पर्यायी करंट इलेक्ट्रिकल मशीनचे स्टेटर आणि रोटर विंडिंग

विद्युत उत्पादनाचे विंडिंग (डिव्हाइस) - कॉइल किंवा कॉइलचा संच एका विशिष्ट मार्गाने स्थित आहे आणि कनेक्ट केलेला आहे, चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी किंवा वापरण्यासाठी किंवा विद्युत उत्पादनाच्या (डिव्हाइस) प्रतिकाराचे दिलेले मूल्य प्राप्त करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. विंडिंग कॉइल. इलेक्ट्रिकल उत्पादनाचे (डिव्हाइस) - इलेक्ट्रिकल उत्पादनाचे कॉइल (डिव्हाइस) किंवा त्याचा काही भाग, स्वतंत्र स्ट्रक्चरल युनिट (GOST 18311-80) म्हणून बनवलेला.

लेखात स्टेटरच्या यंत्राविषयी आणि इलेक्ट्रिक मशीन्सच्या रोटर विंडिंग्सच्या पर्यायी करंटबद्दल सांगितले आहे.

स्टेटर विंडिंगची अवकाशीय व्यवस्था:

गिलहरी पिंजरा रोटर:

बारा स्लॉट असलेले स्टेटर, ज्यामध्ये प्रत्येकामध्ये एक वायर घातली आहे, अंजीरमध्ये योजनाबद्धपणे दर्शविली आहे. 1, अ. अडकलेल्या कंडक्टरमधील कनेक्शन तीन टप्प्यांपैकी फक्त एकासाठी सूचित केले जातात; कॉइलच्या A, B, C टप्प्यांची सुरूवात C1, C2, C3 चिन्हांकित केली आहे; समाप्त — C4, C5, C6.वाहिन्यांमध्ये ठेवलेले कॉइलचे भाग (कॉइलचा सक्रिय भाग) पारंपारिकपणे रॉडच्या स्वरूपात दर्शविला जातो आणि खोबणीतील तारांमधील जोडणी (शेवटची जोडणी) घन रेखा म्हणून दर्शविली जाते.

स्टेटर कोअरमध्ये पोकळ सिलेंडरचा आकार असतो, जो स्टॅक किंवा स्टॅकची मालिका (व्हेंटिलेशन नलिकांनी विभक्त केलेली) इलेक्ट्रिकल स्टीलच्या शीटने बनलेली असते. लहान आणि मध्यम आकाराच्या मशीनवर, प्रत्येक शीटवर आतील परिघासह खोबणीसह रिंगच्या स्वरूपात स्टँप केले जाते. अंजीर मध्ये. 1, b, वापरलेल्या फॉर्मपैकी एकाचे खोबणी असलेली स्टेटर शीट दिली आहे.

तांदूळ. 1. स्टेटरच्या स्लॉटमधील वळणाचे स्थान आणि तारांमधील प्रवाहांचे वितरण

पहिल्या टप्प्यातील वर्तमान iA चे तात्काळ मूल्य एका विशिष्ट बिंदूवर जास्तीत जास्त असू द्या आणि वर्तमान C1 च्या सुरुवातीपासून C4 च्या शेवटपर्यंत निर्देशित केले जाईल. आम्ही हा प्रवाह सकारात्मक मानू.

स्थिर अक्ष चालू (चित्र 1, c) वर फिरणार्‍या व्हेक्टरचे प्रक्षेपण म्हणून टप्प्याटप्प्यांमधले तात्कालिक प्रवाह ठरवताना, आपल्याला असे समजते की दिलेल्या क्षणी B आणि C चे प्रवाह ऋणात्मक आहेत, म्हणजेच ते निर्देशित आहेत. टप्प्यांच्या टोकापासून सुरुवातीपर्यंत.

अंजीर मध्ये ते शोधूया. 1d फिरत्या चुंबकीय क्षेत्राची निर्मिती. प्रश्नाच्या क्षणी, फेज A चा प्रवाह त्याच्या सुरुवातीपासून शेवटपर्यंत निर्देशित केला जातो, म्हणजे, जर वायर 1 आणि 7 मध्ये ते आपल्याला ड्रॉइंगच्या प्लेनच्या बाहेर सोडले तर वायर 4 आणि 10 मध्ये ते विमानाच्या मागे जाते. आमच्यासाठी रेखाचित्र (चित्र 1, a आणि d पहा).

