सिंगल-फेज आणि टू-फेज असिंक्रोनस मोटर्स

सिंगल-फेज एसिंक्रोनस मोटर्सच्या ऑपरेशनचे उद्देश, डिव्हाइस आणि तत्त्व

सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर्स ही कमी-पॉवर मशीन्स आहेत जी डिझाइनमध्ये समान थ्री-फेज गिलहरी-पिंजरा मोटर्ससारखी असतात.

सिंगल-फेज अॅसिंक्रोनस मोटर्स स्टेटर व्यवस्थेमध्ये तीन-फेज मोटर्सपेक्षा भिन्न असतात, जेथे दोन-फेज विंडिंग चुंबकीय सर्किटच्या खोबणीमध्ये स्थित असते, ज्यामध्ये 120 एलच्या फेज क्षेत्रासह मुख्य किंवा कार्यरत टप्प्याचा समावेश असतो. गारपीट आणि C1 आणि C2 चिन्हांकित टर्मिनल्स आणि 60 el च्या फेज क्षेत्रासह एक सहायक किंवा प्रारंभिक टप्पा. गारपीट आणि B1 आणि B2 (चित्र 1) चिन्हांकित टर्मिनल्सकडे नेतो.

या वळणाच्या टप्प्यांचे चुंबकीय अक्ष एकमेकांच्या सापेक्ष 0 = 90 el कोनाने ऑफसेट केले जातात. गारा. अल्टरनेटिंग व्होल्टेज नेटवर्कशी जोडलेला कार्यरत टप्पा रोटरला फिरवण्यास कारणीभूत ठरू शकत नाही, कारण त्याचे वर्तमान सममितीच्या स्थिर अक्षासह वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र उत्तेजित करते, जे चुंबकीय प्रेरण वेळेनुसार बदलत असते.

तांदूळ. 1. सिंगल-फेज गिलहरी-पिंजरा रोटर इंडक्शन मोटरचा सर्किट आकृती.

हे क्षेत्र दोन घटकांद्वारे दर्शविले जाऊ शकते — थेट आणि उलट अनुक्रमांचे समान वर्तुळाकार चुंबकीय क्षेत्र, चुंबकीय इंडक्शनसह फिरणारे, समान वेगाने विरुद्ध दिशेने फिरणारे. तथापि, जेव्हा रोटर आवश्यक दिशेने प्री-एक्सिलरेट केले जाते, तेव्हा कामाचा टप्पा चालू असताना तो त्याच दिशेने फिरत राहतो.

या कारणास्तव, सिंगल-फेज मोटरची सुरूवात स्टार्ट बटण दाबून रोटरला गती देऊन सुरू होते, ज्यामुळे स्टेटर विंडिंगच्या दोन्ही टप्प्यांमध्ये प्रवाह उत्तेजित होतात, जे परिमाणांवर अवलंबून फेज-शिफ्ट केले जातात. फेज-शिफ्टिंग डिव्हाइस Z, रेझिस्टर, इंडक्टर किंवा कॅपेसिटरच्या स्वरूपात बनवलेले आणि इलेक्ट्रिकल सर्किट घटक ज्यात स्टेटर विंडिंगचे ऑपरेटिंग आणि सुरुवातीचे टप्पे समाविष्ट आहेत. या प्रवाहांमुळे यंत्रामध्ये हवेच्या अंतरामध्ये चुंबकीय प्रेरणासह फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते, जे कमाल आणि किमान मूल्यांमध्ये वेळोवेळी आणि मोनोटोनिक बदलते आणि त्याच्या वेक्टरचा शेवट लंबवर्तुळाकार वर्णन करतो.

ते. लंबवर्तुळाकार फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र शॉर्ट-सर्किट केलेल्या रोटर विंडिंगच्या तारांमधील EMF आणि प्रवाह शोधते, जे या क्षेत्राशी संवाद साधून, फील्डच्या रोटेशनच्या दिशेने सिंगल-फेज मोटरच्या रोटरचा प्रवेग सुनिश्चित करते आणि ते काही सेकंदात जवळजवळ नाममात्र वेगाने पोहोचते.

