एकल-चरण प्रेरण मोटर्स के लक्षण

एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स का व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किया जाता है। वाट के एक अंश से लेकर सैकड़ों वाट तक के एकल-चरण अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर्स का उत्पादन सभी कम-शक्ति मशीनों के उत्पादन के आधे से अधिक है, और उनकी शक्ति लगातार बढ़ रही है।

एकल-चरण मोटर्स को आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है:

• सामान्य प्रयोजन मोटर्स « जिसमें औद्योगिक और घरेलू इलेक्ट्रिक मोटर्स शामिल हैं;

• स्वचालित उपकरणों की मोटरें - नियंत्रित और अनियंत्रित एसी मोटर्स और विशेष कम-शक्ति वाली विद्युत मशीनें (टैचोजेनरेटर, रोटरी ट्रांसफार्मर, सेल्सिन, आदि)।

अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर्स का एक महत्वपूर्ण अनुपात सामान्य-उद्देश्य मोटर्स हैं जो एकल-चरण एसी नेटवर्क पर काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। हालांकि, एकल-चरण और तीन-चरण नेटवर्क दोनों में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए सार्वभौमिक अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर्स का एक काफी व्यापक समूह है।

व्यावहारिक रूप से सार्वभौमिक इंजनों का डिज़ाइन इससे भिन्न नहीं होता है तीन-चरण अतुल्यकालिक मशीनों का पारंपरिक डिजाइन… तीन-चरण नेटवर्क पर काम करते समय, इन मोटरों में तीन-चरण मोटरों के समान गुण होते हैं।

एकल-चरण मोटर्स में एक गिलहरी-पिंजरे का रोटर होता है, और स्टेटर वाइंडिंग को विभिन्न संस्करणों में निर्मित किया जा सकता है। सबसे अधिक बार, दो-तिहाई स्लॉट्स को भरने वाली एक वर्किंग वाइंडिंग और स्लॉट्स के शेष तीसरे हिस्से को भरने वाली एक स्टार्टिंग वाइंडिंग को स्टेटर पर रखा जाता है। रनिंग कॉइल की गणना निरंतर संचालन के लिए की जाती है और शुरुआती कॉइल की गणना केवल शुरुआती अवधि के लिए की जाती है। इसलिए, यह एक छोटे क्रॉस-सेक्शन वाले तार से बना होता है और इसमें महत्वपूर्ण संख्या में घुमाव होते हैं। स्टार्टिंग टॉर्क बनाने के लिए, स्टार्टिंग वाइंडिंग में फेज-शिफ्टिंग एलिमेंट्स - रेसिस्टर्स या कैपेसिटर शामिल होते हैं।

कम शक्ति के अतुल्यकालिक मोटर्स दो-चरण हो सकते हैं जब स्टेटर पर काम करने वाली वाइंडिंग में दो चरण 90 ° से अंतरिक्ष में मिश्रित होते हैं। एक चरण में, एक चरण-स्थानांतरण तत्व लगातार शामिल होता है - एक संधारित्र या रोकनेवाला शीर्ष, कुंडल धाराओं के बीच एक निश्चित चरण बदलाव प्रदान करता है।

इसे आमतौर पर एक मोटर कहा जाता है जिसमें एक संधारित्र स्थायी रूप से एक चरण से जुड़ा होता है संधारित्र... फेज-शिफ्टिंग कैपेसिटर की कैपेसिटेंस स्थिर हो सकती है, लेकिन कुछ मामलों में स्टार्ट-अप और रन मोड के लिए कैपेसिटेंस वैल्यू भिन्न हो सकती है।

एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स की एक विशिष्ट विशेषता रोटर को विभिन्न दिशाओं में घुमाने की क्षमता है। रोटेशन की दिशा प्रारंभिक टोक़ की दिशा से निर्धारित होती है।

कम रोटर प्रतिरोध (Ccr <1) पर, इसलिए, एकल-चरण मोटर रिवर्स मोड में काम नहीं कर सकती है। इंजन मोड रोटर क्रांतियों से मेल खाता है 0 <n <nc उच्च गति पर जनरेटर मोड होता है।

एकल-चरण मोटर्स की एक विशेषता यह है कि इसका अधिकतम टोक़ रोटर के प्रतिरोध पर निर्भर करता है। जैसे ही रोटर का सक्रिय प्रतिरोध बढ़ता है, अधिकतम टॉर्क कम हो जाता है और बड़े प्रतिरोध मान Skr > 1 के साथ यह ऋणात्मक हो जाता है।

