एकल-चरण और दो-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स

एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स के संचालन का उद्देश्य, उपकरण और सिद्धांत

सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर्स कम-शक्ति वाली मशीनें हैं जो डिजाइन में समान तीन-चरण गिलहरी-पिंजरे मोटर्स के समान हैं।

एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स स्टेटर व्यवस्था में तीन-चरण मोटर्स से भिन्न होते हैं, जहां चुंबकीय सर्किट के खांचे में दो-चरण की घुमावदार स्थित होती है, जिसमें 120 एल के चरण क्षेत्र के साथ मुख्य या कामकाजी चरण होता है। ओलों और सी 1 और सी 2 चिह्नित टर्मिनलों की ओर जाता है, और 60 एल के एक चरण क्षेत्र के साथ एक सहायक या शुरुआती चरण। ओलों और बी 1 और बी 2 (चित्र 1) चिह्नित टर्मिनलों की ओर जाता है।

इन घुमावदार चरणों के चुंबकीय अक्ष एक कोण 0 = 90 एल द्वारा एक दूसरे के सापेक्ष ऑफसेट होते हैं। जयकार करना। वैकल्पिक वोल्टेज नेटवर्क से जुड़ा एक कार्य चरण रोटर को घुमाने का कारण नहीं बन सकता है, क्योंकि इसकी धारा समरूपता के एक निश्चित अक्ष के साथ एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र को उत्तेजित करती है, जो एक चुंबकीय प्रेरण द्वारा हार्मोनिक रूप से बदलते समय की विशेषता है।

चावल। 1. एकल-चरण गिलहरी-पिंजरे रोटर प्रेरण मोटर का सर्किट आरेख।

इस क्षेत्र को दो घटकों द्वारा दर्शाया जा सकता है - प्रत्यक्ष और विपरीत क्रम के समान गोलाकार चुंबकीय क्षेत्र, चुंबकीय प्रेरणों के साथ घूमते हुए, समान गति से विपरीत दिशाओं में घूमते हुए। हालाँकि, जब रोटर आवश्यक दिशा में पूर्व-त्वरित होता है, तो कार्य चरण चालू होने पर यह उसी दिशा में घूमता रहता है।

इस कारण से, एकल-चरण मोटर की शुरुआत रोटर को स्टार्ट बटन दबाकर तेज करने से शुरू होती है, जिससे स्टेटर वाइंडिंग के दोनों चरणों में धाराएं उत्तेजित होती हैं, जो कि चरण के मापदंडों के आधार पर एक राशि द्वारा चरण-स्थानांतरित होती हैं। फेज़-शिफ्टिंग डिवाइस Z, एक रोकनेवाला, एक प्रारंभ करनेवाला या एक संधारित्र, और विद्युत सर्किट तत्वों के रूप में बनाया गया है जिसमें स्टेटर वाइंडिंग के संचालन और शुरुआती चरण शामिल हैं। ये धाराएँ हवा के अंतराल में चुंबकीय प्रेरण के साथ मशीन में एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र का कारण बनती हैं, जो समय-समय पर और नीरस रूप से अधिकतम और न्यूनतम मूल्यों के भीतर बदलती रहती हैं, और इसके वेक्टर का अंत एक दीर्घवृत्त का वर्णन करता है।

यह। अण्डाकार घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र शॉर्ट-सर्कुलेटेड रोटर वाइंडिंग के तारों में ईएमएफ और धाराओं का पता लगाता है, जो इस क्षेत्र के साथ बातचीत करते हुए, क्षेत्र के रोटेशन की दिशा में एकल-चरण मोटर के रोटर के त्वरण को सुनिश्चित करता है, और यह कुछ सेकंड में लगभग नाममात्र की गति तक पहुँच जाता है।

स्टार्ट बटन को जारी करने से इलेक्ट्रिक मोटर को दो-चरण मोड से एकल-चरण मोड में स्थानांतरित किया जाता है, जो कि वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र के संबंधित घटक द्वारा अतिरिक्त रूप से समर्थित होता है, जो इसके रोटेशन के दौरान स्लिप के कारण घूमने वाले रोटर से थोड़ा आगे होता है।

बिजली नेटवर्क से एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर के स्टेटर वाइंडिंग के शुरुआती चरण का समय पर वियोग इसके डिजाइन के कारण आवश्यक है, जो ऑपरेशन के एक अल्पकालिक मोड के लिए प्रदान करता है - आमतौर पर 3 एस तक, जो इसके लंबे समय तक रहने को बाहर करता है। अस्वीकार्य अति ताप, इन्सुलेशन जलने और क्षति के कारण लोड के तहत।

एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स के संचालन की विश्वसनीयता में वृद्धि मशीन के मामले में एक केन्द्रापसारक स्विच को टर्मिनलों से जुड़े वीटी और बी 2 से जुड़े इंटरप्टिंग संपर्कों के साथ एम्बेड करके प्रदान की जाती है और टर्मिनलों वाले पीटी और सी 1 (छवि 2) के समान संपर्कों के साथ एक थर्मल रिले। सी, डी)।

केन्द्रापसारक स्विच स्वचालित रूप से बी 1 और बी 2 चिह्नित टर्मिनलों से जुड़े स्टेटर वाइंडिंग के शुरुआती चरण को डिस्कनेक्ट करता है जब रोटर रेटेड के करीब गति तक पहुंचता है, और थर्मल रिले स्टेटर वाइंडिंग के दोनों चरणों को मुख्य से डिस्कनेक्ट करता है जब हीटिंग होता है अनुमेय से अधिक।

रोटर के रोटेशन की दिशा का उत्क्रमण स्टेटर वाइंडिंग के चरणों में से एक में करंट की दिशा को बदलकर प्राप्त किया जाता है, जब स्टार्ट बटन को स्विच करके और इलेक्ट्रिक मोटर के टर्मिनलों पर धातु की प्लेट को फिर से व्यवस्थित किया जाता है ( अंजीर। 2, ए, बी) या केवल दो समान प्लेटों को पुनर्व्यवस्थित करके (चित्र 2, सी, डी)।

चावल। 2. गिलहरी रोटर के साथ एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर के स्टेटर वाइंडिंग के चरणों के टर्मिनलों का अंकन और रोटर रोटेशन के लिए उनका कनेक्शन: ए, सी - राइट, बी, डी - लेफ्ट।

एकल-चरण और तीन-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स की तकनीकी विशेषताओं की तुलना

एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स कम प्रारंभिक टोक़ कारक kn = МХ / Mnom और बढ़े हुए प्रारंभिक वर्तमान कारक ki = Mi / Mnom के साथ रेटेड शक्ति में समान तीन-चरण मशीनों से भिन्न होते हैं, जो एक प्रारंभिक चरण के साथ एकल-चरण इलेक्ट्रिक मोटर्स के लिए हैं बढ़े हुए प्रत्यक्ष वर्तमान प्रतिरोध और कार्य चरण के निचले अधिष्ठापन के साथ स्टेटर वाइंडिंग महत्वपूर्ण हैं kn - 1.0 - 1.5 और ki = 5 - 9।

एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स की शुरुआती विशेषताएं तीन-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स की तुलना में खराब हैं, इस तथ्य के कारण कि एक अण्डाकार घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र दो के बराबर स्टेटर वाइंडिंग के प्रारंभिक चरण के साथ एकल-चरण मशीनों की शुरुआत में उत्साहित है। गैर-समान परिपत्र घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र - सीधे और इसके विपरीत, ब्रेकिंग प्रभाव का कारण बनता है।

स्टेटर वाइंडिंग के कामकाजी और शुरुआती चरण के विद्युत सर्किट के तत्वों के मापदंडों का चयन करके, स्टार्ट-अप पर एक परिपत्र घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र की उत्तेजना सुनिश्चित करना संभव है, जो कि चरण-स्थानांतरण तत्व के साथ संभव है एक उपयुक्त क्षमता वाले संधारित्र के रूप में।

चूंकि रोटर का त्वरण मशीन सर्किट के मापदंडों में बदलाव का कारण बनता है, घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र गोलाकार से अण्डाकार में बदल जाता है, इस प्रकार मोटर की शुरुआती विशेषताओं को कम करता है। इसलिए, लगभग 0.8 नाममात्र की गति पर, इलेक्ट्रिक मोटर के स्टेटर वाइंडिंग का शुरुआती चरण मैन्युअल रूप से या स्वचालित रूप से बंद हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मोटर एकल-चरण ऑपरेशन में बदल जाती है।

प्रारंभिक संधारित्र के साथ एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स में प्रारंभिक प्रारंभिक टोक़ kp = 1.7 - 2.4 का एक गुणक होता है और प्रारंभिक प्रारंभिक वर्तमान ki = 3 - 5 का एक गुणक होता है।

