मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स और उनका उपयोग - उद्देश्य और विशेषताएं, रोटेशन की विभिन्न गति पर शक्ति का निर्धारण

मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स - गति के कई चरणों के साथ अतुल्यकालिक मोटर्स, उन तंत्रों को चलाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जिनके लिए गतिहीन गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

मल्टी-स्पीड मोटर्स विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए मोटर्स हैं। उनके पास एक विशेष स्टेटर वाइंडिंग और एक सामान्य केज्ड रोटर है।

ध्रुवों के अनुपात, सर्किट की जटिलता और मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स के उत्पादन के वर्ष के आधार पर, उनके स्टेटर चार संस्करणों में निर्मित होते हैं:

• दो, तीन, यहां तक ​​कि चार गति के लिए स्वतंत्र एक-गति कॉइल;

• पोल स्विचिंग के साथ एक या दो कॉइल के साथ, पहले मामले में दो-चरण, और दूसरे में - चार-चरण;

• इलेक्ट्रिक मोटर के घूर्णन की तीन गति की उपस्थिति के साथ, एक कॉइल को ध्रुव के साथ स्विच किया जाता है - दो-गति, और दूसरा - एकल-गति, स्वतंत्र - किसी भी संख्या में ध्रुवों के लिए;

• तीन या चार गति के लिए पोल स्विचिंग के साथ एक कॉइल के साथ।

बड़ी संख्या में तारों और मुहरों की उपस्थिति के कारण सेल्फ-वाइंडिंग मोटर्स का खराब उपयोग और स्लॉट भरना होता है, जो स्पीड स्टेप्स में बिजली को काफी कम कर देता है।
स्टेटर में दो पोल-स्विच्ड वाइंडिंग की उपस्थिति, और विशेष रूप से तीन या चार रोटेशन गति के लिए एक, स्लॉट भरने में सुधार करती है और स्टेटर कोर के अधिक तर्कसंगत उपयोग की अनुमति देती है, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रिक मोटर की शक्ति बढ़ती है।

सर्किट की जटिलता के अनुसार, मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स को दो भागों में बांटा गया है: 2/1 के बराबर ध्रुव अनुपात और - 2/1 के बराबर नहीं। पहले में 1500/3000 आरपीएम या 2p = 4/2, 750/1500 आरपीएम या 2p = 8/4, 500/1000 आरपीएम या 2p = 12/6, आदि की गति के साथ इलेक्ट्रिक मोटर्स शामिल हैं, और दूसरे में - 1000/1500 आरपीएम या 2पी = 6/4, 750/1000 आरपीएम या 2पी = 8/6, 1000/3000 आरपीएम या 2पी = 6/2, 750/3000 आरपीएम या 2पी = 8/2, 600/3000 आरपीएम या 2पी = 10/2, 375/1500 आरपीएम या 2p = 16/4, आदि।

पोल-स्विच्ड वाइंडिंग के सर्किट की पसंद के आधार पर, अलग-अलग पोल के साथ, इलेक्ट्रिक मोटर या तो निरंतर शक्ति या निरंतर टोक़ हो सकती है।

पोल-स्विच्ड वाइंडिंग और निरंतर शक्ति वाली मोटरों के लिए, दोनों ध्रुवों की संख्या में चरणों में घुमावों की संख्या समान या एक-दूसरे के करीब होगी, जिसका अर्थ है कि उनकी धाराएँ और शक्तियाँ समान या निकट होंगी। क्रांतियों की संख्या के आधार पर, उनकी गति भिन्न होगी।

कम संख्या में ध्रुवों के साथ निरंतर-टोक़ इलेक्ट्रिक मोटर्स में, प्रत्येक चरण में दो भागों में विभाजित वाइंडिंग के समूह एक डबल डेल्टा या डबल स्टार में समानांतर में जुड़े होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक चरण में घुमावों की संख्या कम हो जाती है, और तार, करंट और पावर का क्रॉस-सेक्शन दोगुना हो जाता है।एक स्टार/डेल्टा व्यवस्था में बड़े से कम ध्रुवों पर स्विच करने पर घुमावों की संख्या घट जाती है, और करंट और पावर में 1.73 गुना की वृद्धि होगी। इसका मतलब यह है कि उच्च शक्ति और उच्च क्रांतियों के साथ-साथ कम शक्ति और निम्न क्रांतियों पर, टोक़ समान होंगे।

