मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स आणि त्यांचा वापर - उद्देश आणि वैशिष्ट्ये, रोटेशनच्या वेगवेगळ्या वेगाने शक्तीचे निर्धारण

मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स - वेगाच्या अनेक टप्प्यांसह असिंक्रोनस मोटर्स, स्टेपलेस वेग नियंत्रणाची आवश्यकता असलेल्या यंत्रणा चालविण्यासाठी डिझाइन केल्या आहेत.

मल्टी-स्पीड मोटर्स खास डिझाइन केलेल्या मोटर्स आहेत. त्यांच्याकडे एक विशेष स्टेटर विंडिंग आणि सामान्य पिंजरा रोटर आहे.

ध्रुवांचे गुणोत्तर, सर्किट्सची जटिलता आणि मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्सच्या उत्पादनाच्या वर्षावर अवलंबून, त्यांचे स्टेटर चार आवृत्त्यांमध्ये तयार केले जातात:

• दोन, तीन, अगदी चार गतींसाठी स्वतंत्र एक-स्पीड कॉइल;

• पोल स्विचिंगसह एक किंवा दोन कॉइलसह, पहिल्या प्रकरणात दोन-टप्प्यामध्ये आणि दुसऱ्यामध्ये - चार-टप्प्यामध्ये;

• इलेक्ट्रिक मोटरच्या फिरण्याच्या तीन गतींच्या उपस्थितीसह, एक कॉइल एका खांबासह स्विच केला जातो - दोन-स्पीड, आणि दुसरा - सिंगल-स्पीड, स्वतंत्र - कितीही ध्रुवांसाठी;

• तीन किंवा चार गतींसाठी पोल स्विचिंगसह एका कॉइलसह.

सेल्फ-वाइंडिंग मोटर्समध्ये मोठ्या संख्येने वायर आणि सील असल्यामुळे त्यांचा वापर आणि स्लॉट भरणे खराब आहे, ज्यामुळे वेगवान टप्प्यांमध्ये शक्ती लक्षणीयरीत्या कमी होते.
स्टेटरमध्ये दोन पोल-स्विच केलेल्या विंडिंग्सची उपस्थिती आणि विशेषत: तीन किंवा चार रोटेशन स्पीडसाठी एक, स्लॅट्स भरणे सुधारते आणि स्टेटर कोरचा अधिक तर्कसंगत वापर करण्यास अनुमती देते, परिणामी इलेक्ट्रिक मोटरची शक्ती वाढते.

सर्किट्सच्या जटिलतेनुसार, मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स दोन भागांमध्ये विभागल्या जातात: ध्रुव गुणोत्तर 2/1 आणि - 2/1 च्या समान नाही. पहिल्यामध्ये 1500/3000 rpm किंवा 2p = 4/2, 750/1500 rpm किंवा 2p = 8/4, 500/1000 rpm किंवा 2p = 12/6, इत्यादींच्या गतीसह इलेक्ट्रिक मोटर्स समाविष्ट आहेत आणि दुसऱ्यामध्ये — 1000 /1500 rpm किंवा 2p = 6/4, 750/1000 rpm किंवा 2p = 8/6, 1000/3000 rpm किंवा 2p = 6/2, 750/3000 rpm किंवा 2p = 8/2, 600/30p किंवा = 10/2, 375/1500 rpm किंवा 2p = 16/4, इ.

पोल-स्विच केलेल्या विंडिंग्सच्या सर्किटच्या निवडीच्या आधारावर, वेगवेगळ्या संख्येच्या ध्रुवांसह, इलेक्ट्रिक मोटर एकतर स्थिर शक्ती किंवा स्थिर टॉर्क असू शकते.

ध्रुव-स्विच केलेले वळण आणि स्थिर उर्जा असलेल्या मोटर्ससाठी, दोन्ही ध्रुवांच्या संख्येवर टप्प्याटप्प्याने वळणांची संख्या समान किंवा एकमेकांच्या जवळ असेल, म्हणजे त्यांचे प्रवाह आणि शक्ती समान किंवा जवळ असतील. क्रांतीच्या संख्येनुसार त्यांचे टॉर्क वेगळे असतील.

