अतुल्यकालिक मोटर्स के संरचनात्मक रूप

बाहरी संरचनात्मक रूप अतुल्यकालिक मोटर्स जिस तरह से इंजन को माउंट किया जाता है और पर्यावरण के प्रभाव से इसकी सुरक्षा के रूप में निर्धारित किया जाता है। सामान्य पैर मोटर का प्रदर्शन व्यापक है (चित्र 1, ए)। इस मामले में, मोटर शाफ्ट क्षैतिज होना चाहिए। फ्लैंगेस वाले इंजन (चित्र 1, बी) क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर प्रतिष्ठानों के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

वे इनलाइन इंडक्शन मोटर्स का भी उत्पादन करते हैं जिनमें कोई फ्रेम, एंड शील्ड, शाफ्ट नहीं होता है। ऐसी मोटर के तत्व मशीन बॉडी के हिस्सों में एम्बेडेड होते हैं, और मोटर शाफ्ट मशीन शाफ्ट (अक्सर स्पिंडल) में से एक होता है, और बिस्तर मशीन असेंबली का शरीर होता है, उदाहरण के लिए, पीसने वाला सिर (चित्र) 2).

विशेष डिजाइन मोटर्स विदेशों में व्यापक रूप से वितरित की जाती हैं, जिनमें छोटे रेडियल आयाम और काफी लंबाई वाले मोटर्स और डिस्क मोटर्स शामिल हैं, विशेष रूप से एक सिलेंडर के आकार का स्टेटर और एक अंगूठी के आकार का बाहरी रोटर। मोटर्स का भी उपयोग किया जाता है, जब वे चालू होते हैं, रोटर, जिसमें एक शंकु का आकार होता है, अक्षीय दिशा में चलता है, एक महत्वपूर्ण जोर बल विकसित करता है।

इस बल का उपयोग मोटर शाफ्ट पर अभिनय करने वाले यांत्रिक ब्रेक को जारी करने के लिए किया जाता है, जब मोटर को मुख्य से काट दिया जाता है। इसके अलावा, कई इंजन डिजाइन संलग्न गियरबॉक्स, गियरबॉक्स और यांत्रिक चर के साथ उपयोग किए जाते हैं जो सुचारू विनियमन प्रदान करते हैं।

चावल। 1. अतुल्यकालिक मोटर्स का डिजाइन

विशेष डिजाइन रूपों वाले इंजनों का उपयोग करने का नुकसान दुर्घटना की स्थिति में उन्हें बदलने में कठिनाई है। एक दोषपूर्ण इलेक्ट्रिक मोटर को प्रतिस्थापित नहीं किया जाना चाहिए, बल्कि मरम्मत की जानी चाहिए, और मरम्मत के दौरान मशीन निष्क्रिय हो जाती है।

मशीनों को चलाने के लिए विभिन्न प्रकार के पर्यावरण संरक्षण वाले इंजनों का उपयोग किया जाता है।

परिरक्षित मोटरों में ग्रिल्स होते हैं जो अंत ढालों पर झरोखों को ढकते हैं। यह विदेशी वस्तुओं को इंजन में प्रवेश करने से रोकता है और कर्मचारी को घूर्णन और जीवित भागों को छूने से भी रोकता है। तरल बूंदों को ऊपर से गिरने से रोकने के लिए, इंजन नीचे की ओर या लंबवत वेंट से लैस होते हैं।

चावल। 2. बिल्ट-इन ग्राइंडिंग मोटर

हालाँकि, जब ऐसी इलेक्ट्रिक मोटर किसी कार्यशाला में काम करती है, तो उसका पंखा, हवा के साथ मिलकर, धूल में चूसता है, शीतलक या तेल का छिड़काव करता है, साथ ही स्टील या कच्चा लोहा के छोटे कण, जो घुमावदार और कंपन के इन्सुलेशन का पालन करता है एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में, जल्दी से इन्सुलेशन पहनें।

बंद इंजन, जिनके अंत स्क्रीन में वेंटिलेशन छिद्र नहीं होते हैं, पर्यावरणीय प्रभावों के विरुद्ध अधिक विश्वसनीय सुरक्षा प्रदान करते हैं। इस तरह के इंजन, संरक्षित के समान आयाम वाले, खराब शीतलन के कारण कम शक्ति वाले होते हैं।समान शक्तियों और गति के साथ, बंद इलेक्ट्रिक मोटर संरक्षित की तुलना में 1.5-2 गुना भारी है और तदनुसार, इसकी कीमत अधिक है।

