ہم وقت ساز مشینیں - موٹریں، جنریٹر اور معاوضہ دینے والے

ہم وقت ساز مشینیں موجودہ الیکٹریکل مشینوں کو تبدیل کرتی ہیں جن میں روٹر اور سٹیٹر کرنٹ کا مقناطیسی میدان ہم آہنگی سے گھومتے ہیں۔
تھری فیز سنکرونس جنریٹر سب سے طاقتور برقی مشینیں ہیں۔ ہائیڈرو الیکٹرک پاور پلانٹس میں ہم وقت ساز جنریٹرز کی یونٹ پاور 640 میگاواٹ ہے، اور تھرمل پاور پلانٹس میں - 8 - 1200 میگاواٹ۔ ایک ہم وقت ساز مشین میں، وائنڈنگز میں سے ایک AC مینز سے منسلک ہوتا ہے اور دوسرا DC سے پرجوش ہوتا ہے۔ متبادل کرنٹ وائنڈنگ کو آرمیچر وائنڈنگ کہا جاتا ہے۔
آرمچر وائنڈنگ ہم وقت ساز مشین کی تمام برقی مقناطیسی طاقت کو برقی طاقت میں تبدیل کرتی ہے اور اس کے برعکس۔ لہذا، یہ عام طور پر ایک سٹیٹر پر رکھا جاتا ہے، جسے آرمیچر کہا جاتا ہے۔ اتیجیت کنڈلی تبدیل شدہ طاقت کا 0.3 - 2٪ استعمال کرتی ہے، لہذا یہ عام طور پر گھومنے والے روٹر پر واقع ہوتا ہے، جسے انڈکٹر کہا جاتا ہے، اور کم جوش کی طاقت سلپ رِنگز یا نان کنٹیکٹ ایکسائٹیشن ڈیوائسز کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے۔

آرمیچر مقناطیسی میدان ایک ہم وقت ساز رفتار n1 = 60f1 / p، rpm پر گھومتا ہے، جہاں p = 1,2,3 … 64، وغیرہ۔ قطب کے جوڑوں کی تعداد ہے۔
صنعتی نیٹ ورک فریکوئنسی f1 = 50 ہرٹز کے ساتھ، مختلف نمبروں کے کھمبوں پر متعدد مطابقت پذیر رفتار: 3000، 1500، 1000، وغیرہ)۔ چونکہ انڈکٹر کا مقناطیسی میدان روٹر کی نسبت ساکن ہوتا ہے، اس لیے انڈکٹر اور آرمیچر کے شعبوں کے مسلسل تعامل کے لیے، روٹر کو ایک ہی مطابقت پذیر رفتار سے گھومنا چاہیے۔

ہم وقت ساز مشینوں کی تعمیر
تین فیز وائنڈنگ والی ہم وقت ساز مشین کا سٹیٹر تعمیر میں مختلف نہیں ہے۔ غیر مطابقت پذیر مشین اسٹیٹر، اور ایک دلچسپ کنڈلی والا روٹر دو قسم کا ہوتا ہے - نمایاں قطب اور مضمر قطب۔ تیز رفتار اور کم تعداد میں کھمبوں پر، امپلیسیٹ پول روٹرز استعمال کیے جاتے ہیں کیونکہ ان کی ساخت زیادہ پائیدار ہوتی ہے، اور کم رفتار اور بڑی تعداد میں کھمبے، ماڈیولر کنسٹرکشن کے نمایاں قطب روٹرز استعمال کیے جاتے ہیں۔ ایسے روٹرز کی طاقت کم ہوتی ہے، لیکن ان کی تیاری اور مرمت آسان ہوتی ہے۔ ظاہری قطب روٹر:

وہ ہم وقت ساز مشینوں میں استعمال ہوتے ہیں جن میں کھمبوں کی ایک بڑی تعداد اور اسی طرح کم این ہے۔ ہائیڈرو الیکٹرک پلانٹس (ہائیڈروجنریٹرز)۔ فریکوئنسی n 60 سے کئی سو انقلابات فی منٹ۔ سب سے زیادہ طاقتور ہائیڈروجنریٹرز کا روٹر قطر 12 میٹر ہے جس کی لمبائی 2.5 میٹر، p — 42 اور n = 143 rpm ہے۔
بالواسطہ روٹر:

وائنڈنگ — قطر d = 1.2 — 1.3 میٹر روٹر چینلز میں، روٹر کی فعال لمبائی 6.5 میٹر سے زیادہ نہیں ہے۔ TPP، NPP (ٹربائن جنریٹرز)۔ ایک مشین میں S = 500,000 kVA n = 3000 یا 1500 rpm (1 یا 2 قطب کے جوڑے)۔
فیلڈ کوائل کے علاوہ، روٹر پر ایک ڈیمپر یا ڈیمپنگ کوائل موجود ہے، جو ہم وقت ساز موٹروں میں شروع ہونے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ کنڈلی گلہری کیج کے شارٹ سرکٹ کوائل کی طرح بنائی گئی ہے، صرف ایک بہت چھوٹے حصے کی، کیونکہ روٹر کا مرکزی حجم فیلڈ کوائل کے ذریعے اٹھایا جاتا ہے۔نان یونیفارم پول روٹرز میں، ڈیمپر وائنڈنگ کا کردار روٹر کے ٹھوس دانتوں کی سطحوں اور چینلز میں کنڈکٹیو ویجز ادا کرتے ہیں۔
ایک ہم وقت ساز مشین کے ایکسائٹیشن وائنڈنگ میں براہ راست کرنٹ مشین کے شافٹ پر نصب ایک خصوصی DC جنریٹر سے فراہم کیا جا سکتا ہے اور اسے ایکسائٹر کہا جاتا ہے، یا سیمی کنڈکٹر ریکٹیفائر کے ذریعے مینز سے۔
اس موضوع پر بھی دیکھیں:
ہم وقت ساز مشینوں کا مقصد اور انتظام

ہم وقت ساز ٹربو اور ہائیڈرو جنریٹر کیسے کام کرتے ہیں۔

ایک ہم وقت ساز مشین جنریٹر یا موٹر کے طور پر کام کر سکتی ہے۔ ایک ہم وقت ساز مشین موٹر کے طور پر کام کر سکتی ہے اگر سٹیٹر وائنڈنگ کو تھری فیز مین کرنٹ فراہم کیا جائے۔ اس صورت میں، اسٹیٹر اور روٹر کے مقناطیسی شعبوں کے تعامل کے نتیجے میں، اسٹیٹر فیلڈ روٹر کو اپنے ساتھ لے جاتی ہے۔ اس صورت میں، روٹر ایک ہی سمت میں گھومتا ہے اور اسی رفتار سے سٹیٹر فیلڈ کی طرح۔

ہم وقت ساز مشینوں کے چلانے کا جنریٹر موڈ سب سے عام ہے، اور تقریباً تمام برقی توانائی ہم وقت ساز جنریٹرز کے ذریعے پیدا کی جاتی ہے۔ ہم وقت ساز موٹرز 600 کلو واٹ سے زیادہ اور 1 کلو واٹ تک مائیکرو موٹرز کے طور پر استعمال ہوتی ہیں۔ 1000 V تک وولٹیج کے لیے ہم وقت ساز جنریٹرز خود مختار پاور سپلائی سسٹم کے یونٹوں میں استعمال ہوتے ہیں۔

ان جنریٹرز کے ساتھ یونٹ اسٹیشنری اور موبائل ہو سکتے ہیں۔ زیادہ تر یونٹ ڈیزل انجنوں کے ساتھ استعمال ہوتے ہیں، لیکن وہ گیس ٹربائن، الیکٹرک موٹرز اور پٹرول انجنوں سے چل سکتے ہیں۔

ایک ہم وقت ساز موٹر ایک ہم وقت ساز جنریٹر سے صرف ایک سٹارٹنگ ڈیمپنگ کوائل سے مختلف ہوتی ہے، جس سے موٹر کی اچھی شروعاتی خصوصیات کو یقینی بنانا چاہیے۔

چھ قطبی ہم وقت ساز جنریٹر کی اسکیم۔ایک مرحلے کے وائنڈنگز کے کراس سیکشن (تین سیریز سے منسلک وائنڈنگز) دکھائے گئے ہیں۔ دیگر دو مرحلوں کی وائنڈنگز تصویر میں دکھائے گئے مفت سلاٹ میں فٹ ہوتی ہیں۔ مراحل ستارے یا ڈیلٹا میں جڑے ہوئے ہیں۔

