वैकल्पिक विद्युत मशीनों के स्टेटर और रोटर वाइंडिंग

एक विद्युत उत्पाद (उपकरण) की वाइंडिंग - एक निश्चित तरीके से स्थित कॉइल या कॉइल का एक सेट और जुड़ा हुआ है, जिसे चुंबकीय क्षेत्र बनाने या उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, या किसी विद्युत उत्पाद (उपकरण) के प्रतिरोध के दिए गए मान को प्राप्त करने के लिए। एक विद्युत उत्पाद (उपकरण) - एक विद्युत उत्पाद (उपकरण) या उसके भाग का एक तार, एक अलग संरचनात्मक इकाई (GOST 18311-80) के रूप में बनाया गया।

लेख विद्युत मशीनों के स्टेटर और रोटर वाइंडिंग के उपकरण के बारे में बताता है जिसमें प्रत्यावर्ती धारा होती है।

स्टेटर वाइंडिंग्स की स्थानिक व्यवस्था:

गिलहरी पिंजरे रोटर:

बारह खांचे वाला स्टेटर, जिनमें से प्रत्येक में एक तार बिछाया जाता है, योजनाबद्ध रूप से अंजीर में दिखाया गया है। 1, ए। फंसे हुए कंडक्टरों के बीच कनेक्शन केवल तीन चरणों में से एक के लिए संकेतित हैं; कॉइल के चरण ए, बी, सी की शुरुआत सी 1, सी 2, सी 3 चिह्नित हैं; समाप्त होता है - C4, C5, C6।चैनलों में रखे कॉइल के हिस्सों (कॉइल के सक्रिय भाग) को पारंपरिक रूप से छड़ के रूप में दिखाया गया है, और खांचे (अंत कनेक्शन) में तारों के बीच के कनेक्शन को एक ठोस रेखा के रूप में दिखाया गया है।

स्टेटर कोर में एक खोखले सिलेंडर का आकार होता है, जो विद्युत स्टील की चादरों से बने ढेर या ढेर की एक श्रृंखला (वेंटिलेशन नलिकाओं द्वारा अलग) होता है। छोटी और मध्यम आकार की मशीनों पर, प्रत्येक शीट को आंतरिक परिधि के साथ खांचे के साथ एक अंगूठी के रूप में मुहर लगाई जाती है। अंजीर में। 1, बी, उपयोग किए गए रूपों में से एक के खांचे के साथ एक स्टेटर शीट दी गई है।

चावल। 1. स्टेटर के खांचे में घुमावदार का स्थान और तारों में धाराओं का वितरण

एक निश्चित समय पर पहले चरण के वर्तमान iA का तात्कालिक मान अधिकतम होने दें और वर्तमान को चरण C1 की शुरुआत से इसके अंत C4 तक निर्देशित किया जाता है। हम इस वर्तमान को सकारात्मक मानेंगे।

चरणों में तात्कालिक धाराओं को निश्चित अक्ष पर घूर्णन वैक्टर के प्रक्षेपण के रूप में निर्धारित करते हुए (चित्र 1, सी), हम पाते हैं कि एक निश्चित क्षण में चरण बी और सी की धाराएं नकारात्मक हैं, अर्थात वे निर्देशित हैं चरणों के अंत से शुरुआत तक।

आइए इसे अंजीर में ट्रेस करें। 1d एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण। विचाराधीन समय में, चरण A की धारा को उसके आरंभ से अंत तक निर्देशित किया जाता है, अर्थात यदि तार 1 और 7 में यह हमें ड्राइंग के विमान के बाहर छोड़ देता है, तो तार 4 और 10 में यह विमान के पीछे चला जाता है हमारे लिए आरेखण (चित्र 1, ए और डी देखें)।

चरण बी में, इस बिंदु पर वर्तमान चरण के अंत से इसकी शुरुआत तक जाता है।पहले के नमूने के अनुसार दूसरे चरण के तारों को जोड़कर, यह प्राप्त किया जा सकता है कि चरण बी की धारा 12, 9, 6, 3 के तारों से गुजरती है; उसी समय, तार 12 और 6 के माध्यम से, वर्तमान हमें ड्राइंग के विमान के बाहर छोड़ देता है, और तार 9 और 3 के माध्यम से - हमारे पास। हम चरण बी से नमूने का उपयोग करके चरण सी में धाराओं के वितरण की एक तस्वीर प्राप्त करते हैं।

