फेज लॉस और सिंगल फेज ऑपरेशन के मामले में मोटर का क्या होता है

चरण हानि के तहत, हम तीन-चरण प्रणाली के कंडक्टरों में से एक की बिजली आपूर्ति के वियोग के परिणामस्वरूप विद्युत मोटर के संचालन के एकल-चरण मोड को समझते हैं।

इलेक्ट्रिक मोटर से चरण के नुकसान के कारण हो सकते हैं: तारों में से एक को तोड़ना, फ़्यूज़ को जलाना; एक चरण में संपर्क विफलता।

जिन परिस्थितियों में चरण हानि हुई, उसके आधार पर, इलेक्ट्रिक मोटर के संचालन के विभिन्न तरीके और इन तरीकों के साथ होने वाले परिणाम हो सकते हैं। इस मामले में, निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखा जाना चाहिए: इलेक्ट्रिक मोटर ("स्टार" या "डेल्टा") की वाइंडिंग की कनेक्शन योजना, चरण हानि के क्षण में मोटर की परिचालन स्थिति (चरण हानि हो सकती है) लोड ऑपरेशन के दौरान इंजन पर स्विच करने से पहले या बाद में), इंजन लोडिंग की डिग्री और कामकाजी मशीन की यांत्रिक विशेषताओं, चरण हानि और उनके पारस्परिक प्रभाव के साथ चलने वाली इलेक्ट्रिक मोटरों की संख्या।

यहां आपको विचाराधीन मोड की विशेषताओं पर ध्यान देना चाहिए। तीन-चरण मोड में, वाइंडिंग का प्रत्येक चरण एक-तिहाई अवधि के समय में स्थानांतरित धारा के साथ प्रवाहित होता है। जब एक चरण खो जाता है, तो दोनों वाइंडिंग लगभग एक ही धारा प्रवाहित होती हैं, तीसरे चरण में कोई धारा नहीं होती है। इस तथ्य के बावजूद कि वाइंडिंग के सिरे तीन-चरण प्रणाली के दो-चरण कंडक्टर से जुड़े हैं, दो वाइंडिंग में धाराएं समय के साथ मेल खाती हैं। ऑपरेशन के इस तरीके को सिंगल-फेज कहा जाता है।

एकल-चरण धारा द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र, धाराओं की तीन-चरण प्रणाली द्वारा उत्पन्न घूर्णन क्षेत्र के विपरीत, स्पंदित होता है। यह समय के साथ बदलता है, लेकिन स्टेटर की परिधि में घूमता नहीं है। चित्रा 1ए एकल-चरण मोड में मोटर में बनाए गए चुंबकीय प्रवाह वेक्टर को दर्शाता है। यह सदिश घूमता नहीं है, यह केवल परिमाण और संकेत में बदलता है। वृत्ताकार क्षेत्र को एक सीधी रेखा में चपटा किया जाता है।

चित्र 1। एक प्रेरण मोटर के लक्षण एकल-चरण मोड में: एक - एक स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र का चित्रमय प्रतिनिधित्व; बी - दो घूर्णन वाले में स्पंदित क्षेत्र का अपघटन; तीन चरण (1) और एकल चरण (2) ऑपरेटिंग मोड में प्रेरण मोटर की सी-यांत्रिक विशेषताएं।

pulsating चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे की ओर घूमते हुए समान परिमाण के दो क्षेत्रों से मिलकर माना जा सकता है (चित्र 1, बी)। प्रत्येक फ़ील्ड रोटर वाइंडिंग के साथ इंटरैक्ट करता है और एक टॉर्क उत्पन्न करता है। उनकी संयुक्त क्रिया मोटर शाफ्ट पर टॉर्क बनाती है।

इस घटना में कि मोटर के नेटवर्क से जुड़े होने से पहले एक चरण हानि होती है, दो चुंबकीय क्षेत्र एक स्थिर रोटर पर कार्य करते हैं, जो विपरीत संकेत के दो क्षण बनाते हैं लेकिन परिमाण में बराबर होते हैं। उनका योग शून्य होगा।इसलिए, जब आप मोटर को सिंगल-फेज मोड में चालू करते हैं, तो शाफ्ट पर कोई लोड न होने पर भी यह रिवर्स नहीं हो सकता है।

