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जापानी मशीन का वोल्टेज: 200V 3-फ़ेज़ और 50/60 Hz गाइड

जापान के साथ कामअपडेट: 26/10/202647 मिनट में पढ़ें

जापान से आई मशीन की नेमप्लेट पर लिखा है "3φ AC 200 V 50/60 Hz"। आपके प्लांट में, मान लीजिए मानेसर या ग्रेटर नोएडा में, सप्लाई 415 V, 50 Hz की है। मशीन जोड़ने से पहले तीन सवालों के जवाब चाहिए। क्या मशीन के लिए ट्रांसफ़ॉर्मर लगेगा? क्या मोटर आपकी फ़्रीक्वेंसी पर वैसे ही चलेंगे? और मशीन के अंदर के कौन-से वोल्टेज (200 V, 100 V, 24 V DC) असल में आपकी ज़िम्मेदारी बनते हैं?

छोटा जवाब: जापानी फ़ैक्टरियों में मोटर आम तौर पर 3-फ़ेज़ 200 V पर चलते हैं और बड़े लोड 400 V-class पर। लाइट और छोटे उपकरण single-phase 100 V पर चलते हैं, और कंट्रोल 24 V DC पर। ग्रिड की फ़्रीक्वेंसी पूर्वी जापान में 50 Hz और पश्चिमी जापान में 60 Hz है। 200 V के लिए बनी मशीन को 380–480 V की प्लांट सप्लाई पर चलाने से पहले आम तौर पर step-down ट्रांसफ़ॉर्मर चाहिए, या सप्लायर से दूसरे वोल्टेज वाला version मँगाना पड़ता है। फ़्रीक्वेंसी की जाँच अलग से करनी होती है, क्योंकि उससे मोटर की स्पीड बदलती है और मोटर तथा AC coil पर लोड भी बदलता है।

इस गाइड में वे जापानी वोल्टेज समझाए गए हैं जो ड्रॉइंग और नेमप्लेट पर दिखते हैं। उनकी तुलना भारत, अमेरिका और दक्षिण-पूर्व एशिया की आम प्लांट सप्लाई से की गई है। यह भी दिखाया गया है कि एक ही मोटर 400 V पर आधा करंट क्यों लेती है। अंत में चेकलिस्ट है और जापानी सप्लायर को भेजने लायक पूछताछ का मसौदा। यह गाइड सिर्फ़ यह बताती है कि क्या-क्या confirm करना है। यह install करने की विधि नहीं है।

विषय-सूची

जापानी फ़ैक्टरी के अंदर के वोल्टेज
जापान बनाम आपका प्लांट: आम सप्लाई वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी
वोल्टेज से करंट और केबल लॉस कैसे बदलते हैं
50 Hz और 60 Hz से क्या बदलता है
क्या ट्रांसफ़ॉर्मर चाहिए?
आख़िरी छोर पर 24 V DC सर्किट की जाँच
ऑर्डर या कनेक्ट करने से पहले की चेकलिस्ट
जापानी सप्लायर से पूछने के सवाल
यह गाइड कहाँ रुकती है
FAQ
स्रोत

जापानी फ़ैक्टरी के अंदर के वोल्टेज

जापानी प्लांट में सब कुछ एक ही वोल्टेज पर नहीं चलता। सप्लाई लोड के हिसाब से चुनी जाती है और फ़ैक्टरी के अपने डिज़ाइन स्टैंडर्ड के हिसाब से भी। बड़े पंप और फ़ैन 3-फ़ेज़ 400 V-class के उम्मीदवार होते हैं, जबकि आम मोटर लोड 3-फ़ेज़ 200 V पर भी चलते हैं। लाइट, सॉकेट और छोटे उपकरण single-phase 100 V पर चलते हैं, और sensor, PLC I/O और relay आम तौर पर 24 V DC पर।

"400 V-class" कोई एक संख्या नहीं है। इस class के उपकरण 400 V, 415 V या 440 V रेटेड हो सकते हैं, इसलिए दो चीज़ें जिन्हें "400 V" कहा जाता है, ज़रूरी नहीं कि आपस में बदली जा सकें। एक ही मशीन एक साथ कई वोल्टेज भी इस्तेमाल कर सकती है। जैसे motorized valve की मोटर 200 V ले सकती है, पर उसके open/close command और status signal का वोल्टेज अलग हो सकता है।

चित्र 1: पावर और कंट्रोल की सप्लाई अलग-अलग होती है

जापानी प्लांट की एक आम व्यवस्था। यह सिर्फ़ भूमिका समझाने वाला चित्र है। इसमें terminal और protective device नहीं दिखाए गए हैं, और यह wiring diagram नहीं है।

कुछ पावर सप्लाई यूनिट AC 200 V (या उसके आसपास) सीधे ले लेती हैं, इसलिए यह दो-चरण वाला रास्ता हमेशा ज़रूरी नहीं होता।

24 V DC सप्लाई सिर्फ़ छोटा ट्रांसफ़ॉर्मर नहीं है। PLC और कंप्यूटर जैसे electronics स्थिर, कम DC वोल्टेज पर चलते हैं। इसके लिए AC को घटाने के साथ rectification और regulation भी करना पड़ता है।

विदेश के प्लांट के लिए यह बँटवारा अहम है। 24 V DC कंट्रोल सर्किट आम तौर पर मशीन के पैनल की पावर सप्लाई यूनिट बनाती है, इसलिए सिर्फ़ उस यूनिट की input रेटिंग आपकी ग्रिड से मेल खानी चाहिए। 3-फ़ेज़ मोटर सप्लाई और single-phase 100 V से जुड़ी हर चीज़ सीधे आपकी ग्रिड पर निर्भर है। जापान का 100 V दूसरी जगह कम मिलता है। अमेरिका में 120 V है, और भारत तथा दक्षिण-पूर्व एशिया में ज़्यादातर 220–240 V। इसलिए मशीन के हर 100 V लोड की पहचान करनी होगी।

