अतिचालक वैद्युत यंत्र: Difference between revisions

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सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रिक मशीनें [[ वैद्युतयांत्रिकी ]] हैं जो एक या अधिक [[ सुपरकंडक्टर ]] तत्वों के उपयोग पर निर्भर करती हैं। चूंकि सुपरकंडक्टर्स के पास प्रत्यक्ष वर्तमान विद्युत प्रतिरोध नहीं होता है, इसलिए उनके पास आमतौर पर अधिक [[ दक्षता ]] होती है। सुपरकंडक्टिंग मशीन में अत्यधिक रुचि रखने वाला सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर एक बहुत ही उच्च चुंबकीय क्षेत्र की पीढ़ी है जो एक पारंपरिक मशीन में संभव नहीं है। इससे मोटर की मात्रा में काफी कमी आती है; जिसका अर्थ है बिजली घनत्व में भारी वृद्धि। हालांकि, चूंकि सुपरकंडक्टर्स में केवल एक निश्चित सुपरकंडक्टिंग ट्रांजिशन तापमान के तहत शून्य प्रतिरोध होता है, '' टी<sub>c</sub>जो कि कमरे के तापमान से सैकड़ों डिग्री कम है, [[ क्रायोजेनिक्स ]] की आवश्यकता होती है।


== इतिहास ==
डायरेक्ट करंट होमोपोलर मशीनें सबसे पुरानी [[ इलेक्ट्रिक मशीन ]]ों में से हैं। [[ माइकल फैराडे ]] ने 1831 में एक [[ होमोपोलर मोटर ]] बनाया। [[ अतिचालक ]] डीसी होमोपोलर मशीनें अपने स्थिर [[ घुमावदार क्षेत्र ]] में सुपरकंडक्टर्स का उपयोग करती हैं और सामान्य [[ विद्युत् सुचालक ]] अपने घूर्णन पिकअप वाइंडिंग में। 2005 में [[ सामान्य परमाणु ]] कंपनी को जहाज प्रणोदन के लिए एक बड़ी कम गति वाली सुपरकंडक्टिंग होमपोलर मोटर के निर्माण के लिए एक अनुबंध प्राप्त हुआ।<ref>{{Cite web|url=http://www.ga.com/general-atomics-to-design-and-fabricate-advanced-propulsion-motor-for-us-navy|title=General Atomics to Design and Fabricate Advanced Propulsion Motor for US Navy}}</ref> सुपरकंडक्टिंग [[ एकध्रुवीय जनरेटर ]] को [[ लेजर हथियार ]] प्रणालियों के लिए [[ स्पंदित शक्ति ]] स्रोत माना जाता है। हालांकि, अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए एकध्रुवीय मशीनें व्यावहारिक नहीं रही हैं।


अतीत में, प्रयोगात्मक एसी सिंक्रोनस सुपरकंडक्टिंग मशीनों को कम तापमान वाले धातु सुपरकंडक्टर्स का उपयोग करके रोटर्स के साथ बनाया गया था जो [[ तरल हीलियम ]] से ठंडा होने [[ उच्च तापमान [[ अतिचालकता ]] ]] प्रदर्शित करते हैं। ये काम करते थे, हालांकि तरल हीलियम कूलिंग की उच्च लागत ने उन्हें अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए बहुत महंगा बना दिया।
अतिचालक वैद्युत यंत्र (सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रिक मशीन) [[ वैद्युतयांत्रिकी |वैद्युतयांत्रिकी]] हैं जो एक या अधिक [[ सुपरकंडक्टर |अतिसंवाहक]] तत्वों के उपयोग पर निर्भर करती हैं। चूंकि अतिसंवाहक के पास प्रत्यक्ष वर्तमान विद्युत प्रतिरोध नहीं होता है, इसलिए उनके पास सामान्यतः अधिक [[ दक्षता |दक्षता]] होती है। अतिचालक यंत्र में अत्यधिक रुचि रखने वाला सबसे महत्वपूर्ण मापदण्ड एक बहुत ही उच्च चुंबकीय क्षेत्र की पीढ़ी है जो एक पारंपरिक यंत्र में संभव नहीं है। इससे मोटर की मात्रा में काफी कमी आती है; जिसका अर्थ है बिजली घनत्व में भारी वृद्धि होती है। हालांकि, अतिसंवाहक के पास केवल एक निश्चित अतिसंवाहक संक्रमण तापमान के तहत शून्य प्रतिरोध होता है, ''T<sub>c</sub>'' जो कि कमरे के तापमान से सैकड़ों डिग्री कम है, निम्रतापिकी की आवश्यकता होती है।


