फेज लॉस आणि सिंगल फेज ऑपरेशनच्या बाबतीत मोटरचे काय होते

फेज लॉस अंतर्गत, थ्री-फेज सिस्टमच्या कंडक्टरपैकी एकाचा वीज पुरवठा खंडित झाल्यामुळे इलेक्ट्रिक मोटरच्या ऑपरेशनचा सिंगल-फेज मोड समजतो.

इलेक्ट्रिक मोटरमधून फेज गमावण्याची कारणे असू शकतात: तारांपैकी एक तोडणे, एक फ्यूज जाळणे; एका टप्प्यात संपर्क अयशस्वी.

ज्या परिस्थितीत फेज लॉस झाला आहे त्यानुसार, इलेक्ट्रिक मोटरच्या ऑपरेशनचे वेगवेगळे मोड आणि या मोड्ससह होणारे परिणाम असू शकतात. या प्रकरणात, खालील घटक विचारात घेतले पाहिजेत: इलेक्ट्रिक मोटरच्या विंडिंग्जची कनेक्शन योजना ("स्टार" किंवा "डेल्टा"), फेज लॉसच्या क्षणी मोटरची ऑपरेटिंग स्थिती (फेज लॉस होऊ शकतो) इंजिन चालू करण्यापूर्वी किंवा नंतर, लोड ऑपरेशन दरम्यान), इंजिन लोडिंगची डिग्री आणि कार्यरत मशीनची यांत्रिक वैशिष्ट्ये, फेज लॉससह कार्यरत इलेक्ट्रिक मोटर्सची संख्या आणि त्यांचा परस्पर प्रभाव.

येथे आपण विचाराधीन मोडच्या वैशिष्ट्यांकडे लक्ष दिले पाहिजे. थ्री-फेज मोडमध्ये, वळणाचा प्रत्येक टप्पा कालावधीच्या एक तृतीयांश वेळेत बदललेल्या करंटसह वाहतो. जेव्हा एक टप्पा गमावला जातो, तेव्हा दोन्ही विंडिंग्स समान प्रवाह वाहतात, तिसर्‍या टप्प्यात कोणताही प्रवाह नसतो. थ्री-फेज सिस्टमच्या दोन फेज कंडक्टरशी विंडिंग्सचे टोक जोडलेले असूनही, दोन विंडिंग्समधील प्रवाह वेळेत जुळतात. ऑपरेशनच्या या मोडला सिंगल-फेज म्हणतात.

एकल-फेज करंटद्वारे व्युत्पन्न केलेले चुंबकीय क्षेत्र, तीन-फेज प्रवाह, पल्सेट्सच्या प्रणालीद्वारे व्युत्पन्न केलेल्या फिरत्या क्षेत्रापेक्षा वेगळे. हे कालांतराने बदलते, परंतु स्टेटरच्या परिघाभोवती फिरत नाही. आकृती 1a एकल-फेज मोडमध्ये मोटरमध्ये तयार केलेले चुंबकीय प्रवाह सदिश दाखवते. हा वेक्टर फिरत नाही, तो फक्त परिमाण आणि चिन्हात बदलतो. गोलाकार फील्ड एका सरळ रेषेत सपाट केले आहे.

चित्र १. इंडक्शन मोटरची वैशिष्ट्ये सिंगल-फेज मोडमध्ये: a — स्पंदित चुंबकीय क्षेत्राचे ग्राफिकल प्रतिनिधित्व; b — स्पंदन करणार्‍या क्षेत्राचे दोन फिरणार्‍या क्षेत्रांमध्ये विघटन; थ्री-फेज (1) आणि सिंगल-फेज (2) ऑपरेटिंग मोडमध्ये इंडक्शन मोटरची सी-मेकॅनिकल वैशिष्ट्ये.

पल्सेटिंग चुंबकीय क्षेत्र एकमेकांच्या दिशेने फिरणाऱ्या समान परिमाणाच्या दोन क्षेत्रांचा समावेश आहे असे मानले जाऊ शकते (चित्र 1, ब). प्रत्येक फील्ड रोटर विंडिंगशी संवाद साधते आणि टॉर्क निर्माण करते. त्यांच्या एकत्रित कृतीमुळे मोटर शाफ्टवर टॉर्क निर्माण होतो.