ध्रुव जोड़े की दो अलग-अलग संख्याएँ प्राप्त करने का सबसे सरल तरीका है दो स्वतंत्र वाइंडिंग्स के साथ एक इंडक्शन मोटर के स्टेटर की व्यवस्था... विद्युत उद्योग 1000/1500 आरपीएम की समकालिक घूर्णन गति के साथ ऐसी मोटरों का उत्पादन करता है।

हालाँकि, कई स्टेटर वाइंडिंग वायर स्विचिंग स्कीम हैं जहाँ एक ही वाइंडिंग अलग-अलग संख्या में पोल ​​पैदा कर सकती है। इस प्रकार का एक सरल और व्यापक स्विच अंजीर में दिखाया गया है। 1, ए और बी। श्रृंखला में जुड़े स्टेटर कॉइल दो जोड़ी ध्रुव (चित्र 1, ए) बनाते हैं। जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है, वही कॉइल दो समानांतर सर्किट में जुड़े हुए हैं। 1b, एक जोड़ी डंडे बनाते हैं।

उद्योग श्रृंखला-समानांतर स्विचिंग के साथ मल्टी-स्पीड सिंगल-वाइंडिंग मोटर्स का उत्पादन करता है और रोटेशन की तुल्यकालिक गति 500/1000, 750/1500, 1500/3000 आरपीएम के साथ 1: 2 के गति अनुपात के साथ।

ऊपर वर्णित स्विचिंग विधि केवल एक ही नहीं है। अंजीर में। 1, सी एक सर्किट दिखाता है जो अंजीर में दिखाए गए सर्किट के समान ध्रुवों की संख्या बनाता है। 1, बी।

हालांकि, उद्योग में सबसे आम श्रृंखला-समानांतर स्विचिंग की पहली विधि थी, क्योंकि इस तरह के स्विच के साथ, स्टेटर वाइंडिंग से कम तारों को हटाया जा सकता है और इसलिए स्विच सरल हो सकता है।

चावल। 1. प्रेरण मोटर के ध्रुवों को बदलने का सिद्धांत।

तीन-चरण वाइंडिंग को स्टार या डेल्टा में तीन-चरण नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है। अंजीर में। 2, ए और बी एक व्यापक स्विचिंग दिखाते हैं, जिसमें इलेक्ट्रिक मोटर, कम गति प्राप्त करने के लिए, कॉइल के श्रृंखला कनेक्शन के साथ डेल्टा से जुड़ा होता है, और एक उच्च गति प्राप्त करने के लिए, समानांतर कनेक्शन वाला एक तारा कॉइल्स (टी। उर्फ ​​​​डबल स्टार)।

दो-गति के साथ, विद्युत उद्योग भी तीन-गति अतुल्यकालिक मोटर्स का उत्पादन करता है... इस मामले में, विद्युत मोटर के स्टेटर में दो अलग-अलग घुमाव होते हैं, जिनमें से एक ऊपर वर्णित स्विचिंग के माध्यम से दो गति प्रदान करता है। आमतौर पर स्टार में शामिल दूसरी वाइंडिंग तीसरी गति प्रदान करती है।

यदि इलेक्ट्रिक मोटर के स्टेटर में दो स्वतंत्र वाइंडिंग्स हैं, जिनमें से प्रत्येक पोल स्विचिंग की अनुमति देता है, तो चार चरण वाली इलेक्ट्रिक मोटर प्राप्त करना संभव है। इस मामले में, ध्रुवों की संख्या को चुना जाता है ताकि रोटेशन की गति आवश्यक श्रृंखला बना सके। ऐसी विद्युत मोटर का आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 2, सी।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र निष्क्रिय वाइंडिंग के तीन चरणों में तीन ई को प्रेरित करेगा। डी। एस, समान आकार और चरण के 120 ° से स्थानांतरित। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग से ज्ञात इन इलेक्ट्रोमोटिव बलों का ज्यामितीय योग शून्य है। हालाँकि, अभेद्य साइनसोइडल चरण ई के कारण। वगैरह। सी. मेंस करंट, इन डी का योग, आदि। v. शून्य हो सकता है। इस मामले में, बंद गैर-कार्यशील कॉइल में एक करंट उत्पन्न होता है, जो इस कॉइल को गर्म करता है।