फेज बी मध्ये, या टप्प्यावरचा प्रवाह टप्प्याच्या शेवटापासून त्याच्या सुरुवातीपर्यंत जातो.पहिल्या नमुन्यानुसार दुस-या टप्प्यातील तारा जोडून, ​​हे मिळवता येते की फेज बी चा प्रवाह तारा 12, 9, 6, 3 मधून जातो; त्याच वेळी, तारा 12 आणि 6 द्वारे, प्रवाह आपल्याला ड्रॉइंगच्या विमानाच्या बाहेर सोडतो आणि तारा 9 आणि 3 द्वारे - आमच्याकडे. आम्ही फेज बी मधील नमुना वापरून फेज C मध्ये प्रवाहांच्या वितरणाचे चित्र मिळवतो.

प्रवाहांची दिशा अंजीर मध्ये दिली आहे. 1, ड; डॅश केलेल्या रेषा स्टेटर प्रवाहांद्वारे व्युत्पन्न केलेल्या चुंबकीय क्षेत्र रेषा दर्शवतात; ओळींच्या दिशा उजव्या हाताच्या स्क्रूच्या नियमाने निर्धारित केल्या जातात. आकृतीवरून हे पाहिले जाऊ शकते की तारा समान वर्तमान दिशानिर्देशांसह चार गट बनवतात आणि चुंबकीय प्रणालीच्या 2p ध्रुवांची संख्या चार आहे. स्टेटरचे क्षेत्र जेथे चुंबकीय रेषा स्टेटरमधून बाहेर पडतात ते उत्तर ध्रुव आहेत आणि ज्या प्रदेशात चुंबकीय रेषा स्टेटरमध्ये प्रवेश करतात ते दक्षिण ध्रुव आहेत. एका ध्रुवाने व्यापलेल्या स्टेटर वर्तुळाच्या कमानीला पोल सेपरेशन म्हणतात.

स्टेटर परिघावरील वेगवेगळ्या बिंदूंवरील चुंबकीय क्षेत्र भिन्न आहे. स्टेटर परिघासह चुंबकीय क्षेत्र वितरणाचा नमुना प्रत्येक दोन-ध्रुव विभक्ततेद्वारे वेळोवेळी पुनरावृत्ती केला जातो. आर्क कोन 2 360 विद्युत अंश म्हणून घेतला जातो. स्टेटरच्या परिघाभोवती p दुहेरी ध्रुव विभाग असल्याने, 360 भौमितिक अंश 360p विद्युत अंशांच्या बरोबरीचे असतात आणि एक भौमितिक अंश p विद्युत अंशांच्या बरोबरीचे असतात.

अंजीर मध्ये. 1d वेळेतील एका निश्चित क्षणासाठी चुंबकीय रेषा दर्शविते. जर आपण चुंबकीय क्षेत्राचे चित्र वेळेत अनेक सलग क्षण पाहिल्यास, आपण हे सुनिश्चित करू शकतो की क्षेत्र स्थिर गतीने फिरत आहे.

चला फील्डचा रोटेशनल वेग शोधू.पर्यायी प्रवाहाच्या अर्ध्या कालावधीच्या बरोबरीच्या कालावधीनंतर, सर्व प्रवाहांच्या दिशा उलट केल्या जातात, ज्यामुळे चुंबकीय ध्रुव उलटले जातात, म्हणजेच अर्ध्या कालावधीत चुंबकीय क्षेत्र क्रांतीच्या एका अंशाने फिरते. स्टेटर चुंबकीय क्षेत्राची घूर्णन गती, म्हणजे समकालिक गती, आहे (प्रति मिनिट क्रांतीमध्ये)

ध्रुव जोड्यांची संख्या p फक्त पूर्णांक असू शकते, म्हणून, उदाहरणार्थ, 50 Hz च्या वारंवारतेवर, समकालिक गती 3000 च्या बरोबरीची असू शकते; १५००; 1000 rpm इ.