बंद मोटरों के आकार और लागत को कम करने की इच्छा के कारण बंद बिजली की मोटरों का निर्माण हुआ। इस तरह की इलेक्ट्रिक मोटर में एक बाहरी पंखा होता है जो ड्राइव एंड के विपरीत मोटर शाफ्ट के सिरे पर लगा होता है और एक कैप से ढका होता है। यह पंखा मोटर हाउसिंग के चारों ओर उड़ता है।

फैन मोटर्स बंद लोगों की तुलना में काफी हल्की और सस्ती हैं। उड़ाए गए मोटरों का उपयोग अक्सर धातु काटने वाली मशीनों को चलाने के लिए किया जाता है। धातु काटने की मशीनों को चलाने के लिए पर्यावरण संरक्षण के अन्य रूपों वाले इंजनों का उपयोग अपेक्षाकृत कम ही किया जाता है। विशेष रूप से, संलग्न इलेक्ट्रिक मोटर्स का उपयोग कभी-कभी पीसने वाली मशीनों को चलाने के लिए किया जाता है।

इलेक्ट्रिक मोटर्स को 127, 220 और 380 वी के मानक वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक ही मोटर को विभिन्न वोल्टेज वाले नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है, उदाहरण के लिए, 127 और 220 वी, 220 और 380 वी के वोल्टेज वाले नेटवर्क के लिए दो वोल्टेज के साथ, इलेक्ट्रिक मोटर की स्टेटर वाइंडिंग एक त्रिकोण में जुड़ी होती है, एक बड़े के लिए - एक तारे में। इलेक्ट्रिक मोटर की वाइंडिंग में करंट और उनमें वोल्टेज इस समावेशन के साथ दोनों मामलों में समान होगा। इसके अलावा, वे इलेक्ट्रिक मोटर्स 500 वी का उत्पादन करते हैं, उनके स्टेटर एक स्टार में स्थायी रूप से जुड़े होते हैं।

कई उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले अतुल्यकालिक गिलहरी-पिंजरे मोटर्स को 0.6-100 kW प्रति की रेटेड शक्ति के साथ उत्पादित किया जाता है। तुल्यकालिक गति 600, 750, 1000, 1500 और 3000 आरपीएम।

इलेक्ट्रिक मोटर की वाइंडिंग के तारों का क्रॉस-सेक्शन इसके माध्यम से बहने वाले करंट के परिमाण पर निर्भर करता है। एक बड़े करंट के साथ, मोटर वाइंडिंग में एक बड़ी मात्रा होगी।चुंबकीय सर्किट का क्रॉस-सेक्शन चुंबकीय प्रवाह के परिमाण के समानुपाती होता है। इस प्रकार, इलेक्ट्रिक मोटर के आयाम वर्तमान और चुंबकीय प्रवाह या इलेक्ट्रिक मोटर के रेटेड टोक़ के परिकलित मूल्यों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। रेटेड इंजन की शक्ति

जहाँ P.n - नाममात्र की शक्ति, kW, Mn- नाममात्र का क्षण, N • m, nn- नाममात्र की गति, rpm।

उसी इंजन आकार के लिए रेटेड शक्ति बढ़ जाती है क्योंकि इसकी रेटेड गति बढ़ जाती है। इसलिए, कम गति वाली इलेक्ट्रिक मोटर समान शक्ति की उच्च गति वाली मोटर से बड़ी होती हैं।

छोटे छिद्रों को पीसते समय, पर्याप्त काटने की गति प्राप्त करने के लिए बहुत अधिक पीसने वाली धुरी गति की आवश्यकता होती है। इसलिए, केवल 30 मीटर / सेकंड की गति से 3 मिमी व्यास वाले पहिये के साथ पीसते समय, धुरी की गति प्रति मिनट 200,000 क्रांतियों के बराबर होनी चाहिए। उच्च धुरी गति पर, क्लैम्पिंग बल को तेजी से कम किया जा सकता है। इसी समय, व्हील ग्राइंडिंग और मैंड्रेल झुकना कम हो जाता है, और सतह खत्म और मशीनिंग सटीकता बढ़ जाती है।