मोटार नेटवर्कशी कनेक्ट होण्यापूर्वी फेज लॉस झाल्यास, स्थिर रोटरवर दोन चुंबकीय क्षेत्र कार्य करतात, जे विरुद्ध चिन्हाचे दोन क्षण तयार करतात परंतु परिमाणात समान असतात. त्यांची बेरीज शून्य असेल.म्हणून, जेव्हा तुम्ही मोटार सिंगल-फेज मोडमध्ये सुरू करता, तेव्हा शाफ्टवर लोड नसतानाही ती उलटू शकत नाही.

मोटर रोटर फिरत असताना फेज लॉस झाल्यास, त्याच्या शाफ्टवर टॉर्क निर्माण होतो. हे खालीलप्रमाणे स्पष्ट केले जाऊ शकते. फिरणारा रोटर एकमेकांच्या दिशेने फिरणाऱ्या फील्डसह विविध मार्गांनी संवाद साधतो. त्यापैकी एक, ज्याचे रोटेशन रोटरच्या रोटेशनशी जुळते, एक सकारात्मक (दिशेशी जुळणारे) क्षण बनवते, दुसरा - नकारात्मक. स्थिर रोटर केसच्या विपरीत, हे क्षण मोठेपणामध्ये भिन्न असतील. त्यांचा फरक मोटर शाफ्टच्या क्षणाइतका असेल.

आकृती 1, c सिंगल-फेज आणि थ्री-फेज ऑपरेशनमध्ये मोटरची यांत्रिक वैशिष्ट्ये दर्शविते. शून्य वेगाने, टॉर्क शून्य आहे; जेव्हा ते दोन्ही दिशेने फिरते तेव्हा मोटर शाफ्टवर टॉर्क येतो.

मोटार चालू असताना त्यातील एक टप्पा डिस्कनेक्ट झाला असल्यास, जेव्हा त्याचा वेग रेट केलेल्या मूल्याच्या जवळ असेल, तेव्हा टॉर्क बहुतेक वेळा वेगात किंचित घट करून ऑपरेशन सुरू ठेवण्यासाठी पुरेसा असतो. तीन-चरण सममितीय मोडच्या विरूद्ध, एक वैशिष्ट्यपूर्ण हम दिसते. उर्वरित, आणीबाणी मोडचे कोणतेही बाह्य प्रकटीकरण नाहीत. एसिंक्रोनस मोटर्सचा अनुभव नसलेल्या व्यक्तीला इलेक्ट्रिक मोटरच्या ऑपरेशनच्या स्वरूपातील बदल लक्षात येऊ शकत नाही.

इलेक्ट्रिक मोटरचे सिंगल-फेज मोडमध्ये संक्रमण टप्प्याटप्प्यांदरम्यान प्रवाह आणि व्होल्टेजच्या पुनर्वितरणसह आहे. जर मोटर विंडिंग्ज "स्टार" योजनेनुसार जोडल्या गेल्या असतील, तर फेज लॉस झाल्यानंतर, एक सर्किट तयार होते, जे आकृती 2 मध्ये दर्शविलेले आहे. दोन मालिका-कनेक्ट केलेले मोटर विंडिंग लाइन व्होल्टेज Uab शी जोडलेले आहेत, तर मोटर सिंगल-मध्ये आहे. फेज ऑपरेशन.

चला थोडी गणना करूया, मोटर विंडिंग्समधून वाहणारे प्रवाह निर्धारित करू आणि तीन-चरण पुरवठ्यासह त्यांची तुलना करू.

आकृती 2. फेज लॉस नंतर मोटर विंडिंग्सचे स्टार कनेक्शन

Za आणि Zb हे रेझिस्टन्स सिरीजमध्ये जोडलेले असल्याने, A आणि B फेजचे व्होल्टेज रेखीय एकाच्या अर्ध्या सारखे असतील:

प्रवाहाचे अंदाजे मूल्य खालील विचारांच्या आधारे निर्धारित केले जाऊ शकते.