हाल ही में एसी सिंक्रोनस सुपरकंडक्टिंग मशीनें सिरेमिक रोटर कंडक्टर के साथ बनाई गई हैं जो उच्च तापमान सुपरकंडक्टिविटी प्रदर्शित करती हैं। इनके रोटर्स में लिक्विड नाइट्रोजन कूल्ड सिरेमिक सुपरकंडक्टर्स होते हैं। सिरेमिक सुपरकंडक्टर्स को उच्च तापमान या तरल-नाइट्रोजन-तापमान सुपरकंडक्टर्स भी कहा जाता है। क्योंकि [[ तरल नाइट्रोजन ]] अपेक्षाकृत सस्ती और संभालना आसान है, तरल हीलियम ठंडा धातु सुपरकंडक्टर मशीनों की तुलना में सिरेमिक सुपरकंडक्टर मशीनों में अधिक रुचि है।
== इतिहास ==
 
एकदिश धारा समध्रुवी यंत्र सबसे पुरानी [[ इलेक्ट्रिक मशीन |वैद्युत यंत्र]] में से हैं। [[ माइकल फैराडे |माइकल फैराडे]] ने 1831 में एक [[ होमोपोलर मोटर |समध्रुवी मोटर]] बनाया। [[ अतिचालक |अतिचालक]] डीसी समध्रुवी यंत्र अपने स्थिर [[ घुमावदार क्षेत्र |घुमावदार क्षेत्र]] में और सामान्य [[ विद्युत् सुचालक |विद्युत् सुचालक]] अपने घूर्णन संग्रह कुंडलन में अतिसंवाहक का उपयोग करती हैं। 2005 में [[ सामान्य परमाणु |सामान्य परमाणु]] कंपनी को जहाज प्रणोदन के लिए एक बड़ी कम गति वाली अतिचालक समध्रुवी प्रेरक के निर्माण के लिए एक अनुबंध प्राप्त हुआ। <ref>{{Cite web|url=http://www.ga.com/general-atomics-to-design-and-fabricate-advanced-propulsion-motor-for-us-navy|title=General Atomics to Design and Fabricate Advanced Propulsion Motor for US Navy}}</ref> अतिचालक [[ एकध्रुवीय जनरेटर |एकध्रुवीय जनित्र]] को [[ लेजर हथियार |लेजर शस्त्र]] प्रणालियों के लिए [[ स्पंदित शक्ति ]]स्रोत माना जाता है। हालांकि, अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए एकध्रुवीय यंत्र व्यावहारिक नहीं रही हैं।
== वर्तमान ब्याज ==
एसी सिंक्रोनस सिरेमिक सुपरकंडक्टिंग मशीनों में वर्तमान रुचि बड़ी मशीनों में है जैसे उपयोगिता और जहाज [[ बिजली संयंत्रों ]] में इस्तेमाल होने वाले [[ बिजली पैदा करने वाला ]] और जहाज प्रणोदन में इस्तेमाल होने वाली [[ बिजली की मोटर ]][[ अमेरिकी सुपरकंडक्टर ]] और [[ नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन ]] ने 36.5 मेगावाट सिरेमिक सुपरकंडक्टर शिप प्रोपल्शन मोटर का निर्माण और प्रदर्शन किया।
 