جنریٹر موڈ: موٹر (ٹربائن) روٹر کو گھماتی ہے، جس کا کنڈلی مسلسل وولٹیج کے ساتھ فراہم کی جاتی ہے؟ ایک کرنٹ ہے جو مستقل مقناطیسی میدان بناتا ہے۔ مقناطیسی میدان روٹر کے ساتھ گھومتا ہے، اسٹیٹر وائنڈنگز کو عبور کرتا ہے اور ایک ہی شدت اور فریکوئنسی کا EMF بناتا ہے لیکن 1200 (سڈول تھری فیز سسٹم) سے شفٹ ہوتا ہے۔

موٹر موڈ: سٹیٹر وائنڈنگ تین فیز نیٹ ورک سے منسلک ہے، اور روٹر وائنڈنگ براہ راست کرنٹ سورس سے۔ اتیجیت کنڈلی کے براہ راست کرنٹ کے ساتھ مشین کے گھومنے والے مقناطیسی میدان کے تعامل کے نتیجے میں، ایک ٹارک Mvr پیدا ہوتا ہے، جو روٹر کو مقناطیسی میدان کی رفتار سے گھومنے کے لیے چلاتا ہے۔

ہم وقت ساز موٹر کی مکینیکل خصوصیت — انحصار n (M) — ایک افقی سیکشن ہے۔

ایجوکیشنل فلم سٹرپ - 1966 میں ایجوکیشنل میٹریلز فیکٹری کے ذریعہ تیار کردہ "سنکرونس موٹرز"۔
آپ اسے یہاں دیکھ سکتے ہیں: فلم اسٹریپ «ہم وقت ساز موٹر»

ہم وقت ساز موٹروں کا استعمال ایک اہم انڈر لوڈ کے ساتھ غیر مطابقت پذیر موٹروں کا بڑے پیمانے پر استعمال پاور سسٹمز اور اسٹیشنوں کے کام کو پیچیدہ بناتا ہے: سسٹم میں پاور فیکٹر کم ہو جاتا ہے، جو تمام آلات اور لائنوں میں اضافی نقصانات کے ساتھ ساتھ ان کے ناکافی استعمال کا باعث بنتا ہے۔ فعال طاقت کی شرائط لہذا، ہم وقت ساز موٹروں کا استعمال ضروری ہو گیا، خاص طور پر طاقتور ڈرائیوز والے میکانزم کے لیے۔

ہم وقت ساز موٹرز کو غیر مطابقت پذیر موٹرز پر ایک بڑا فائدہ ہے، جو کہ ڈی سی جوش کی بدولت، وہ cosphi = 1 کے ساتھ کام کر سکتے ہیں اور نیٹ ورک سے رد عمل کی طاقت استعمال نہیں کرتے ہیں، اور آپریشن کے دوران، جب زیادہ پرجوش ہوتے ہیں، تو وہ ری ایکٹیو پاور کو بھی دے دیتے ہیں۔ نیٹ ورک نتیجے کے طور پر، نیٹ ورک کے پاور فیکٹر کو بہتر بنایا جاتا ہے اور اس میں وولٹیج ڈراپ اور نقصانات کو کم کیا جاتا ہے، اور ساتھ ہی پاور پلانٹس میں کام کرنے والے جنریٹرز کے پاور فیکٹر کو کم کیا جاتا ہے.

ہم وقت ساز موٹر کا زیادہ سے زیادہ ٹارک U کے متناسب ہے، اور ایک غیر مطابقت پذیر موٹر U2 کے لیے۔

لہذا، جب وولٹیج گرتا ہے، ہم وقت ساز موٹر زیادہ بوجھ کی صلاحیت کو برقرار رکھتی ہے۔ اس کے علاوہ، ہم وقت ساز موٹروں کے جوش میں اضافے کے امکان کا استعمال نیٹ ورک میں ہنگامی وولٹیج گرنے کی صورت میں ان کی وشوسنییتا کو بڑھانا اور ان معاملات میں مجموعی طور پر پاور سسٹم کے آپریٹنگ حالات کو بہتر بنانا ممکن بناتا ہے۔ ایئر گیپ کے بڑے ہونے کی وجہ سے، سٹیل میں اضافی نقصانات اور سنکرونس موٹرز کے روٹر کیج میں غیر مطابقت پذیر موٹروں کے مقابلے چھوٹے ہوتے ہیں، اس لیے ہم وقت ساز موٹروں کی کارکردگی عام طور پر زیادہ ہوتی ہے۔

