दो चरण की विद्युत शक्ति: Difference between revisions
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[[Image:Elementary Two Phase Alternator.jpg|thumb|400px|दो-चरण अल्टरनेटर का एक सरल आरेख<ref>Figure 1253 from the 1917 Hawkins Electrical Guide</ref>]]'''दो-चरण विद्युत''' शक्ति 20 वीं सदी की एक प्रारंभिक विद्युत, विद्युत वितरण प्रणाली थी। दो परिपथ का उपयोग किया गया था, और वोल्टेज चरण 90 डिग्री, चक्र के एक-चौथाई से भिन्न होते हैं। सामान्यतः परिपथ चार तारों का उपयोग करते थे, प्रत्येक चरण के लिए दो किया जाता था। कभी कभी, तीन तारों का उपयोग भी किया जाता था, एक बड़े व्यास कंडक्टर और एक साधारण तार के साथ। कुछ प्रारंभिक दो-चरण जनरेटर में दो पूर्ण रोटर और फील्ड असेंबली होती थी, जिसमें वाइंडिंग भौतिक रूप से दो-चरण की शक्ति प्रदान करने के लिए ऑफसेट होती थी। 1895 में स्थापित [[ नायग्रा फॉल्स |नियाग्रा फॉल्स]] में जनरेटर उस समय दुनिया के सबसे बड़े जनरेटर थे और दो चरण वाली मशीनें थीं। तीन-चरण प्रणालियों ने अंततः बिजली संचरण और उपयोग के लिए मूल दो-चरण बिजली प्रणालियों को बदल दिया। [[ फ़िलाडेल्फ़िया |फ़िलाडेल्फ़िया]], [[ पेंसिल्वेनिया |पेंसिल्वेनिया]] में उदाहरणों के साथ कुछ दो-चरण वितरण प्रणालियाँ बनी हुई हैं; सेंटर सिटी में कई इमारतों को स्थायी रूप से दो-चरण <ref>Company advertising services for two-phase: http://www.phillyfacility.com/two_phase.htm</ref> और हार्टफोर्ड, कनेक्टिकट <ref>Al Williams ''A Tale of Two Phases and Tech Inertia'': https://hackaday.com/2018/03/15/a-tale-of-two-phases-and-tech-inertia/</ref> के लिए तार युक्त किया गया। | |||
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एकल-चरण | एकल-चरण की तुलना में दो-चरण विद्युत शक्ति का लाभ यह था कि यह सरल, स्व-प्रारंभिक विद्युत मोटरों के लिए अनुमति देता था। [[ विद्युत अभियन्त्रण |विद्युत अभियन्त्रण]] के शुरुआती दिनों में, दो-चरण प्रणालियों का विश्लेषण और डिजाइन करना आसान था जहां चरण पूरी तरह से अलग हो गए थे।<ref name="blalock">Thomas J. Blalock "The first polyphase system: a look back at two-phase power for AC distribution", in ''IEEE Power and Energy Magazine'', March–April 2004, {{ISSN|1540-7977}} p. 63</ref> 1918 में [[ सममित घटक |सममित घटकों]] की विधि का आविष्कार होने तक यह नहीं था कि असंतुलित लोड मामलों का वर्णन करने के लिए पॉलीफ़ेज़ पावर सिस्टम के पास सुविधाजनक गणितीय उपकरण था। दो-चरण प्रणाली के साथ उत्पन्न परिक्रामी चुंबकीय क्षेत्र ने विद्युत मोटरों को शून्य मोटर गति से टोक़ प्रदान करने की अनुमति दी, जो एकल-चरण प्रेरण मोटर (बिना अतिरिक्त प्रारंभिक साधनों के) के साथ संभव नहीं था। दो-चरण संचालन के लिए डिज़ाइन किए गए [[ इंडक्शन मोटर |इंडक्शन]] मोटर्स कैपेसिटर-स्टार्ट सिंगल-फेज मोटर्स के समान वाइंडिंग विन्यास का उपयोग करते हैं। हालाँकि, दो-चरण प्रेरण मोटर में, दो वाइंडिंग्स की बाधाएँ समान होती हैं। | ||