स्टार्ट बटण रिलीझ केल्याने इलेक्ट्रिक मोटर टू-फेज मोडमधून सिंगल-फेज मोडमध्ये स्थानांतरित होते, ज्याला पर्यायी चुंबकीय क्षेत्राच्या संबंधित घटकाद्वारे अतिरिक्त समर्थन दिले जाते, जे त्याच्या रोटेशन दरम्यान स्लिपमुळे फिरणाऱ्या रोटरच्या किंचित पुढे असते.

पॉवर नेटवर्कमधून सिंगल-फेज एसिंक्रोनस मोटरच्या स्टेटर विंडिंगच्या सुरुवातीच्या टप्प्याचे वेळेवर डिस्कनेक्शन त्याच्या डिझाइनमुळे आवश्यक आहे, जे ऑपरेशनच्या अल्प-मुदतीच्या मोडसाठी प्रदान करते - सामान्यत: 3 एस पर्यंत, जे त्याचा दीर्घ मुक्काम वगळते. अस्वीकार्य ओव्हरहाटिंग, इन्सुलेशन बर्न आणि नुकसान यामुळे लोड अंतर्गत.

सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटर्सच्या ऑपरेशनची विश्वासार्हता वाढवणे मशीन केसमध्ये एम्बेड करून VT आणि B2 चिन्हांकित टर्मिनल्सशी जोडलेले व्यत्यय आणणारे संपर्क केंद्रापसारक स्विच आणि PT आणि C1 चिन्हांकित टर्मिनल्स असलेले समान संपर्क असलेले थर्मल रिले प्रदान केले जाते (चित्र 2, c, d).

जेव्हा रोटर रेट केलेल्या गतीच्या जवळ पोहोचतो तेव्हा B1 आणि B2 चिन्हांकित टर्मिनल्सशी कनेक्ट केलेल्या स्टेटर वळणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्याला सेंट्रीफ्यूगल स्विच आपोआप डिस्कनेक्ट करतो आणि तापदायक असताना थर्मल रिले स्टेटरच्या वळणाच्या दोन्ही टप्प्यांना मेनपासून डिस्कनेक्ट करते. परवानगीपेक्षा जास्त.

स्टार्ट बटण स्विच करून आणि इलेक्ट्रिक मोटरच्या टर्मिनल्सवर मेटल प्लेटची पुनर्रचना करून प्रारंभ करताना स्टेटर विंडिंगच्या एका टप्प्यात विद्युत् प्रवाहाची दिशा बदलून रोटरच्या रोटेशनची दिशा बदलणे साध्य केले जाते (चित्र. 2, a, b) किंवा फक्त दोन समान प्लेट्सची पुनर्रचना करून (Fig. 2, c, d).

तांदूळ. 2. स्क्विरल रोटरसह सिंगल-फेज एसिंक्रोनस मोटरच्या स्टेटर विंडिंगच्या टप्प्यांच्या टर्मिनल्सचे चिन्हांकन आणि रोटर रोटेशनसाठी त्यांचे कनेक्शन: a, c — उजवीकडे, b, d — डावीकडे.

सिंगल-फेज आणि थ्री-फेज असिंक्रोनस मोटर्सच्या तांत्रिक वैशिष्ट्यांची तुलना

सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटर्स कमी प्रारंभिक टॉर्क फॅक्टर kn = МХ / Mnom आणि वाढीव प्रारंभिक चालू घटक ki = Mi / Mnom असलेल्या रेट केलेल्या पॉवरमध्ये समान थ्री-फेज मशीनपेक्षा भिन्न आहेत, जे प्रारंभिक टप्प्यासह सिंगल-फेज इलेक्ट्रिक मोटर्ससाठी असतात. वाढलेल्या डायरेक्ट करंट रेझिस्टन्ससह स्टेटर विंडिंग आणि वर्किंग फेजचा कमी इंडक्टन्स हे महत्त्वाचे kn — 1.0 — 1.5 आणि ki = 5 — 9 आहेत.

सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटर्सची सुरुवातीची वैशिष्ट्ये थ्री-फेज असिंक्रोनस मोटर्सपेक्षा वाईट आहेत कारण दोन समतुल्य स्टेटर वळणाचा प्रारंभिक टप्पा असलेल्या सिंगल-फेज मशीनच्या सुरूवातीस एक लंबवर्तुळाकार फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र उत्तेजित होते. नॉन-युनिफॉर्म वर्तुळाकार फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र — थेट आणि उलट, ब्रेकिंग इफेक्टला कारणीभूत ठरते.

स्टेटर विंडिंगच्या कार्यरत आणि सुरुवातीच्या टप्प्याच्या इलेक्ट्रिकल सर्किट्सच्या घटकांचे पॅरामीटर्स निवडून, स्टार्ट-अपच्या वेळी गोलाकार रोटेटिंग चुंबकीय क्षेत्राची उत्तेजना सुनिश्चित करणे शक्य आहे, जे फेज-शिफ्टिंग घटकाद्वारे शक्य आहे. योग्य क्षमतेसह कॅपेसिटरच्या स्वरूपात.

रोटरच्या प्रवेगामुळे मशीन सर्किट्सच्या पॅरामीटर्समध्ये बदल होतो, फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र गोलाकार ते लंबवर्तुळाकार बनते, त्यामुळे मोटरची सुरुवातीची वैशिष्ट्ये खराब होतात. म्हणून, सुमारे 0.8 नाममात्र वेगाने, इलेक्ट्रिक मोटरच्या स्टेटर विंडिंगचा प्रारंभिक टप्पा स्वहस्ते किंवा स्वयंचलितपणे बंद केला जातो, परिणामी मोटर सिंगल-फेज ऑपरेशनवर स्विच करते.

सुरुवातीच्या कॅपेसिटरसह सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटर्समध्ये प्रारंभिक प्रारंभिक टॉर्क kp = 1.7 — 2.4 आणि प्रारंभिक प्रारंभ करंट ki = 3 — 5 चा गुणाकार असतो.

दोन-चरण असिंक्रोनस मोटर्स

टू-फेज असिंक्रोनस मोटर्समध्ये, स्टेटरचे दोन टप्पे 90 el च्या फेज क्षेत्रांसह वाइंडिंग करतात. अभिवादन कामगार आहेत. ते स्टेटरच्या चुंबकीय सर्किटच्या खोबणीमध्ये स्थित आहेत, ज्यामुळे त्यांचे चुंबकीय अक्ष 90 el चा कोन तयार करतात. गारा. स्टेटर विंडिंगचे हे टप्पे केवळ वळणांच्या संख्येतच नव्हे तर रेट केलेल्या व्होल्टेज आणि प्रवाहांमध्ये देखील एकमेकांपासून भिन्न आहेत, जरी त्यांची एकूण शक्ती मोटरच्या रेट केलेल्या मोडमध्ये समान आहेत.

स्टेटर विंडिंगच्या एका टप्प्यात एक कायमस्वरूपी कॅपेसिटर सीपी (चित्र 3, ए) असतो, जो मोटरच्या नाममात्र मोडच्या परिस्थितीत गोलाकार फिरणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राची उत्तेजना प्रदान करतो. या कॅपेसिटरची क्षमता सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते:

° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2

जेथे I1 आणि φ1- वर्तुळाकार फिरणार्‍या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये कॅपेसिटरशिवाय स्टेटर विंडिंगच्या फेज सर्किटच्या व्होल्टेज आणि करंटमधील करंट आणि फेज शिफ्ट, I आणि ti — पर्यायी प्रवाहाची वारंवारता आणि पुरवठ्याचा व्होल्टेज नेटवर्क, अनुक्रमे, एन- ट्रान्सफॉर्मेशन गुणांक — स्टेटर विंडिंगच्या टप्प्यांच्या वळणांच्या प्रभावी संख्येचे गुणोत्तर, अनुक्रमे कॅपेसिटरसह आणि त्याशिवाय, सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाते

n = kvol2 w2 / ktom 1 w1

जेथे коб2 आणि коб1 — w2 आणि w1 वळणांच्या संख्येसह स्टेटर वाइंडिंगच्या संबंधित टप्प्यांचे वळण गुणांक.