पूर्व में 50 Hz, पश्चिम में 60 Hz

जापान की ग्रिड दो हिस्सों में बँटी है। टोक्यो समेत पूर्वी जापान में 50 Hz चलता है और ओसाका समेत पश्चिमी जापान में 60 Hz। सीमा मोटे तौर पर शिज़ुओका प्रांत की फ़ूजी नदी से निइगाता प्रांत के इतोइगावा तक जाती है, और यह सीधी रेखा नहीं है। यह बँटवारा 1890 के दशक से है, जब टोक्यो ने जर्मन 50 Hz जनरेटर लगाए और ओसाका ने अमेरिकी 60 Hz जनरेटर।

इसीलिए जापानी नेमप्लेट और spec sheet पर अक्सर दोनों फ़्रीक्वेंसी लिखी होती हैं। नागोया या ओसाका का सप्लायर मशीन को 60 Hz पर टेस्ट कर सकता है, और टोक्यो के पास वाला 50 Hz पर। यह मत मान लीजिए कि "Made in Japan" से पता चल जाता है कि मशीन किस फ़्रीक्वेंसी के लिए सेट और टेस्ट हुई। सप्लायर से पूछिए। उत्तर भारत की ग्रिड 50 Hz की है, इसलिए यह सवाल सीधे आपके काम का है।

चित्र 2: जापान की दो ग्रिड फ़्रीक्वेंसी

सीमा के पास एक ज़िले से दूसरे ज़िले में फ़्रीक्वेंसी अलग हो सकती है। वहाँ स्थानीय बिजली कंपनी की बात ही आख़िरी मानी जाए।

	पूर्वी जापान	पश्चिमी जापान
फ़्रीक्वेंसी	50 Hz	60 Hz
उदाहरण	टोक्यो क्षेत्र, तोहोकू, होक्काइदो	नागोया, ओसाका, हिरोशिमा, क्यूशू
सीमा	मोटे तौर पर फ़ूजी नदी (शिज़ुओका) से इतोइगावा (निइगाता) तक; सीधी रेखा नहीं
आपके लिए मतलब	जापानी मशीन किसी भी एक फ़्रीक्वेंसी पर सेट और टेस्ट हुई हो सकती है। पता कीजिए कि कौन-सी, और क्या आपकी फ़्रीक्वेंसी पर भी टेस्ट हुई

"Teiatsu" (लो वोल्टेज) का मतलब सुरक्षित नहीं है

जापानी दस्तावेज़ों में बिजली के उपकरणों के तकनीकी मानकों वाले राष्ट्रीय मंत्रालयीय आदेश (Article 2) की तीन कानूनी वोल्टेज श्रेणियाँ इस्तेमाल होती हैं। AC 200 V और 400 V दोनों teiatsu (लो वोल्टेज) में आते हैं। उदाहरण के लिए AC 3,300 V और 6,600 V koatsu (हाई वोल्टेज) श्रेणी में आते हैं और उनका इंतज़ाम 200 V तथा 400 V की लो-वोल्टेज पावर से अलग होता है। इसलिए जापानी दस्तावेज़ में "हाई वोल्टेज" लिखा हो तो उसका मतलब 400 V नहीं है।

चित्र 3: जापान की कानूनी वोल्टेज श्रेणियाँ

आदेश के Article 2 से। "या कम" और "से ज़्यादा" का फ़र्क़ ध्यान से देखिए।

श्रेणी	AC	DC
लो वोल्टेज (teiatsu)	600 V या कम	750 V या कम
हाई वोल्टेज (koatsu)	600 V से ज़्यादा, 7,000 V तक	750 V से ज़्यादा, 7,000 V तक
एक्स्ट्रा-हाई वोल्टेज (tokubetsu koatsu)	7,000 V से ज़्यादा	7,000 V से ज़्यादा

ये जापान की कानूनी शब्दावली है। भारत में बिजली की सुरक्षा के नियम (CEA के नियम) वोल्टेज की अपनी श्रेणियाँ और सीमाएँ तय करते हैं। जापान की श्रेणी को भारत की श्रेणी के बराबर मत मानिए।

यह कानूनी नाम सेफ्टी की रेटिंग नहीं है। रेज़िस्टिव लोड के लिए Ohm का नियम (V = RI) कहता है कि रेज़िस्टेंस वही रहे तो वोल्टेज बढ़ने पर करंट बढ़ता है। लेकिन इंसानी शरीर को एक तय रेज़िस्टेंस या एक तय करंट की सीमा में नहीं बाँधा जा सकता जिससे "सुरक्षित" और "ख़तरनाक" अलग हो जाएँ। झटके का असर इस पर निर्भर करता है कि इंसान कहाँ छूता है, करंट किस रास्ते से गुज़रता है, छूने का समय कितना है और जगह कितनी गीली है। 100 V में भी झटके का असली ख़तरा है। कम वोल्टेज होने से भी live हिस्सों पर guarding, सही earthing और protection, और lockout की प्रक्रिया ज़रूरी बनी रहती है।

जापान बनाम आपका प्लांट: आम सप्लाई वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी

नीचे की तालिका में जापान को उन देशों के साथ रखा गया है जहाँ हमारे ज़्यादातर पाठक काम करते हैं। इसे शुरुआती बिंदु मानिए। प्रकाशित नॉमिनल वोल्टेज और प्लांट में नापा गया वोल्टेज अलग हो सकते हैं, और कुछ देशों के पुराने नेटवर्क में आधिकारिक नॉमिनल 400 V होने पर भी 380 V या 415 V चलता है।

चित्र 4: देश के हिसाब से आम 3-फ़ेज़ प्लांट सप्लाई

प्रकाशित संदर्भों के नॉमिनल मान। अपनी साइट पर असली वोल्टेज, फ़्रीक्वेंसी और सिस्टम टाइप हमेशा confirm कीजिए।