धाराओं की दिशा अंजीर में दी गई है। 1, डी; धराशायी रेखाएँ स्टेटर धाराओं द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ दिखाती हैं; रेखाओं की दिशा दाएँ हाथ के स्क्रू नियम द्वारा निर्धारित की जाती है। यह आंकड़ा से देखा जा सकता है कि तार समान वर्तमान दिशाओं के चार समूह बनाते हैं और चुंबकीय प्रणाली के 2p ध्रुवों की संख्या चार है। स्टेटर के क्षेत्र जहां चुंबकीय रेखाएं स्टेटर को छोड़ती हैं वे उत्तरी ध्रुव हैं और जिन क्षेत्रों में चुंबकीय रेखाएं स्टेटर में प्रवेश करती हैं वे दक्षिणी ध्रुव हैं। स्टेटर सर्कल के एक ध्रुव द्वारा घेरे गए चाप को ध्रुव पृथक्करण कहा जाता है।

स्टेटर परिधि पर अलग-अलग बिंदुओं पर चुंबकीय क्षेत्र अलग-अलग होता है। स्टेटर परिधि के साथ चुंबकीय क्षेत्र वितरण का पैटर्न समय-समय पर प्रत्येक दो-ध्रुव पृथक्करण के माध्यम से दोहराया जाता है। चाप कोण 2 को 360 विद्युत डिग्री के रूप में लिया जाता है। चूंकि स्टेटर की परिधि के चारों ओर पी डबल पोल डिवीजन हैं, 360 ज्यामितीय डिग्री 360p विद्युत डिग्री के बराबर है, और एक ज्यामितीय डिग्री पी विद्युत डिग्री के बराबर है।

अंजीर में। 1d समय में एक निश्चित निश्चित क्षण के लिए चुंबकीय रेखा दिखाता है। यदि हम समय में लगातार कई क्षणों के लिए चुंबकीय क्षेत्र की तस्वीर देखते हैं, तो हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि क्षेत्र एक स्थिर गति से घूमता है।

आइए क्षेत्र की घूर्णी गति ज्ञात करें।प्रत्यावर्ती धारा की आधी अवधि के बराबर समय के बाद, सभी धाराओं की दिशा उलट जाती है, जिसके कारण चुंबकीय ध्रुव उलट जाते हैं, अर्थात आधी अवधि में चुंबकीय क्षेत्र एक क्रांति के अंश से घूमता है। स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र की घूर्णी गति, यानी तुल्यकालिक गति, है (प्रति मिनट क्रांतियों में)

ध्रुव जोड़े की संख्या पी केवल एक पूर्णांक हो सकती है, इसलिए आवृत्ति पर, उदाहरण के लिए, 50 हर्ट्ज, समकालिक गति 3000 के बराबर हो सकती है; 1500; 1000 आरपीएम आदि।

चावल। 2. तीन-चरण सिंगल-लेयर वाइंडिंग का विस्तृत आरेख

एक प्रत्यावर्ती धारा मशीन की वाइंडिंग को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

1) रील टू रील;

2) कोर;

3) विशेष;

विशेष कुंडलियों में शामिल हैं:

(ए) एक गिलहरी पिंजरे के रूप में शॉर्ट सर्किट;

बी) एक अलग संख्या में ध्रुवों पर स्विच करने के साथ एक अतुल्यकालिक मोटर की घुमावदार;

ग) एंटी-कनेक्शन आदि के साथ एक अतुल्यकालिक मोटर की वाइंडिंग।

उपरोक्त विभाजन के अलावा, कॉइल कई अन्य विशेषताओं में भिन्न हैं, अर्थात्:

1) निष्पादन की प्रकृति से - मैनुअल, प्रतिरूपित और अर्ध-प्रतिरूपित;

2) खांचे में स्थान के अनुसार - सिंगल-लेयर और टू-लेयर;

3) प्रति पोल और फेज में स्लॉट्स की संख्या से - प्रति पोल और फेज में एक पूर्णांक q स्लॉट के साथ वाइंडिंग्स और एक भिन्नात्मक संख्या q के साथ वाइंडिंग्स।

एक कॉइल श्रृंखला में जुड़े दो तारों से बना एक सर्किट है। एक खंड या वाइंडिंग श्रृंखला में जुड़े घुमावों की एक श्रृंखला है, जो दो खांचों में स्थित है और शरीर से सामान्य इन्सुलेशन के साथ है।

अनुभाग के दो सक्रिय पक्ष हैं। बाएं सक्रिय भाग को खंड (कुंडली) की शुरुआत कहा जाता है और दाईं ओर को खंड का अंत कहा जाता है। सेक्शन के सक्रिय पक्षों के बीच की दूरी को सेक्शन पिच कहा जाता है। इसे या तो शूलों की संख्या से या ध्रुव विभाजनों के भागों में मापा जा सकता है।