कॅपेसिटर टर्मिनल व्होल्टेज Uc हे मेन व्होल्टेज U च्या वर वर्तुळाकार फिरणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्रासह दोन-फेज इंडक्शन मोटरच्या वळण टप्प्यासह मालिकेत जोडलेले आहे आणि खालीलप्रमाणे निर्धारित केले आहे:

Uc = U √1 + n2

नाममात्र व्यतिरिक्त इतर मोटर लोडमध्ये संक्रमण फिरत असलेल्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये बदलासह होते, जे गोलाकार ऐवजी लंबवर्तुळाकार बनते.हे इंजिनचे कार्य गुणधर्म खराब करते आणि प्रारंभ करताना, प्रारंभिक कमी करते टॉर्क सुरू होत आहे MP <0.3Mnom पर्यंत, कायमस्वरूपी जोडलेल्या कॅपेसिटर मोटर्सचा वापर मर्यादित करून केवळ सौम्य सुरुवातीच्या स्थितीत.

प्रारंभिक टॉर्क वाढवण्यासाठी, प्रारंभिक कॅपेसिटर Cn कार्यरत कॅपेसिटर Cp (Fig.3, b) सह समांतर जोडलेले आहे, ज्याची क्षमता कार्यरत कॅपेसिटरच्या क्षमतेपेक्षा खूप जास्त आहे आणि प्रारंभिक प्रारंभाच्या सेटवर अवलंबून असते. टॉर्क, जे दोन किंवा अधिक वाढवले ​​जाऊ शकते.

तांदूळ. 3. गिलहरी-पिंजरा रोटरसह टू-फेज असिंक्रोनस मोटर्सवर स्विच करण्याच्या योजना: a — कायमस्वरूपी जोडलेल्या कॅपेसिटरसह, b — चालू असलेल्या आणि सुरू होणाऱ्या कॅपेसिटरसह.

रोटरने नाममात्र सुरू होणाऱ्या कॅपेसिटरच्या 0.6 - 0.7 च्या वेगाने वेग वाढवल्यानंतर, गोलाकार फिरणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राचे लंबवर्तुळाकार मध्ये संक्रमण टाळण्यासाठी ते बंद केले जाते, ज्यामुळे मोटरचे कार्य बिघडते.

अशा कॅपेसिटर मोटर्सचा प्रारंभिक मोड खालील पॅरामीटर्सद्वारे दर्शविला जातो: kn = 1.7 — 2.4 आणि ki = 4 — 6.

कॅपेसिटर मोटर्स स्टेटर विंडिंगवर प्रारंभिक बुरखा असलेल्या सिंगल-फेज मोटर्सपेक्षा चांगल्या उर्जा वैशिष्ट्यांद्वारे ओळखले जातात आणि त्यांचे पॉवर फॅक्टर, कॅपेसिटरच्या वापरामुळे धन्यवाद, समान शक्तीच्या तीन-फेज मोटर्सपेक्षा जास्त आहे.

युनिव्हर्सल असिंक्रोनस मोटर्स

स्वयंचलित नियंत्रण स्थापनेमध्ये युनिव्हर्सल एसिंक्रोनस मोटर्स- कमी पॉवरच्या तीन-फेज मशीनचा वापर केला जातो, जो तीन-फेज किंवा सिंगल-फेज नेटवर्कशी जोडलेला असतो. जेव्हा सिंगल-फेज नेटवर्कवरून पॉवर केले जाते, तेव्हा मोटर्सची प्रारंभ आणि ऑपरेटिंग वैशिष्ट्ये थ्री-फेज मोडमध्ये वापरल्यापेक्षा किंचित वाईट असतात.