देश	आम 3-फ़ेज़ वोल्टेज	फ़्रीक्वेंसी	नोट
जापान	200 V; बड़े लोड के लिए 400 V-class (400/415/440 V)	पूर्व में 50 Hz / पश्चिम में 60 Hz	लाइट और छोटे लोड के लिए single-phase 100 V
अमेरिका	480 V (277/480 V), 208 V (120/208 V), 240 V	60 Hz	मोटर नेमप्लेट पर utilization वोल्टेज होते हैं: 480 V सिस्टम पर 460 V, 208 V पर 200 V, 240 V पर 230 V
भारत	415 V (240/415 V) आम इस्तेमाल में	50 Hz	IS 12360 में 230/400 V दिया है, पर एक amendment ने 240/415 V से बदलाव को रोक रखा है
थाईलैंड	400 V	50 Hz
वियतनाम	400 V नॉमिनल; 380 V (220/380 V) अब भी काफ़ी बताया जाता है	50 Hz	स्थानीय बिजली वितरण कंपनी से confirm करें
इंडोनेशिया	400 V	50 Hz
मलेशिया	आधिकारिक तौर पर 400 V; व्यवहार में अक्सर 415 V	50 Hz
फ़िलीपींस	400 V	60 Hz	इस इलाक़े के गिने-चुने 60 Hz देशों में से एक

स्रोत लेख के अंत में दिए हैं। जहाँ स्रोतों में फ़र्क़ है, वहाँ दोनों मान दिए गए हैं।

दो बातें साफ़ दिखती हैं। पहली, जापानी 200 V मशीन जापान के बाहर लगभग हर जगह वोल्टेज के हिसाब से बेमेल है। अकेला आंशिक अपवाद अमेरिका का 208 V सिस्टम है, जो जापान के 200 V के क़रीब है, पर उसे भी मशीन की रेटेड रेंज से मिलाकर confirm करना होगा। दूसरी, भारत और ज़्यादातर दक्षिण-पूर्व एशिया में 50 Hz है, अमेरिका और फ़िलीपींस में 60 Hz, और जापान में दोनों। इसलिए फ़्रीक्वेंसी का सवाल इस पर भी निर्भर करता है कि सप्लायर कहाँ है, सिर्फ़ इस पर नहीं कि आप कहाँ हैं।

वोल्टेज से करंट और केबल लॉस कैसे बदलते हैं

उतनी ही पावर के लिए ज़्यादा सप्लाई वोल्टेज का मतलब कम करंट है। इसीलिए प्लांट बड़ी मोटरें 200 V की जगह 400 V-class या 415 V पर चलाते हैं। पावर वह दर है जिस पर बिजली की ऊर्जा इस्तेमाल होती है, और उसे वॉट (W) या किलोवॉट (kW) में नापते हैं। DC में यह वोल्टेज गुणा करंट है। AC में फ़ेज़ की संख्या और power factor भी गिनने पड़ते हैं।

DC पावर

P = VI

रियल पावर, single-phase sinusoidal AC

P = VI cos φ

रियल पावर, balanced sinusoidal 3-फ़ेज़ AC

P = √3 VI cos φ

P: input की रियल पावर [W]। V: वोल्टेज [V] (AC में RMS; 3-फ़ेज़ में line-to-line)। I: करंट [A] (AC में RMS; 3-फ़ेज़ में line current)। cos φ: power factor [बिना यूनिट]। वेवफ़ॉर्म ज़्यादा बिगड़ा हो या फ़ेज़ असंतुलित हों तो नापने की जगह इस सीधे 3-फ़ेज़ सूत्र को मत लगाइए।

रियल पावर और power factor वही हों तो वोल्टेज दोगुना होने पर करंट आधा हो जाता है। यह दो मोटरों की तुलना है, जिनमें से हर एक अपने वोल्टेज के लिए बनी है। इसका मतलब यह नहीं कि 200 V की मोटर पर 400 V लगाया जा सकता है।

उदाहरण: अलग-अलग वोल्टेज पर 7.5 kW मोटर का line current

मोटर नेमप्लेट का kW आम तौर पर रेटेड shaft output होता है, बिजली का input नहीं। Efficiency का मतलब है shaft output भाग electrical input, और power factor का मतलब है रियल पावर भाग apparent power। shaft output से करंट निकालने के लिए दोनों चाहिए।

एक काल्पनिक 3-फ़ेज़ मोटर लीजिए: 7.5 kW shaft output, 90% efficiency, 0.80 power factor। समझाने के लिए मान लेते हैं कि हर वोल्टेज version में efficiency और power factor यही हैं। असली रेटेड करंट हर प्रोडक्ट के datasheet से लीजिए।

shaft output से 3-फ़ेज़ line current

I = P_out√3 Vη cos φ

I₂₀₀ = 7,500√3 × 200 × 0.90 × 0.80 = लगभग 30.1 A

I₄₀₀ = 7,500√3 × 400 × 0.90 × 0.80 = लगभग 15.0 A

P_out: shaft output [W]। η: मोटर efficiency [बिना यूनिट]। I₂₀₀, I₄₀₀: हर वोल्टेज version का line current [A]। 7.5 kW = 7,500 W। ये स्टार्टिंग या पार्ट-लोड करंट नहीं हैं।

चित्र 5: एक जैसा shaft output, हर मोटर अपने रेटेड वोल्टेज पर

काल्पनिक उदाहरण: 7.5 kW, 90% efficiency, 0.80 power factor। दो अलग मोटरें हैं, एक मोटर दो वोल्टेज पर नहीं।