किसी उपकरण या तंत्र को चलाने के लिए इलेक्ट्रिक मोटर के प्रकार का चयन करते समय, इसकी विशेषताओं को जानना आवश्यक है। मुख्य हैं टोक़ विशेषताएँ (प्रारंभिक टोक़, अधिकतम टोक़, न्यूनतम टोक़), रोटेशन आवृत्ति, कंपन-ध्वनिक विशेषताएँ। कुछ मामलों में, ऊर्जा और वजन विशेषताओं की भी आवश्यकता होती है।

एक उदाहरण के रूप में, एकल-चरण मोटर की विशेषताओं की गणना निम्नलिखित मापदंडों के साथ की जाती है:

• चरणों की संख्या - 1;

• साधन आवृत्ति - 50 हर्ट्ज;

• साधन वोल्टेज - 220 वी;

• स्टेटर वाइंडिंग का सक्रिय प्रतिरोध - 5 ओम;

• स्टेटर वाइंडिंग का आगमनात्मक प्रतिरोध - 9.42 ओम;

• रोटर वाइंडिंग का आगमनात्मक प्रतिरोध - 5.6 ओम;

• मशीन की अक्षीय लंबाई - 0.1 मीटर;

• स्टेटर वाइंडिंग -320 में घुमावों की संख्या;

• स्टेटर होल त्रिज्या - 0.0382 मीटर;

• चैनलों की संख्या — 48;

• एयर गैप - 1.0 x 103 मीटर।

• रोटर अधिष्ठापन कारक 1.036।

एकल-चरण वाइंडिंग दो-तिहाई स्टेटर स्लॉट भरती है।

अंजीर में। 1 एकल-चरण विद्युत मोटर की धारा और विद्युत चुम्बकीय स्लिप टॉर्क की निर्भरता को दर्शाता है। आदर्श निष्क्रिय मोड में, मुख्य रूप से चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए नेटवर्क द्वारा उपभोग की जाने वाली मोटर धारा का अपेक्षाकृत बड़ा मूल्य होता है।

सिम्युलेटेड मोटर के लिए, मैग्नेटाइजिंग करंट का परिमाण प्रारंभिक करंट का लगभग 30% होता है, समान शक्ति वाले तीन-चरण मोटर्स के लिए - 10-15%।आदर्श निष्क्रिय मोड में विद्युत चुम्बकीय क्षण का एक नकारात्मक मान होता है, जो रोटर सर्किट के प्रतिरोध में वृद्धि के साथ बढ़ता है। पर फिसल सी= 1, विद्युत चुम्बकीय क्षण शून्य है, जो मॉडल के सही संचालन की पुष्टि करता है।

अंजीर। 1. स्लाइडिंग एस = 1 के दौरान मोटर गैप में वेक्टर क्षमता और चुंबकीय प्रेरण के लिफाफे

चावल। 2. पर्ची पर एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर के वर्तमान और विद्युत चुम्बकीय टोक़ की निर्भरता

पर्ची पर उपयोगी और खपत शक्ति की निर्भरता (चित्र 3) का एक पारंपरिक चरित्र है। आदर्श निष्क्रिय मोड में इंजन की दक्षता में नकारात्मक टोक़ के अनुरूप नकारात्मक संकेत होता है, और इस मोड में पावर फैक्टर बहुत कम होता है (सिम्युलेटेड इंजन के लिए 0.125)।

तीन-चरण मोटर्स की तुलना में पावर फैक्टर का निचला मूल्य चुंबकीय प्रवाह के उच्च परिमाण द्वारा समझाया गया है। जैसे-जैसे लोड बढ़ता है, पावर फैक्टर का मान बढ़ता है और तीन-चरण मोटर्स (चित्र 4) के बराबर हो जाता है।

चावल। 3. पर्ची पर एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर की उपयोगी और खपत शक्ति की निर्भरता

चावल। 4. पर्ची पर एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर की उपयोगी क्रिया और शक्ति के गुणांक की निर्भरता

जैसे ही रोटर का सक्रिय प्रतिरोध बढ़ता है, विद्युत चुम्बकीय क्षण का परिमाण कम हो जाता है, और एकता के ऊपर महत्वपूर्ण फिसलन पर, यह नकारात्मक हो जाता है।