खंड की पिच को व्यास कहा जाता है यदि यह ध्रुव विभाजन के बराबर है और यदि यह ध्रुव विभाजन से कम है तो काट दिया जाता है, क्योंकि खंड पिच ध्रुव विभाजन से अधिक नहीं है।

एक विशिष्ट मात्रा जो कॉइल के संचालन को निर्धारित करती है, प्रति पोल और चरण में स्लॉट्स की संख्या है, अर्थात। एक पोल डिवीजन के भीतर प्रत्येक चरण की वाइंडिंग द्वारा कब्जा किए गए स्लॉट्स की संख्या:

जहाँ z स्टेटर स्लॉट्स की संख्या है।

अंजीर में दिखाया गया कुंडल। 1, ए, में निम्न डेटा है:

यहां तक ​​\u200b\u200bकि इस सरल कॉइल के लिए, तारों और उनके कनेक्शन का स्थानिक आरेखण जटिल हो जाता है, इसलिए इसे आमतौर पर एक विस्तारित आरेख द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जहां घुमावदार तारों को एक बेलनाकार सतह पर नहीं, बल्कि एक विमान (बेलनाकार) पर चित्रित किया जाता है। खांचे के साथ सतह और एक तार "एक विमान में प्रकट होता है")। अंजीर में। 2 माना स्टेटर वाइंडिंग का एक विस्तृत आरेख है।

पिछले आंकड़े में, सादगी के लिए, यह दिखाया गया था कि स्लॉट 1 और 4 में रखी गई वाइंडिंग के चरण ए के हिस्से में केवल दो तार होते हैं, यानी एक मोड़। वास्तव में, एक ध्रुव पर गिरने वाले घुमाव के प्रत्येक ऐसे हिस्से में w घुमाव होते हैं, अर्थात, खांचे के प्रत्येक जोड़े में w तारों को रखा जाता है, एक घुमावदार में जोड़ा जाता है। इसलिए, विस्तारित योजना के अनुसार बाईपास करते समय, उदाहरण के लिए, स्लॉट 1 का चरण ए, स्लॉट 7 पर जाने से पहले स्लॉट 1 और 4 w बार बाईपास करना आवश्यक है। एक घुमावदार या घुमावदार चरण के मोड़ के बीच की दूरी , y को अंजीर में दिखाया गया है। 1, डी; आमतौर पर चैनलों की संख्या के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है।

चावल। 3. अतुल्यकालिक मशीन ढाल

अंजीर में दिखाया गया है।1 और 2, स्टेटर वाइंडिंग को सिंगल-लेयर कहा जाता है, क्योंकि यह एक परत में प्रत्येक खांचे में फिट बैठता है। एक विमान में प्रतिच्छेदन सामने के हिस्सों को रखने के लिए, वे अलग-अलग सतहों पर झुकते हैं (चित्र 2, बी)। सिंगल-लेयर वाइंडिंग्स को डंडे (चित्र 2, ए) के पृथक्करण के बराबर एक चरण के साथ बनाया जाता है, या यह चरण एक ही चरण के विभिन्न वाइंडिंग के लिए ध्रुवों के पृथक्करण के औसत के बराबर होता है, यदि y> 1, y< 1... हमारे दिनों में डबल लेयर कॉइल अधिक आम हैं।

घुमावदार के तीन चरणों में से प्रत्येक की शुरुआत और अंत मशीन पैनल पर इंगित किया गया है, जहां छह क्लैंप (चित्र 3) हैं। तीन-चरण नेटवर्क के तीन रैखिक तार ऊपरी टर्मिनलों C1, C2, SZ (चरणों की शुरुआत) से जुड़े हैं। निचले क्लैंप C4, C5, C6 (चरणों के छोर) या तो दो क्षैतिज जंपर्स के साथ एक बिंदु से जुड़े होते हैं, या इनमें से प्रत्येक क्लैम्प एक ऊर्ध्वाधर जम्पर से जुड़ा होता है, जिसके ऊपर ऊपरी क्लैंप होता है।

पहले मामले में, स्टेटर के तीन चरण एक स्टार कनेक्शन बनाते हैं, दूसरे में - एक डेल्टा कनेक्शन। यदि, उदाहरण के लिए, स्टेटर का एक चरण 220 V के वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो नेटवर्क का लाइन वोल्टेज जिससे मोटर जुड़ा हुआ है, 220 V होना चाहिए, यदि स्टेटर डेल्टा से जुड़ा हो; जब किसी तारे से जुड़ा हो तो ग्रिड लाइन वोल्टेज होना चाहिए