यूएडी मालिकेतील युनिव्हर्सल एसिंक्रोनस मोटर्स दोन- आणि चार-ध्रुवांसह तयार केल्या जातात, ज्याची तीन-फेज मोडमध्ये नाममात्र पॉवर 1.5 ते 70 डब्ल्यू असते आणि सिंगल-फेज मोडमध्ये - 1 ते 55 डब्ल्यू पर्यंत असते आणि वैकल्पिकरित्या कार्य करतात. कार्यक्षमतेसह 50 Hz ची वारंवारता असलेले व्होल्टेज नेटवर्क η= 0.09 — 0.65.

छायांकित किंवा छायांकित ध्रुवांसह सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटर्स

स्प्लिट किंवा छायांकित ध्रुवांसह सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर्समध्ये, प्रत्येक ध्रुव एका खोल खोबणीने दोन असमान भागांमध्ये विभागलेला असतो आणि ध्रुवाचे संपूर्ण चुंबकीय सर्किट आणि त्याच्या लहान भागावर स्थित शॉर्ट-सर्कीट वळणे कव्हर करणारा सिंगल-फेज वळण असतो.

या मोटर्सच्या रोटरमध्ये शॉर्ट सर्किट वाइंडिंग आहे. सायनसॉइडल व्होल्टेजमध्ये स्टेटर विंडिंगचा समावेश त्यामध्ये विद्युत् प्रवाहाची स्थापना आणि सममितीच्या निश्चित अक्षासह वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्राचा उत्साह असतो, ज्यामुळे शॉर्ट-सर्किट केलेल्या लूपमध्ये संबंधित emf आणि प्रवाह प्रेरित होतात.

शॉर्ट-सर्किट प्रवाहांच्या प्रभावाखाली, संबंधित m.d.s चुंबकीय क्षेत्र उत्तेजित करतात, ज्यामुळे ढाल केलेल्या वारंवार ध्रुवांमध्ये मुख्य चुंबकीय क्षेत्र मजबूत आणि कमकुवत होण्यास प्रतिबंध होतो. ध्रुवांच्या ढाल नसलेल्या आणि ढाल नसलेल्या भागांची चुंबकीय क्षेत्रे कालबाह्य झाली आहेत आणि, अंतराळात स्थलांतरित झाल्यामुळे, ध्रुवाच्या असुरक्षित भागाच्या चुंबकीय अक्षापासून चुंबकीय अक्षापर्यंत दिशेने फिरणारे लंबवर्तुळाकार फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र तयार होते. त्याच्या संरक्षित भागाचा.

रोटर विंडिंगमध्ये प्रेरित करंट्ससह या फील्डच्या परस्परसंवादामुळे प्रारंभिक टॉर्क Mn = (0.2 — 0.6) Mnom दिसू लागतो आणि मोटर शाफ्टला ब्रेकिंग टॉर्क लागू केल्यास, रेट केलेल्या गतीपर्यंत रोटरचा प्रवेग होऊ नये. प्रारंभिक टॉर्क ओलांडण्यासाठी.

विभाजित किंवा छायांकित ध्रुवांसह सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटर्सचे प्रारंभिक प्रारंभिक आणि जास्तीत जास्त टॉर्क वाढवण्यासाठी, त्यांच्या खांबामध्ये स्टील शीटचे चुंबकीय शंट ठेवले जातात, जे फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र गोलाकाराच्या जवळ आणते.

छायांकित पोल मोटर्स हे न-उलटता येण्याजोग्या उपकरणे आहेत जे वारंवार सुरू होऊ शकतात, अचानक थांबू शकतात आणि बराच काळ विलंब होऊ शकतात. ते 0.5 ते 30 W पर्यंत दोन- आणि चार-ध्रुव रेट केलेल्या पॉवरसह आणि ηnom = 0.20 — 0.40 च्या कार्यक्षमतेसह 50 Hz च्या वारंवारतेसह वैकल्पिक व्होल्टेज नेटवर्कवरून ऑपरेशनसाठी 300 W पर्यंत सुधारित डिझाइनसह तयार केले जातात.
हे देखील वाचा: सेल्सिन्स: उद्देश, साधन, कृतीचे तत्त्व