ہم وقت ساز جنریٹرز کے آپریشن کے طریقے، جنریٹرز کی آپریٹنگ خصوصیات

ہم وقت ساز جنریٹر کی خصوصیت کرنے والی اہم مقداریں ہیں: ٹرمینل وولٹیج U، چارجنگ I، ظاہری طاقت P (kVa)، روٹر ریوولیشنز فی منٹ n، پاور فیکٹر cos φ۔

ہم وقت ساز جنریٹر کی سب سے اہم خصوصیات مندرجہ ذیل ہیں:

• بیکار خصوصیت،

• بیرونی خصوصیت،

• ریگولیٹری خصوصیت.

ہم وقت ساز جنریٹر کی نو لوڈ کی خصوصیت

جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو قوت اتیجیت کرنٹ iv اور جنریٹر کے روٹر کی گردشوں کی تعداد کے ذریعہ تخلیق کردہ مقناطیسی بہاؤ Ф کی شدت کے متناسب ہے:

E = cnF،

جہاں s — تناسب کا عنصر۔

اگرچہ ہم وقت ساز جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو فورس کی شدت روٹر کی گردشوں کی تعداد پر منحصر ہے، لیکن روٹر کی گردش کی رفتار کو تبدیل کرکے اسے ایڈجسٹ کرنا ناممکن ہے، کیونکہ الیکٹرو موٹیو فورس کی فریکوئنسی کا تعلق اس کی تعداد سے ہے۔ جنریٹر کے روٹر کے انقلابات، جس کو مستقل رکھا جانا چاہیے۔

لہٰذا، ہم وقت ساز جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو قوت کی شدت کو ایڈجسٹ کرنے کا ایک ہی طریقہ باقی رہ جاتا ہے — یہ مرکزی مقناطیسی بہاؤ F میں تبدیلی ہے۔ مؤخر الذکر عام طور پر جوش کے سرکٹ میں متعارف کرائے گئے ریوسٹیٹ کا استعمال کرتے ہوئے جوش کرنٹ iw کو ایڈجسٹ کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ جنریٹر کے ایسی صورت میں کہ ایکسائٹیشن کوائل کو اس ہم وقت ساز جنریٹر کے ساتھ ایک ہی شافٹ پر واقع ڈائریکٹ کرنٹ جنریٹر سے کرنٹ فراہم کیا جاتا ہے، ہم وقت ساز جنریٹر کا ایکسائٹیشن کرنٹ ڈائریکٹ کرنٹ جنریٹر کے ٹرمینلز پر وولٹیج کو تبدیل کرکے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔

ایک مستقل برائے نام روٹر رفتار (n = const) اور صفر (1 = 0) کے برابر بوجھ پر اکسیٹیشن کرنٹ iw پر سنکرونس جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو فورس E کا انحصار جنریٹر کی سستی خصوصیت کہلاتا ہے۔

شکل 1 جنریٹر کی بغیر لوڈ کی خصوصیت کو ظاہر کرتا ہے۔ یہاں، وکر کی صعودی شاخ 1 کو ہٹا دیا جاتا ہے کیونکہ موجودہ iv صفر سے ivm تک بڑھتا ہے، اور منحنی کی نزولی شاخ 2 — جب iv ivm سے iv = 0 میں تبدیل ہوتا ہے۔

چاول۔ 1. ایک ہم وقت ساز جنریٹر کی بیکار خصوصیت

چڑھتی ہوئی 1 اور نزولی 2 شاخوں کے درمیان فرق کی وضاحت بقایا مقناطیسیت سے ہوتی ہے۔ ان شاخوں سے جڑا رقبہ جتنا بڑا ہوگا، میگنیٹائزیشن ریورسل سنکرونس جنریٹر کے اسٹیل میں توانائی کے نقصانات اتنے ہی زیادہ ہوں گے۔

اس کے ابتدائی سیدھے حصے میں بیکار وکر کے عروج کی کھڑی پن مطابقت پذیر جنریٹر کے مقناطیسی سرکٹ کی خصوصیت کرتی ہے۔ جنریٹر کے ہوا کے خلاء میں amp-ٹرن بہاؤ کی شرح جتنی کم ہوگی، دیگر حالات میں جنریٹر کی بیکار خصوصیت اتنی ہی تیز ہوگی۔

جنریٹر کی بیرونی خصوصیات

بھری ہوئی سنکرونس جنریٹر کا ٹرمینل وولٹیج جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو فورس E پر منحصر ہوتا ہے، اس کے سٹیٹر وائنڈنگ کی فعال مزاحمت میں وولٹیج ڈراپ، ڈسپیشن سیلف انڈکشن الیکٹرو موٹیو فورس E کی وجہ سے وولٹیج ڈراپ اور وولٹیج گرنے کی وجہ سے آرمچر ردعمل.

