असिंक्रोनस मोटर्सचे स्ट्रक्चरल फॉर्म

बाह्य संरचनात्मक फॉर्म असिंक्रोनस मोटर्स इंजिन कसे बसवले जाते आणि पर्यावरणाच्या प्रभावापासून त्याच्या संरक्षणाचे स्वरूप द्वारे निर्धारित केले जाते. सामान्य लेग मोटर कामगिरी व्यापक आहे (Fig. 1, a). या प्रकरणात, मोटर शाफ्ट क्षैतिज असणे आवश्यक आहे. क्षैतिज आणि उभ्या स्थापनेसाठी फ्लॅंजसह इंजिन (चित्र 1, ब) मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

ते इनलाइन इंडक्शन मोटर्स देखील तयार करतात ज्यात फ्रेम, एंड शील्ड, शाफ्ट नसतात. अशा मोटरचे घटक मशीन बॉडीच्या भागांमध्ये एम्बेड केलेले असतात आणि मोटर शाफ्ट मशीन शाफ्टपैकी एक असतो (बहुतेकदा स्पिंडल), आणि बेड हे मशीन असेंब्लीचे मुख्य भाग असते, उदाहरणार्थ, ग्राइंडिंग हेड (चित्र . 2).

विशेष डिझाईन मोटर्स मोठ्या प्रमाणावर परदेशात वितरीत केल्या जातात, ज्यामध्ये लहान रेडियल परिमाणे आणि लक्षणीय लांबी असलेल्या मोटर्स आणि डिस्क मोटर्स, विशेषत: सिलेंडर-आकाराचे स्टेटर आणि रिंग-आकाराच्या बाह्य रोटरसह. मोटर्स देखील वापरल्या जातात, जेव्हा ते चालू केले जातात, रोटर, ज्याचा आकार शंकूचा असतो, अक्षीय दिशेने फिरतो, एक महत्त्वपूर्ण थ्रस्ट फोर्स विकसित करतो.

मोटार मेनपासून डिस्कनेक्ट झाल्यानंतर मोटर शाफ्टवर कार्यरत यांत्रिक ब्रेक सोडण्यासाठी या शक्तीचा वापर केला जातो. याव्यतिरिक्त, संलग्न गिअरबॉक्सेस, गिअरबॉक्सेस आणि मॅकेनिकल व्हेरिएटर्ससह असंख्य इंजिन डिझाइन्स वापरल्या जातात जे गुळगुळीत नियमन प्रदान करतात.

तांदूळ. 1. असिंक्रोनस मोटर्सची रचना

विशेष डिझाइन फॉर्मसह इंजिन वापरण्याचा तोटा म्हणजे अपघात झाल्यास त्यांना बदलण्यात अडचण. सदोष इलेक्ट्रिक मोटर बदलू नये, परंतु दुरुस्त केली जाऊ नये आणि दुरुस्ती दरम्यान मशीन निष्क्रिय राहिली पाहिजे.

यंत्रे चालवण्यासाठी विविध प्रकारचे पर्यावरण संरक्षण असलेली इंजिने वापरली जातात.

शिल्डेड मोटर्समध्ये ग्रिल असतात जे शेवटच्या शील्डवर व्हेंट्स कव्हर करतात. हे परदेशी वस्तूंना इंजिनमध्ये प्रवेश करण्यापासून प्रतिबंधित करते आणि कार्यकर्त्याला फिरत्या आणि जिवंत भागांना स्पर्श करण्यापासून प्रतिबंधित करते. द्रव थेंब वरून पडण्यापासून रोखण्यासाठी, इंजिन खाली किंवा उभ्या व्हेंटसह सुसज्ज आहेत.