कमी संख्येच्या ध्रुवांसह स्थिर-टॉर्क इलेक्ट्रिक मोटर्समध्ये, प्रत्येक टप्प्यात दोन भागांमध्ये विभागलेले विंडिंगचे गट दुहेरी डेल्टा किंवा दुहेरी तारेमध्ये समांतर जोडलेले असतात, परिणामी एका टप्प्यातील वळणांची संख्या कमी होते आणि वायरचा क्रॉस-सेक्शन, करंट आणि पॉवर दुप्पट केले जातात.तारा/डेल्टा व्यवस्थेमध्ये मोठ्या ते कमी ध्रुवांवर स्विच करताना, वळणांची संख्या कमी होते आणि वर्तमान आणि शक्ती 1.73 पटीने वाढेल. याचा अर्थ उच्च शक्ती आणि उच्च क्रांती, तसेच कमी शक्ती आणि कमी क्रांतीवर, टॉर्क समान असतील.

ध्रुव जोड्यांच्या दोन भिन्न संख्या मिळविण्याचा सर्वात सोपा मार्ग आहे दोन स्वतंत्र विंडिंगसह इंडक्शन मोटरच्या स्टेटरची व्यवस्था… विद्युत उद्योग 1000/1500 rpm च्या सिंक्रोनस रोटेशन गतीसह अशा मोटर्स तयार करतो.

तथापि, अशा अनेक स्टेटर वाइंडिंग वायर स्विचिंग योजना आहेत जेथे समान वळण वेगवेगळ्या संख्येने पोल तयार करू शकते. या प्रकारचा एक साधा आणि व्यापक स्विच अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. 1, a आणि b. मालिकेत जोडलेले स्टेटर कॉइल्स ध्रुवांच्या दोन जोड्या बनवतात (चित्र 1, अ). अंजीर मध्ये दाखवल्याप्रमाणे समान कॉइल दोन समांतर सर्किटमध्ये जोडलेले आहेत. 1b, ध्रुवांची एक जोडी तयार करा.

उद्योग मालिका-समांतर स्विचिंगसह आणि 500/1000, 750/1500, 1500/3000 rpm च्या समकालिक गतीसह 1: 2 च्या गती गुणोत्तरासह मल्टी-स्पीड सिंगल-वाइंडिंग मोटर्स तयार करतो.

वर वर्णन केलेली स्विचिंग पद्धत एकमेव नाही. अंजीर मध्ये. 1, c हे सर्किट दाखवते जे अंजीर मध्ये दाखवलेल्या सर्किट प्रमाणेच ध्रुवांची संख्या बनवते. 1, बी.

तथापि, उद्योगात सर्वात सामान्य मालिका-समांतर स्विचिंगची पहिली पद्धत होती, कारण अशा स्विचसह, स्टेटर विंडिंगमधून कमी तारा काढल्या जाऊ शकतात आणि त्यामुळे स्विच सोपे होऊ शकते.

तांदूळ. 1. इंडक्शन मोटरचे पोल स्विच करण्याचे सिद्धांत.

थ्री-फेज विंडिंग्स तारा किंवा डेल्टामध्ये तीन-फेज नेटवर्कशी कनेक्ट केले जाऊ शकतात. अंजीर मध्ये. 2, a आणि b एक व्यापक स्विचिंग दर्शवतात, ज्यामध्ये इलेक्ट्रिक मोटर, कमी वेग मिळविण्यासाठी, कॉइलच्या मालिका कनेक्शनसह डेल्टासह जोडलेली असते आणि उच्च गती प्राप्त करण्यासाठी, समांतर कनेक्शनसह एक तारा कॉइल्स (t. उर्फ ​​डबल स्टार).

टू-स्पीडसोबत, इलेक्ट्रिकल इंडस्ट्री थ्री-स्पीड अॅसिंक्रोनस मोटर्स देखील तयार करते... या प्रकरणात, इलेक्ट्रिक मोटरच्या स्टेटरला दोन स्वतंत्र विंडिंग असतात, ज्यापैकी एक वर वर्णन केलेल्या स्विचिंगद्वारे दोन गती प्रदान करतो. दुसरा वळण, सामान्यतः तारेमध्ये समाविष्ट केला जातो, तिसरा वेग प्रदान करतो.