90% efficiency पर दोनों मोटरें लगभग 8.33 kW बिजली input लेती हैं। 400 V पर जाने से बिजली की खपत आधी नहीं होती। आधा सिर्फ़ करंट होता है। यही सूत्र उन वोल्टेज के लिए नीचे का नतीजा देता है जो आपको मिल सकते हैं:

चित्र 6: उसी काल्पनिक 7.5 kW मोटर का line current

ऊपर वाली ही मान्यताएँ (90% efficiency, 0.80 power factor), हर वोल्टेज पर गणना की गई। ये datasheet के मान नहीं हैं।

रेटेड वोल्टेज	कहाँ दिखता है	Line current	केबल I²R लॉस, 200 V की तुलना में (वही केबल)
200 V	जापान	लगभग 30.1 A	100%
208 V	अमेरिका के 120/208 V सिस्टम	लगभग 28.9 A	लगभग 92%
400 V	जापान का 400 V-class, दक्षिण-पूर्व एशिया	लगभग 15.0 A	25%
415 V	भारत, मलेशिया	लगभग 14.5 A	लगभग 23%
460 V	अमेरिका के 480 V सिस्टम (मोटर नेमप्लेट)	लगभग 13.1 A	लगभग 19%

लॉस का अनुपात = (200 / V)²। असली मोटरों की efficiency और power factor अलग-अलग वोल्टेज पर अलग होते हैं। केबल और breaker का साइज़ तय करने के लिए datasheet का करंट इस्तेमाल करें।

कम करंट से केबल का रेज़िस्टिव लॉस घटता है

केबल में गर्मी के रूप में जो ऊर्जा जाती है, वह करंट के वर्ग के अनुपात में होती है। कंडक्टर का मटीरियल, लंबाई और क्रॉस-सेक्शन वही हों तो करंट आधा करने पर केबल का रेज़िस्टिव लॉस एक-चौथाई रह जाता है।

हर फ़ेज़ में बराबर रेज़िस्टेंस वाले 3-फ़ेज़, 3-वायर सर्किट में रेज़िस्टिव लॉस

P_loss = 3I²R

P_loss,400P_loss,200 = (0.5)² = 0.25

P_loss: तीनों कंडक्टर का रेज़िस्टिव लॉस [W]। R: एक कंडक्टर का रेज़िस्टेंस [Ω]। I: line current [A]। एक ही R पर तुलना की गई है। मोटर के अंदर का लॉस और ट्रांसफ़ॉर्मर का लॉस इसमें शामिल नहीं है।

चित्र 7: आधा करंट, एक-चौथाई केबल लॉस

सापेक्ष मान, 200 V = 100। पावर, power factor और केबल रेज़िस्टेंस वही।

कम करंट से पतली केबल चल सकती है, लेकिन केबल पतली करने के बाद लॉस ज़रूरी नहीं कि पहले का एक-चौथाई रहे। ऐसा साइज़ चुनिए जो ampacity, voltage drop, short-circuit withstand और लगाने की शर्तें पूरी करे, फिर उसी केबल से दोबारा आकलन कीजिए। Voltage drop भी करंट और केबल के रेज़िस्टेंस तथा reactance पर निर्भर है, इसलिए ज़्यादा वोल्टेज से वहाँ भी फ़ायदा होता है। सर्किट टाइप, power factor और रन की लंबाई देखे बिना सिर्फ़ वोल्टेज के अनुपात से केबल का साइज़ आधा मत कर दीजिए।

50 Hz और 60 Hz से क्या बदलता है

वोल्टेज मिलाना आधा काम है। Induction मोटर की स्पीड सप्लाई फ़्रीक्वेंसी के साथ चलती है। Synchronous speed = 120 × f / poles है, इसलिए 4-pole मोटर 50 Hz पर 1,500 rpm और 60 Hz पर 1,800 rpm की synchronous speed से घूमती है। असली स्पीड slip की वजह से थोड़ी कम होती है।

जापानी कैटलॉग से देखा जा सकता है कि यह रेटिंग प्लेट पर कैसा दिखता है। Mitsubishi Electric की SF-PR 400 V-class, 4-pole, 5.5 kW मोटर चार वोल्टेज-फ़्रीक्वेंसी जोड़ियों के लिए रेटेड है, और हर जोड़ी का अपना करंट और स्पीड है:

चित्र 8: एक मोटर, चार रेटिंग (कैटलॉग का उदाहरण)

Mitsubishi Electric SF-PR, 400 V-class, 4-pole, 5.5 kW, जैसा निर्माता की ऑनलाइन specification में दिया है।

वोल्टेज	फ़्रीक्वेंसी	रेटेड करंट	रेटेड स्पीड
400 V	50 Hz	11.3 A	1,465 rpm
400 V	60 Hz	10.4 A	1,760 rpm
440 V	60 Hz	10.0 A	1,765 rpm
460 V	60 Hz	9.9 A	1,770 rpm

करंट और स्पीड उसी पंक्ति से पढ़िए जिसमें आपका वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी है। अलग-अलग पंक्तियों के मान मत मिलाइए। दूसरे मॉडल और निर्माता अलग होते हैं, इसलिए असली नेमप्लेट देखिए।

इससे दो बातें निकलती हैं। मोटर से सीधे चलने वाला पंप, फ़ैन या conveyor 60 Hz पर 50 Hz के मुक़ाबले लगभग 20% तेज़ चलता है, जिससे उसका आउटपुट और मोटर पर लोड बदल जाते हैं। सप्लायर से पूछिए कि मशीन का साइज़ और टेस्ट आपकी फ़्रीक्वेंसी पर हुआ या नहीं। दूसरी बात, सिर्फ़ 60 Hz के लिए रेटेड मोटर उसी वोल्टेज पर 50 Hz में अपने आप ठीक नहीं होती। Voltage-to-frequency अनुपात लगभग 20% बढ़ जाता है, जिससे magnetic flux बढ़ता है और मोटर ज़्यादा गर्म हो सकती है। उसकी आउटपुट क्षमता भी घटती है। derating या वोल्टेज में बदलाव मोटर निर्माता से ही लेना होगा।