तांदूळ. 2. अंगभूत ग्राइंडिंग मोटर

तथापि, जेव्हा अशी इलेक्ट्रिक मोटर वर्कशॉपमध्ये काम करते, तेव्हा त्याचा पंखा, हवेसह, धूळ शोषून घेतो, शीतलक किंवा तेल फवारतो, तसेच स्टील किंवा कास्ट आयर्नचे लहान कण, जे वळणाच्या इन्सुलेशनला चिकटून राहते आणि कंपन करते. पर्यायी चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली, इन्सुलेशन त्वरीत बाहेर पडते.

बंद इंजिन, ज्यांच्या शेवटच्या पडद्यांमध्ये वायुवीजन छिद्र नसतात, त्यांना पर्यावरणीय प्रभावांविरूद्ध अधिक विश्वासार्ह संरक्षण असते. अशा इंजिनांना, संरक्षित सारख्याच परिमाणांसह, खराब कूलिंगमुळे, कमी शक्ती असते.समान शक्ती आणि गतीसह, बंद इलेक्ट्रिक मोटर संरक्षित मोटरपेक्षा 1.5-2 पट जड आहे आणि त्यानुसार, त्याची किंमत जास्त आहे.

बंद मोटर्सचा आकार आणि किंमत कमी करण्याच्या इच्छेमुळे बंद उडलेल्या इलेक्ट्रिक मोटर्सची निर्मिती झाली. अशा इलेक्ट्रिक मोटरमध्ये एक बाह्य पंखा असतो जो मोटर शाफ्टच्या शेवटी ड्राईव्हच्या टोकाच्या समोर बसविला जातो आणि कॅपने झाकलेला असतो. हा पंखा मोटार घराभोवती उडतो.

फॅन मोटर्स बंद असलेल्यांपेक्षा लक्षणीय हलक्या आणि स्वस्त असतात. ब्लॉन मोटर्स बहुतेकदा मेटल कटिंग मशीन चालविण्यासाठी वापरली जातात. इतर प्रकारचे पर्यावरण संरक्षण असलेली इंजिने मेटल कटिंग मशीन चालविण्यासाठी तुलनेने क्वचितच वापरली जातात. विशेषतः, संलग्न इलेक्ट्रिक मोटर्स कधीकधी ग्राइंडिंग मशीन चालविण्यासाठी वापरल्या जातात.

इलेक्ट्रिक मोटर्स 127, 220 आणि 380 V च्या मानक व्होल्टेजसाठी डिझाइन केल्या आहेत. समान मोटर वेगवेगळ्या व्होल्टेजसह नेटवर्कशी जोडली जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, 127 आणि 220 V, 220 आणि 380 V च्या व्होल्टेजसह दोन व्होल्टेजसह, इलेक्ट्रिक मोटरचे स्टेटर विंडिंग एका त्रिकोणात जोडलेले असते, मोठ्यासाठी - तारेमध्ये. या समावेशासह इलेक्ट्रिक मोटरच्या विंडिंगमधील विद्युतप्रवाह आणि त्यातील व्होल्टेज दोन्ही प्रकरणांमध्ये समान असेल. याव्यतिरिक्त, ते इलेक्ट्रिक मोटर्स 500 V तयार करतात, त्यांचे स्टेटर कायमचे तारेमध्ये जोडलेले असतात.

अनेक उद्योगांमध्ये वापरल्या जाणार्‍या एसिंक्रोनस गिलहरी-पिंजरा मोटर्स 0.6-100 किलोवॅट प्रति रेट केलेल्या पॉवरसह तयार केल्या जातात समकालिक गती 600, 750, 1000, 1500 आणि 3000 rpm.

इलेक्ट्रिक मोटरच्या वळणाच्या तारांचा क्रॉस-सेक्शन त्यातून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या विशालतेवर अवलंबून असतो. मोठ्या प्रवाहासह, मोटार विंडिंगमध्ये मोठा आवाज असेल.चुंबकीय सर्किटचा क्रॉस-सेक्शन चुंबकीय प्रवाहाच्या विशालतेच्या प्रमाणात आहे. अशा प्रकारे, विद्युत मोटरचे परिमाण वर्तमान आणि चुंबकीय प्रवाह किंवा इलेक्ट्रिक मोटरच्या रेट केलेल्या टॉर्कच्या गणना केलेल्या मूल्यांद्वारे निर्धारित केले जातात. रेट केलेले इंजिन पॉवर

जेथे P.n — नाममात्र पॉवर, kW, Mn- नाममात्र क्षण, N • m, nn- नाममात्र गती, rpm.