یہ معلوم ہے کہ ڈسپیٹیو الیکٹرو موٹیو فورس Es dissipative magnetic flux Fc پر منحصر ہے، جو جنریٹر روٹر کے مقناطیسی قطبوں میں داخل نہیں ہوتا ہے اور اس وجہ سے جنریٹر کی میگنیٹائزیشن کی ڈگری کو تبدیل نہیں کرتا ہے۔ جنریٹر کی ڈسپیٹو سیلف انڈکشن الیکٹرو موٹیو فورس Es نسبتاً چھوٹی ہے اور اس لیے اسے عملی طور پر نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔ اس کے مطابق جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو فورس کا وہ حصہ جو ڈسپیٹیو سیلف انڈکشن الیکٹرو موٹیو فورس Es کی تلافی کرتا ہے عملی طور پر صفر کے برابر سمجھا جا سکتا ہے۔ .

آرمچر ردعمل ہم وقت ساز جنریٹر کے آپریشن کے موڈ پر اور خاص طور پر اس کے ٹرمینلز پر وولٹیج پر زیادہ نمایاں اثر ڈالتا ہے۔ اس اثر و رسوخ کی ڈگری کا انحصار نہ صرف جنریٹر لوڈ کے سائز پر ہوتا ہے بلکہ بوجھ کی نوعیت پر بھی ہوتا ہے۔

آئیے سب سے پہلے اس کیس کے لیے ہم وقت ساز جنریٹر کے آرمچر ری ایکشن کے اثر پر غور کریں جہاں جنریٹر کا بوجھ خالصتاً فعال ہو۔ اس مقصد کے لیے ہم ایک ورکنگ سنکرونس جنریٹر کے سرکٹ کا حصہ لیتے ہیں جسے انجیر میں دکھایا گیا ہے۔ 2، ایک. یہاں اسٹیٹر کا ایک حصہ دکھایا گیا ہے جس میں آرمچر وائنڈنگ پر ایک فعال تار ہے اور روٹر کا ایک حصہ اس کے کئی مقناطیسی قطبوں کے ساتھ ہے۔

چاول۔ 2. بوجھ کے نیچے آرمچر رد عمل کا اثر: a — فعال، b — inductive، c — capacitive فطرت

اس وقت زیربحث، روٹر کے ساتھ گھڑی کی مخالف سمت میں گھومنے والے برقی مقناطیسوں میں سے ایک کا شمالی قطب اسٹیٹر وائنڈنگ کے فعال تار کے نیچے سے گزرتا ہے۔

اس تار میں الیکٹرو موٹیو قوت کا رخ ڈرائنگ کے جہاز کے پیچھے ہماری طرف ہوتا ہے۔ اور چونکہ جنریٹر کا بوجھ خالصتاً فعال ہے، اس لیے آرمچر وائنڈنگ کرنٹ Iz الیکٹرو موٹیو فورس کے ساتھ مرحلے میں ہے۔ لہذا، سٹیٹر وائنڈنگ کے فعال کنڈکٹر میں، ڈرائنگ کے جہاز کی وجہ سے کرنٹ ہماری طرف بہتا ہے۔

برقی مقناطیس کے ذریعہ تخلیق کردہ مقناطیسی فیلڈ لائنوں کو یہاں ٹھوس لائنوں میں دکھایا گیا ہے، اور آرمیچر وائنڈنگ وائر کرنٹ کے ذریعہ تخلیق کردہ مقناطیسی فیلڈ لائنیں یہاں دکھائی گئی ہیں۔ - ایک نقطے والی لکیر۔