दो-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स

दो-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स में, 90 एल के चरण क्षेत्रों के साथ स्टेटर वाइंडिंग के दो चरण। अभिनंदन कार्यकर्ता हैं। वे स्टेटर के चुंबकीय परिपथ के खांचे में स्थित होते हैं, जिससे कि उनके चुंबकीय अक्ष 90 el का कोण बनाते हैं। जयकार करना। स्टेटर वाइंडिंग के ये चरण न केवल घुमावों की संख्या में, बल्कि रेटेड वोल्टेज और धाराओं में भी भिन्न होते हैं, हालांकि मोटर के रेटेड मोड में उनकी कुल शक्तियां समान होती हैं।

स्टेटर वाइंडिंग के एक चरण में एक स्थायी कैपेसिटर Cp (चित्र 3, a) होता है, जो मोटर के नाममात्र मोड की शर्तों के तहत एक गोलाकार घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र की उत्तेजना प्रदान करता है। इस संधारित्र की क्षमता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

° सीपी = I1sinφ1 / 2πfUn2

जहाँ I1 और φ1- क्रमशः स्टेटर वाइंडिंग के फेज़ सर्किट के वोल्टेज और करंट के बीच करंट और फेज़ शिफ्ट एक सर्कुलर रोटेटिंग मैग्नेटिक फील्ड में कैपेसिटर के बिना, I और ti - अल्टरनेटिंग करंट की फ़्रीक्वेंसी और सप्लाई का वोल्टेज नेटवर्क, क्रमशः, एन- परिवर्तन गुणांक - सूत्र द्वारा निर्धारित कैपेसिटर के साथ और बिना क्रमशः स्टेटर वाइंडिंग के चरणों की प्रभावी संख्या का अनुपात

n = kvol2 w2 / ktom 1 w1

जहाँ коб2 और коб1 - स्टेटर वाइंडिंग के संबंधित चरणों के घुमावदार गुणांक w2 और w1 की संख्या के साथ।

कैपेसिटर टर्मिनल वोल्टेज यूसी श्रृंखला में दो-चरण प्रेरण मोटर के घुमावदार चरण के साथ मुख्य वोल्टेज यू के ऊपर एक परिपत्र घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ जुड़ा हुआ है और निम्नानुसार निर्धारित किया जाता है:

यूसी = यू √1 + n2

नाममात्र के अलावा एक मोटर लोड में संक्रमण घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र में बदलाव के साथ होता है, जो परिपत्र के बजाय अण्डाकार हो जाता है।यह इंजन के काम करने के गुणों को खराब करता है, और जब शुरू होता है, तो यह शुरुआती को कम कर देता है स्टार्टिंग टॉर्क MP से <0.3Mnom, स्थायी रूप से जुड़े कैपेसिटर मोटर्स के उपयोग को केवल हल्के शुरुआती स्थितियों के साथ प्रतिष्ठानों में सीमित करना।

प्रारंभिक टोक़ को बढ़ाने के लिए, प्रारंभिक संधारित्र Cn कार्य संधारित्र Cp (चित्र 3, b) के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है, जिसकी क्षमता कार्यशील संधारित्र की क्षमता से बहुत अधिक है और प्रारंभिक प्रारंभ के सेट पर निर्भर करती है टॉर्क, जिसे दो या अधिक तक बढ़ाया जा सकता है।

चावल। 3. गिलहरी-पिंजरे रोटर के साथ दो-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स पर स्विच करने की योजनाएं: ए - एक स्थायी रूप से जुड़े संधारित्र के साथ, बी - एक चालू और प्रारंभिक संधारित्र के साथ।

रोटर नाममात्र प्रारंभिक संधारित्र के 0.6 - 0.7 की गति को तेज करने के बाद, एक गोलाकार घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के अण्डाकार में संक्रमण से बचने के लिए इसे बंद कर दिया जाता है, जो मोटर के संचालन को बिगड़ता है।

ऐसे कैपेसिटर मोटर्स का शुरुआती मोड निम्नलिखित मापदंडों की विशेषता है: kn = 1.7 — 2.4 और ki = 4 — 6।

कैपेसिटर मोटर्स को स्टेटर वाइंडिंग पर प्रारंभिक घूंघट के साथ एकल-चरण मोटर्स की तुलना में बेहतर ऊर्जा विशेषताओं द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है, और कैपेसिटर के उपयोग के लिए उनका शक्ति कारक, समान शक्ति के तीन-चरण मोटर्स की तुलना में अधिक है।