इस घटना को रोकने के लिए, पोल स्विचिंग सर्किट इस तरह से बनाया जाता है कि आइडल कॉइल खुला हो (चित्र 12, सी)।कुछ इलेक्ट्रिक मोटरों में ऊपरी करंट के छोटे मूल्य के कारण, कभी-कभी निष्क्रिय घुमाव के बंद लूप में कोई ब्रेक नहीं होता है।

1000/1500/3000 और 750/1500/3000 आरपीएम की सिंक्रोनस रोटेशन स्पीड और 500/750/1000/1500 आरपीएम के साथ चार-स्पीड मोटर्स वाली थ्री-स्पीड डबल-वाउंड मोटर्स का उत्पादन किया। पोल स्विच के लिए दो-स्पीड मोटर्स में छह, तीन-स्पीड नौ और चार-स्पीड 12 टर्मिनल हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दो-स्पीड मोटर्स के लिए सर्किट हैं, जो एक वाइंडिंग के साथ रोटेशन की गति प्राप्त करना संभव बनाता है जिसका अनुपात 1: 2 के बराबर नहीं है। ऐसे इलेक्ट्रिक मोटर्स 750/3000, 1000/1500 की सिंक्रोनस रोटेशन गति प्रदान करते हैं। , 1000/3000 आरपीएम

सिंगल वाइंडिंग के लिए विशेष योजनाओं का उपयोग करके तीन और चार अलग-अलग संख्या में पोल ​​जोड़े प्राप्त किए जा सकते हैं। सिंगल वाइंडिंग वाली ऐसी मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स समान मापदंडों वाली डबल-वाइंडिंग मोटर्स की तुलना में काफी छोटी होती हैं, जो मैकेनिकल इंजीनियरिंग के लिए बहुत महत्वपूर्ण है .

इसके अलावा, सिंगल वाइंडिंग इलेक्ट्रिक मोटर्स में थोड़ा अधिक है ऊर्जा संकेतक और कम श्रम-गहन उत्पादन। सिंगल वाइंडिंग वाली मल्टी-स्पीड मोटर्स का नुकसान स्विच में बड़ी संख्या में तारों की उपस्थिति है।

हालाँकि, स्विच की जटिलता का निर्धारण तारों की संख्या से नहीं बल्कि एक साथ स्विच की संख्या से होता है। इस संबंध में, ऐसी योजनाएं विकसित की गई हैं जो अपेक्षाकृत सरल स्विच के साथ तीन और चार गति प्राप्त करने के लिए एक कॉइल की उपस्थिति में अनुमति देती हैं।

चावल। 2. इंडक्शन मोटर के पोल को स्विच करने की योजना।

इस तरह के इलेक्ट्रिक मोटर्स मैकेनिकल इंजीनियरिंग द्वारा 1000/1500/3000, 750/1500/3000, 150/1000/1500, 750/1000/1500/3000, 500/750/1000/1500 आरपीएम की समकालिक गति से निर्मित होते हैं।

इंडक्शन मोटर का टॉर्क सुप्रसिद्ध सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है

जहां आईजी रोटर सर्किट में करंट है; एफ मोटर का चुंबकीय प्रवाह है; ? 2 वर्तमान वैक्टर और ई के बीच का चरण कोण है। वगैरह। वी। रोटर।