انجیر میں نیچے۔ 2، a برقی مقناطیس کے شمالی قطب کے اوپر واقع مقناطیسی میدان کے مقناطیسی انڈکشن کا ایک ویکٹر ڈایاگرام دکھاتا ہے۔ یہاں ہم دیکھتے ہیں کہ برقی مقناطیس کے ذریعہ تخلیق کردہ مرکزی مقناطیسی میدان کے مقناطیسی انڈکشن V کی ایک شعاعی سمت ہوتی ہے، اور آرمیچر وائنڈنگ کرنٹ کے مقناطیسی میدان کے مقناطیسی انڈکشن VI کو دائیں طرف اور ویکٹر V کی طرف کھڑا کیا جاتا ہے۔

نتیجے میں مقناطیسی انڈکشن کٹ کو اوپر اور دائیں طرف لے جاتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ مقناطیسی میدانوں کے اضافے کے نتیجے میں بنیادی مقناطیسی میدان میں کچھ بگاڑ پیدا ہوا ہے۔ قطب شمالی کے بائیں جانب یہ کچھ کمزور ہوا اور دائیں جانب تھوڑا سا بڑھ گیا۔

یہ دیکھنا آسان ہے کہ نتیجے میں پیدا ہونے والے مقناطیسی انڈکشن ویکٹر کا شعاعی جزو، جس پر جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو قوت کی حوصلہ افزائی بنیادی طور پر منحصر ہے، تبدیل نہیں ہوا ہے۔ لہذا، جنریٹر کے خالص طور پر فعال بوجھ کے تحت آرمچر رد عمل جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو قوت کی شدت کو متاثر نہیں کرتا ہے۔اس کا مطلب یہ ہے کہ مکمل طور پر ایکٹو لوڈ کے ساتھ جنریٹر کے پار وولٹیج ڈراپ صرف اور صرف جنریٹر کی فعال مزاحمت کے پار وولٹیج گرنے کی وجہ سے ہے اگر ہم لیکیج سیلف انڈکشن الیکٹرو موٹیو فورس کو نظر انداز کرتے ہیں۔

آئیے اب فرض کرتے ہیں کہ ہم وقت ساز جنریٹر پر بوجھ خالصتاً انڈکٹیو ہے۔ اس صورت میں، کرنٹ Az الیکٹرو موٹیو فورس E سے π/2 کے زاویے سے پیچھے رہ جاتا ہے... اس کا مطلب ہے کہ زیادہ سے زیادہ کرنٹ کنڈکٹر میں زیادہ سے زیادہ الیکٹرو موٹیو فورس سے تھوڑی دیر بعد ظاہر ہوتا ہے۔ لہٰذا، جب آرمیچر وائنڈنگ تار میں کرنٹ اپنی زیادہ سے زیادہ قدر تک پہنچ جاتا ہے، تو قطب شمالی N اب اس تار کے نیچے نہیں رہے گا، بلکہ روٹر کی گردش کی سمت میں تھوڑا آگے بڑھے گا، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 2، ب.

اس صورت میں، آرمچر وائنڈنگ کے مقناطیسی بہاؤ کی مقناطیسی لکیریں (نقطے والی لکیریں) دو ملحقہ مخالف قطبوں N اور S کے ذریعے بند ہوتی ہیں اور مقناطیسی قطبوں کے ذریعے تخلیق کردہ جنریٹر کے مرکزی مقناطیسی میدان کی مقناطیسی لائنوں کی طرف جاتی ہیں۔ یہ اس حقیقت کی طرف جاتا ہے کہ مرکزی مقناطیسی راستہ نہ صرف مسخ ہوتا ہے بلکہ قدرے کمزور بھی ہو جاتا ہے۔

انجیر میں۔ 2.6 مقناطیسی انڈکشنز کا ایک ویکٹر ڈایاگرام دکھاتا ہے: مرکزی مقناطیسی فیلڈ B، آرمچر ری ایکشن Vi کی وجہ سے مقناطیسی میدان اور نتیجے میں مقناطیسی فیلڈ Vres۔