त्याच इंजिनच्या आकारासाठी रेट केलेली पॉवर जसजशी त्याची रेट केलेली गती वाढते तसतसे वाढते. म्हणून, कमी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स समान शक्तीच्या हाय-स्पीड मोटर्सपेक्षा मोठ्या असतात.

लहान छिद्रे पीसताना, पुरेसा कटिंग वेग मिळविण्यासाठी खूप उच्च ग्राइंडिंग स्पिंडल गती आवश्यक आहे. तर, 3 मिमी व्यासाच्या चाकाने फक्त 30 मीटर / सेकंदाच्या वेगाने पीसताना, स्पिंडलचा वेग प्रति मिनिट 200,000 क्रांतीच्या समान असावा. उच्च स्पिंडल वेगाने, क्लॅम्पिंग फोर्स झपाट्याने कमी केले जाऊ शकते. त्याच वेळी, व्हील ग्राइंडिंग आणि मँडरेल बेंडिंग कमी केले जाते आणि पृष्ठभाग समाप्त आणि मशीनिंग अचूकता वाढविली जाते.

वरील संबंधात, उद्योग तथाकथित असंख्य मॉडेल्स वापरतो. 12,000-144,000 rpm आणि त्याहून अधिक रोटेशन गतीसह इलेक्ट्रिक स्पिंडल. इलेक्ट्रोस्पिंडल (Fig. 3, a) बिल्ट-इन उच्च-फ्रिक्वेंसी गिलहरी-पिंजरा मोटरसह रोलिंग बियरिंग्जवर ग्राइंडिंग स्पिंडल आहे. मोटर रोटर ग्राइंडिंग व्हीलच्या विरुद्ध असलेल्या स्पिंडलच्या शेवटी दोन बेअरिंग्समध्ये स्थित आहे.

तांदूळ. 3. इलेक्ट्रोस्पिंडल्स

इलेक्ट्रिक स्पिंडल स्टेटर शीट इलेक्ट्रिकल स्टीलमधून एकत्र केले जाते. त्यावर द्विध्रुवीय कॉइल ठेवली जाते.30,000-50,000 rpm पर्यंतच्या वेगाने मोटर रोटर देखील शीट मेटलवरून डायल केला जातो आणि पारंपारिक शॉर्ट-सर्किट विंडिंगसह पुरवला जातो. रोटरचा व्यास शक्य तितका कमी करण्याकडे त्यांचा कल असतो.

इलेक्ट्रोस्पिंडल्सच्या ऑपरेशनसाठी बेअरिंग प्रकाराची निवड विशेष महत्त्व आहे. प्रिसिजन बॉल बेअरिंग्स सामान्यतः वापरले जातात, जे कॅलिब्रेटेड स्प्रिंग्स वापरून तयार केलेल्या प्रीलोडसह कार्य करतात. अशा बीयरिंगचा वापर रोटेशन गतीसाठी केला जातो ज्या प्रति मिनिट 100,000 क्रांती पेक्षा जास्त नसतात.

एरोस्टॅटिक बियरिंग्ज उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात (चित्र 3, ब). उच्च-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रिक मोटरचा शाफ्ट 1 एअर-लुब्रिकेटेड बियरिंग्ज 3 मध्ये फिरतो. शाफ्टच्या शेवटच्या आणि सपोर्ट बेअरिंग 12 मधील हवेच्या कुशनद्वारे अक्षीय भार शोषला जातो, ज्याच्या विरूद्ध इंजिन थंड करण्यासाठी छिद्र 14 द्वारे घराच्या आतील भागात पुरवलेल्या हवेच्या दाबाखाली शाफ्ट दाबला जातो. संकुचित हवा फिल्टरमधून जाते आणि चेंबर 11 मधील फिटिंग 10 मधून प्रवेश करते. येथून, चॅनेल 9 आणि गोलाकार खोबणी 8 मधून, हवा चॅनेल 7 आणि चेंबर 6 मध्ये जाते. तेथून, हवा बेअरिंगमध्ये प्रवेश करते अंतर इंजिन हाऊसिंगमधील पाईप 5 आणि चॅनेल 4 द्वारे डाव्या बेअरिंगला हवा पुरविली जाते.