फ़्रीक्वेंसी के प्रति संवेदनशील दूसरे पार्ट

सिर्फ़ मोटर ही नहीं, और पार्ट भी जाँचने हैं। Contactor, relay और solenoid valve के AC coil तय वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी के लिए रेटेड होते हैं, और AC तथा DC coil आपस में नहीं बदले जा सकते। पैनल के AC cooling fan और लाइन फ़्रीक्वेंसी से चलने वाली timing वाली चीज़ें भी देखने लायक़ हैं। कई पार्ट पर "50/60 Hz" लिखा होता है, पर पार्ट लिस्ट में एक-एक आइटम पर confirm कीजिए, अंदाज़ा मत लगाइए।

Inverter (VFD)

Variable frequency drive को जापानी दस्तावेज़ों में "inverter" कहते हैं, और इससे तस्वीर बदल जाती है। इसकी आउटपुट फ़्रीक्वेंसी parameter से सेट होती है, इसलिए VFD के पीछे की मोटर को आपकी ग्रिड की फ़्रीक्वेंसी सीधे नहीं मिलती। फिर भी दो अलग जाँचें लागू रहती हैं।

Input: ड्राइव की वोल्टेज class (200 V-class या 400 V-class) आपकी सप्लाई का वोल्टेज cover करे। 200 V-class ड्राइव को 400 V या 415 V सप्लाई से नहीं जोड़ा जा सकता।
मोटर को आउटपुट: ड्राइव और मोटर का वोल्टेज मेल खाए। Mitsubishi Electric के अनुसार 400 V का inverter 200 V की मोटर को नहीं चलाना चाहिए, क्योंकि आउटपुट सेटिंग घटाने पर भी inverter का peak आउटपुट वोल्टेज मोटर की withstand वोल्टेज से ऊपर जा सकता है। 200 V की मोटर के लिए 200 V का inverter लीजिए, और किसी और जोड़ी के लिए peak आउटपुट वोल्टेज और मोटर insulation के बारे में निर्माता से पूछिए।

मशीन में ड्राइव हों तो हर ड्राइव को मॉडल और वोल्टेज class के साथ लिख लीजिए, और सप्लायर से पूछिए कि आपकी साइट के लिए 400 V-class version मिलता है या नहीं।

क्या ट्रांसफ़ॉर्मर चाहिए?

मशीन को सप्लाई से मिलाने पर conversion उपकरण की ज़रूरत नहीं पड़ती। आपके प्लांट में 200 V सप्लाई हो और मशीन 200 V मॉडल हो, तो मुख्य सप्लाई के लिए step-down ट्रांसफ़ॉर्मर शायद न लगे। यही तर्क छोटे लोड पर भी लगता है। जहाँ AC 200 V पास में है, वहाँ AC 200 V का उपकरण चुनने से AC 100 V तक उतारने वाला अलग ट्रांसफ़ॉर्मर हट सकता है। लेकिन जापान के बाहर ज़्यादातर प्लांटों में दो में से एक रास्ता चुनना पड़ता है। या तो मशीन ऐसे version में मँगाइए जो आपकी सप्लाई से मेल खाए, या 200 V version रखकर step-down ट्रांसफ़ॉर्मर जोड़िए।

चित्र 9: ट्रांसफ़ॉर्मर का फ़ैसला एक नज़र में

सिर्फ़ जल्दी छाँटने के लिए। अंतिम फ़ैसला आपके इलेक्ट्रिकल इंजीनियर और मशीन सप्लायर का है।

आपकी सप्लाई	मशीन जैसी बनी है	संभावित नतीजा	Confirm करें
अमेरिका 480 V, 60 Hz	3-फ़ेज़ 200 V	Step-down ट्रांसफ़ॉर्मर, या 400 V-class / 460 V version मँगाएँ	क्या सारी मोटरें और ड्राइव 460 V, 60 Hz पर मिलती हैं
अमेरिका 208 V, 60 Hz	3-फ़ेज़ 200 V	मशीन की रेटेड रेंज में आ सकता है	हर मोटर, ड्राइव और पावर सप्लाई की रेटेड वोल्टेज रेंज
भारत 415 V, 50 Hz	3-फ़ेज़ 200 V	Step-down ट्रांसफ़ॉर्मर, या 400 V-class version	क्या 400 V रेटेड पार्ट 415 V लेते हैं; 50 Hz रेटिंग
दक्षिण-पूर्व एशिया 380–415 V, 50 Hz	3-फ़ेज़ 200 V	Step-down ट्रांसफ़ॉर्मर, या 400 V-class version	साइट पर नापा वोल्टेज बनाम रेटेड रेंज; 50 Hz रेटिंग
कोई भी	Single-phase 100 V लोड शामिल हैं	अंदर का कंट्रोल ट्रांसफ़ॉर्मर, या अलग 100 V सप्लाई	कौन-से लोड 100 V लेते हैं, और क्या अंदर के ट्रांसफ़ॉर्मर में आपके वोल्टेज का tap है
कोई भी	सिर्फ़ 24 V DC कंट्रोल	ग्रिड वोल्टेज का सीधा असर नहीं	24 V पावर सप्लाई यूनिट की input रेटिंग

ट्रांसफ़ॉर्मर के अपने लॉस, जगह, protection और kVA साइज़िंग (मोटर स्टार्टिंग समेत) होते हैं। इन्हें डिज़ाइन रिव्यू में देखा जाता है।