दो-चरण | दो-चरण परिपथ में आदर्श भार में निरंतर संयुक्त शक्ति का भी लाभ होता है, जबकि एकल-चरण परिपथ में शक्ति वोल्टेज और धारा के शून्य प्रतिच्छेदन के कारण आवृत्ति से दोगुनी होती है। | ||
== तीन चरण की शक्ति के साथ तुलना == | == तीन चरण की शक्ति के साथ तुलना == | ||
समान वहन क्षमता के दो-चरण चार-तार | समान वहन क्षमता के दो-चरण चार-तार परिपथ की तुलना में तीन-चरण विद्युत शक्ति को समान वोल्टेज और समग्र शक्ति के लिए कम संवाहक द्रव्यमान की आवश्यकता होती है।<ref>Terrell Croft and Wilford Summers (ed), ''American Electricans' Handbook'', Eleventh Edition, McGraw Hill, New York (1987) {{ISBN|0-07-013932-6}} page 3–10, figure 3–23</ref> इसने विद्युत ऊर्जा के वाणिज्यिक वितरण के लिए दो-चरण की शक्ति को बदल दिया है, लेकिन कुछ नियंत्रण प्रणालियों में अभी भी दो-चरण परिपथ पाए जाते हैं। | ||
दो-चरण | दो-चरण परिपथ सामान्यतः वर्तमान-वाहक संवाहकों के दो अलग-अलग जोड़े का उपयोग करते हैं। वैकल्पिक रूप से, तीन तारों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन आम संवाहक चरण धाराओं के वेक्टर योग को वहन करता है, जिसके लिए बड़े कंडक्टर की आवश्यकता होती है। संतुलित तीन-चरण धाराओं का वेक्टर योग शून्य है, जिससे तटस्थ तारों को समाप्त किया जा सकता है। विद्युत शक्ति वितरण में, चार के बजाय केवल तीन संवाहकों की आवश्यकता, संवाहकों और स्थापना के खर्च के कारण काफी वितरण-तार लागत बचत का प्रतिनिधित्व करती है। | ||
जबकि दो-चरण और तीन-चरण | जबकि दोनों दो-चरण और तीन-चरण परिपथ में आदर्श भार के लिए निरंतर संयुक्त शक्ति होती है, व्यावहारिक उपकरण जैसे मोटर दो-चरण प्रणालियों में बिजली के स्पंदन से व्यथित हो सकते हैं। [4] जनरेटर और मोटर ड्राइव शाफ्ट में मैग्नेटोस्ट्रिक्शन ([[ चुंबकीय विरूपण |चुंबकीय विरूपण]]) और आक्षेप वाले कंपन के कारण इन बिजली स्पंदनों से [[ ट्रांसफार्मर |ट्रांसफार्मर]] और मोटर विपाटन में यांत्रिक शोर बढ़ जाता है। | ||
[[ स्कॉट कनेक्शन ]] में दो ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके तीन चरण के स्रोत से दो चरण की शक्ति प्राप्त की जा सकती है: | [[ स्कॉट कनेक्शन |स्कॉट कनेक्शन]] में दो ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके तीन चरण के स्रोत से दो चरण की शक्ति प्राप्त की जा सकती है: ट्रांसफॉर्मर प्राथमिक आपूर्ति के दो चरणों में जुड़ा हुआ है। दूसरा ट्रांसफॉर्मर पहले ट्रांसफॉर्मर के सेंटर टैप से जुड़ा है, और तीन चरण प्रणाली पर चरण-दर-चरण वोल्टेज के 86.6% के लिए उत्सर्जन है। ट्रांसफॉर्मर की माध्यमिक में समय के अलावा दो चरण 90 डिग्री होंगे, और एक संतुलित दो-चरण भार को तीन आपूर्ति चरणों में समान रूप से संतुलित किया जाएगा। | ||