एक्झॉस्ट हवा 13 वाहिन्यांमधून सोडली जाते. सपोर्ट बेअरिंग गॅपमधील एअर कुशन चेंबर 11 मधून सच्छिद्र कार्बन ग्रेफाइटच्या बेअरिंगमधून जाणाऱ्या हवेमुळे तयार होते. प्रत्येक बेअरिंगमध्ये टॅपर्ड ब्रास आहे. त्यात कार्बन ग्रेफाइट लाइनर दाबला जातो, ज्याचे छिद्र कांस्यने भरलेले असतात. इलेक्ट्रोस्पिंडल सुरू करण्यापूर्वी, हवा पुरवठा केला जातो आणि स्पिंडल आणि बुशिंग्जमध्ये एअर कुशन तयार होतात. हे स्टार्टअप दरम्यान बियरिंग्जवरील घर्षण आणि पोशाख काढून टाकते.त्यानंतर, मोटर चालू केली जाते, रोटर 2 ची गती 5-10 सेकंदात नाममात्र वेगाने पोहोचते. इंजिन बंद केल्यावर, रोटर 2 3-4 मिनिटांसाठी कोस्ट करते. हा वेळ कमी करण्यासाठी, इलेक्ट्रिक ब्रेक वापरला जातो.

एअर बॅगच्या वापरामुळे इलेक्ट्रिक स्पिंडलमधील घर्षण नुकसान मोठ्या प्रमाणात कमी होते, हवेचा वापर 6-25 m3/h आहे.

द्रव स्नेहन असलेल्या बेअरिंग्जवरील इलेक्ट्रोस्पिंडल्स देखील वापरल्या गेल्या आहेत. त्यांच्या ऑपरेशनसाठी उच्च दाबाखाली तेलाचे सतत परिसंचरण आवश्यक असते, अन्यथा बियरिंग्ज गरम करणे अस्वीकार्य होते.

उच्च-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रिक मोटर्सच्या उत्पादनासाठी वैयक्तिक भागांचे अचूक उत्पादन, रोटरचे डायनॅमिक बॅलेंसिंग, अचूक असेंबली आणि स्टेटर आणि रोटरमधील अंतराची काटेकोर एकसमानता सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे. उच्च-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रिक मोटरला विद्युत पुरवठा करणार्‍या प्रवाहाची वारंवारता इलेक्ट्रिक मोटरच्या आवश्यक गतीनुसार निवडली जाते:

जेथे n जर इलेक्ट्रिक मोटरच्या रोटेशनची सिंक्रोनस वारंवारता, rpm, f ही विद्युत् प्रवाहाची वारंवारता असेल, तर Hz, p ही ध्रुवांची संख्या असेल, कारण p = 1, तर

12,000 आणि 120,000 rpm च्या इलेक्ट्रिक स्पिंडलच्या सिंक्रोनस रोटेशन गतीवर, वर्तमान वारंवारता अनुक्रमे 200 आणि 2000 Hz च्या समान असावी.