यूनिवर्सल अतुल्यकालिक मोटर्स

स्वचालित नियंत्रण प्रतिष्ठान सार्वभौमिक अतुल्यकालिक मोटर्स-कम शक्ति की तीन-चरण मशीनों का उपयोग करते हैं, जो तीन-चरण या एकल-चरण नेटवर्क से जुड़े होते हैं। जब एकल-चरण नेटवर्क से संचालित होता है, तो तीन-चरण मोड में उपयोग किए जाने की तुलना में मोटर्स की शुरुआती और परिचालन विशेषताएँ थोड़ी खराब होती हैं।

UAD श्रृंखला के यूनिवर्सल एसिंक्रोनस मोटर्स दो- और चार-ध्रुवों के साथ निर्मित होते हैं, जो तीन-चरण मोड में 1.5 से 70 W की नाममात्र शक्ति और एकल-चरण मोड में - 1 से 55 W तक और एक वैकल्पिक से संचालित होते हैं। दक्षता के साथ 50 हर्ट्ज की आवृत्ति वाला वोल्टेज नेटवर्क η= 0.09 — 0.65।

छायांकित या छायांकित ध्रुवों के साथ एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स

विभाजित या छायांकित ध्रुवों के साथ एकल-चरण प्रेरण मोटर्स में, प्रत्येक ध्रुव को एक गहरी खांचे द्वारा दो असमान भागों में विभाजित किया जाता है और एक एकल-चरण घुमावदार होता है जो ध्रुव के पूरे चुंबकीय सर्किट को कवर करता है और इसके छोटे हिस्से पर शॉर्ट-सर्कुलेटेड घुमाव होता है।

इन मोटरों के रोटर में शॉर्ट सर्किट वाइंडिंग होती है। एक साइनसॉइडल वोल्टेज में स्टेटर वाइंडिंग को शामिल करना इसमें एक करंट की स्थापना और समरूपता के एक निश्चित अक्ष के साथ एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र की उत्तेजना के साथ होता है, जो शॉर्ट-सर्कुलेटेड लूप में संबंधित ईएमएफ और धाराओं को प्रेरित करता है।

शॉर्ट-सर्किट धाराओं के प्रभाव में, संबंधित m.d.s एक चुंबकीय क्षेत्र को उत्तेजित करता है, जो परिरक्षित लगातार ध्रुवों में मुख्य चुंबकीय क्षेत्र को मजबूत और कमजोर करने से रोकता है। ध्रुवों के परिरक्षित और अशिक्षित भागों के चुंबकीय क्षेत्र समय के साथ चरण से बाहर हो जाते हैं और, अंतरिक्ष में स्थानांतरित हो जाते हैं, परिणामी अण्डाकार घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं जो ध्रुव के अशिक्षित भाग के चुंबकीय अक्ष से चुंबकीय अक्ष की दिशा में चलते हैं। इसके परिरक्षित भाग का।

रोटर वाइंडिंग में प्रेरित धाराओं के साथ इस क्षेत्र की परस्पर क्रिया प्रारंभिक टोक़ Mn = (0.2 - 0.6) Mnom की उपस्थिति और रेटेड गति के लिए रोटर के त्वरण का कारण बनती है, अगर मोटर शाफ्ट पर लगाया गया ब्रेकिंग टॉर्क नहीं होना चाहिए शुरुआती टोक़ को पार करने के लिए।

विभाजित या छायांकित ध्रुवों के साथ एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स के प्रारंभिक शुरुआती और अधिकतम टोक़ को बढ़ाने के लिए, स्टील शीट के चुंबकीय शंट को उनके ध्रुवों के बीच रखा जाता है, जो घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र को परिपत्र के करीब लाता है।

छायांकित पोल मोटर्स गैर-प्रतिवर्ती उपकरण हैं जो बार-बार शुरू होने, अचानक बंद होने और लंबे समय तक विलंबित होने की अनुमति देते हैं। वे 0.5 से 30 डब्ल्यू तक दो और चार-पोल रेटेड शक्ति के साथ बने हैं और एक वैकल्पिक वोल्टेज नेटवर्क से संचालन के लिए 300 डब्ल्यू तक के बेहतर डिजाइन के साथ 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ ηnom = 0.20 - 0.40 की दक्षता के साथ हैं।
यह भी पढ़ें: Selsyns: उद्देश्य, उपकरण, कार्रवाई का सिद्धांत