یہاں ہم دیکھتے ہیں کہ نتیجے میں پیدا ہونے والے مقناطیسی میدان کے مقناطیسی انڈکشن کا ریڈیل جزو ΔV کی قدر سے مرکزی مقناطیسی میدان کے مقناطیسی انڈکشن B سے چھوٹا ہو گیا ہے۔ لہذا، حوصلہ افزائی الیکٹرو موٹیو فورس بھی کم ہو جاتی ہے کیونکہ یہ مقناطیسی انڈکشن کے ریڈیل جزو کی وجہ سے ہوتا ہے۔اس کا مطلب یہ ہے کہ جنریٹر کے ٹرمینلز پر وولٹیج، دوسری چیزیں برابر ہونے کی وجہ سے، خالص فعال جنریٹر لوڈ پر وولٹیج سے کم ہوگی۔

اگر جنریٹر پر مکمل طور پر کیپسیٹو بوجھ ہے، تو اس میں موجود کرنٹ الیکٹرو موٹیو فورس کے فیز کو π/2 کے زاویے سے لے جاتا ہے... جنریٹر کے آرمیچر وائنڈنگ کے تاروں میں کرنٹ اب الیکٹرو موٹیو سے زیادہ سے زیادہ پہلے پہنچ جاتا ہے۔ force E. لہذا، جب لنگر (تصویر 2، c) کے وائنڈنگ کے تار میں کرنٹ اپنی زیادہ سے زیادہ قدر تک پہنچ جاتا ہے، N کا شمالی قطب پھر بھی اس تار کو ایڈجسٹ نہیں کرے گا۔

اس صورت میں، آرمچر وائنڈنگ کے مقناطیسی بہاؤ کی مقناطیسی لکیریں (نقطے والی لکیریں) دو ملحقہ مخالف قطبوں N اور S کے ذریعے بند ہو جاتی ہیں اور جنریٹر کے مرکزی مقناطیسی میدان کی مقناطیسی لائنوں کے ساتھ راستے کے ساتھ ہدایت کی جاتی ہیں۔ یہ اس حقیقت کی طرف جاتا ہے کہ جنریٹر کا مرکزی مقناطیسی میدان نہ صرف مسخ ہوا ہے بلکہ کسی حد تک بڑھا ہوا ہے۔

انجیر میں۔ 2، c مقناطیسی انڈکشن کا ویکٹر ڈایاگرام دکھاتا ہے: مرکزی مقناطیسی فیلڈ V، آرمچر ری ایکشن ویا کی وجہ سے مقناطیسی میدان، اور نتیجے میں پیدا ہونے والا مقناطیسی میدان Bres۔ ہم دیکھتے ہیں کہ نتیجے میں پیدا ہونے والے مقناطیسی میدان کے مقناطیسی انڈکشن کا ریڈیل جزو ΔB کی مقدار سے مرکزی مقناطیسی میدان کے مقناطیسی انڈکشن B سے بڑا ہو گیا ہے۔ لہٰذا، جنریٹر کی انڈکٹیو الیکٹرو موٹیو فورس میں بھی اضافہ ہوا ہے، جس کا مطلب ہے کہ جنریٹر کے ٹرمینلز پر وولٹیج، دیگر تمام حالات یکساں ہیں، خالصتاً انڈکٹیو جنریٹر لوڈ پر وولٹیج سے زیادہ ہو جائیں گے۔

مختلف نوعیت کے بوجھ کے لیے ہم وقت ساز جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو قوت پر آرمچر رد عمل کا اثر قائم کرنے کے بعد، ہم جنریٹر کی بیرونی خصوصیات کو واضح کرنے کے لیے آگے بڑھتے ہیں۔ایک ہم وقت ساز جنریٹر کی بیرونی خصوصیت اس کے ٹرمینلز پر وولٹیج U کا انحصار ہے لوڈ I پر مسلسل روٹر کی رفتار (n = const)، مستقل جوش کرنٹ (iv = const) اور پاور فیکٹر کی مستقل مزاجی (cos φ = const)۔

انجیر میں۔ 3 مختلف نوعیت کے بوجھ کے لیے ہم وقت ساز جنریٹر کی بیرونی خصوصیات دی گئی ہیں۔ وکر 1 فعال بوجھ کے تحت بیرونی خصوصیت کا اظہار کرتا ہے (cos φ = 1.0)۔ اس صورت میں، جنریٹر ٹرمینل وولٹیج گر ​​جاتا ہے جب لوڈ بیکار سے 10-20% بغیر لوڈ جنریٹر وولٹیج کے اندر درجہ بندی میں بدل جاتا ہے۔