फेज लॉसवर फेज A चा प्रवाह प्रवाह

थ्री-फेज मोडमध्ये फेज A चा चालू चालू

जेथे Uao — नेटवर्कचा फेज व्होल्टेज.

इनरश वर्तमान गुणोत्तर:

गुणोत्तरावरून असे दिसून येते की फेज लॉस झाल्यास तीन-फेज पुरवठ्यामध्ये सुरुवातीचा प्रवाह 86% आहे. जर आपण विचारात घेतले की गिलहरी-पिंजरा इंडक्शन मोटरचा प्रारंभिक प्रवाह नाममात्र पेक्षा 6-7 पट जास्त आहे, तर असे दिसून येते की मोटर विंडिंगमधून विद्युत प्रवाह वाहतो Iif = 0.86 x 6 = 5.16 Azn, म्हणजे, नाममात्रापेक्षा पाचपट जास्त. अल्प कालावधीत, अशा प्रवाहामुळे कॉइल जास्त गरम होईल.

वरील गणनेवरून, हे पाहिले जाऊ शकते की ऑपरेशनचा विचार केलेला मोड मोटरसाठी खूप धोकादायक आहे आणि जर असे घडले तर संरक्षण थोड्याच वेळात बंद केले जाणे आवश्यक आहे.

मोटर चालू केल्यानंतर फेज लॉस देखील होऊ शकतो, जेव्हा त्याच्या रोटरला ऑपरेटिंग मोडशी संबंधित रोटेशन गती असेल. फिरत्या रोटरसह सिंगल-फेज मोडमध्ये संक्रमणाच्या बाबतीत विंडिंग्सचे प्रवाह आणि व्होल्टेज विचारात घ्या.

Za चे मूल्य रोटेशनच्या गतीवर अवलंबून असते. स्टार्ट-अपवर, जेव्हा रोटरची गती शून्य असते, तेव्हा ती थ्री-फेज आणि सिंगल-फेज मोडसाठी समान असते. ऑपरेटिंग मोडमध्ये, लोड आणि इंजिनच्या यांत्रिक वैशिष्ट्यांवर अवलंबून, रोटेशनची गती भिन्न असू शकते.म्हणून, वर्तमान भारांचे विश्लेषण करण्यासाठी भिन्न दृष्टीकोन आवश्यक आहे.

आम्ही असे गृहीत धरू की मोटर तीन-फेज आणि सिंगल-फेज मोडमध्ये चालते. समान शक्ती. इलेक्ट्रिक मोटरच्या कनेक्शन योजनेची पर्वा न करता, कार्यरत मशीनला समान शक्ती आवश्यक आहे जी तांत्रिक प्रक्रिया पार पाडण्यासाठी आवश्यक आहे.

दोन्ही मोडसाठी मोटर शाफ्ट पॉवर समान आहे असे गृहीत धरून, आमच्याकडे असेल:

तीन-चरण मोडमध्ये

सिंगल-फेज मोडमध्ये

जेथे Uа - नेटवर्कचा फेज व्होल्टेज; Uаo — सिंगल-फेज मोडमध्ये फेज A चा व्होल्टेज, अनुक्रमे तीन-फेज आणि सिंगल-फेज मोडसाठी cos φ3 आणि cos φ1-पॉवर गुणांक.

इंडक्शन मोटरच्या प्रयोगातून असे दिसून आले आहे की प्रत्यक्षात वर्तमान जवळजवळ दुप्पट आहे. काही फरकाने I1a / I2a = 2 विचारात घेणे शक्य आहे.

सिंगल-फेज ऑपरेशनच्या धोक्याच्या डिग्रीचे मूल्यांकन करण्यासाठी, आपल्याला मोटरवरील भार देखील माहित असणे आवश्यक आहे.

प्रथम अंदाजे म्हणून, आम्ही तीन-फेज मोडमधील इलेक्ट्रिक मोटर करंटचा शाफ्टवरील भाराच्या प्रमाणात विचार करू. हे गृहितक रेट केलेल्या मूल्याच्या 50% पेक्षा जास्त लोडसाठी वैध आहे. नंतर तुम्ही Azf = Ks NS Azn लिहू शकता, जेथे Ks — मोटरचा लोड फॅक्टर, Azn — मोटरचा रेट केलेला प्रवाह.