उपरोक्त के संबंध में, उद्योग तथाकथित के कई मॉडल का उपयोग करता है। 12,000-144,000 आरपीएम और अधिक की रोटेशन गति के साथ इलेक्ट्रिक स्पिंडल। इलेक्ट्रोस्पिंडल (चित्र 3, ए) एक अंतर्निहित उच्च आवृत्ति गिलहरी-पिंजरे मोटर के साथ रोलिंग बियरिंग्स पर पीसने वाली धुरी है। मोटर रोटर ग्राइंडिंग व्हील के विपरीत धुरी के अंत में दो बीयरिंगों के बीच स्थित होता है।

चावल। 3. इलेक्ट्रोस्पिंडल्स

इलेक्ट्रिक स्पिंडल स्टेटर को शीट इलेक्ट्रिकल स्टील से इकट्ठा किया जाता है। इस पर बाइपोलर कॉइल लगाई जाती है।30,000-50,000 आरपीएम तक की गति पर मोटर रोटर को शीट मेटल से भी डायल किया जाता है और पारंपरिक शॉर्ट-सर्किट वाइंडिंग के साथ आपूर्ति की जाती है। वे जितना संभव हो सके रोटर के व्यास को कम करते हैं।

इलेक्ट्रोस्पिंडल के संचालन के लिए असर प्रकार की पसंद का विशेष महत्व है। सटीक बॉल बेयरिंग आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं, जो कैलिब्रेटेड स्प्रिंग्स का उपयोग करके बनाए गए प्रीलोड के साथ काम करते हैं। इस तरह के बीयरिंगों का उपयोग घूर्णन गति के लिए किया जाता है जो प्रति मिनट 100,000 क्रांति से अधिक नहीं होता है।

एरोस्टैटिक बियरिंग्स का व्यापक रूप से उद्योग में उपयोग किया जाता है (चित्र 3, बी)। उच्च-आवृत्ति वाली इलेक्ट्रिक मोटर का शाफ्ट 1 वायु-चिकनाई बियरिंग 3 में घूमता है। अक्षीय भार को शाफ्ट के अंत और समर्थन असर 12 के बीच वायु कुशन द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिसके खिलाफ इंजन को ठंडा करने के लिए छेद 14 के माध्यम से आवास के इंटीरियर को आपूर्ति की गई हवा के दबाव में शाफ्ट दबाया जाता है। संपीड़ित हवा फिल्टर के माध्यम से गुजरती है और कक्ष 11 में फिटिंग 10 के माध्यम से प्रवेश करती है। यहां से, चैनल 9 और परिपत्र नाली 8 के माध्यम से, हवा चैनल 7 और कक्ष 6 में गुजरती है। वहां से, हवा असर में प्रवेश करती है। अंतर। इंजन हाउसिंग में पाइप 5 और चैनल 4 के माध्यम से बाईं ओर हवा की आपूर्ति की जाती है।

निकास हवा को चैनलों 13 के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है। समर्थन असर अंतराल में हवा का कुशन झरझरा कार्बन ग्रेफाइट से बने असर के माध्यम से कक्ष 11 से गुजरने वाली हवा द्वारा बनाया जाता है। प्रत्येक असर में पतला पीतल होता है। इसमें एक कार्बन ग्रेफाइट लाइनर दबाया जाता है, जिसके छिद्र कांस्य से भरे होते हैं। इलेक्ट्रोस्पिंडल शुरू करने से पहले, हवा की आपूर्ति की जाती है और स्पिंडल और झाड़ियों के बीच एयर कुशन बनते हैं। यह घर्षण को समाप्त करता है और स्टार्टअप के दौरान बीयरिंगों पर घिसता है।उसके बाद, मोटर चालू हो जाती है, रोटर 2 की गति 5-10 एस में नाममात्र गति तक पहुंच जाती है। जब इंजन बंद हो जाता है, रोटर 2 किनारे 3-4 मिनट के लिए। इस समय को कम करने के लिए इलेक्ट्रिक ब्रेक का उपयोग किया जाता है।

एयर बैग्स का उपयोग इलेक्ट्रिक स्पिंडल में घर्षण के नुकसान को काफी कम कर देता है, हवा की खपत 6-25 m3 / h है।

तरल स्नेहन के साथ बीयरिंगों पर इलेक्ट्रोस्पिंडल्स का भी उपयोग किया गया है। उनके संचालन के लिए उच्च दबाव में तेल के निरंतर संचलन की आवश्यकता होती है, अन्यथा बीयरिंगों का ताप अस्वीकार्य हो जाता है।