चावल। 3. तीन-चरण बहु-गति गिलहरी-पिंजरे मोटर।

प्रेरण मोटर के गति नियंत्रण के संबंध में इस सूत्र पर विचार करें।

रोटर में उच्चतम अनुमेय निरंतर धारा अनुमेय ताप द्वारा निर्धारित की जाती है और इसलिए लगभग स्थिर होती है। यदि गति विनियमन एक निरंतर चुंबकीय प्रवाह के साथ किया जाता है, तो सभी मोटर गति पर अधिकतम दीर्घकालिक अनुमेय टोक़ भी स्थिर रहेगा। इस गति नियंत्रण को निरंतर बलाघूर्ण नियंत्रण कहा जाता है।

रोटर सर्किट में प्रतिरोध को अलग करके गति विनियमन निरंतर अधिकतम स्वीकार्य टोक़ के साथ विनियमन है, क्योंकि मशीन का चुंबकीय प्रवाह नियमन के दौरान नहीं बदलता है।

रोटेशन की कम गति (और इसलिए ध्रुवों की एक बड़ी संख्या) पर मोटर शाफ्ट की अधिकतम अनुमेय उपयोगी शक्ति अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित की जाती है

कहाँ पे अगर1 — चरण वर्तमान, हीटिंग की स्थिति के अनुसार अधिकतम अनुमेय; Uph1 - बड़ी संख्या में ध्रुवों के साथ स्टेटर का चरण वोल्टेज।

इस मामले में रोटेशन की उच्च गति (और ध्रुवों की एक छोटी संख्या) Uph2 — चरण वोल्टेज पर मोटर शाफ्ट की अधिकतम अनुमेय उपयोगी शक्ति।

डेल्टा कनेक्शन से स्टार में स्विच करने पर, चरण वोल्टेज 2 के कारक से घट जाती है।इस प्रकार, सर्किट ए से सर्किट बी (छवि 2) में जाने पर, हमें शक्ति अनुपात मिलता है

खुरदरा लेना

इसे लें

दूसरे शब्दों में, निम्न गति पर शक्ति उच्च रोटर गति पर शक्ति का 0.86 है। दो गतियों पर अधिकतम निरंतर शक्ति में अपेक्षाकृत छोटे परिवर्तन को देखते हुए, इस तरह के विनियमन को पारंपरिक रूप से निरंतर शक्ति विनियमन कहा जाता है।

यदि, प्रत्येक चरण के आधे हिस्से को जोड़ते समय, आप क्रमिक रूप से एक स्टार कनेक्शन का उपयोग करते हैं, और फिर समानांतर स्टार कनेक्शन (चित्र 2, बी) पर स्विच करते हैं, तो हमें मिलता है

या

इस प्रकार, इस मामले में, टोक़ क्रांतियों का निरंतर नियंत्रण होता है। मेटल वर्किंग मशीन टूल्स में, मुख्य गति ड्राइव को निरंतर बिजली गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है और फीड ड्राइव को निरंतर टोक़ गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

उच्चतम और निम्नतम गति पर बिजली अनुपात की उपरोक्त गणना अनुमानित हैं। उदाहरण के लिए, वाइंडिंग्स के अधिक तीव्र शीतलन के कारण उच्च गति पर भार बढ़ने की संभावना पर ध्यान नहीं दिया गया; कल्पित समानता भी बहुत अनुमानित है। तो, हमारे पास 4A मोटर के लिए है

नतीजतन, इस इंजन का शक्ति अनुपात P1 / P2 = 0.71 है। मोटे तौर पर यही अनुपात अन्य दो-गति वाले इंजनों पर भी लागू होता है।

नई मल्टी-स्पीड सिंगल-कॉइल इलेक्ट्रिक मोटर्स, स्विचिंग स्कीम के आधार पर, निरंतर शक्ति और निरंतर टॉर्क के साथ गति नियंत्रण की अनुमति देती हैं।

पोल-चेंजिंग इंडक्शन मोटर्स के साथ प्राप्त की जा सकने वाली नियंत्रण चरणों की छोटी संख्या आमतौर पर ऐसे मोटर्स को केवल विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए गियरबॉक्स के साथ मशीन टूल्स पर उपयोग करने की अनुमति देती है।

यह सभी देखें: मल्टी-स्पीड मोटर्स का उपयोग करने के लाभ