DC Motor Starters: 3-Point Starter, 4-Point Starter, NVR Coil aur Working
ITI Electrician DC Motor Starters Master Notes in Hindi:
3-Point Starter, 4-Point Starter, NVR Coil & Working Principle
(डीसी मोटर स्टार्टर्स: 3-पॉइंट स्टार्टर, 4-पॉइंट स्टार्टर, एनवीआर कॉइल और कार्य प्रणाली)
डीसी मोटरों को सुरक्षित रूप से स्टार्ट करने, शुरुआती उच्च आर्मचर करंट को सीमित करने और ओवरलोड व नो-वोल्ट सुरक्षा प्रदान करने वाले प्रमुख उपकरणों को DC Motor Starters (डीसी मोटर स्टार्टर्स) कहा जाता है। ITI Electrician Trade Theory और इलेक्ट्रिकल मशीनों के अंतर्गत यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण टॉपिक है।
स्थिर अवस्था (Standstill) में डीसी मोटर का बैक ईएमएफ शून्य होता है, इसलिए स्टार्टर का उपयोग अनिवार्य होता है। इस विस्तृत मास्टर चैप्टर में हम 3-पॉइंट स्टार्टर, 4-पॉइंट स्टार्टर, एनवीआर कॉइल की कार्यप्रणाली और उनके अंतरों का विस्तार से अध्ययन करेंगे।
1. Need for a DC Motor Starter (डीसी मोटर स्टार्टर की आवश्यकता क्यों है?)
डीसी मोटर का आर्मचर प्रतिरोध (Armature Resistance – Ra) बहुत कम होता है (सामान्यतः 1 ओम से भी कम)। स्टार्टिंग के समय बैक ईएमएफ (Eb) शून्य होता है, जिससे मोटर सीधे लाइन से जोड़ने पर भारी आर्मचर करंट खींचती है:
Starting Current Core Formula (प्रारंभिक करंट समीकरण)
(चूंकि Ra बहुत कम होता है, इसलिए शुरुआती करंट अत्यधिक उच्च होता है जो आर्मचर वाइंडिंग को जला सकता है। इसे सीमित करने के लिए स्टार्टर में श्रेणी प्रतिरोध जोड़े जाते हैं।)
2. Major Components of DC Starters (डीसी स्टार्टर्स के मुख्य घटक)
डीसी स्टार्टर्स में मोटर की सुरक्षा और सुगम संचालन के लिए निम्नलिखित मुख्य घटकों का उपयोग किया जाता है:
1. Starting Resistance Studs (स्टार्टिंग रेजिस्टेंस स्टड्स)
विभिन्न चरणों वाले प्रतिरोधक खंड जो शुरुआती करंट को चरणबद्ध तरीके से कम करते हैं और हैंडल के साथ जुड़े होते हैं।
2. NVR Coil (No-Volt Release / Hold-on Coil)
विद्युत आपूर्ति फेल होने पर हैंडल को उसकी ऑफ पोजीशन में वापस खींचने वाला इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कॉइल (सुरक्षा कवच)।
3. OLC (OverLoad Coil / Overload Release)
मोटर पर अत्यधिक लोड आने पर एनवीआर कॉइल के सिरों को शॉर्ट करके मोटर को ट्रिप कराने वाली कॉइल।
4. Spring Loaded Handle (स्प्रिंग लोडेड हैंडल)
हैंडल में एक वापसी स्प्रिंग होती है जो बिजली जाने पर हैंडल को तुरंत ‘OFF’ पोजीशन में धकेल देती है।
3. 3-Point Starter (थ्री-पॉइंट स्टार्टर)
3-Point Starter में तीन मुख्य टर्मिनल होते हैं: L (Line Terminal), F (Field Terminal), और A (Armature Terminal)। इसमें NVR कॉइल को शंट फील्ड वाइंडिंग के साथ श्रेणी क्रम (Series) में जोड़ा जाता है। जब मोटर की गति बढ़ानी होती है (फील्ड कंट्रोल विधि द्वारा), तो फील्ड रियोस्टेट से फील्ड करंट कम करना पड़ता है। यदि फील्ड करंट बहुत कम कर दिया जाए, तो NVR कॉइल का चुंबक कमजोर हो जाता है और हैंडल को जकड़ कर नहीं रख पाता, जिससे स्प्रिंग के कारण हैंडल ‘OFF’ पोजीशन में लौट जाता है। यही इसकी मुख्य सीमा (Limitation) है कि यह उच्च गति परिवर्तन वाली मोटरों के लिए उपयुक्त नहीं है।
4. 4-Point Starter (फोर-पॉइंट स्टार्टर)
4-Point Starter में 3-पॉइंट स्टार्टर की कमी को दूर करने के लिए चार टर्मिनलों (L, F, A, और Line for NVR) का उपयोग किया जाता है। इसमें NVR कॉइल को फील्ड सर्किट से पूरी तरह अलग कर दिया जाता है और इसे सीधे लाइन और न्यूट्रल (या एक सुरक्षात्मक प्रतिरोधक के माध्यम से) जोड़ा जाता है। परिणामस्वरूप, फील्ड वाइंडिंग में करंट का मान घटाने या बढ़ाने से NVR कॉइल का चुंबक प्रभावित नहीं होता। यह मोटर की गति में व्यापक परिवर्तन (Wide speed control) करने के बावजूद सुरक्षित रूप से कार्य करता है।
| Starter Feature (विशेषता) | 3-Point Starter (3-पॉइंट स्टार्टर) | 4-Point Starter (4-पॉइंट स्टार्टर) |
|---|---|---|
| Terminals Count | 3 मुख्य टर्मिनल (L, F, A) | 4 मुख्य टर्मिनल (L, F, A, और NVR लाइन) |
| NVR Coil Connection | शंट फील्ड वाइंडिंग के साथ श्रेणी क्रम (Series with field) | फील्ड सर्किट से स्वतंत्र, सीधे लाइन से जुड़ा हुआ (Independent of field) |
| Speed Control Limitation | फील्ड कंट्रोल करते समय NVR ट्रिप हो सकती है। | फील्ड कंट्रोल से NVR प्रभावित नहीं होती (No tripping issue). |
| Primary Application | डीसी शंट और कम्पाउंड मोटर (जहाँ गति परिवर्तन सीमित हो) | डीसी शंट और कम्पाउंड मोटर (व्यापक गति नियंत्रण वाले स्थानों पर) |
किस डीसी मोटर स्टार्टर में NVR कॉइल को शंट फील्ड सर्किट से स्वतंत्र (Independent) रखा जाता है ताकि फील्ड रेगुलेशन से स्टार्टर प्रभावित न हो?