उच्च-आवृत्ति वाले इलेक्ट्रिक मोटर्स के उत्पादन के लिए व्यक्तिगत भागों के सटीक निर्माण, रोटर के गतिशील संतुलन, सटीक असेंबली और स्टेटर और रोटर के बीच अंतर की सख्त एकरूपता सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है। विद्युत मोटर की आवश्यक गति के आधार पर उच्च आवृत्ति वाली विद्युत मोटर की आपूर्ति करने वाली धारा की आवृत्ति का चयन किया जाता है:

जहाँ n यदि विद्युत मोटर के घूर्णन की तुल्यकालिक आवृत्ति, rpm, f धारा की आवृत्ति है, Hz, p ध्रुवों की संख्या है, चूँकि p = 1, तब

12,000 और 120,000 आरपीएम के इलेक्ट्रिक स्पिंडल की समकालिक रोटेशन गति पर, वर्तमान आवृत्ति क्रमशः 200 और 2000 हर्ट्ज के बराबर होनी चाहिए।

उच्च-आवृत्ति मोटरों को शक्ति देने के लिए विशेष जनरेटर का उपयोग किया जाता है। अंजीर में। 4 एक तीन-चरण तुल्यकालिक प्रेरण जनरेटर दिखाता है। जनरेटर स्टेटर में चौड़े और संकीर्ण स्लॉट होते हैं। फील्ड कॉइल, जो स्टेटर के चौड़े स्लॉट्स में स्थित है, को डायरेक्ट करंट से सप्लाई किया जाता है। इस कॉइल के कंडक्टरों का चुंबकीय क्षेत्र स्टेटर दांतों और रोटर प्रोट्रेशन्स के माध्यम से बंद है जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। बिंदीदार रेखा के साथ 4।

जब रोटर घूमता है, रोटर प्रोट्रेशन्स के साथ चलने वाला चुंबकीय क्षेत्र स्टेटर के संकीर्ण स्लॉट्स में स्थित वैकल्पिक वर्तमान घुमाव के घुमावों को पार करता है और एक वैकल्पिक ई को प्रेरित करता है। वगैरह। सी. इस ई की आवृत्ति। वगैरह। वी। रोटर कानों की गति और संख्या पर निर्भर करता है। फील्ड-वाउंड वाइंडिंग्स में समान प्रवाह से प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल कॉइल के आसन्न सक्रियण के कारण एक दूसरे को रद्द कर देते हैं। फील्ड कॉइल मेन से जुड़े एक रेक्टिफायर द्वारा संचालित होते हैं। स्टेटर और रोटर में शीट इलेक्ट्रिकल स्टील से बने चुंबकीय कोर होते हैं।

चावल। 4. उच्च आवृत्ति प्रेरण जनरेटर

वर्णित डिज़ाइन वाले जेनरेटर 1 से 3 किलोवाट से नाममात्र शक्ति और 300 से 2400 हर्ट्ज तक आवृत्तियों के लिए उत्पादित होते हैं। जनरेटर 3000 आरपीएम की समकालिक गति के साथ अतुल्यकालिक मोटर्स द्वारा संचालित होते हैं।

बढ़ी हुई आवृत्ति वाले इंडक्शन जनरेटर को सेमीकंडक्टर (थाइरिस्टर) कन्वर्टर्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जाने लगा है। इस मामले में, वे आम तौर पर वर्तमान की आवृत्ति को बदलने की क्षमता प्रदान करते हैं और इसलिए विद्युत मोटर के घूर्णन की गति को समायोजित करने की क्षमता प्रदान करते हैं। यदि इस तरह के नियमन के दौरान वोल्टेज को स्थिर रखा जाता है, तो निरंतर बिजली विनियमन किया जाता है। यदि वर्तमान (और इसलिए मोटर के चुंबकीय प्रवाह) की आवृत्ति के वोल्टेज के अनुपात को स्थिर रखा जाता है, तो लंबे समय तक अनुमेय टोक़ के लिए सभी गति पर एक स्थिर के साथ विनियमन किया जाता है।