دوسری طرف، ہم وقت ساز موٹروں کی تعمیر گلہری-کیج انڈکشن موٹرز سے زیادہ پیچیدہ ہے، اور اس کے علاوہ، ہم وقت ساز موٹروں میں ڈی سی کوائل کی فراہمی کے لیے ایک ایکسائٹر یا دوسرا آلہ ہونا ضروری ہے۔ نتیجے کے طور پر، ہم وقت ساز موٹرز زیادہ تر معاملات میں غیر مطابقت پذیر گلہری-کیج موٹرز سے زیادہ مہنگی ہوتی ہیں۔

ہم وقت ساز موٹروں کے آپریشن کے دوران ان کو شروع کرنے میں کافی مشکلات پیش آئیں۔یہ مشکلات پہلے ہی دور ہو چکی ہیں۔

ہم وقت ساز موٹروں کا آغاز اور رفتار کنٹرول بھی زیادہ مشکل ہے۔ تاہم، ہم وقت ساز موٹرز کا فائدہ اتنا بڑا ہے کہ اعلیٰ طاقتوں پر یہ مشورہ دیا جاتا ہے کہ جہاں بھی بار بار شروع ہو اور رک جائے اور رفتار کنٹرول کی ضرورت نہ ہو (موٹر جنریٹر، طاقتور پمپ، پنکھے، کمپریسر، ملز، کرشر وغیرہ)۔ )۔

بھی دیکھو:

ہم وقت ساز موٹریں شروع کرنے کے لیے مخصوص اسکیمیں

ہم وقت ساز موٹروں کی الیکٹرو مکینیکل خصوصیات

ہم وقت ساز معاوضہ دینے والے

ہم وقت ساز معاوضوں کو نیٹ ورک کے پاور فیکٹر کی تلافی کرنے اور ان علاقوں میں جہاں صارفین کا بوجھ مرتکز ہوتا ہے نیٹ ورک کی عام وولٹیج کی سطح کو برقرار رکھنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ہم وقت ساز معاوضہ دینے والے کے آپریشن کا اوور ایکسائٹڈ موڈ معمول کی بات ہے جب یہ گرڈ کو ری ایکٹیو پاور فراہم کرتا ہے۔

اس سلسلے میں، معاوضہ دینے والے، نیز کیپیسیٹر بینک جو انہی مقاصد کو پورا کرتے ہیں، جو صارفین کے سب اسٹیشنوں پر نصب ہوتے ہیں، کو بھی رد عمل والے پاور جنریٹر کہا جاتا ہے۔ تاہم، صارف کے کم بوجھ کے ادوار میں (مثال کے طور پر، رات کے وقت)، اکثر مطابقت پذیر معاوضوں کا استعمال کرنا ضروری ہوتا ہے اور انڈر ایکسائٹیشن موڈ میں، جب وہ نیٹ ورک سے آنے والی کرنٹ اور ری ایکٹیو پاور استعمال کرتے ہیں، کیونکہ ان صورتوں میں نیٹ ورک وولٹیج کا رجحان ہوتا ہے۔ اضافہ کریں، اور اسے معمول کی سطح پر برقرار رکھنے کے لیے ضروری ہے کہ نیٹ ورک کو انڈکٹو کرنٹ کے ساتھ لوڈ کیا جائے، جس کی وجہ سے اس میں اضافی وولٹیج گرتا ہے۔

اس مقصد کے لیے، ہر سنکرونس کمپنسیٹر ایک خودکار اتیجیت یا وولٹیج ریگولیٹر سے لیس ہوتا ہے، جو اتیجیت کرنٹ کی شدت کو کنٹرول کرتا ہے تاکہ معاوضہ دینے والے کے ٹرمینلز پر وولٹیج مستقل رہے۔