उच्च-फ्रिक्वेंसी मोटर्सला उर्जा देण्यासाठी विशेष जनरेटर वापरतात. अंजीर मध्ये. 4 तीन-फेज सिंक्रोनस इंडक्शन जनरेटर दाखवते. जनरेटर स्टेटरमध्ये रुंद आणि अरुंद स्लॉट आहेत. फील्ड कॉइल, जे स्टेटरच्या विस्तृत स्लॉटमध्ये स्थित आहे, थेट प्रवाहाने पुरवले जाते. अंजीर मध्ये दाखवल्याप्रमाणे या कॉइलच्या कंडक्टरचे चुंबकीय क्षेत्र स्टेटर दात आणि रोटर प्रोट्र्यूशन्सद्वारे बंद होते. ठिपके असलेल्या रेषेसह 4.

जेव्हा रोटर फिरतो, तेव्हा रोटर प्रोट्र्यूशन्सच्या बाजूने फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र स्टेटरच्या अरुंद स्लॉटमध्ये स्थित वैकल्पिक प्रवाहाच्या वळणांना ओलांडते आणि एक वैकल्पिक ई प्रेरित करते. इ. c. याची वारंवारता e. इ. v. गती आणि रोटर कानाच्या संख्येवर अवलंबून असते. क्षेत्र-जखमेच्या विंडिंग्समध्ये समान प्रवाहाद्वारे प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्ती कॉइलच्या येऊ घातलेल्या सक्रियतेमुळे एकमेकांना रद्द करतात. फील्ड कॉइल्स मुख्यशी जोडलेल्या रेक्टिफायरद्वारे समर्थित आहेत. स्टेटर आणि रोटरमध्ये शीट इलेक्ट्रिकल स्टीलचे बनलेले चुंबकीय कोर असतात.

तांदूळ. 4. उच्च वारंवारता प्रेरण जनरेटर

वर्णन केलेल्या डिझाइनसह जनरेटर 1 ते 3 किलोवॅट पर्यंत नाममात्र पॉवरसाठी आणि 300 ते 2400 हर्ट्झच्या फ्रिक्वेन्सीसाठी तयार केले जातात. जनरेटर 3000 rpm च्या सिंक्रोनस गतीसह असिंक्रोनस मोटर्सद्वारे चालविले जातात.

वाढीव वारंवारता असलेले इंडक्शन जनरेटर सेमीकंडक्टर (थायरिस्टर) कन्व्हर्टरने बदलले जाऊ लागले आहेत. या प्रकरणात, ते सहसा विद्युत् प्रवाहाची वारंवारता बदलण्याची क्षमता प्रदान करतात आणि म्हणून इलेक्ट्रिक मोटरच्या रोटेशनची गती समायोजित करण्याची क्षमता प्रदान करतात. अशा नियमन दरम्यान व्होल्टेज स्थिर ठेवल्यास, सतत पॉवर नियमन केले जाते. जर विद्युत् प्रवाहाच्या वारंवारतेचे व्होल्टेजचे गुणोत्तर (आणि म्हणून मोटरचे चुंबकीय प्रवाह) स्थिर ठेवले, तर नियमन दीर्घकाळ परवानगी असलेल्या टॉर्कसाठी सर्व गतींवर स्थिरतेसह केले जाते.

थायरिस्टर फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर आणि एसिंक्रोनस स्क्विरल-केज मोटरसह ड्राइव्हचे फायदे उच्च कार्यक्षमता आणि वापरणी सोपी आहेत. नकारात्मक बाजू अजूनही उच्च किंमत आहे.यांत्रिक अभियांत्रिकीमध्ये, उच्च-फ्रिक्वेंसी मोटर्ससाठी अशी ड्राइव्ह वापरण्याची शिफारस केली जाते. आपल्या देशात या प्रकारचे प्रायोगिक ड्राइव्ह तयार केले गेले आहेत.

लो-पॉवर टू-फेज असिंक्रोनस मोटर्स बहुतेक वेळा मशीन टूल एक्झिक्युटिव्ह ड्राइव्हमध्ये वापरल्या जातात. अशा मोटरच्या स्टेटरमध्ये दोन विंडिंग असतात: फील्ड विंडिंग 1 आणि कंट्रोल विंडिंग 2 (Fig. 5, a). एक गिलहरी पिंजरा मध्ये रोटर 4 मोठ्या सक्रिय प्रतिकार आहे. कॉइलचा अक्ष एकमेकांना लंब असतो.