Answer: 4-Point Starter (फोर-पॉइंट स्टार्टर)
5. Role of NVR and OLC (एनवीआर और ओएलसी की भूमिका)
स्टार्टर में सुरक्षा प्रदान करने वाले दो सबसे महत्वपूर्ण हिस्से NVR और OLC हैं:
- NVR (No-Volt Release / Hold-on Coil): जब कभी पावर सप्लाई फेल हो जाती है या वोल्टेज बहुत कम हो जाते हैं, तो NVR कॉइल का चुंबकत्व समाप्त हो जाता है। इससे स्टार्टर का हैंडल स्प्रिंग के खिंचाव के कारण स्वचालित रूप से ‘OFF’ पोजीशन में आ जाता है। यह सुरक्षा प्रदान करता है ताकि पावर लौटने पर मोटर अचानक फुल वोल्टेज पर चालू न हो सके (Under-voltage protection).
- OLC (Overload Coil): जब मोटर पर उसकी क्षमता से अधिक लोड पड़ता है, तो आर्मचर करंट बहुत बढ़ जाता है। OLC में प्रवाहित होने वाली यह उच्च धारा उसके इलेक्ट्रोमैग्नेट को मजबूत बनाती है जो एक छोटी सी पत्ती (Armature) को ऊपर खींचकर NVR कॉइल के दोनों सिरों को शॉर्ट-सर्किट कर देती है। इससे NVR का चुंबक खत्म हो जाता है और मोटर ट्रिप होकर बंद हो जाती है।
6. Common Faults and Troubleshooting (सामान्य दोष और निवारण)
| Fault / Problem (दोष) | Possible Causes (संभावित कारण) | Troubleshooting Steps (निवारण के चरण) |
|---|---|---|
| Handle Fails to Hold in ‘ON’ Position | NVR कॉइल का ओपन होना, वोल्टेज का बहुत कम होना, या स्प्रिंग का अत्यधिक तनाव | NVR कंटिन्यूटी जाँचें, सप्लाई वोल्टेज मापें और स्प्रिंग एडजस्ट करें। |
| Starter Trips Frequently on Normal Load | OLC की सेटिंग बहुत संवेदनशील होना या मोटर पर ओवरलोड होना | OLC का करंट कैलिब्रेशन जाँचें और मोटर का लोड कम करें। |
| Burning of Starting Resistance Studs | हैंडल को बहुत तेजी से आगे बढ़ाना या पहले स्टड पर ज्यादा देर रोक रखना | हैंडल को क्रमिक रूप से उचित गति (लगभग 5 सेकंड में अंतिम स्टड तक) पर ले जाएं। |
7. Applications (व्यापक अनुप्रयोग)
- DC Shunt Motors: कार्यशालाओं और उद्योगों में डीसी शंट मोटरों को स्टार्ट करने के लिए।
- DC Compound Motors: भारी टॉर्क वाली डीसी कम्पाउंड मोटरों की सुरक्षा और नियंत्रण में।
- Educational Laboratories: आईटीआई और इंजीनियरिंग संस्थानों की इलेक्ट्रिकल लैब्स में डीसी मशीनों के परीक्षण के दौरान।
8. ITI Electrician Exam ke liye Important Points (परीक्षा के लिए मुख्य बिंदु)
- Primary Purpose: Limits initial high armature current and provides no-volt and overload protection.
- NVR Function: Returns the handle to the OFF position automatically when supply voltage fails.
- 3-Point Limit: Connected in series with the shunt field, making it prone to unintended tripping during field speed control.
- 4-Point Advantage: Isolates NVR from the field circuit, allowing smooth field-based speed regulation without tripping.
- Starting Resistance: Gradually cut out as the handle moves from the first stud to the final ON position.
9. Conclusion (निष्कर्ष)
DC Motor Starters (3-Point aur 4-Point Starters) डीसी मशीनों के सुरक्षित संचालन और नियंत्रण के लिए अनिवार्य सुरक्षा कवच हैं। ITI Electrician के छात्रों को इनकी आंतरिक बनावट, NVR और OLC की कार्यप्रणाली तथा दोनों स्टार्टर्स के तकनीकी अंतर की पूरी जानकारी होनी चाहिए।
यह टॉपिक CBT Exam, ट्रेड थ्योरी परीक्षाओं और डीसी मोटर प्रैक्टिकल के दृष्टिकोण से अत्यंत महत्वपूर्ण है।