अंजीर में। 5 मोटर के द्वितीयक माध्यम की विद्युत चालकता के विभिन्न मूल्यों के लिए एकल-चरण स्लिप मोटर के विद्युत चुम्बकीय क्षण की निर्भरता को दर्शाता है।

चावल। 5.विभिन्न रोटर प्रतिरोधों पर एकल-चरण स्लिप मोटर के विद्युत चुम्बकीय क्षण की निर्भरता (1 - 17 x 106 Cm / m, 2 - 1.7 x 106 Cm / m)

कैपेसिटर मोटर्स में दो वाइंडिंग स्थायी रूप से ग्रिड से जुड़ी होती हैं। उनमें से एक सीधे नेटवर्क से जुड़ा है, दूसरा श्रृंखला में एक संधारित्र के साथ जुड़ा हुआ है जो आवश्यक चरण बदलाव प्रदान करता है।

दोनों वाइंडिंग स्टेटर पर समान संख्या में स्लॉट्स पर कब्जा कर लेते हैं, और उनके घुमावों की संख्या और कैपेसिटर की समाई की गणना इस तरह से की जाती है कि कुछ स्लिप के साथ एक गोलाकार घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्रदान किया जाता है। बहुधा, नाममात्र की पर्ची को इसी रूप में स्वीकार किया जाता है। इस मामले में, हालांकि, प्रारंभिक टोक़ नाममात्र की तुलना में बहुत छोटा है।

प्रारंभिक मोड में चुंबकीय क्षेत्र अण्डाकार है; चुंबकीय क्षेत्र के काउंटर-मूविंग घटकों का प्रभाव बहुत प्रभावित होता है।यदि स्टार्ट-अप पर एक गोलाकार क्षेत्र प्राप्त करने की स्थिति से इसे चुनकर संधारित्र की धारिता बढ़ाई जाती है, तो टोक़ में कमी होती है और नाममात्र पर्ची पर ऊर्जा संकेतकों में कमी।

एक तीसरा संस्करण भी संभव है, जब गोलाकार क्षेत्र नाममात्र मोड की तुलना में अधिक परिमाण वाली पर्ची से मेल खाता है। लेकिन यह रास्ता भी इष्टतम नहीं है, क्योंकि टोक़ में वृद्धि घाटे में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ होती है। रोटर के सक्रिय प्रतिरोध को बढ़ाकर कैपेसिटर मोटर के शुरुआती टोक़ में वृद्धि हासिल की जा सकती है। इस पद्धति से प्रत्येक पर्ची के साथ नुकसान में वृद्धि होती है, जिसके परिणामस्वरूप मोटर की दक्षता कम हो जाती है।

चावल। 6.स्लिप कैपेसिटर मोटर करंट की निर्भरता (Azp.o - ऑपरेटिंग कॉइल करंट, Azk.o - कैपेसिटर कॉइल करंट, E - मोटर करंट)

चावल। 7. एक संधारित्र की खपत P1 और उपयोगी P2 पर्ची शक्ति पर निर्भरता

चावल। 8. उपयोगी क्रिया और शक्ति के गुणांक की निर्भरता और पर्ची संधारित्र मोटर के विद्युत चुम्बकीय क्षण

कैपेसिटर मोटर में काफी संतोषजनक ऊर्जा प्रदर्शन होता है, एक उच्च शक्ति कारक, जिसका मूल्य तीन-चरण मोटर के शक्ति कारक से अधिक होता है, और रोटर प्रतिरोध और महत्वपूर्ण क्षमता, उच्च शुरुआती टोक़ के साथ। उसी समय, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, इंजन का दक्षता मूल्य कम है।

चावल। 9. स्लिप एस = 0.1 पर कैपेसिटर मोटर का वेक्टर आरेख

वेक्टर आरेख (चित्र। 9) से पता चलता है कि कैपेसिटर कैपेसिटेंस के चयनित मूल्य पर, कैपेसिटर कॉइल करंट नेटवर्क वोल्टेज के सापेक्ष अग्रणी है, और वर्किंग कॉइल करंट लैगिंग है। आरेख यह भी दर्शाता है कि नाममात्र के करीब फिसलने पर, मोटर का चुंबकीय क्षेत्र अण्डाकार होता है। एक गोलाकार क्षेत्र प्राप्त करने के लिए, संधारित्र के समाई मूल्य को कम किया जाना चाहिए ताकि दो कॉइल में धाराएँ परिमाण में बराबर हों।

इस विषय पर भी देखें:मल्टी-स्पीड सिंगल-फेज कैपेसिटर मोटर्स