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Latest revision as of 13:18, 22 January 2023
दो-चरण विद्युत शक्ति 20 वीं सदी की एक प्रारंभिक विद्युत, विद्युत वितरण प्रणाली थी। दो परिपथ का उपयोग किया गया था, और वोल्टेज चरण 90 डिग्री, चक्र के एक-चौथाई से भिन्न होते हैं। सामान्यतः परिपथ चार तारों का उपयोग करते थे, प्रत्येक चरण के लिए दो किया जाता था। कभी कभी, तीन तारों का उपयोग भी किया जाता था, एक बड़े व्यास कंडक्टर और एक साधारण तार के साथ। कुछ प्रारंभिक दो-चरण जनरेटर में दो पूर्ण रोटर और फील्ड असेंबली होती थी, जिसमें वाइंडिंग भौतिक रूप से दो-चरण की शक्ति प्रदान करने के लिए ऑफसेट होती थी। 1895 में स्थापित नियाग्रा फॉल्स में जनरेटर उस समय दुनिया के सबसे बड़े जनरेटर थे और दो चरण वाली मशीनें थीं। तीन-चरण प्रणालियों ने अंततः बिजली संचरण और उपयोग के लिए मूल दो-चरण बिजली प्रणालियों को बदल दिया। फ़िलाडेल्फ़िया, पेंसिल्वेनिया में उदाहरणों के साथ कुछ दो-चरण वितरण प्रणालियाँ बनी हुई हैं; सेंटर सिटी में कई इमारतों को स्थायी रूप से दो-चरण [2] और हार्टफोर्ड, कनेक्टिकट [3] के लिए तार युक्त किया गया।
एकल-चरण शक्ति के साथ तुलना
एकल-चरण की तुलना में दो-चरण विद्युत शक्ति का लाभ यह था कि यह सरल, स्व-प्रारंभिक विद्युत मोटरों के लिए अनुमति देता था। विद्युत अभियन्त्रण के शुरुआती दिनों में, दो-चरण प्रणालियों का विश्लेषण और डिजाइन करना आसान था जहां चरण पूरी तरह से अलग हो गए थे।[4] 1918 में सममित घटकों की विधि का आविष्कार होने तक यह नहीं था कि असंतुलित लोड मामलों का वर्णन करने के लिए पॉलीफ़ेज़ पावर सिस्टम के पास सुविधाजनक गणितीय उपकरण था। दो-चरण प्रणाली के साथ उत्पन्न परिक्रामी चुंबकीय क्षेत्र ने विद्युत मोटरों को शून्य मोटर गति से टोक़ प्रदान करने की अनुमति दी, जो एकल-चरण प्रेरण मोटर (बिना अतिरिक्त प्रारंभिक साधनों के) के साथ संभव नहीं था। दो-चरण संचालन के लिए डिज़ाइन किए गए इंडक्शन मोटर्स कैपेसिटर-स्टार्ट सिंगल-फेज मोटर्स के समान वाइंडिंग विन्यास का उपयोग करते हैं। हालाँकि, दो-चरण प्रेरण मोटर में, दो वाइंडिंग्स की बाधाएँ समान होती हैं।
दो-चरण परिपथ में आदर्श भार में निरंतर संयुक्त शक्ति का भी लाभ होता है, जबकि एकल-चरण परिपथ में शक्ति वोल्टेज और धारा के शून्य प्रतिच्छेदन के कारण आवृत्ति से दोगुनी होती है।
तीन चरण की शक्ति के साथ तुलना
समान वहन क्षमता के दो-चरण चार-तार परिपथ की तुलना में तीन-चरण विद्युत शक्ति को समान वोल्टेज और समग्र शक्ति के लिए कम संवाहक द्रव्यमान की आवश्यकता होती है।[5] इसने विद्युत ऊर्जा के वाणिज्यिक वितरण के लिए दो-चरण की शक्ति को बदल दिया है, लेकिन कुछ नियंत्रण प्रणालियों में अभी भी दो-चरण परिपथ पाए जाते हैं।