तांदूळ. 5. दोन-फेज इंडक्शन मोटरची योजना आणि त्याची वैशिष्ट्ये

व्होल्टेज Ul आणि U2 विंडिंगवर लागू केले जातात. जेव्हा कॅपॅसिटर 3 कॉइल 2 च्या सर्किटशी जोडलेला असतो, तेव्हा त्यातील विद्युत् प्रवाह कॉइल 1 मधील विद्युत् प्रवाहापेक्षा जास्त असतो. या प्रकरणात, एक फिरणारे लंबवर्तुळाकार चुंबकीय क्षेत्र तयार होते आणि गिलहरीचा रोटर 4 फिरू लागतो. आपण व्होल्टेज U2 कमी केल्यास, कॉइल 2 मधील वर्तमान देखील कमी होईल. यामुळे फिरणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राच्या लंबवर्तुळाच्या आकारात बदल होईल, जो अधिकाधिक लांब होत जाईल (चित्र 5, b).

लंबवर्तुळाकार फील्ड मोटर एका शाफ्टवर दोन मोटर्स मानली जाऊ शकते, एक स्पंदित फील्ड F1 सह कार्य करते आणि दुसरी गोलाकार फील्ड F2 सह. F1 पल्सेटिंग-फील्ड मोटर विरुद्ध दिशेने फिरण्यासाठी वायर्ड असलेल्या दोन समान वर्तुळाकार-फील्ड इंडक्शन मोटर्स मानल्या जाऊ शकतात.

अंजीर मध्ये. 5, c गोलाकार फिरणारे क्षेत्र असलेल्या इंडक्शन मोटरची यांत्रिक वैशिष्ट्ये 1 आणि 2 दर्शविते आणि वेगवेगळ्या दिशेने फिरत असताना रोटरचा महत्त्वपूर्ण सक्रिय प्रतिकार दर्शवितो. सिंगल-फेज मोटरचे यांत्रिक वैशिष्ट्य 3 n च्या प्रत्येक मूल्यासाठी वैशिष्ट्य 1 आणि 2 चे क्षण M वजा करून तयार केले जाऊ शकते.n च्या कोणत्याही मूल्यावर, उच्च रोटर प्रतिरोधासह सिंगल-फेज मोटरचा टॉर्क थांबविला जातो. गोलाकार फील्ड मोटरचे यांत्रिक वैशिष्ट्य वक्र 4 द्वारे दर्शविले जाते.

दोन-फेज मोटरचे यांत्रिक वैशिष्ट्य 5 हे गुणविशेष 3 आणि 4 चे क्षण M वजा करून n च्या कोणत्याही मूल्याने तयार केले जाऊ शकते. n0 चे मूल्य आदर्श निष्क्रिय वेगाने दोन-फेज इंडक्शन मोटरची फिरणारी गती आहे. कॉइल 2 (Fig. 5, a) चा पुरवठा प्रवाह समायोजित करून, वैशिष्ट्यपूर्ण 4 (Fig. 5, c) चा उतार बदलणे शक्य आहे, आणि म्हणून n0 चे मूल्य. अशा प्रकारे, दोन-फेज इंडक्शन मोटरचे वेग नियंत्रण केले जाते.

उच्च स्लिप मूल्यांसह कार्य करताना, रोटरमधील तोटा लक्षणीय बनतात. या कारणास्तव, विचारात घेतलेले नियमन केवळ कमी पॉवर सहाय्यक ड्राइव्हसाठी वापरले जाते. प्रवेग आणि घसरण वेळ कमी करण्यासाठी, पोकळ रोटरसह दोन-फेज इंडक्शन मोटर्स वापरल्या जातात. अशा इंजिनमध्ये, रोटर एक पातळ-भिंतीचा अॅल्युमिनियम पोकळ सिलेंडर आहे.