क्योंकि वे हल्के वजन के हैं और इसलिए कम टावर और निर्माण लागत की पेशकश करते हैं, उन्हें पवन टर्बाइनों के लिए एक आशाजनक जनरेटर तकनीक के रूप में देखा जाता है। सुपर कंडक्टिंग जेनरेटर के साथ डायरेक्ट ड्राइव सिंक्रोनस जेनरेटर की तुलना में जनरेटर का वजन और वॉल्यूम कम किया जा सकता है, जिससे पूरे टर्बाइन की लागत कम हो सकती है।<ref>Islam et al, ''A review of offshore wind turbine nacelle: Technical challenges, and research and developmental trends.'' In: ''[[Renewable and Sustainable Energy Reviews]]'' 33, (2014), 161–176, {{doi|10.1016/j.rser.2014.01.085}}</ref> पहली व्यावसायिक टर्बाइन लगभग 2020 में स्थापित होने की उम्मीद है।<ref>[http://www.energie-und-technik.de/smart-generation/wind/artikel/119559/ ''Supraleitende Generatoren: industrielle Fertigung ab 2020'']. In: ''Energie und Technik'', 12 May 2015. Retrieved 24 December 2015.</ref>


अतीत में, प्रयोगात्मक एसी समकालिक अतिचालक यंत्रों को कम तापमान वाले धातु अतिसंवाहक का उपयोग करके घूर्णक के साथ बनाया गया था जो [[ तरल हीलियम |द्रव हीलियम]] से शीतल होने पर [[उच्च तापमान [[ अतिचालकता |अतिचालकता]]]] प्रदर्शित करते हैं। ये काम करते थे, हालांकि द्रव हीलियम शीतलन की उच्च लागत ने उन्हें अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए बहुत महंगा बना दिया।


== सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रिक मशीनों के फायदे और नुकसान ==
हाल ही में एसी समकालिक अतिचालक यंत्र मृत्तिका घूर्णक निदेशक के साथ बनाई गई हैं जो उच्च तापमान अतिसंवाहकता प्रदर्शित करती हैं। इनके घूर्णक में द्रव नाइट्रोजन शीतल मृत्तिका अतिसंवाहक होते हैं। मृत्तिका अतिसंवाहक को उच्च तापमान या द्रव-नाइट्रोजन-तापमान अतिसंवाहक भी कहा जाता है। क्योंकि [[ तरल नाइट्रोजन |द्रव नाइट्रोजन]] अपेक्षाकृत सस्ती और संभालना आसान है, द्रव हीलियम ठंडा धातु अतिसंवाहक यंत्रों की तुलना में मृत्तिका अतिसंवाहक यंत्रों में अधिक रुचि है।


=== एक पारंपरिक कंडक्टर मशीन === के साथ तुलना में
== वर्तमान रुचि ==
सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रिक मशीनों में आमतौर पर निम्नलिखित फायदे होते हैं:
एसी समकालिक मृत्तिका अतिचालक यंत्रों में वर्तमान रुचि बड़ी यंत्रों में है जैसे उपयोगिता और जहाज [[ बिजली संयंत्रों ]] में इस्तेमाल होने वाले [[ बिजली पैदा करने वाला |जनित्र]] और जहाज प्रणोदन में इस्तेमाल होने वाली [[ बिजली की मोटर |बिजली की मोटर]]। [[ अमेरिकी सुपरकंडक्टर |अमेरिकी अतिसंवाहक]] और [[ नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन |नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन]] ने 36.5 मेगावाट मृत्तिका अतिसंवाहक विमान प्रणोदन मोटर का निर्माण और प्रदर्शन किया।
# कम प्रतिरोधक नुकसान लेकिन केवल रोटर इलेक्ट्रोमैग्नेट में।
# प्रशीतन उपकरण पर विचार किए बिना प्रति शक्ति क्षमता कम आकार और वजन।
इसके निम्नलिखित नुकसान भी हैं:
# शीतलन प्रणाली की लागत, आकार, वजन और जटिलताएं।
# सुपरकंडक्टर्स सुपरकंडक्टिंग चुंबक # चुंबक बुझाते हैं तो मोटर या जनरेटर की कार्रवाई में अचानक कमी या कमी।
# रोटर गति अस्थिरता के लिए एक बड़ी प्रवृत्ति। एक सुपरकंडक्टिंग रोटर में पारंपरिक रोटर की अंतर्निहित नमी नहीं होती है। इसकी गति अपनी समकालिक गति के आसपास शिकार या दोलन कर सकती है।
# मोटर बेयरिंग (मैकेनिकल) को ठंड का सामना करने में सक्षम होना चाहिए या ठंडे रोटर से अछूता रहने की जरूरत है।
# एक तुल्यकालिक मोटर के रूप में, व्यावहारिक संचालन के लिए इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण आवश्यक है। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण सुपरकूल्ड रोटर इलेक्ट्रोमैग्नेट में महंगे हार्मोनिक नुकसान का परिचय देता है।


