैं, इसलिए इनवर्टर संक्षेप में उच्च गति वाले ऊर्जा-गहन उपकरण की आपूर्ति कर सकते हैं। इसके अलावा, इन्वर्टर जेनरेटर के कुछ मॉडलों में एक "अधिभार मोड" फ़ंक्शन होता है, जिसमें इन्वर्टर नाममात्र की तुलना में 50% अधिक बिजली का उत्पादन कर सकता है। लेकिन यह मोड लगभग 20-30 मिनट कार्य कर सकता है;
- विफलता पर अच्छा काम - लगभग 3 हजार घंटे।
नुकसान:
- अधिकतम निरंतर संचालन 8 घंटे है;
- एक ही शक्ति के गैर-इन्वर्टर अनुरूपों की तुलना में उच्च लागत है;
- इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई काफी संवेदनशील है, और इसकी मरम्मत काफी महंगा है;
- इस प्रकार के जेनरेटर में अधिकतम शक्ति 7.2 किलोवाट है, और ऐसे मॉडल नहीं हैं जिनमें अधिक शक्ति है।
निष्कर्ष
इन्वर्टर को छोड़कर सभी उपरोक्त जेनरेटर, न केवल बिजली संयंत्रों के कम बिजली वाले उपभोक्ता मॉडल में बल्कि बड़े जनरेटर प्रणालियों में भी उपयोग किए जा सकते हैं जो बिजली मेगावाट का उत्पादन करते हैं।