منحنی 2 بیرونی خصوصیت کو مزاحمتی-آمائشی بوجھ (cos φ = 0, 8) کے ساتھ ظاہر کرتا ہے۔ اس صورت میں، جنریٹر ٹرمینلز پر وولٹیج آرمچر ری ایکشن کے ڈی میگنیٹائزنگ اثر کی وجہ سے تیزی سے گرتا ہے۔ جب جنریٹر کا بوجھ نو لوڈ سے ریٹیڈ میں تبدیل ہوتا ہے تو وولٹیج 20 - 30٪ نو لوڈ وولٹیج کے اندر گر جاتا ہے۔

وکر 3 ایک فعال-کیپسیٹیو بوجھ (cos φ = 0.8) پر ہم وقت ساز جنریٹر کی بیرونی خصوصیت کا اظہار کرتا ہے۔ اس صورت میں، جنریٹر کے ٹرمینل وولٹیج میں کچھ حد تک اضافہ ہوتا ہے جس کی وجہ آرمچر ری ایکشن کی مقناطیسی عمل ہے۔

چاول۔ 3. مختلف بوجھ کے لیے الٹرنیٹر کی بیرونی خصوصیات: 1 — فعال، 2 — انڈکٹیو، 3 capacitive

ہم وقت ساز جنریٹر کی خصوصیت کو کنٹرول کریں۔

سنکرونس جنریٹر کی کنٹرول کی خصوصیت جنریٹر کے ٹرمینلز (U = const) پر وولٹیج کی مستقل موثر قدر کے ساتھ لوڈ I پر جنریٹر میں فیلڈ کرنٹ i کے انحصار کو ظاہر کرتی ہے، روٹر کے انقلابات کی ایک مستقل تعداد جنریٹر کا فی منٹ (n = const) اور طاقت کے عنصر کی مستقل مزاجی (cos φ = const)۔

انجیر میں۔4 ایک ہم وقت ساز جنریٹر کی تین کنٹرول خصوصیات دی گئی ہیں۔ وکر 1 سے مراد ایکٹو لوڈ کیس ہے (کیونکہ φ = 1)۔

چاول۔ 4. مختلف بوجھ کے لیے الٹرنیٹر کنٹرول کی خصوصیات: 1 — فعال، 2 — انڈکٹیو، 3 — capacitive

یہاں ہم دیکھتے ہیں کہ جیسے جیسے جنریٹر پر لوڈ I بڑھتا ہے، حوصلہ افزائی کرنٹ میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ قابل فہم ہے، کیونکہ لوڈ I میں اضافے کے ساتھ، جنریٹر کے آرمچر وائنڈنگ کی فعال مزاحمت میں وولٹیج ڈراپ بڑھ جاتا ہے، اور یہ ضروری ہے کہ جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو قوت E کو جوش کرنٹ میں اضافہ کر کے iv۔ وولٹیج کو مسلسل U رکھیں۔

منحنی 2 سے مراد cos φ = 0.8 پر ایک فعال انڈکٹیو بوجھ کا معاملہ ہے... یہ وکر منحنی 1 سے زیادہ تیزی سے بڑھتا ہے، آرمیچر ری ایکشن کے ڈی میگنیٹائزیشن کی وجہ سے، جو الیکٹرو موٹیو فورس E کی شدت کو کم کرتا ہے اور اس وجہ سے جنریٹر کے ٹرمینلز پر وولٹیج U۔

وکر 3 سے مراد ایک فعال-کیپسیٹیو بوجھ کی صورت ہے جو cos φ = 0.8 ہے۔ یہ وکر ظاہر کرتا ہے کہ جیسے جیسے جنریٹر پر بوجھ بڑھتا ہے، اس کے ٹرمینلز میں مستقل وولٹیج کو برقرار رکھنے کے لیے جنریٹر میں کم جوش کرنٹ i کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ بات قابل فہم ہے، کیونکہ اس صورت میں آرمچر ری ایکشن مرکزی مقناطیسی بہاؤ کو بڑھاتا ہے اور اس وجہ سے جنریٹر کی الیکٹرو موٹیو فورس اور اس کے ٹرمینلز پر وولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے۔