एसी मोटर बिजली पैदा कर सकती हैं, लेकिन उनकी बिजली पैदा करने की क्षमता उनके संचालन के तरीके पर निर्भर करती है – एसी मोटर मूलतः “मोटर” और “जनरेटर” का एक संयोजन हैं, और उनके मूल सिद्धांत विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम पर आधारित हैं। “विद्युत” या “शक्ति उत्पादन” कार्यों के बीच स्विचिंग केवल ऊर्जा इनपुट विधि (विद्युत ऊर्जा → यांत्रिक ऊर्जा या यांत्रिक ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा) को बदलकर ही प्राप्त की जाती है।
1、 मुख्य सिद्धांत: विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की “द्विदिशात्मकता”
एसी मोटरों के "इलेक्ट्रिक मोड" और "पावर जनरेशन मोड" दोनों विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के इर्द-गिर्द घूमते हैं, जिनमें एकमात्र अंतर "ऊर्जा प्रवाह दिशा" का होता है:
विद्युत मोड (बिजली की खपत): बाहरी इनपुट एसी पावर → स्टेटर वाइंडिंग घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है → चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय प्रेरण लाइनों को काटने के लिए रोटर (कंडक्टर या वाइंडिंग) को चलाता है → रोटर प्रेरित धारा उत्पन्न करता है → चुंबकीय क्षेत्र में धारा एम्पीयर बल के अधीन होती है → रोटर घूर्णन को चलाता है (विद्युत ऊर्जा → यांत्रिक ऊर्जा)।
पावर जनरेशन मोड (बिजली उत्पादन): बाहरी यांत्रिक बल (जैसे इंजन, पवनचक्की, पानी टरबाइन) रोटर को घुमाने के लिए प्रेरित करता है → रोटर (स्थायी चुंबक या उत्तेजना वाइंडिंग) द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र रोटर के साथ घूमता है → स्टेटर वाइंडिंग द्वारा चुंबकीय प्रेरण लाइन को काटा और घुमाया जाता है → स्टेटर वाइंडिंग वैकल्पिक विद्युत-शक्ति को प्रेरित करता है → लोड से जुड़ने के बाद, वैकल्पिक धारा (यांत्रिक ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा) आउटपुट करता है।
2、 एसी मोटर बिजली उत्पादन के लिए तीन प्रमुख शर्तें
सभी एसी मोटर केवल चालू करके बिजली उत्पन्न नहीं कर सकतीं। प्रभावी विद्युत ऊर्जा उत्पादन के लिए निम्नलिखित तीन मुख्य शर्तें पूरी होनी चाहिए:
1. एक "घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र" (चुंबकीय स्रोत) होना चाहिए
स्टेटर वाइंडिंग में विद्युत-शक्ति को प्रेरित करने के लिए, सबसे पहले एक "परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र" की आवश्यकता होती है (घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र सबसे विशिष्ट रूप है), और चुंबकीय स्रोतों के स्रोतों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है:
स्थायी चुंबक प्रकार: रोटर स्वयं एक स्थायी चुंबक होता है (जैसे स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर), जिसे अतिरिक्त विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है और घूर्णन के दौरान सीधे एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। इसकी संरचना सरल होती है और इसका उपयोग आमतौर पर छोटे जनरेटर (जैसे घरेलू पवन टर्बाइन और पोर्टेबल विद्युत उत्पादन उपकरण) में किया जाता है।
उत्तेजन प्रकार: रोटर एक सामान्य वाइंडिंग है (जैसे कि एसिंक्रोनस मोटर और सिंक्रोनस जनरेटर), जिसे रोटर में चुंबकीय क्षेत्र (विद्युत चुंबक के समान) उत्पन्न करने के लिए एक बाहरी "उत्तेजना धारा" (डीसी या एसी) की आवश्यकता होती है।
2. एक “यांत्रिक चालक बल” (रिवर्स टॉर्क पर काबू पाने वाला) होना चाहिए
विद्युत उत्पादन का सार यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना है, इसलिए रोटर को घुमाने के लिए बाहरी यांत्रिक बल होना चाहिए, और गति को दो आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए:
"तुल्यकालिक गति" से अधिक (तुल्यकालिक मोटरों के लिए): तुल्यकालिक मोटरों (जैसे 50Hz) की विद्युत उत्पादन आवृत्ति सख्ती से गति से संबंधित होती है (सूत्र: गति n=60f/p, f आवृत्ति है, p ध्रुव संख्या है), और स्थिर आउटपुट आवृत्ति सुनिश्चित करने के लिए गति को यांत्रिक बल द्वारा सटीक रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है (जैसे विद्युत संयंत्रों में भाप टरबाइन जनरेटर)।
स्लिप दर के अनुरूप महत्वपूर्ण गति से ऊपर (अतुल्यकालिक मोटरों के लिए): जब एक अतुल्यकालिक मोटर बिजली उत्पन्न करती है, तो रोटर की गति स्टेटर घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र की गति ("सुपर सिंक्रोनस गति") से थोड़ी अधिक होनी चाहिए ताकि स्टेटर वाइंडिंग चुंबकीय क्षेत्र को काट सके और विद्युत ऊर्जा उत्पन्न कर सके (अन्यथा यह केवल "विद्युत संचालन" है)।
3. एक “बंद लूप” (लोड या ऊर्जा भंडारण) होना चाहिए
स्टेटर वाइंडिंग एक "प्रत्यावर्ती विद्युत-शक्ति" उत्पन्न करती है, जिसे एक बंद परिपथ (जैसे प्रतिरोधक भार, बैटरी, या पावर ग्रिड) से जोड़ने की आवश्यकता होती है, जिससे एक "प्रत्यावर्ती धारा" बनती है - यदि कोई खुला परिपथ (भार नहीं) है, तो केवल विद्युत-शक्ति ही मौजूद होती है, लेकिन कोई विद्युत ऊर्जा उत्पादन नहीं होता है, और उच्च वोल्टेज के कारण वाइंडिंग इन्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो सकता है।