थाइरिस्टर फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर और एसिंक्रोनस गिलहरी-पिंजरे मोटर के साथ ड्राइव के फायदे उच्च दक्षता और उपयोग में आसानी हैं। नकारात्मक पक्ष अभी भी उच्च कीमत है।मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, उच्च-आवृत्ति वाले मोटर्स के लिए इस तरह के ड्राइव का उपयोग करने की सबसे अधिक सिफारिश की जाती है। इस प्रकार के प्रायोगिक ड्राइव हमारे देश में बनाए गए हैं।

लो-पॉवर टू-फेज एसिंक्रोनस मोटर्स का उपयोग अक्सर मशीन टूल एक्जीक्यूटिव ड्राइव में किया जाता है। ऐसी मोटर के स्टेटर में दो वाइंडिंग होती हैं: फील्ड वाइंडिंग 1 और कंट्रोल वाइंडिंग 2 (चित्र 5, ए)। एक गिलहरी के पिंजरे में रोटर 4 का एक बड़ा सक्रिय प्रतिरोध है। कुंडलियों की धुरी एक दूसरे के लंबवत होती है।

चावल। 5. दो-चरण प्रेरण मोटर और इसकी विशेषताओं की योजना

वोल्टेज उल और यू 2 वाइंडिंग पर लागू होते हैं। जब कैपेसिटर 3 को कॉइल 2 के सर्किट से जोड़ा जाता है, तो इसमें करंट कॉइल 1 में करंट से अधिक हो जाता है। इस स्थिति में, एक घूमने वाला अण्डाकार चुंबकीय क्षेत्र बनता है और गिलहरी का रोटर 4 घूमने लगता है। यदि आप वोल्टेज U2 कम करते हैं, तो कॉइल 2 में करंट भी कम हो जाएगा। इससे घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के दीर्घवृत्त के आकार में परिवर्तन होगा, जो अधिक से अधिक लम्बा हो जाता है (चित्र 5, बी)।

एक अण्डाकार क्षेत्र मोटर को एक शाफ्ट पर दो मोटर्स के रूप में माना जा सकता है, एक स्पंदित क्षेत्र F1 के साथ काम करता है और दूसरा एक गोलाकार क्षेत्र F2 के साथ। F1 पल्सेटिंग-फील्ड मोटर को दो समान सर्कुलर-फील्ड इंडक्शन मोटर्स के रूप में माना जा सकता है जो विपरीत दिशाओं में घूमने के लिए वायर्ड होती हैं।

अंजीर में। 5, सी एक प्रेरण मोटर की यांत्रिक विशेषताओं 1 और 2 को एक परिपत्र घूर्णन क्षेत्र और विभिन्न दिशाओं में घूर्णन करते समय रोटर के एक महत्वपूर्ण सक्रिय प्रतिरोध के साथ दिखाता है। एकल-चरण मोटर की यांत्रिक विशेषता 3 का निर्माण n के प्रत्येक मान के लिए विशेषताओं 1 और 2 के क्षणों M को घटाकर किया जा सकता है।एन के किसी भी मूल्य पर, उच्च रोटर प्रतिरोध वाले एकल-चरण मोटर का टोक़ बंद हो जाता है। वृत्ताकार क्षेत्र मोटर की यांत्रिक विशेषता को वक्र 4 द्वारा दर्शाया गया है।

दो-चरण मोटर की यांत्रिक विशेषता 5 का निर्माण एन के किसी भी मूल्य पर विशेषताओं 3 और 4 के क्षणों एम को घटाकर किया जा सकता है। N0 का मान आदर्श निष्क्रिय गति पर दो-चरण प्रेरण मोटर की घूर्णी गति है। कॉइल 2 (चित्र 5, ए) की आपूर्ति धारा को समायोजित करके, विशेषता 4 (छवि 5, सी) के ढलान को बदलना संभव है, और इसलिए n0 का मान। इस प्रकार, दो-चरण प्रेरण मोटर का गति नियंत्रण किया जाता है।

उच्च पर्ची मूल्यों के साथ काम करते समय, रोटर में नुकसान काफी महत्वपूर्ण हो जाता है। इस कारण से, माना गया विनियमन केवल कम शक्ति सहायक ड्राइव के लिए उपयोग किया जाता है। त्वरण और मंदी के समय को कम करने के लिए, खोखले रोटर के साथ दो-चरण प्रेरण मोटर्स का उपयोग किया जाता है। ऐसे इंजन में, रोटर एक पतली दीवार वाला एल्यूमीनियम खोखला सिलेंडर होता है।