जर इलेक्ट्रिक मोटरच्या स्टेटरमध्ये दोन स्वतंत्र विंडिंग असतील, ज्यापैकी प्रत्येक पोल स्विचिंगला परवानगी देतो, तर चार-स्टेज इलेक्ट्रिक मोटर मिळवणे शक्य आहे. या प्रकरणात, ध्रुवांची संख्या निवडली जाते जेणेकरून रोटेशन गती आवश्यक मालिका बनवेल. अशा इलेक्ट्रिक मोटरचा आकृती अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. 2, सी.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र निष्क्रिय वळणाच्या तीन टप्प्यांमध्ये तीन ई प्रेरित करेल. d s, समान आकाराचे आणि फेज 120 ° ने हलवले. या इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सची भौमितिक बेरीज, ज्याला इलेक्ट्रिकल इंजिनीअरिंगमधून ओळखले जाते, शून्य आहे. तथापि, अशुद्ध साइनसॉइडल टप्प्यामुळे ई. इ. c. मुख्य प्रवाह, या d ची बेरीज, इ. v. शून्य असू शकते. या प्रकरणात, बंद नॉन-वर्किंग कॉइलमध्ये एक करंट उद्भवतो, जो या कॉइलला गरम करतो.

या घटनेला प्रतिबंध करण्यासाठी, पोल स्विचिंग सर्किट अशा प्रकारे केले जाते की निष्क्रिय कॉइल उघडे आहे (चित्र 12, सी).काही इलेक्ट्रिक मोटर्समध्ये वरच्या प्रवाहाच्या लहान मूल्यामुळे, काहीवेळा निष्क्रिय वळणाच्या बंद लूपमध्ये ब्रेक होत नाही.

1000/1500/3000 आणि 750/1500/3000 rpm आणि चार-स्पीड मोटर्स 500/750/1000/1500 rpm सह समकालिक रोटेशन गती असलेल्या तीन-स्पीड डबल-वाऊंड मोटर्स तयार केल्या. दोन-स्पीड मोटर्समध्ये पोल स्विचसाठी सहा, तीन-स्पीड नऊ आणि चार-स्पीड 12 टर्मिनल असतात.

हे लक्षात घ्यावे की दोन-स्पीड मोटर्ससाठी सर्किट्स आहेत, जे एका वळणाने रोटेशन गती प्राप्त करणे शक्य करतात ज्यांचे प्रमाण 1: 2 च्या समान नाही. अशा इलेक्ट्रिक मोटर्स 750/3000, 1000/1500 च्या समकालिक रोटेशन गती प्रदान करतात. , 1000/3000 rpm

एका वळणासाठी विशेष योजना वापरून तीन आणि चार वेगवेगळ्या क्रमांकाच्या पोल जोड्या मिळवता येतात. एकल वळण असलेल्या अशा मल्टी-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर्स समान पॅरामीटर्स असलेल्या डबल-वाइंडिंग मोटर्सपेक्षा लक्षणीयरीत्या लहान असतात, जे यांत्रिक अभियांत्रिकीसाठी खूप महत्वाचे आहे. .

याव्यतिरिक्त, सिंगल वाइंडिंग इलेक्ट्रिक मोटर्स किंचित जास्त आहेत ऊर्जा निर्देशक आणि कमी श्रम-केंद्रित उत्पादन. सिंगल विंडिंगसह मल्टी-स्पीड मोटर्सचा तोटा म्हणजे स्विचमध्ये मोठ्या संख्येने तारांची उपस्थिती.

तथापि, स्विचची जटिलता एकाचवेळी स्विचच्या संख्येइतकी बाहेर आणलेल्या तारांच्या संख्येने निर्धारित केली जात नाही. या संदर्भात, योजना विकसित केल्या गेल्या आहेत ज्या, एका कॉइलच्या उपस्थितीत, तुलनेने सोप्या स्विचसह तीन आणि चार गती मिळविण्यास परवानगी देतात.

तांदूळ. 2. इंडक्शन मोटरचे खांब स्विच करण्यासाठी योजना.

अशा इलेक्ट्रिक मोटर्सची निर्मिती यांत्रिक अभियांत्रिकीद्वारे 1000/1500/3000, 750/1500/3000, 150/1000/1500, 750/1000/1500/3000, 500/75001 pm या समकालिक गतीने केली जाते.

इंडक्शन मोटरचा टॉर्क सुप्रसिद्ध सूत्राद्वारे व्यक्त केला जाऊ शकतो

जेथे रोटर सर्किटमध्ये Ig विद्युतप्रवाह आहे; F हा मोटरचा चुंबकीय प्रवाह आहे; ? 2 हा वर्तमान सदिश आणि e मधील फेज कोन आहे. इ. v. रोटर.

तांदूळ. 3. तीन-फेज मल्टी-स्पीड गिलहरी-पिंजरा मोटर.

इंडक्शन मोटरच्या गती नियंत्रणाच्या संबंधात हे सूत्र विचारात घ्या.