यदि मोटर रोटर के घूमने के दौरान फेज लॉस होता है, तो इसके शाफ्ट पर एक टॉर्क उत्पन्न होता है। इस प्रकार इसे समझाया जा सकता है। घूमने वाला रोटर एक दूसरे की ओर घूमने वाले क्षेत्रों के साथ विभिन्न तरीकों से संपर्क करता है। उनमें से एक, जिसका घूर्णन रोटर के घूर्णन के साथ मेल खाता है, एक सकारात्मक (दिशा में संयोग) पल बनाता है, दूसरा - नकारात्मक। स्थिर रोटर मामले के विपरीत, ये क्षण परिमाण में भिन्न होंगे। उनका अंतर मोटर शाफ्ट के पल के बराबर होगा।

चित्रा 1, सी एकल-चरण और तीन-चरण संचालन में मोटर की यांत्रिक विशेषताओं को दर्शाता है। शून्य गति पर, बल आघूर्ण शून्य होता है; जब यह किसी भी दिशा में घूमता है, तो मोटर शाफ्ट पर एक बलाघूर्ण उत्पन्न होता है।

यदि मोटर के चलने के दौरान चरणों में से एक को काट दिया जाता है, जब इसकी गति रेटेड मूल्य के करीब थी, गति में मामूली कमी के साथ टोक़ अक्सर ऑपरेशन जारी रखने के लिए पर्याप्त होता है। तीन-चरण सममित मोड के विपरीत, एक विशिष्ट गुंजन प्रकट होता है। बाकी के लिए, आपातकालीन मोड की कोई बाहरी अभिव्यक्तियाँ नहीं हैं। एक व्यक्ति जिसके पास अतुल्यकालिक मोटर्स का कोई अनुभव नहीं है, वह इलेक्ट्रिक मोटर के संचालन की प्रकृति में बदलाव को नोटिस नहीं कर सकता है।

एकल-चरण मोड में इलेक्ट्रिक मोटर का संक्रमण चरणों के बीच धाराओं और वोल्टेज के पुनर्वितरण के साथ होता है। यदि मोटर वाइंडिंग्स को "स्टार" योजना के अनुसार जोड़ा जाता है, चरण हानि के बाद, एक सर्किट बनता है, चित्र 2 में दिखाया गया है। दो श्रृंखला-जुड़े मोटर वाइंडिंग लाइन वोल्टेज यूएबी से जुड़े हैं, तो मोटर एकल में है- चरण संचालन।

आइए थोड़ी गणना करें, मोटर वाइंडिंग के माध्यम से बहने वाली धाराओं का निर्धारण करें और उनकी तुलना तीन चरण की आपूर्ति के साथ धाराओं से करें।

चित्रा 2. चरण हानि के बाद मोटर वाइंडिंग का स्टार कनेक्शन

चूँकि प्रतिरोध Z और Zb श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, चरण A और B के वोल्टेज रैखिक एक के आधे के बराबर होंगे:

वर्तमान का अनुमानित मूल्य निम्नलिखित विचारों के आधार पर निर्धारित किया जा सकता है।

चरण हानि पर चरण ए का दबाव वर्तमान

तीन-चरण मोड में चरण ए की शुरुआत

जहाँ Uao - नेटवर्क का चरण वोल्टेज।

घुसपैठ वर्तमान अनुपात:

अनुपात से, यह इस प्रकार है कि चरण हानि के मामले में प्रारंभिक धारा तीन चरण की आपूर्ति में प्रारंभिक धारा का 86% है। यदि हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि गिलहरी-पिंजरे प्रेरण मोटर की शुरुआती धारा नाममात्र की तुलना में 6-7 गुना अधिक है, तो यह पता चलता है कि मोटर वाइंडिंग Iif = 0.86 x 6 = 5.16 Azn के माध्यम से एक धारा प्रवाहित होती है, अर्थात नाममात्र से पांच गुना से अधिक। थोड़े समय में, ऐसा करंट कॉइल को ज़्यादा गरम कर देगा।

उपरोक्त गणना से, यह देखा जा सकता है कि माना जाने वाला ऑपरेशन मोड मोटर के लिए बहुत खतरनाक है, और यदि ऐसा होता है, तो सुरक्षा को थोड़े समय में बंद कर दिया जाना चाहिए।

मोटर चालू होने के बाद चरण हानि भी हो सकती है, जब इसके रोटर में ऑपरेटिंग मोड के अनुरूप घूर्णन गति होगी। घूर्णन रोटर के साथ एकल-चरण मोड में संक्रमण के मामले में वाइंडिंग की धाराओं और वोल्टेज पर विचार करें।

Z का मान घूर्णन की गति पर निर्भर करता है। स्टार्ट-अप पर, जब रोटर की गति शून्य होती है, तो यह तीन-चरण और एकल-चरण मोड दोनों के लिए समान होती है। ऑपरेटिंग मोड में, इंजन के भार और यांत्रिक विशेषताओं के आधार पर, रोटेशन की गति भिन्न हो सकती है।इसलिए, वर्तमान भार का विश्लेषण करने के लिए एक अलग दृष्टिकोण की आवश्यकता है।