=== उच्च तापमान सुपरकंडक्टर्स बनाम कम तापमान सुपरकंडक्टर्स ===
क्योंकि वे हल्के भार के हैं और इसलिए कम स्तंभ और निर्माण लागत की पेशकश करते हैं, उन्हें पवन टर्बाइनों के लिए एक आशाजनक जनित्र तकनीक के रूप में देखा जाता है। अतिचालक स्मृति जनित्र के साथ सीधा चालन समकालिक जनित्र की तुलना में जनित्र का भार और वॉल्यूम कम किया जा सकता है, जिससे पूरे टर्बाइन की लागत कम हो सकती है। <ref>Islam et al, ''A review of offshore wind turbine nacelle: Technical challenges, and research and developmental trends.'' In: ''[[Renewable and Sustainable Energy Reviews]]'' 33, (2014), 161–176, {{doi|10.1016/j.rser.2014.01.085}}</ref> पहली व्यावसायिक टर्बाइन लगभग 2020 में स्थापित होने की उम्मीद है।<ref>[http://www.energie-und-technik.de/smart-generation/wind/artikel/119559/ ''Supraleitende Generatoren: industrielle Fertigung ab 2020'']. In: ''Energie und Technik'', 12 May 2015. Retrieved 24 December 2015.</ref>
# उच्च-तापमान अतिचालकता|उच्च-तापमान अतिचालक (HTS) अधिक आसानी से प्राप्य तरल नाइट्रोजन तापमान पर अतिचालक बन जाते हैं, जो तरल हीलियम की तुलना में बहुत अधिक किफायती है जो आमतौर पर निम्न-तापमान अतिचालक में उपयोग किया जाता है।
== अतिचालक वैद्युत यंत्रों के लाभ और हानि ==
# एचटीएस सिरेमिक हैं, और पारंपरिक धातु मिश्र धातु सुपरकंडक्टर्स जैसे [[ नाइओबियम टाइटेनियम ]] के सापेक्ष नाजुक हैं।
# सुपरकंडक्टिंग जंक्शन बनाने के लिए सिरेमिक सुपरकंडक्टर्स को एक साथ बोल्ट या वेल्ड नहीं किया जा सकता है। निर्मित होने पर सिरेमिक सुपरकंडक्टर्स को उनके अंतिम आकार में ढाला जाना चाहिए। इससे उत्पादन लागत बढ़ सकती है। {{Citation needed|date=December 2010}}
# चुंबकीय क्षेत्र को दोलन करके सिरेमिक सुपरकंडक्टर्स को सुपरकंडक्टिविटी से अधिक आसानी से बाहर निकाला जा सकता है। यह क्षणिक स्थितियों के दौरान एक समस्या हो सकती है, जैसे अचानक लोड या आपूर्ति परिवर्तन के दौरान। {{Citation needed|date=December 2010}}


==== एक पारंपरिक कंडक्टर यंत्र के साथ तुलना ====
अतिचालक वैद्युत यंत्रों में सामान्यतः निम्नलिखित लाभ होते हैं:
# कम प्रतिरोधक हानि लेकिन केवल घूर्णक विद्युत् चुंबक में है।
# प्रशीतन उपकरण पर विचार किए बिना प्रति शक्ति क्षमता कम आकार और भार।
इसके निम्नलिखित हानि भी हैं:
# शीतलन प्रणाली की लागत, आकार, भार और जटिलताएं।
# अतिसंवाहक अतिचालक चुंबक बुझाते हैं तो मोटर या जनित्र की कार्रवाई में अचानक कमी है।
# घूर्णक गति अस्थिरता के लिए एक बड़ी प्रवृत्ति है। एक अतिचालक घूर्णक में पारंपरिक घूर्णक की अंतर्निहित नमी नहीं होती है। इसकी गति अपनी समकालिक गति के आसपास शिकार या दोलन कर सकती है।
# मोटर दिग्मान (यांत्रिक) को ठंड का सामना करने में सक्षम होना चाहिए या ठंडे घूर्णक से अछूता रहने की जरूरत है।
# एक तुल्यकालिक मोटर के रूप में, व्यावहारिक संचालन के लिए इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण आवश्यक है। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण अतिशीतित घूर्णक विद्युत चुम्बक में महंगे सुसंगत हानि का परिचय देता है।