तांदूळ. 2. तीन-चरण सिंगल-लेयर विंडिंगचे तपशीलवार आकृती

वैकल्पिक करंट मशीनचे विंडिंग तीन गटांमध्ये विभागले जाऊ शकते:

1) रील ते रील;

2) कोर;

3) विशेष;

विशेष कॉइल्स समाविष्ट आहेत:

(a) गिलहरी पिंजऱ्याच्या स्वरूपात शॉर्ट सर्किट;

ब) वेगळ्या संख्येच्या खांबांवर स्विच करून असिंक्रोनस मोटरचे वळण;

c) अँटी-कनेक्शनसह असिंक्रोनस मोटरचे वळण इ.

वरील विभागाव्यतिरिक्त, कॉइल्स इतर अनेक वैशिष्ट्यांमध्ये भिन्न आहेत, म्हणजे:

1) अंमलबजावणीच्या स्वरूपानुसार - मॅन्युअल, नमुना आणि अर्ध-नमुनेदार;

2) खोबणीतील स्थानानुसार - सिंगल-लेयर आणि टू-लेयर;

3) प्रति ध्रुव आणि फेज स्लॉट्सच्या संख्येनुसार — पूर्णांक q स्लॉट प्रति ध्रुव आणि फेजसह विंडिंग आणि अपूर्णांक q सह विंडिंग.

कॉइल हे एक सर्किट आहे जे मालिकेत जोडलेल्या दोन तारांनी तयार केले आहे. एक विभाग किंवा वळण ही मालिका जोडलेली वळणांची मालिका आहे, दोन स्लॉटमध्ये स्थित आहे आणि शरीरापासून सामान्य इन्सुलेशनसह.

विभागात दोन सक्रिय बाजू आहेत. डाव्या सक्रिय बाजूस विभागाचा प्रारंभ (कॉइल) म्हणतात आणि उजव्या बाजूस विभागाचा शेवट म्हणतात. विभागाच्या सक्रिय बाजूंमधील अंतराला सेक्शन पिच म्हणतात. हे प्रॉन्ग्सच्या संख्येने किंवा ध्रुव विभागाच्या भागांमध्ये मोजले जाऊ शकते.

विभागाची खेळपट्टी ध्रुव विभागाच्या बरोबरीची असल्यास त्याला डायमेट्रल म्हणतात आणि ध्रुव विभागापेक्षा कमी असल्यास त्यास छाटले जाते, कारण विभागातील खेळपट्टी ध्रुव विभागापेक्षा मोठी नसते.

कॉइलचे ऑपरेशन निर्धारित करणारे एक वैशिष्ट्यपूर्ण प्रमाण म्हणजे प्रति पोल आणि फेज स्लॉटची संख्या, म्हणजे. एका ध्रुव विभागातील प्रत्येक टप्प्याच्या वळणाने व्यापलेल्या स्लॉटची संख्या:

जेथे z ही स्टेटर स्लॉटची संख्या आहे.

अंजीर मध्ये दर्शविलेले कॉइल. 1, a, मध्ये खालील डेटा आहे:

या सर्वात सोप्या कॉइलसाठी देखील, तारांचे अवकाशीय रेखाचित्र आणि त्यांचे कनेक्शन क्लिष्ट होते, म्हणून ते सहसा विस्तारित आकृतीद्वारे बदलले जाते, जेथे वळणाच्या तारा दंडगोलाकार पृष्ठभागावर नव्हे तर विमानात (एक दंडगोलाकार) चित्रित केल्या जातात. विमानात खोबणी आणि कॉइल असलेली पृष्ठभाग "उलगडते »). अंजीर मध्ये. 2 हे विचारात घेतलेल्या स्टेटर विंडिंगचे तपशीलवार आकृती आहे.