रोटरमधील सर्वोच्च अनुज्ञेय सतत प्रवाह अनुज्ञेय हीटिंगद्वारे निर्धारित केला जातो आणि म्हणून तो अंदाजे स्थिर असतो. जर वेगाचे नियमन स्थिर चुंबकीय प्रवाहाने केले गेले तर सर्व मोटर वेगाने जास्तीत जास्त दीर्घकालीन परवानगीयोग्य टॉर्क देखील स्थिर असेल. या गती नियंत्रणाला स्थिर टॉर्क नियंत्रण म्हणतात.

रोटर सर्किटमधील प्रतिकार बदलून वेगाचे नियमन हे स्थिर जास्तीत जास्त स्वीकार्य टॉर्कसह नियमन आहे, कारण नियमन दरम्यान मशीनचा चुंबकीय प्रवाह बदलत नाही.

रोटेशनच्या कमी वेगाने मोटर शाफ्टची जास्तीत जास्त परवानगीयोग्य उपयुक्त शक्ती (आणि म्हणून मोठ्या संख्येने ध्रुव) अभिव्यक्तीद्वारे निर्धारित केली जाते.

जेथे If1 — फेज करंट, गरम परिस्थितीनुसार जास्तीत जास्त परवानगी; Uph1 — मोठ्या संख्येने ध्रुवांसह स्टेटरचा फेज व्होल्टेज.

मोटार शाफ्टची जास्तीत जास्त अनुज्ञेय उपयुक्त शक्ती रोटेशनच्या उच्च वेगाने (आणि ध्रुवांची कमी संख्या) Uph2 - या प्रकरणात फेज व्होल्टेज.

डेल्टा कनेक्शनवरून तारेवर स्विच करताना, फेज व्होल्टेज 2 च्या घटकाने कमी होते.अशाप्रकारे, सर्किट a वरून सर्किट b कडे जाताना (चित्र 2), आपल्याला पॉवर रेशो मिळतो.

उग्र घेणे

हे घे

दुस-या शब्दात सांगायचे तर, कमी वेगातील पॉवर जास्त रोटर स्पीडच्या पॉवरच्या 0.86 आहे. दोन वेगाने जास्तीत जास्त सतत पॉवरमधील तुलनेने लहान बदल लक्षात घेता, अशा नियमनाला पारंपारिकपणे स्थिर उर्जा नियमन असे म्हटले जाते.

जर, प्रत्येक टप्प्याच्या अर्ध्या भागांना जोडताना, आपण क्रमशः तारा कनेक्शन वापरत असाल आणि नंतर समांतर तारा कनेक्शनवर स्विच केले (चित्र 2, b), तर आपल्याला मिळेल

किंवा

अशा प्रकारे, या प्रकरणात, टॉर्क क्रांतीचे सतत नियंत्रण असते. मेटलवर्किंग मशीन टूल्समध्ये, मुख्य मोशन ड्राइव्हला सतत पॉवर स्पीड कंट्रोल आवश्यक असते आणि फीड ड्राइव्हला सतत टॉर्क स्पीड कंट्रोल आवश्यक असते.

सर्वोच्च आणि सर्वात कमी वेगाने पॉवर रेशोची वरील गणना अंदाजे आहे. उदाहरणार्थ, विंडिंग्सच्या अधिक तीव्र कूलिंगमुळे उच्च वेगाने लोड वाढण्याची शक्यता विचारात घेतली गेली नाही; गृहीत समानता देखील अगदी अंदाजे आहे. म्हणून, 4A मोटरसाठी आमच्याकडे आहे

परिणामी, या इंजिनचे पॉवर रेशो P1/P2 = 0.71 आहे. अंदाजे समान गुणोत्तर इतर दोन-स्पीड इंजिनांना लागू होते.

नवीन मल्टी-स्पीड सिंगल-कॉइल इलेक्ट्रिक मोटर्स, स्विचिंग स्कीमवर अवलंबून, स्थिर शक्ती आणि सतत टॉर्कसह वेग नियंत्रणास अनुमती देतात.

पोल-बदलणाऱ्या इंडक्शन मोटर्ससह मिळू शकणार्‍या नियंत्रणाच्या टप्प्यांची संख्या सामान्यतः अशा मोटर्सचा वापर मशीन टूल्सवर खास डिझाइन केलेल्या गिअरबॉक्सेससह करण्याची परवानगी देते.

हे देखील पहा: मल्टी-स्पीड मोटर्स वापरण्याचे फायदे