=== उच्च तापमान अतिसंवाहक बनाम कम तापमान अतिसंवाहक ===
# उच्च-तापमान अतिचालक (HTS) अधिक आसानी से प्राप्य द्रव नाइट्रोजन तापमान पर अतिचालक बन जाते हैं, जो द्रव हीलियम की तुलना में बहुत अधिक मितिव्ययी है जो सामान्यतः निम्न-तापमान अतिचालक में उपयोग किया जाता है।
# एचटीएस मृत्तिका हैं, और पारंपरिक धातु मिश्र धातु अतिसंवाहक जैसे [[ नाइओबियम टाइटेनियम |नाइओबियम टाइटेनियम]] के सापेक्ष भंगुर हैं।
# अतिचालक संधिस्थल बनाने के लिए मृत्तिका अतिसंवाहक को एक साथ वर्जित या वेल्ड नहीं किया जा सकता है। निर्मित होने पर मृत्तिका अतिसंवाहक को उनके अंतिम आकार में ढाला जाना चाहिए। इससे उत्पादन लागत बढ़ सकती है।
# चुंबकीय क्षेत्र को दोलन करके मृत्तिका अतिसंवाहक को अतिसंवाहकता से अधिक आसानी से बाहर निकाला जा सकता है। यह क्षणिक स्थितियों के उपरान्त एक समस्या हो सकती है, जैसे अचानक लोड या आपूर्ति परिवर्तन के उपरान्त समस्या हो सकती है।
==संदर्भ==
==संदर्भ==
{{Reflist}}
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== आगे की पढाई ==
== आगे की पढाई ==


*Bumby, J. R.,  Superconducting Rotating Electrical Machines, Oxford: Clarendon Press, 192 pages, 1983.
*Bumby, J. R.,  सुपरकंडक्टिंग रोटेटिंग इलेक्ट्रिकल मशीन, ऑक्सफोर्ड: क्लेरेंडन प्रेस, 192 pages, 1983.
*Kuhlmann, J. H.,  Design of Electrical Apparatus, 3rd edition; New York: John Wiley & Sons, Inc., 512 pages, 1950. <Note, this book does not consider superconducting machines. However, it provides excellent detailed design information that could be used when designing a superconducting machine.>
*Kuhlmann, J. H.,  Design of Electrical Apparatus, 3rd edition; New York: John Wiley & Sons, Inc., 512 pages, 1950. <Note, this book does not consider superconducting machines. However, it provides excellent detailed design information that could be used when designing a superconducting machine.>
*Tubbs, S. P.,  Design and Analysis of a Superconducting High Speed Synchronous/Induction Motor, ProQuest Direct Complete Database, Publication No. AAT LD03278, 227 pages, 1995. <Literature evaluation, analysis, experimental results, and a large bibliography.>
*Tubbs, S. P.,  Design and Analysis of a Superconducting High Speed Synchronous/Induction Motor, ProQuest Direct Complete Database, Publication No. AAT LD03278, 227 pages, 1995. <Literature evaluation, analysis, experimental results, and a large bibliography.>
==बाहरी कड़ियाँ==
==बाहरी कड़ियाँ==
*American Superconductor, AC synchronous superconducting ceramic motors and generators  http://www.amsc.com/
*American Superconductor, AC synchronous superconducting ceramic motors and generators  http://www.amsc.com/


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Latest revision as of 10:28, 5 September 2023