मागील आकृतीमध्ये, साधेपणासाठी, हे दर्शविले गेले होते की स्लॉट 1 आणि 4 मध्ये ठेवलेल्या विंडिंगच्या फेज A च्या भागामध्ये फक्त दोन वायर असतात, म्हणजेच एक वळण. खरं तर, एका खांबावर पडणाऱ्या वळणाच्या अशा प्रत्येक भागामध्ये डब्ल्यू वळणे असतात, म्हणजेच प्रत्येक जोड्यांमध्ये खोबणी w वायर्स ठेवल्या जातात, एका वळणात एकत्र केल्या जातात. म्हणून, विस्तारित योजनेनुसार बायपास करताना, उदाहरणार्थ, स्लॉट 1 चा टप्पा A, स्लॉट 7 वर जाण्यापूर्वी स्लॉट 1 आणि 4 w वेळा बायपास करणे आवश्यक आहे. एका वळणाच्या किंवा वळणाच्या पायरीच्या वळणाच्या बाजूंमधील अंतर , y अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 1, ड; सहसा चॅनेलच्या संख्येनुसार व्यक्त केले जाते.

तांदूळ. 3. असिंक्रोनस मशीन शील्ड

अंजीर मध्ये दर्शविले आहे.1 आणि 2, स्टेटर विंडिंगला सिंगल-लेयर असे म्हणतात, कारण ते प्रत्येक खोबणीमध्ये एका लेयरमध्ये बसते. समतल भागांमध्ये छेदणारे पुढचे भाग ठेवण्यासाठी, ते वेगवेगळ्या पृष्ठभागावर वाकलेले असतात (चित्र 2, ब). सिंगल-लेयर विंडिंग्स ध्रुवांच्या पृथक्करणाच्या समान पायरीने बनवले जातात (चित्र 2, अ), किंवा ही पायरी समान टप्प्याच्या वेगवेगळ्या विंडिंगसाठी ध्रुवांच्या पृथक्करणाच्या सरासरी समान असते, जर y> 1, y< 1... आमच्या काळात डबल लेयर कॉइल अधिक सामान्य आहेत.

वळणाच्या तीन टप्प्यांपैकी प्रत्येकाची सुरुवात आणि शेवट मशीन पॅनेलवर दर्शविला जातो, जेथे सहा क्लॅम्प आहेत (चित्र 3). थ्री-फेज नेटवर्कच्या तीन रेखीय तारा C1, C2, SZ (टप्प्यांची सुरूवात) वरच्या टर्मिनल्सशी जोडलेली आहेत. खालच्या क्लॅम्प्स C4, C5, C6 (टप्प्यांचे टोक) एकतर एका बिंदूशी दोन आडव्या जंपर्सने जोडलेले असतात किंवा यातील प्रत्येक क्लॅम्प्स वरच्या क्लॅम्पसह उभ्या जंपरशी जोडलेले असतात.

पहिल्या प्रकरणात, स्टेटरचे तीन टप्पे एक तारा कनेक्शन तयार करतात, दुसऱ्यामध्ये - डेल्टा कनेक्शन. जर, उदाहरणार्थ, स्टेटरचा एक टप्पा 220 V च्या व्होल्टेजसाठी डिझाइन केला असेल तर, जर स्टेटर डेल्टासह जोडलेला असेल तर ज्या नेटवर्कशी मोटर जोडली आहे त्या नेटवर्कची लाइन व्होल्टेज 220 V असणे आवश्यक आहे; तारेशी जोडलेले असताना, ग्रिड लाइन व्होल्टेज असावे

जेव्हा स्टेटर तारेमध्ये जोडलेला असतो, तेव्हा तटस्थ वायर ऊर्जावान होत नाही कारण मोटर नेटवर्कवर एक सममितीय भार असतो.

इंडक्शन मशीनचा रोटर शाफ्टवर किंवा विशेष सपोर्टिंग स्ट्रक्चरवर इन्सुलेटेड इलेक्ट्रिकल स्टीलच्या स्टँप केलेल्या शीटने बनलेला असतो. यंत्राच्या दोन्ही भागांमध्ये प्रवेश करणार्‍या चुंबकीय प्रवाहाच्या मार्गामध्ये कमी प्रतिकार सुनिश्चित करण्यासाठी स्टेटर आणि रोटरमधील रेडियल क्लीयरन्स शक्य तितके लहान आहे.