जब स्टेटर स्टार में जुड़ा होता है, तो तटस्थ तार सक्रिय नहीं होता है क्योंकि मोटर नेटवर्क के लिए एक सममित भार है।

एक इंडक्शन मशीन का रोटर एक शाफ्ट पर या एक विशेष सहायक संरचना पर इंसुलेटेड इलेक्ट्रिकल स्टील की मुहर लगी शीट से बना होता है। मशीन के दोनों हिस्सों में प्रवेश करने वाले चुंबकीय प्रवाह के मार्ग में कम प्रतिरोध सुनिश्चित करने के लिए स्टेटर और रोटर के बीच रेडियल क्लीयरेंस जितना संभव हो उतना छोटा है।

मशीन की शक्ति और आयामों के आधार पर, तकनीकी आवश्यकताओं द्वारा अनुमत सबसे छोटा अंतर एक मिलीमीटर के दसवें से कई मिलीमीटर तक है। रोटर वाइंडिंग के कंडक्टर रोटर के साथ खांचे में स्थित होते हैं जो रोटर वाइंडिंग के घूर्णन क्षेत्र के साथ सबसे बड़ा संपर्क सुनिश्चित करने के लिए सीधे इसकी सतह पर बनते हैं।

प्रेरण मशीनें चरण और गिलहरी-पिंजरे रोटार दोनों के साथ निर्मित होती हैं।

चावल। 4. चरण रोटर

एक चरण रोटर में आमतौर पर तीन चरण की वाइंडिंग होती है, जिसे स्टेटर वाइंडिंग की तरह बनाया जाता है, जिसमें समान संख्या में पोल ​​होते हैं। घुमावदार स्टार या डेल्टा में जुड़ा हुआ है; कॉइल के तीन सिरों को तीन इंसुलेटेड स्लिप रिंग्स तक ले जाया जाता है जो मशीन शाफ्ट के साथ घूमते हैं। मशीन के स्थिर भाग पर लगे ब्रश के माध्यम से और स्लिप रिंग पर फिसलने से, रोटर से एक तीन-चरण की शुरुआत या विनियमन रिओस्टेट जुड़ा होता है, अर्थात, रोटर के प्रत्येक चरण में एक सक्रिय प्रतिरोध पेश किया जाता है। चरण रोटर का बाहरी दृश्य अंजीर में दिखाया गया है। 4, शाफ्ट के बाएं सिरे पर तीन स्लिप रिंग दिखाई दे रहे हैं। घुमावदार रोटर के साथ अतुल्यकालिक मोटर्स का उपयोग किया जाता है जहां ड्राइव तंत्र की गति के सुचारू विनियमन की आवश्यकता होती है, साथ ही लोड के तहत मोटर की लगातार शुरुआत होती है।

एक चरण रोटर की तुलना में एक गिलहरी पिंजरे रोटर का डिज़ाइन बहुत सरल है। एफआईजी में डिजाइनों में से एक के लिए। 5a उन चादरों के आकार को दर्शाता है जिनसे रोटर कोर को इकट्ठा किया जाता है। इस मामले में, प्रत्येक शीट की बाहरी परिधि के पास छेद कोर में अनुदैर्ध्य चैनल बनाते हैं। इन चैनलों में एल्यूमीनियम डाला जाता है, इसके जमने के बाद रोटर में अनुदैर्ध्य प्रवाहकीय छड़ें बनती हैं।रोटर के दोनों सिरों पर, एल्यूमीनियम के छल्ले एक साथ डाले जाते हैं, जो एल्यूमीनियम की छड़ों को शॉर्ट-सर्किट करते हैं। परिणामी प्रवाहकीय प्रणाली को आमतौर पर गिलहरी कोशिका कहा जाता है।

चावल। 5. गिलहरी सेल रोटर

अंजीर में एक पिंजरे का रोटर दिखाया गया है। 5 बी। रोटर के सिरों पर, वेंटिलेशन ब्लेड को शॉर्ट-कपलिंग रिंग के साथ एक साथ कास्ट करते हुए देखा जा सकता है। इस मामले में, रोटर के साथ एक डिवीजन द्वारा स्लॉट्स को बेवेल किया जाता है। गिलहरी पिंजरा सरल है, कोई फिसलने वाले संपर्क नहीं हैं, इसलिए तीन-चरण अतुल्यकालिक गिलहरी पिंजरे मोटर्स सबसे सस्ता, सरल और सबसे विश्वसनीय हैं; वे सबसे आम हैं।