अतिचालक वैद्युत यंत्र (सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रिक मशीन) वैद्युतयांत्रिकी हैं जो एक या अधिक अतिसंवाहक तत्वों के उपयोग पर निर्भर करती हैं। चूंकि अतिसंवाहक के पास प्रत्यक्ष वर्तमान विद्युत प्रतिरोध नहीं होता है, इसलिए उनके पास सामान्यतः अधिक दक्षता होती है। अतिचालक यंत्र में अत्यधिक रुचि रखने वाला सबसे महत्वपूर्ण मापदण्ड एक बहुत ही उच्च चुंबकीय क्षेत्र की पीढ़ी है जो एक पारंपरिक यंत्र में संभव नहीं है। इससे मोटर की मात्रा में काफी कमी आती है; जिसका अर्थ है बिजली घनत्व में भारी वृद्धि होती है। हालांकि, अतिसंवाहक के पास केवल एक निश्चित अतिसंवाहक संक्रमण तापमान के तहत शून्य प्रतिरोध होता है, Tc जो कि कमरे के तापमान से सैकड़ों डिग्री कम है, निम्रतापिकी की आवश्यकता होती है।

इतिहास

एकदिश धारा समध्रुवी यंत्र सबसे पुरानी वैद्युत यंत्र में से हैं। माइकल फैराडे ने 1831 में एक समध्रुवी मोटर बनाया। अतिचालक डीसी समध्रुवी यंत्र अपने स्थिर घुमावदार क्षेत्र में और सामान्य विद्युत् सुचालक अपने घूर्णन संग्रह कुंडलन में अतिसंवाहक का उपयोग करती हैं। 2005 में सामान्य परमाणु कंपनी को जहाज प्रणोदन के लिए एक बड़ी कम गति वाली अतिचालक समध्रुवी प्रेरक के निर्माण के लिए एक अनुबंध प्राप्त हुआ। [1] अतिचालक एकध्रुवीय जनित्र को लेजर शस्त्र प्रणालियों के लिए स्पंदित शक्ति स्रोत माना जाता है। हालांकि, अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए एकध्रुवीय यंत्र व्यावहारिक नहीं रही हैं।

अतीत में, प्रयोगात्मक एसी समकालिक अतिचालक यंत्रों को कम तापमान वाले धातु अतिसंवाहक का उपयोग करके घूर्णक के साथ बनाया गया था जो द्रव हीलियम से शीतल होने पर [[उच्च तापमान अतिचालकता]] प्रदर्शित करते हैं। ये काम करते थे, हालांकि द्रव हीलियम शीतलन की उच्च लागत ने उन्हें अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए बहुत महंगा बना दिया।

हाल ही में एसी समकालिक अतिचालक यंत्र मृत्तिका घूर्णक निदेशक के साथ बनाई गई हैं जो उच्च तापमान अतिसंवाहकता प्रदर्शित करती हैं। इनके घूर्णक में द्रव नाइट्रोजन शीतल मृत्तिका अतिसंवाहक होते हैं। मृत्तिका अतिसंवाहक को उच्च तापमान या द्रव-नाइट्रोजन-तापमान अतिसंवाहक भी कहा जाता है। क्योंकि द्रव नाइट्रोजन अपेक्षाकृत सस्ती और संभालना आसान है, द्रव हीलियम ठंडा धातु अतिसंवाहक यंत्रों की तुलना में मृत्तिका अतिसंवाहक यंत्रों में अधिक रुचि है।

वर्तमान रुचि

एसी समकालिक मृत्तिका अतिचालक यंत्रों में वर्तमान रुचि बड़ी यंत्रों में है जैसे उपयोगिता और जहाज बिजली संयंत्रों में इस्तेमाल होने वाले जनित्र और जहाज प्रणोदन में इस्तेमाल होने वाली बिजली की मोटरअमेरिकी अतिसंवाहक और नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन ने 36.5 मेगावाट मृत्तिका अतिसंवाहक विमान प्रणोदन मोटर का निर्माण और प्रदर्शन किया।

क्योंकि वे हल्के भार के हैं और इसलिए कम स्तंभ और निर्माण लागत की पेशकश करते हैं, उन्हें पवन टर्बाइनों के लिए एक आशाजनक जनित्र तकनीक के रूप में देखा जाता है। अतिचालक स्मृति जनित्र के साथ सीधा चालन समकालिक जनित्र की तुलना में जनित्र का भार और वॉल्यूम कम किया जा सकता है, जिससे पूरे टर्बाइन की लागत कम हो सकती है। [2] पहली व्यावसायिक टर्बाइन लगभग 2020 में स्थापित होने की उम्मीद है।[3]

अतिचालक वैद्युत यंत्रों के लाभ और हानि

एक पारंपरिक कंडक्टर यंत्र के साथ तुलना

अतिचालक वैद्युत यंत्रों में सामान्यतः निम्नलिखित लाभ होते हैं:

  1. कम प्रतिरोधक हानि लेकिन केवल घूर्णक विद्युत् चुंबक में है।
  2. प्रशीतन उपकरण पर विचार किए बिना प्रति शक्ति क्षमता कम आकार और भार।

इसके निम्नलिखित हानि भी हैं:

  1. शीतलन प्रणाली की लागत, आकार, भार और जटिलताएं।
  2. अतिसंवाहक अतिचालक चुंबक बुझाते हैं तो मोटर या जनित्र की कार्रवाई में अचानक कमी है।
  3. घूर्णक गति अस्थिरता के लिए एक बड़ी प्रवृत्ति है। एक अतिचालक घूर्णक में पारंपरिक घूर्णक की अंतर्निहित नमी नहीं होती है। इसकी गति अपनी समकालिक गति के आसपास शिकार या दोलन कर सकती है।
  4. मोटर दिग्मान (यांत्रिक) को ठंड का सामना करने में सक्षम होना चाहिए या ठंडे घूर्णक से अछूता रहने की जरूरत है।
  5. एक तुल्यकालिक मोटर के रूप में, व्यावहारिक संचालन के लिए इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण आवश्यक है। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण अतिशीतित घूर्णक विद्युत चुम्बक में महंगे सुसंगत हानि का परिचय देता है।

उच्च तापमान अतिसंवाहक बनाम कम तापमान अतिसंवाहक

  1. उच्च-तापमान अतिचालक (HTS) अधिक आसानी से प्राप्य द्रव नाइट्रोजन तापमान पर अतिचालक बन जाते हैं, जो द्रव हीलियम की तुलना में बहुत अधिक मितिव्ययी है जो सामान्यतः निम्न-तापमान अतिचालक में उपयोग किया जाता है।
  2. एचटीएस मृत्तिका हैं, और पारंपरिक धातु मिश्र धातु अतिसंवाहक जैसे नाइओबियम टाइटेनियम के सापेक्ष भंगुर हैं।
  3. अतिचालक संधिस्थल बनाने के लिए मृत्तिका अतिसंवाहक को एक साथ वर्जित या वेल्ड नहीं किया जा सकता है। निर्मित होने पर मृत्तिका अतिसंवाहक को उनके अंतिम आकार में ढाला जाना चाहिए। इससे उत्पादन लागत बढ़ सकती है।
  4. चुंबकीय क्षेत्र को दोलन करके मृत्तिका अतिसंवाहक को अतिसंवाहकता से अधिक आसानी से बाहर निकाला जा सकता है। यह क्षणिक स्थितियों के उपरान्त एक समस्या हो सकती है, जैसे अचानक लोड या आपूर्ति परिवर्तन के उपरान्त समस्या हो सकती है।

संदर्भ

  1. "General Atomics to Design and Fabricate Advanced Propulsion Motor for US Navy".
  2. Islam et al, A review of offshore wind turbine nacelle: Technical challenges, and research and developmental trends. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 33, (2014), 161–176, doi:10.1016/j.rser.2014.01.085
  3. Supraleitende Generatoren: industrielle Fertigung ab 2020. In: Energie und Technik, 12 May 2015. Retrieved 24 December 2015.

आगे की पढाई

  • Bumby, J. R., सुपरकंडक्टिंग रोटेटिंग इलेक्ट्रिकल मशीन, ऑक्सफोर्ड: क्लेरेंडन प्रेस, 192 pages, 1983.
  • Kuhlmann, J. H., Design of Electrical Apparatus, 3rd edition; New York: John Wiley & Sons, Inc., 512 pages, 1950. <Note, this book does not consider superconducting machines. However, it provides excellent detailed design information that could be used when designing a superconducting machine.>
  • Tubbs, S. P., Design and Analysis of a Superconducting High Speed Synchronous/Induction Motor, ProQuest Direct Complete Database, Publication No. AAT LD03278, 227 pages, 1995. <Literature evaluation, analysis, experimental results, and a large bibliography.>

बाहरी कड़ियाँ

  • American Superconductor, AC synchronous superconducting ceramic motors and generators http://www.amsc.com/