यंत्राच्या शक्ती आणि परिमाणांवर अवलंबून, तांत्रिक आवश्यकतांद्वारे अनुमत सर्वात लहान अंतर मिलीमीटरच्या दशांश ते अनेक मिलीमीटरपर्यंत आहे. रोटर विंडिंगचे कंडक्टर रोटरच्या पृष्ठभागावर थेट तयार होणाऱ्या स्लॉट्समध्ये स्थित असतात जेणेकरुन रोटरच्या वळणाचा रोटेटिंग फील्डशी सर्वाधिक संपर्क होईल.

इंडक्शन मशीन दोन्ही फेज आणि स्क्विरल-केज रोटर्ससह तयार केल्या जातात.

तांदूळ. 4. फेज रोटर

फेज रोटरमध्ये सामान्यतः थ्री-फेज वाइंडिंग असते, जे स्टेटर विंडिंगसारखे बनवले जाते, ज्यामध्ये समान संख्येच्या खांब असतात. वळण तारा किंवा डेल्टामध्ये जोडलेले आहे; कॉइलच्या तीन टोकांना तीन इन्सुलेटेड स्लिप रिंग असतात जे मशीन शाफ्टसह फिरतात. यंत्राच्या स्थिर भागावर बसवलेल्या ब्रशेसद्वारे आणि स्लिप रिंग्सवर सरकत असताना, तीन-टप्प्याचा प्रारंभ किंवा नियमन करणारा रिओस्टॅट रोटरला जोडला जातो, म्हणजेच, रोटरच्या प्रत्येक टप्प्यामध्ये सक्रिय प्रतिकार केला जातो. फेज रोटरचे बाह्य दृश्य अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 4, शाफ्टच्या डाव्या टोकाला तीन स्लिप रिंग दिसतात. जखमेच्या रोटरसह असिंक्रोनस मोटर्स वापरल्या जातात जेथे ड्राइव्ह यंत्रणेच्या गतीचे गुळगुळीत नियमन आवश्यक असते, तसेच लोड अंतर्गत मोटर वारंवार सुरू होते.

गिलहरी पिंजरा रोटरची रचना फेज रोटरपेक्षा खूपच सोपी आहे. अंजीर मधील एका डिझाइनसाठी. 5a शीट्सचा आकार दर्शवितो ज्यामधून रोटर कोर एकत्र केला जातो. या प्रकरणात, प्रत्येक शीटच्या बाह्य परिघाजवळील छिद्र कोरमध्ये अनुदैर्ध्य चॅनेल तयार करतात. या वाहिन्यांमध्ये अॅल्युमिनियम ओतले जाते, त्याच्या घनतेनंतर, रोटरमध्ये अनुदैर्ध्य प्रवाहकीय रॉड तयार होतात.रोटरच्या दोन्ही टोकांवर, अॅल्युमिनियमच्या रिंग्ज एकाच वेळी टाकल्या जातात, ज्यामुळे अॅल्युमिनियमच्या रॉड्स शॉर्ट सर्किट होतात. परिणामी प्रवाहकीय प्रणालीला सामान्यतः गिलहरी सेल म्हणतात.

तांदूळ. 5. गिलहरी सेल रोटर

अंजीर मध्ये एक पिंजरा रोटर दर्शविला आहे. 5 B. रोटरच्या शेवटी, वेंटिलेशन ब्लेड्स शॉर्ट-कपलिंग रिंग्ससह एकाच वेळी टाकलेले दिसतात. या प्रकरणात, स्लॉट रोटरच्या बाजूने एका विभागाद्वारे बेव्हल केले जातात. गिलहरी पिंजरा सोपा आहे, तेथे कोणतेही स्लाइडिंग संपर्क नाहीत, म्हणून तीन-फेज असिंक्रोनस गिलहरी पिंजरा मोटर्स सर्वात स्वस्त, सोपी आणि सर्वात विश्वासार्ह आहेत; ते सर्वात सामान्य आहेत.