ट्रांसफ़ॉर्मर आसान लगे तब भी वही अकेली बात नहीं है। Spare पार्ट, पूरे प्लांट में एक जैसा कंट्रोल वोल्टेज, कुछ ख़राब होने पर बदलना, बिजली के झटके से बचाव, और बिजली जाने पर मशीन का बर्ताव, ये सब आपके प्लांट के अपने इलेक्ट्रिकल स्टैंडर्ड के हिसाब से चलने की तरफ़ इशारा करते हैं। पार्ट बदलते समय सिर्फ़ वोल्टेज नहीं, वोल्टेज, AC या DC, फ़ेज़ की संख्या, फ़्रीक्वेंसी, आउटपुट, allowable करंट, insulation और protection सब मिलाइए। कुछ प्रोडक्ट 200 V और 400 V के बीच बदले जा सकते हैं, लेकिन terminal कनेक्शन और इस्तेमाल की शर्तें उस प्रोडक्ट के मैनुअल से तय होती हैं, सिर्फ़ नेमप्लेट से नहीं।

वोल्टेज चुनने से बाक़ी सब तय नहीं हो जाता। बिजली जाने पर मशीन चलती रहे, इसके लिए UPS का अलग रिव्यू चाहिए, और signal isolation के लिए isolator का अलग रिव्यू। जहाँ कोई उपकरण 100 V और 200 V दोनों version में आता है, जैसे कुछ motorized valve, वहाँ मुख्य सप्लाई के साथ command signal, starting current, पावर conversion की ज़रूरत और maintenance spare भी मिलाइए।

आख़िरी छोर पर 24 V DC सर्किट की जाँच

24 V DC कंट्रोल आपकी ग्रिड पर निर्भर नहीं करते, पर उनकी अपनी एक सीमा है: voltage drop। जापानी मशीन को सप्लायर की फ़ैक्टरी से लंबी field wiring के साथ लगाया जाए, तो छोटा-सा drop भी किसी डिवाइस को उसके न्यूनतम input से नीचे धकेल सकता है। सिर्फ़ steady state नहीं, उस समय का करंट भी देखिए जब solenoid valve जैसे लोड एक साथ switch होते हैं, और सप्लाई से डिवाइस तक पूरा लूप (जाना और लौटना) गिनिए।

उदाहरण के लिए मान लीजिए 24 V सप्लाई, 2 A लोड करंट और कुल लूप रेज़िस्टेंस 1 Ω है। वायरिंग में 2 V गिरता है, इसलिए डिवाइस को 22 V मिलता है। इस मान को डिवाइस के datasheet के न्यूनतम input वोल्टेज से मिलाइए।

2-वायर DC लूप में अनुमानित drop

ΔV = IR_loop = 2 × 1 = 2 V

V_load = 24 − 2 = 22 V

ΔV: वायरिंग में voltage drop [V]। R_loop: जाने और लौटने वाले कंडक्टर का कुल रेज़िस्टेंस [Ω]। V_load: डिवाइस पर वोल्टेज [V]। लोड 2 A पर स्थिर माना गया है, और contact तथा terminal का रेज़िस्टेंस छोड़ दिया गया है।

चित्र 10: सप्लाई पर 24 V का मतलब डिवाइस पर 24 V नहीं

मान्यता: 1 Ω कुल लूप रेज़िस्टेंस (जाना और लौटना मिलाकर) से 2 A गुज़रता है। लौटने वाला रास्ता दो बार मत गिनिए।

बहुत क्षमता वाली पावर सप्लाई के बावजूद वायरिंग के रेज़िस्टेंस या inrush करंट की वजह से आख़िरी छोर पर वोल्टेज कम पड़ सकता है। सप्लाई का आउटपुट बढ़ाने से पहले तार का साइज़ और दूरी देखिए, हर डिवाइस की allowed input रेंज देखिए, और यह भी कि बढ़ाने पर कोई डिवाइस overvoltage में तो नहीं जाएगा।

AC 24 V और DC 24 V अलग-अलग सप्लाई हैं, और कुछ DC डिवाइस polarity के प्रति संवेदनशील होते हैं। इसलिए terminal diagram में वोल्टेज का टाइप और polarity दोनों confirm कीजिए। Dry (voltage-free) contact ख़ुद कोई वोल्टेज नहीं देता, इसलिए terminal diagram में देखिए कि लेने वाले input सर्किट के लिए कौन-सी external सप्लाई चाहिए। मशीन की 200 V मुख्य सप्लाई से उसके signal की शर्तों का पता नहीं चलता, इसलिए पावर specification और I/O specification को अलग-अलग देखिए।

ऑर्डर या कनेक्ट करने से पहले की चेकलिस्ट

प्लांट सप्लाई: कनेक्शन पॉइंट पर नापा हुआ वोल्टेज, फ़्रीक्वेंसी, फ़ेज़ की संख्या और सिस्टम टाइप
मशीन की मुख्य सप्लाई: नेमप्लेट और इलेक्ट्रिकल ड्रॉइंग से रेटेड वोल्टेज, फ़्रीक्वेंसी, फ़ेज़ और full-load करंट
हर मोटर: कौन-कौन-सी वोल्टेज-फ़्रीक्वेंसी जोड़ियाँ लिखी हैं, और आपकी सप्लाई से मेल खाने वाली पंक्ति का करंट और स्पीड
हर ड्राइव (inverter/VFD): input वोल्टेज class बनाम आपकी सप्लाई, और मोटर का वोल्टेज बनाम ड्राइव की आउटपुट class
Single-phase 100 V लोड: कौन-से हैं, और उन्हें सप्लाई कैसे मिलेगी
कंट्रोल ट्रांसफ़ॉर्मर: primary के कौन-से tap हैं, और क्या कोई आपके वोल्टेज से मेल खाता है
AC coil, पैनल fan और फ़्रीक्वेंसी के प्रति संवेदनशील पार्ट: पार्ट लिस्ट में 50/60 Hz रेटिंग
24 V DC पावर सप्लाई: input रेटिंग, क्षमता, और सबसे दूर वाले डिवाइस पर वोल्टेज
टेस्ट की शर्तें: सप्लायर ने factory acceptance test किस वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी पर चलाया
ट्रांसफ़ॉर्मर (अगर चाहिए): कौन सप्लाई करेगा, मोटर स्टार्टिंग समेत kVA कितना, और protection
स्थानीय नियम: इंस्टॉलेशन को कौन-से स्टैंडर्ड और approval पूरे करने हैं, और sign-off कौन करेगा