सिंगल-फेज करंट I1f = 2KsNS Azn, म्हणजेच सिंगल-फेज मोडमधील वर्तमान मोटर लोडवर अवलंबून असेल. रेट केलेल्या लोडवर, ते रेट केलेल्या प्रवाहाच्या दुप्पट आहे. 50% पेक्षा कमी लोडवर, मोटर विंडिंगला «स्टार» ला जोडताना फेज लॉस झाल्यास विंडिंग्ससाठी धोकादायक अतिप्रवाह तयार होत नाही. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, मोटर लोड घटक एकापेक्षा कमी असतो. 0.6 - 0.75 च्या ऑर्डरच्या मूल्यांसह, नाममात्राच्या तुलनेत वर्तमानापेक्षा थोडा जास्त (20 - 50%) अपेक्षित आहे.संरक्षणाच्या कार्यासाठी हे आवश्यक आहे, कारण ओव्हरलोडच्या या क्षेत्रात ते स्पष्टपणे पुरेसे कार्य करत नाही.

काही संरक्षण पद्धतींचे विश्लेषण करण्यासाठी, मोटरच्या टप्प्यांचे व्होल्टेज जाणून घेणे आवश्यक आहे. जेव्हा रोटर लॉक केले जाते, तेव्हा फेज A आणि B चे व्होल्टेज नेटवर्क व्होल्टेज Uab च्या अर्ध्या समान असेल आणि फेज C चे व्होल्टेज शून्य असेल.

अन्यथा, रोटर फिरत असताना व्होल्टेज वितरीत केले जाते. वस्तुस्थिती अशी आहे की त्याचे रोटेशन फिरत्या चुंबकीय क्षेत्राच्या निर्मितीसह आहे, जे स्टेटर विंडिंग्सवर कार्य केल्याने त्यांच्यामध्ये इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्ती निर्माण होते. या इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचे परिमाण आणि टप्पा असे आहेत की समकालिकाच्या जवळ असलेल्या घूर्णन गतीने, विंडिंग्सवर एक सममितीय तीन-फेज व्होल्टेज प्रणाली पुनर्संचयित केली जाते आणि तारा तटस्थ व्होल्टेज (बिंदू 0) शून्य होतो. अशाप्रकारे, जेव्हा ऑपरेशनच्या सिंगल-फेज मोडमध्ये रोटरची गती शून्य ते सिंक्रोनसमध्ये बदलते, तेव्हा टप्प्याटप्प्याने A आणि B चे व्होल्टेज रेषेच्या अर्ध्या समान मूल्यापासून नेटवर्कच्या फेज व्होल्टेजच्या समान मूल्यात बदलते. उदाहरणार्थ, 380/220 V चे व्होल्टेज असलेल्या प्रणालीमध्ये, A आणि B चे व्होल्टेज 190 - 220 V च्या आत बदलते. लॉक केलेल्या रोटरसह व्होल्टेज Uco शून्यातून 220 V च्या फेज व्होल्टेजमध्ये समकालिक गतीसह बदलते. बिंदू 0 वरील व्होल्टेजसाठी, ते समकालिक गतीने Uab/2 मूल्य वरून शून्यावर बदलते.

जर मोटारचे विंडिंग डेल्टामध्ये जोडलेले असतील, तर फेज लॉस झाल्यानंतर आमच्याकडे आकृती 3 मध्ये दर्शविलेले कनेक्शन आकृती असेल. या प्रकरणात, प्रतिकार Zab सह मोटर वाइंडिंग लाइन व्होल्टेज Uab शी जोडली जाईल आणि विंडिंग रेझिस्टन्ससह जोडली जाईल. Zfc आणि Zpr आहे.— मालिकेत कनेक्ट केलेले आणि त्याच लाइन व्होल्टेजशी कनेक्ट केलेले.

आकृती 3. फेज लॉस नंतर मोटर विंडिंगचे डेल्टा कनेक्शन

सुरुवातीच्या मोडमध्ये, थ्री-फेज आवृत्तीप्रमाणेच विंडिंग्स AB मधून समान प्रवाह प्रवाहित होईल आणि अर्धा प्रवाह AC आणि BC या विंडिंग्समधून वाहेल, कारण हे विंडिंग्स मालिकेत जोडलेले आहेत.