दो-चरण परिपथ सामान्यतः वर्तमान-वाहक संवाहकों के दो अलग-अलग जोड़े का उपयोग करते हैं। वैकल्पिक रूप से, तीन तारों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन आम संवाहक चरण धाराओं के वेक्टर योग को वहन करता है, जिसके लिए बड़े कंडक्टर की आवश्यकता होती है। संतुलित तीन-चरण धाराओं का वेक्टर योग शून्य है, जिससे तटस्थ तारों को समाप्त किया जा सकता है। विद्युत शक्ति वितरण में, चार के बजाय केवल तीन संवाहकों की आवश्यकता, संवाहकों और स्थापना के खर्च के कारण काफी वितरण-तार लागत बचत का प्रतिनिधित्व करती है।
जबकि दोनों दो-चरण और तीन-चरण परिपथ में आदर्श भार के लिए निरंतर संयुक्त शक्ति होती है, व्यावहारिक उपकरण जैसे मोटर दो-चरण प्रणालियों में बिजली के स्पंदन से व्यथित हो सकते हैं। [4] जनरेटर और मोटर ड्राइव शाफ्ट में मैग्नेटोस्ट्रिक्शन (चुंबकीय विरूपण) और आक्षेप वाले कंपन के कारण इन बिजली स्पंदनों से ट्रांसफार्मर और मोटर विपाटन में यांत्रिक शोर बढ़ जाता है।
स्कॉट कनेक्शन में दो ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके तीन चरण के स्रोत से दो चरण की शक्ति प्राप्त की जा सकती है: ट्रांसफॉर्मर प्राथमिक आपूर्ति के दो चरणों में जुड़ा हुआ है। दूसरा ट्रांसफॉर्मर पहले ट्रांसफॉर्मर के सेंटर टैप से जुड़ा है, और तीन चरण प्रणाली पर चरण-दर-चरण वोल्टेज के 86.6% के लिए उत्सर्जन है। ट्रांसफॉर्मर की माध्यमिक में समय के अलावा दो चरण 90 डिग्री होंगे, और एक संतुलित दो-चरण भार को तीन आपूर्ति चरणों में समान रूप से संतुलित किया जाएगा।
यह भी देखें
- पॉलीपेज़ सिस्टम
- रोटरी कनवर्टर
- एकल-चरण विद्युत शक्ति
- विभाजित चरण विद्युत शक्ति
- तीन चरण विद्युत शक्ति
संदर्भ
- Notes
- Specific references
- ↑ Figure 1253 from the 1917 Hawkins Electrical Guide
- ↑ Company advertising services for two-phase: http://www.phillyfacility.com/two_phase.htm
- ↑ Al Williams A Tale of Two Phases and Tech Inertia: https://hackaday.com/2018/03/15/a-tale-of-two-phases-and-tech-inertia/
- ↑ Thomas J. Blalock "The first polyphase system: a look back at two-phase power for AC distribution", in IEEE Power and Energy Magazine, March–April 2004, ISSN 1540-7977 p. 63
- ↑ Terrell Croft and Wilford Summers (ed), American Electricans' Handbook, Eleventh Edition, McGraw Hill, New York (1987) ISBN 0-07-013932-6 page 3–10, figure 3–23
- General references
- Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition, McGraw-Hill, New York, 1978, ISBN 0-07-020974-X
- Edwin J. Houston and Arthur Kennelly, Recent Types of Dynamo-Electric Machinery, copyright American Technical Book Company 1897, published by P. F. Collier and Sons New York, 1902