जापानी सप्लायर से पूछने के सवाल

मशीन 50 Hz या 60 Hz के लिए बनी और टेस्ट हुई? क्या हमारी फ़्रीक्वेंसी पर भी टेस्ट हुई?
क्या आप 200 V की जगह 400 V-class (या 415 V, 50 Hz) version दे सकते हैं? कौन-से पार्ट बदलेंगे?
कृपया सारी मोटरें और ड्राइव मॉडल, वोल्टेज class और रेटेड वोल्टेज/फ़्रीक्वेंसी जोड़ियों के साथ लिस्ट करें।
कौन-से लोड single-phase 100 V पर चलते हैं, और कुल करंट कितना है?
क्या कंट्रोल ट्रांसफ़ॉर्मर में हमारे सप्लाई वोल्टेज के लिए primary tap है?
हम step-down ट्रांसफ़ॉर्मर लगाएँ तो स्टार्टिंग करंट समेत कितना kVA और कौन-सा वोल्टेज आप सुझाते हैं?
क्या कोई पार्ट सिर्फ़ एक फ़्रीक्वेंसी के लिए रेटेड है (coil, fan, timer)?
पूरी मशीन के लिए सप्लाई वोल्टेज की allowed रेंज क्या है?

पूछताछ का मसौदा

जापानी सप्लायर को भेजने के लिए मसौदा अंग्रेज़ी में रखा गया है। कॉपी कीजिए, ब्रैकेट वाली जगहें भरिए और अपने इंजीनियर या purchase टीम के ज़रिए भेजिए। छोटे, नंबर वाले सवालों का जवाब जापानी इंजीनियर के लिए देना और अनुवाद करना आसान होता है।

Subject: Supply voltage and frequency check – [machine name / PO number] Dear [name], We are preparing to install [machine name] at our plant in [country]. Our supply is [3-phase, ___ V, ___ Hz]. The drawings show 3-phase AC 200 V. Could you please answer the following: 1. Was the machine set up and tested at 50 Hz or 60 Hz? 2. Is a version for [___ V, ___ Hz] available? If so, which parts change, and how does it affect price and delivery? 3. If we keep the 200 V version, what step-down transformer rating (kVA and voltage) do you recommend? 4. Please send a list of all motors, inverters, and AC coils with their rated voltage and frequency. 5. Which loads use single-phase 100 V, and does the control transformer have a primary tap for [___ V]? Thank you for your help. Best regards, [name, company]

यह गाइड कहाँ रुकती है

वोल्टेज की तालिका प्रकाशित नॉमिनल मानों पर आधारित है। असली प्लांट वोल्टेज, tolerance और सिस्टम टाइप (earthing, star या delta) साइट और बिजली कंपनी के हिसाब से बदलते हैं, और यह गाइड उन्हें cover नहीं करती।
करंट और लॉस के आँकड़े एक काल्पनिक मोटर के हैं जिसकी efficiency और power factor तय माने गए हैं। असली मोटरें वोल्टेज version और निर्माता के हिसाब से अलग होती हैं।
Mitsubishi की मोटर का डेटा कैटलॉग का एक उदाहरण है। दूसरे निर्माता और मॉडल अलग जोड़ियाँ देते हैं।
रेटेड से अलग फ़्रीक्वेंसी पर मोटर की derating, ट्रांसफ़ॉर्मर का साइज़, केबल का साइज़ और protection सेटिंग आपके इलेक्ट्रिकल इंजीनियर और उपकरण निर्माता के डिज़ाइन फ़ैसले हैं।
भारत में बिजली की सुरक्षा और फ़ैक्टरी के काम के नियम (जैसे Factories Act 1948, 2020 का OSH Code और CEA के नियम) अलग से लागू होते हैं, और राज्य में उनके लागू होने की स्थिति अलग हो सकती है। इस गाइड में उनकी शर्तें नहीं दी गई हैं। अपने सेफ्टी अफ़सर या इलेक्ट्रिकल इंजीनियर से पूछिए।
जाँच और पार्ट बदलने का काम आपकी साइट पर ज़िम्मेदार व्यक्ति की तय प्रक्रिया से होना चाहिए, यानी बिजली बंद करना, दोबारा चालू होने से रोकना (LOTO) और zero वोल्टेज की पुष्टि। अलग सप्लाई, UPS आउटपुट और पावर उपकरण के अंदर जमा ऊर्जा का ध्यान रखिए, और काम की जगह को बिजली देने वाली हर सप्लाई की पहचान कर लीजिए।

FAQ

जापानी फ़ैक्टरियों में कौन-सा वोल्टेज इस्तेमाल होता है?

सबसे आम: मोटर के लिए 3-फ़ेज़ 200 V, बड़े लोड के लिए 400 V-class (400, 415 या 440 V), लाइट और छोटे उपकरण के लिए single-phase 100 V, और कंट्रोल के लिए 24 V DC। फ़्रीक्वेंसी पूर्वी जापान में 50 Hz और पश्चिमी जापान में 60 Hz है।

क्या जापानी 200 V मशीन को सीधे 415 V या 480 V पर चला सकते हैं?