रेखीय कंडक्टरमधील प्रवाह I'a =I'b समांतर शाखांमधील प्रवाहांच्या बेरजेइतके असतील: I'A = I'ab + I'bc = 1.5 Iab

अशाप्रकारे, विचाराधीन प्रकरणात, फेज लॉससह, टप्प्याटप्प्यांपैकी एकातील प्रारंभिक प्रवाह तीन-फेज पुरवठ्यासह प्रारंभ करंटच्या समान असेल आणि लाइन करंट कमी तीव्रतेने वाढतो.

मोटर सुरू केल्यानंतर फेज लॉस झाल्यास प्रवाहांची गणना करण्यासाठी, "स्टार" सर्किटसाठी समान पद्धत वापरली जाते. आपण असे गृहीत धरू की मोटर तीन-फेज आणि सिंगल-फेज मोडमध्ये समान शक्ती विकसित करते.

ऑपरेशनच्या या मोडमध्ये, फेज लॉससह सर्वात जास्त लोड केलेल्या टप्प्यातील प्रवाह तीन-फेज पुरवठ्यासह विद्युत प्रवाहाच्या तुलनेत दुप्पट केला जातो. लाइन कंडक्टरमधील विद्युतप्रवाह Ia 'A = 3Iab असेल आणि तीन-टप्प्यांत पुरवठ्यासह Ia = 1.73 Iab असेल.

येथे हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की फेज करंट 2 च्या फॅक्टरने वाढतो, तर लाइन करंट फक्त 1.73 च्या फॅक्टरने वाढतो. हे आवश्यक आहे कारण ओव्हरकरंट संरक्षण रेखा प्रवाहांवर प्रतिक्रिया देते. «स्टार» कनेक्शनसह सिंगल-फेज करंटवरील लोड फॅक्टरच्या प्रभावासंबंधीची गणना आणि निष्कर्ष «डेल्टा» सर्किटच्या बाबतीत वैध राहतात.

AC आणि BC फेज व्होल्टेज रोटरच्या गतीवर अवलंबून असतील. जेव्हा रोटर लॉक केले जाते Uac '= Ub° C' = Uab / 2

सिंक्रोनसच्या समान रोटेशन वेगाने, व्होल्टेजची सममितीय प्रणाली पुनर्संचयित केली जाते, म्हणजे ac '= Ub° C' = Uab.

अशाप्रकारे, AC आणि BC फेज व्होल्टेज, जेव्हा रोटेशन गती शून्यातून सिंक्रोनसमध्ये बदलली जाते, तेव्हा रेषेच्या व्होल्टेजच्या अर्ध्या व्होल्टेजच्या बरोबरीच्या मूल्यापासून लाइन व्होल्टेजच्या समान मूल्यामध्ये बदलते.

सिंगल-फेज ऑपरेशनमधील मोटर टप्प्यांचे प्रवाह आणि व्होल्टेज देखील मोटर्सच्या संख्येवर अवलंबून असतात.

जेव्हा सबस्टेशन किंवा स्विचगियर मेन पुरवठा वरील फ्यूजपैकी एक उडतो तेव्हा फेज लॉस होतो. परिणामी, वापरकर्त्यांचा समूह सिंगल-फेज मोडमध्ये एकमेकांशी संवाद साधतो. प्रवाह आणि व्होल्टेजचे वितरण वैयक्तिक मोटर्सच्या शक्तीवर आणि त्यांच्या लोडवर अवलंबून असते. येथे विविध पर्याय शक्य आहेत. जर इलेक्ट्रिक मोटर्सची शक्ती समान असेल आणि त्यांचा भार समान असेल (उदाहरणार्थ, एक्झॉस्ट फॅन्सचा समूह), तर मोटर्सचा संपूर्ण गट समतुल्य द्वारे बदलला जाऊ शकतो.

असिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर्सचे आपत्कालीन मोड आणि त्यांच्या संरक्षणाच्या पद्धती