हम मानेंगे कि मोटर तीन-चरण और एकल-चरण दोनों मोड में चलती है। समान शक्ति। इलेक्ट्रिक मोटर की कनेक्शन योजना के बावजूद, काम करने वाली मशीन को उसी शक्ति की आवश्यकता होती है जो तकनीकी प्रक्रिया को पूरा करने के लिए आवश्यक होती है।

यह मानते हुए कि मोटर शाफ्ट की शक्ति दोनों मोड के लिए समान है, हमारे पास होगा:

तीन चरण मोड में

एकल-चरण मोड में

जहाँ Uа - नेटवर्क का चरण वोल्टेज; Uаo - एकल-चरण मोड में चरण A का वोल्टेज, क्रमशः तीन-चरण और एकल-चरण मोड के लिए cos φ3 और cos φ1-शक्ति गुणांक।

इंडक्शन मोटर के प्रयोग से पता चलता है कि वास्तव में करंट लगभग दोगुना हो जाता है। कुछ मार्जिन के साथ I1a/I2a = 2 पर विचार करना संभव है।

एकल-चरण संचालन के खतरे की डिग्री का आकलन करने के लिए, आपको मोटर पर भार भी जानना चाहिए।

पहले सन्निकटन के रूप में, हम शाफ्ट पर इसके भार के अनुपात में तीन-चरण मोड में इलेक्ट्रिक मोटर करंट पर विचार करेंगे। यह धारणा रेटेड मूल्य के 50% से अधिक भार के लिए मान्य है। फिर आप Azf = Ks NS Azn लिख सकते हैं, जहाँ Ks - मोटर का लोड फैक्टर, Azn - मोटर का रेटेड करंट।

सिंगल-फेज करंट I1f = 2KsNS Azn, यानी सिंगल-फेज मोड में करंट मोटर लोड पर निर्भर करेगा। रेटेड लोड पर, यह रेटेड करंट के दोगुने के बराबर है। 50% से कम के भार पर, मोटर वाइंडिंग को «स्टार» से जोड़ने पर फेज लॉस वाइंडिंग के लिए खतरनाक ओवरकरंट नहीं बनाता है। ज्यादातर मामलों में, मोटर लोड फैक्टर एक से कम होता है। 0.6 - 0.75 के क्रम के अपने मूल्यों के साथ, नाममात्र की तुलना में वर्तमान की थोड़ी अधिकता (20 - 50%) की अपेक्षा की जानी चाहिए।सुरक्षा के कामकाज के लिए यह आवश्यक है, क्योंकि यह अधिभार के इस क्षेत्र में है कि यह स्पष्ट रूप से पर्याप्त रूप से कार्य नहीं करता है।

कुछ सुरक्षा विधियों का विश्लेषण करने के लिए, मोटर चरणों के वोल्टेज को जानना आवश्यक है। जब रोटर बंद हो जाता है, चरण ए और बी का वोल्टेज नेटवर्क वोल्टेज यूएबी के आधे के बराबर होगा, और चरण सी का वोल्टेज शून्य होगा।

अन्यथा, रोटर के घूमते ही वोल्टेज वितरित हो जाता है। तथ्य यह है कि इसका घूर्णन घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के गठन के साथ होता है, जो स्टेटर वाइंडिंग्स पर कार्य करता है, उनमें इलेक्ट्रोमोटिव बल का कारण बनता है। इस इलेक्ट्रोमोटिव बल का परिमाण और चरण ऐसा है कि समकालिक के करीब एक घूर्णी गति पर, एक सममित तीन-चरण वोल्टेज प्रणाली वाइंडिंग पर बहाल हो जाती है और स्टार न्यूट्रल वोल्टेज (बिंदु 0) शून्य हो जाता है। इस प्रकार, जब ऑपरेशन के एकल-चरण मोड में रोटर की गति शून्य से तुल्यकालिक में बदल जाती है, तो चरण ए और बी का वोल्टेज लाइन के आधे के बराबर मान से नेटवर्क के चरण वोल्टेज के बराबर मान में बदल जाता है। उदाहरण के लिए, 380/220 वी के वोल्टेज वाले सिस्टम में, चरण ए और बी का वोल्टेज 190 - 220 वी के भीतर भिन्न होता है। वोल्टेज यूको जीरो से लॉक रोटर के साथ सिंक्रोनस गति के साथ 220 वी के चरण वोल्टेज में बदलता है। बिंदु 0 पर वोल्टेज के लिए, यह मान Uab / 2 से बदलता है - समकालिक गति से शून्य तक।

