Auto Transformer Starter: Working Principle, Tappings (50%, 65%, 80%), Power Circuit and Applications
ITI Electrician Auto Transformer Starter Master Notes in Hindi:
Working Principle, Tappings (50%, 65%, 80%), Power Circuit & Applications
(ऑटो ट्रांसफॉर्मर स्टार्टर: कार्य सिद्धांत, टैपिंग्स – 50%, 65%, 80%, पावर सर्किट और अनुप्रयोग)
बड़ी क्षमता वाली 3-फेज स्क्विरल केज इंडक्शन मोटरों (Three-Phase Squirrel Cage Induction Motors) को सुरक्षित रूप से स्टार्ट करने और शुरुआती उच्च इनरश करंट (Inrush Current) को नियंत्रित करने वाले प्रमुख उपकरण को Auto Transformer Starter (ऑटो ट्रांसफॉर्मर स्टार्टर) कहा जाता है। ITI Electrician Trade Theory और इलेक्ट्रिकल मशीनों के अंतर्गत यह एक अत्यधिक महत्वपूर्ण और स्कोरिंग टॉपिक है।
यह स्टार्टर कम्यूटेशन और स्टेप-डाउन वोल्टेज के सिद्धांत पर काम करता है। इस विस्तृत मास्टर चैप्टर में हम इसके कार्य सिद्धांत, विभिन्न टैपिंग्स (50%, 65%, 80%), पावर सर्किट और अनुप्रयोगों का विस्तार से अध्ययन करेंगे।
1. Auto Transformer Starter क्या है? (What is an Auto Transformer Starter?)
Auto Transformer Starter एक ऐसा रिड्यूस-वोल्टेज स्टार्टर है जिसमें प्रत्येक फेज के लिए एक सिंगल वाइंडिंग (Auto-transformer) का उपयोग किया जाता है। स्टार्टिंग के समय यह मोटर के स्टेटर पर कम वोल्टेज (जैसे 50%, 65% या 80%) प्रयुक्त करता है, जिससे शुरुआती करंट सीमित हो जाता है। जब मोटर अपनी निर्धारित गति (Rated Speed) के लगभग 80% हिस्से तक पहुँच जाती है, तो एक स्विचिंग मैकेनिज्म द्वारा ऑटो ट्रांसफॉर्मर को परिपथ से हटा दिया जाता है और मोटर सीधे फुल मेन सप्लाई (Full Line Voltage) पर चलने लगती है।
Starting Current & Torque Reduction (करंट और टॉर्क संबंध)
Starting Torque = x^2 x Direct Online Starting Torque
(जहाँ x = टैपिंग प्रतिशत या वोल्टेज अनुपात है)
2. Working Principle (कार्य करने का सिद्धांत)
ऑटो ट्रांसफॉर्मर स्टार्टर का मूल कार्य सिद्धांत विद्युत चुम्बकीय प्रेरण और वोल्टेज स्टेप-डाउन पर आधारित है। इसमें प्रत्येक फेज के लिए एक ऑटो ट्रांसफॉर्मर होता है जिसमें कई टैपिंग्स दी होती हैं। जब हैंडल को ‘START’ पोजीशन में किया जाता है, तो मोटर वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से कम वोल्टेज प्राप्त करती है। चूंकि इंडक्शन मोटर का स्टार्टिंग करंट वोल्टेज के सीधे समानुपाती होता है, इसलिए वोल्टेज कम होने से शुरुआती करंट सुरक्षित स्तर तक सीमित हो जाता है। मोटर के रोटेट होने के बाद हैंडल को ‘RUN’ पोजीशन में शिफ्ट कर दिया जाता है, जिससे मोटर को पूरी लाइन सप्लाई मिलने लगती है।
3. Transformer Tappings (टैपिंग्स – 50%, 65%, 80%)
मोटर की क्षमता और लोड की आवश्यकता के अनुसार वोल्टेज कम करने के लिए ऑटो ट्रांसफॉर्मर में विभिन्न टैपिंग्स प्रदान की जाती हैं:
1. 50% Tapping (50% टैपिंग)
यह सबसे कम वोल्टेज टैपिंग है। इसका उपयोग बहुत हल्के लोड वाली मोटरों या जहाँ कड़े करंट प्रतिबंध हों, वहाँ किया जाता है।
2. 65% Tapping (65% टैपिंग)
यह सबसे सामान्य रूप से उपयोग होने वाली टैपिंग है जो अधिकांश औद्योगिक मोटरों के लिए पर्याप्त स्टार्टिंग टॉर्क देती है।
3. 80% Tapping (80% टैपिंग)
यह भारी लोड वाली मोटरों के लिए उपयोग की जाती है जहाँ मोटर को स्टार्ट होने के लिए उच्च टॉर्क की आवश्यकता होती है।
Selection Criteria
टैपिंग का चयन मोटर के आकार, लोड टॉर्क और बिजली बोर्ड के इनरश करंट नियमों के आधार पर किया जाता है।
4. Power Circuit and Control Mechanism (पावर सर्किट और नियंत्रण तंत्र)
ऑटो ट्रांसफॉर्मर स्टार्टर के पावर सर्किट में मुख्य रूप से निम्नलिखित घटक शामिल होते हैं:
- Auto-Transformers: तीन फेज के लिए तीन अलग-अलग ऑटो ट्रांसफॉर्मर या एक 3-कोर यूनिट।
- Start-Run Switch / Contactor: हैंडल या कॉन्टैक्टर जो ‘START’ पोजीशन में ट्रांसफॉर्मर को सर्किट में जोड़ता है और ‘RUN’ पोजीशन में उसे बायपास कर देता है।
- No-Volt Release (NVR / UVR Coil): बिजली जाने या वोल्टेज गिरने पर मोटर को स्वचालित रूप से बंद करने के लिए।
- Overload Relays: मोटर को ओवरलोड और थर्मल डैमेज से बचाने के लिए थर्मल ओवरलोड रिले (TOR)।
| Starter Position (पोजिशन) | Transformer Status (ट्रांसफॉर्मर स्थिति) | Voltage Across Motor (मोटर पर वोल्टेज) | Main Purpose (मुख्य उद्देश्य) |
|---|---|---|---|
| START Position | परिपथ में जुड़ा रहता है (In-circuit) | कम वोल्टेज (जैसे 50%, 65% या 80%) | शुरुआती उच्च इनरश करंट को सीमित करना। |
| RUN Position | परिपथ से पूरी तरह अलग (Bypassed) | फुल लाइन वोल्टेज (100% Supply) | मोटर को उसकी सामान्य पूर्ण गति (Full Speed) पर चलाना। |
ऑटो ट्रांसफॉर्मर स्टार्टर (Auto Transformer Starter) का उपयोग मुख्य रूप से किस प्रकार की मोटरों को स्टार्ट करने के लिए किया जाता है?
Answer: उच्च क्षमता वाली 3-फेज स्क्विरल केज इंडक्शन मोटर (High Capacity 3-Phase Squirrel Cage Induction Motors – typically above 20 HP).
5. Common Faults and Troubleshooting (सामान्य दोष और निवारण)
| Fault / Problem (दोष) | Possible Causes (संभावित कारण) | Troubleshooting Steps (निवारण के चरण) |
|---|---|---|
| Motor Fails to Start on ‘START’ | ऑटो ट्रांसफॉर्मर की वाइंडिंग का ओपन होना, फ्यूज उड़ना, या नो-वोल्ट कॉइल खराब होना | वाइंडिंग कंटिन्यूटी चेक करें, फ्यूज और एनवीआर कॉइल बदलें। |
| Tripping on Switching to ‘RUN’ | टैपिंग का मान बहुत कम होना या मोटर पर अत्यधिक लोड होना | टैपिंग को उच्च प्रतिशत (जैसे 50% से 65% या 80%) पर सेट करें। |
| Transformer Overheating / Smoking | ‘START’ पोजीशन में मोटर का बहुत देर तक अटके रहना (Extended starting time) | त्वरित रूप से हैंडल को ‘RUN’ पोजीशन में शिफ्ट करें, टाइमर या स्विच सुधारें। |
6. Applications (अनुप्रयोग / उपयोग)
- Large Industrial Motors: 20 HP से अधिक क्षमता वाली 3-फेज स्क्विरल केज इंडक्शन मोटरों में।
- Pumping Stations: बड़े वाटर पंपिंग और ड्रेनेज प्लांटों की मोटरों को स्टार्ट करने के लिए।
- Compressors & Crushers: स्टोन क्रशर और भारी औद्योगिक कंप्रेसर ड्राइव्स में।
- Workshops & Mills: भारी मशीनरी और रोलिंग मिलों की ड्राइव प्रणालियों में।
7. ITI Electrician Exam ke liye Important Points (परीक्षा के लिए मुख्य बिंदु)
- Primary Function: Used for starting large 3-phase squirrel cage induction motors by reducing starting voltage.
- Standard Tappings: Usually provided with 50%, 65%, and 80% voltage tappings.
- Torque & Current Reduction: Both starting current and starting torque are reduced proportional to the square of the voltage ratio.
- Safety Feature: Includes No-Volt Release (NVR) and Overload Relays for complete motor protection.
- Operation Rule: Must not be kept in the ‘START’ position for too long to avoid overheating the auto-transformer windings.
8. Conclusion (निष्कर्ष)
Auto Transformer Starter भारी क्षमता वाली इंडक्शन मोटरों के नियंत्रण और सुरक्षा के लिए एक अत्यंत प्रभावी और विश्वसनीय साधन है। ITI Electrician के छात्रों को इसके कार्य सिद्धांत, विभिन्न टैपिंग्स (50%, 65%, 80%), पावर सर्किट तथा उनके व्यावहारिक अनुप्रयोगों की पूरी तकनीकी जानकारी होनी चाहिए।
यह टॉपिक CBT Exam, ट्रेड थ्योरी परीक्षाओं और औद्योगिक मशीनरी प्रैक्टिकल के दृष्टिकोण से अत्यंत महत्वपूर्ण है।