सीधे नहीं। रेटिंग से ऊपर का वोल्टेज तब तक मत जोड़िए जब तक मशीन उसके लिए साफ़ तौर पर specified न हो। अपने इंजीनियर से साइज़ करवाकर step-down ट्रांसफ़ॉर्मर लगाइए, या सप्लायर से 400 V-class version मँगाइए, और वायरिंग, फ़्रीक्वेंसी और protection सेटिंग निर्माता के दस्तावेज़ों से confirm कीजिए।

क्या 60 Hz की जापानी मोटर 50 Hz पर चलेगी?

तभी जब वह 50 Hz के लिए रेटेड हो। कई जापानी मोटरों पर दोनों फ़्रीक्वेंसी लिखी होती हैं, और करंट तथा स्पीड के अलग-अलग मान होते हैं। सिर्फ़ 60 Hz के लिए रेटेड मोटर 50 Hz पर लगभग 17% धीमी चलती है, और उसी वोल्टेज पर flux बढ़ने से वह ज़्यादा गर्म हो सकती है। इस्तेमाल से पहले निर्माता की सलाह लीजिए।

क्या जापान में 400 V "हाई वोल्टेज" है?

नहीं। जापान के बिजली उपकरण वाले आदेश में AC 600 V या कम teiatsu (लो वोल्टेज) है, इसलिए 400 V लो वोल्टेज है। इस नाम का मतलब यह नहीं कि छूना सुरक्षित है। Guarding और lockout तब भी लागू रहते हैं।

क्या 24 V DC पर बिजली के झटके और आग का ख़तरा नहीं होता?

अपने आप नहीं। कम वोल्टेज के फ़ायदे हैं, पर इससे सर्किट अकेले सुरक्षित नहीं हो जाता। Short circuit में अब भी बड़ा करंट बह सकता है, इसलिए पावर सप्लाई की protection विशेषताएँ और हर branch सर्किट की protection जाँचिए।

क्या 200 V से 400 V पर जाने से बिजली का बिल आधा हो जाता है?

नहीं। उतने ही काम, efficiency और power factor पर करंट आधा होता है, पर उपकरण को मिलने वाली पावर आधी नहीं होती। केबल लॉस घटता है, लेकिन असली लागत का असर उपकरण की efficiency, ट्रांसफ़ॉर्मर लॉस और आपके टैरिफ़ पर निर्भर है।

स्रोत

जापान की कानूनी वोल्टेज श्रेणियाँ (Article 2): e-Gov, बिजली उपकरणों के तकनीकी मानकों का मंत्रालयीय आदेश (जापानी)
जापान का 50/60 Hz बँटवारा और उसकी शुरुआत: Wikipedia, "Fuji River"; IEEE Milestone, Sakuma Frequency Converter Station
फ़ूजी नदी–इतोइगावा सीमा: Jackery Japan, 50 Hz/60 Hz मिले-जुले इलाक़े (जापानी); Joshin, इलाक़े के हिसाब से फ़्रीक्वेंसी (जापानी)
देश के हिसाब से 3-फ़ेज़ वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी: WorldStandards, "Three-phase electric power"
अमेरिका के सिस्टम वोल्टेज बनाम मोटर नेमप्लेट वोल्टेज: NEMA, "NEMA Motor Standards vs. IEC Motor Standards"; Power Transmission Engineering, Baldor Basics
भारत के नॉमिनल वोल्टेज: BIS, IS 12360:1988 Voltage Bands for Electrical Installations
मोटर रेटिंग का उदाहरण (SF-PR 400 V-class, 4-pole, 5.5 kW): Mitsubishi Electric, SF-PR specification (जापानी)
200 V मोटर के साथ 400 V inverter: Mitsubishi Electric FA FAQ (जापानी)
पावर और power factor के सूत्र: HIOKI, PW4001 के मापन सूत्र (जापानी); Japan Electrical Engineers Association, two-wattmeter method (जापानी)
AC से DC पावर सप्लाई, रेटिंग और protection: OMRON, पावर सप्लाई शब्दावली (जापानी); OMRON, S8VK-WA रेटिंग (जापानी)
AC/DC relay coil और polarity: OMRON, सामान्य relay की तकनीकी गाइड (जापानी)
पावर सप्लाई बनाम dry-contact input: OMRON, WT21 I/O specification (जापानी)
बिजली के झटके के कारक और लो-वोल्टेज हादसे: जापान का स्वास्थ्य, श्रम और कल्याण मंत्रालय, "बिजली का झटका" (जापानी); MHLW, लो-वोल्टेज काम का हादसा (जापानी)
बिजली बंद करके किए जाने वाले काम के उपाय (वोल्टेज श्रेणी वाले आदेश से अलग नियम): MHLW, औद्योगिक सुरक्षा और स्वास्थ्य का आदेश (जापानी)

मूल जापानी लेखयह गाइड जापान के पाठकों के लिए लिखे गए MONOSCOPE के एक लेख पर आधारित है: 400V・200V・100V・24Vの違いとは？工場の使い分けと電流・配線損失の計算

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संपादक के बारे में

MONOSCOPE संपादकीय टीमFOUNDER & EDITOR

प्लांट उपकरण निर्माता और प्लांट इंजीनियरिंग कंपनी में लगभग दस साल तक उपकरणों के प्रस्ताव, डिज़ाइन और कमीशनिंग का काम करने के बाद डिजिटल मार्केटिंग में आए। आज B2B निर्माताओं को वेब कंसल्टिंग देते हैं, ताकि वे अपने उत्पाद और तकनीक आसानी से समझा सकें। जापान के राष्ट्रीय लाइसेंस Energy Manager और तृतीय श्रेणी चीफ़ इलेक्ट्रिकल इंजीनियर धारक।

2017 से एक इंजीनियरिंग ब्लॉग (500 से ज़्यादा लेख) और लगभग 20,000 सब्सक्राइबर वाला जापानी YouTube चैनल चलाते हैं। हर गाइड जापानी शॉप फ़्लोर के नज़रिए से लिखा जाता है और उद्धृत मानकों से मिलाकर जाँचा जाता है।

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