यदि मोटर वाइंडिंग डेल्टा में जुड़े हुए हैं, तो एक चरण के नुकसान के बाद हमारे पास चित्र 3 में दिखाया गया कनेक्शन आरेख होगा। इस मामले में, प्रतिरोध ज़ैब के साथ मोटर वाइंडिंग लाइन वोल्टेज यूएबी से जुड़ा हुआ है, और प्रतिरोधों के साथ वाइंडिंग Zfc और Zpr. है.- श्रृंखला में जुड़ा हुआ है और एक ही लाइन वोल्टेज से जुड़ा है।

चित्रा 3. चरण हानि के बाद मोटर वाइंडिंग का डेल्टा कनेक्शन

शुरुआती मोड में, तीन-चरण संस्करण के रूप में विंडिंग एबी के माध्यम से एक ही धारा प्रवाहित होगी, और आधा करंट वाइंडिंग एसी और बीसी के माध्यम से प्रवाहित होगा, क्योंकि ये वाइंडिंग श्रृंखला में जुड़े हुए हैं।

रैखिक कंडक्टर I'a =I'b में धाराएं समानांतर शाखाओं में धाराओं के योग के बराबर होंगी: I'A = I'ab + I'bc = 1.5 Iab

इस प्रकार, विचाराधीन मामले में, एक चरण के नुकसान के साथ, एक चरण में शुरुआती धारा तीन-चरण की आपूर्ति के साथ शुरुआती चालू के बराबर होगी, और लाइन की धारा कम तीव्रता से बढ़ती है।

मोटर शुरू करने के बाद चरण के नुकसान की स्थिति में धाराओं की गणना करने के लिए, "स्टार" सर्किट के लिए उसी विधि का उपयोग किया जाता है। हम मानेंगे कि मोटर तीन चरण और एकल चरण मोड दोनों में समान शक्ति विकसित करता है।

ऑपरेशन के इस मोड में, तीन चरण की आपूर्ति के साथ वर्तमान की तुलना में चरण के नुकसान के साथ सबसे अधिक लोड चरण में वर्तमान दोगुना हो गया है। लाइन कंडक्टर में करंट Ia 'A = 3Iab होगा, और तीन चरण की आपूर्ति Ia = 1.73 Iab के साथ।

यहां यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि जहां फेज करंट 2 के कारक से बढ़ता है, वहीं लाइन करंट केवल 1.73 के कारक से बढ़ता है। यह आवश्यक है क्योंकि अति-वर्तमान सुरक्षा लाइन धाराओं पर प्रतिक्रिया करती है। एक «स्टार» कनेक्शन के साथ सिंगल-फेज करंट पर लोड फैक्टर के प्रभाव के संबंध में गणना और निष्कर्ष एक «डेल्टा» सर्किट के मामले में मान्य रहते हैं।

एसी और बीसी चरण वोल्टेज रोटर गति पर निर्भर करेगा। जब रोटर लॉक होता है Uac '= Ub° C' = Uab / 2

तुल्यकालिक के बराबर घूर्णन गति पर, वोल्टेज की सममित प्रणाली बहाल हो जाती है, यानी एसी '= यूबी डिग्री सेल्सियस' = यूएबी।

इस प्रकार, एसी और बीसी चरण वोल्टेज, जब रोटेशन की गति शून्य से सिंक्रोनस में बदल जाती है, तो आधे लाइन वोल्टेज के बराबर मान से लाइन वोल्टेज के बराबर मान में बदल जाएगा।

एकल-चरण संचालन में मोटर चरणों की धाराएं और वोल्टेज भी मोटरों की संख्या पर निर्भर करते हैं।

एक फेज़ लॉस अक्सर तब होता है जब सबस्टेशन या स्विचगियर मेन सप्लाई पर फ़्यूज़ में से एक उड़ जाता है। नतीजतन, उपयोगकर्ताओं का एक समूह एक-चरण मोड में एक-दूसरे के साथ बातचीत कर रहा है। धाराओं और वोल्टेज का वितरण व्यक्तिगत मोटरों की शक्ति और उनके भार पर निर्भर करता है। यहां विभिन्न विकल्प संभव हैं। यदि विद्युत मोटरों की शक्ति समान है और उनका भार समान है (उदाहरण के लिए, निकास पंखे का एक समूह), तो मोटरों के पूरे समूह को एक समतुल्य द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

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