सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर्सची वैशिष्ट्ये

सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटर्स तंत्रज्ञान आणि दैनंदिन जीवनात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. वॅटच्या एका अंशापासून ते शेकडो वॅट्सच्या सिंगल-फेज असिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर्सचे उत्पादन सर्व लो-पॉवर मशीनच्या उत्पादनाच्या निम्म्याहून अधिक आहे आणि त्यांची शक्ती सतत वाढत आहे.

सिंगल-फेज मोटर्स सामान्यतः दोन श्रेणींमध्ये विभागल्या जातात:

• सामान्य उद्देश मोटर्स « ज्यात औद्योगिक आणि घरगुती इलेक्ट्रिक मोटर्स समाविष्ट आहेत;

• स्वयंचलित उपकरणांची मोटर्स — नियंत्रित आणि अनियंत्रित एसी मोटर्स आणि विशेष लो-पॉवर इलेक्ट्रिकल मशीन्स (टॅकोजनरेटर, रोटरी ट्रान्सफॉर्मर, सेलसिन इ.).

एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर्सचे महत्त्वपूर्ण प्रमाण सामान्य-उद्देश मोटर्स आहेत जे सिंगल-फेज एसी नेटवर्कवर ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. तथापि, सिंगल-फेज आणि थ्री-फेज नेटवर्कमध्ये काम करण्यासाठी डिझाइन केलेले युनिव्हर्सल एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर्सचा बऱ्यापैकी विस्तृत गट आहे.

युनिव्हर्सल इंजिनची रचना व्यावहारिकदृष्ट्या वेगळी नाही थ्री-फेज असिंक्रोनस मशीनची पारंपारिक रचना… थ्री-फेज नेटवर्कवर चालत असताना, या मोटर्समध्ये थ्री-फेज मोटर्ससारखी वैशिष्ट्ये असतात.

सिंगल-फेज मोटर्समध्ये एक गिलहरी-पिंजरा रोटर असतो आणि स्टेटर विंडिंग वेगवेगळ्या आवृत्त्यांमध्ये तयार केले जाऊ शकते. बर्‍याचदा, दोन-तृतीयांश स्‍लॉट्स भरणारे वर्किंग वाइंडिंग आणि स्‍लॉटचा उरलेला तिसरा भाग भरून स्‍टॅटरवर स्‍टॅटरवर स्‍थापित केले जातात. चालू कॉइलची गणना सतत ऑपरेशनसाठी केली जाते आणि सुरू होणारी कॉइल केवळ सुरुवातीच्या कालावधीसाठी मोजली जाते. म्हणून, ते एका लहान क्रॉस-सेक्शनसह वायरचे बनलेले आहे आणि त्यात लक्षणीय वळण आहेत. प्रारंभिक टॉर्क तयार करण्यासाठी, सुरुवातीच्या विंडिंगमध्ये फेज-शिफ्टिंग घटक समाविष्ट आहेत - प्रतिरोधक किंवा कॅपेसिटर.

स्टेटरवर ठेवलेल्या वर्किंग विंडिंगमध्ये 90 ° अंतराळात दोन फेज मिसळले जातात तेव्हा कमी पॉवरच्या असिंक्रोनस मोटर्स दोन-फेज असू शकतात. एका टप्प्यात, फेज-शिफ्टिंग घटक सतत समाविष्ट केला जातो - एक कॅपेसिटर किंवा रेझिस्टर टॉप, जो कॉइल करंट्स दरम्यान एक विशिष्ट फेज शिफ्ट प्रदान करतो.

याला सामान्यतः एका टप्प्याशी कायमस्वरूपी जोडलेले कॅपेसिटर असलेली मोटर असे म्हणतात कॅपेसिटर… फेज-शिफ्टिंग कॅपेसिटरची कॅपेसिटन्स स्थिर असू शकते, परंतु काही प्रकरणांमध्ये कॅपेसिटन्स मूल्य स्टार्ट-अप आणि रन मोडसाठी भिन्न असू शकते.

सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटर्सचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे रोटरला वेगवेगळ्या दिशेने फिरवण्याची क्षमता. रोटेशनची दिशा प्रारंभिक टॉर्कच्या दिशेने निर्धारित केली जाते.

कमी रोटर प्रतिकार (Ccr < 1), म्हणून, सिंगल-फेज मोटर रिव्हर्स मोडमध्ये कार्य करू शकत नाही. इंजिन मोड रोटरच्या 0 < n < nc या उच्च गतीने जनरेटर मोडच्या क्रांतीशी संबंधित आहे.

सिंगल-फेज मोटर्सचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्याचा जास्तीत जास्त टॉर्क रोटरच्या प्रतिकारावर अवलंबून असतो. रोटरचा सक्रिय प्रतिकार जसजसा वाढत जातो, तसतसे जास्तीत जास्त टॉर्क कमी होतो आणि मोठ्या प्रतिकार मूल्यांसह Skr > 1 ते नकारात्मक होते.

डिव्हाइस किंवा यंत्रणा चालविण्यासाठी इलेक्ट्रिक मोटरचा प्रकार निवडताना, त्याची वैशिष्ट्ये जाणून घेणे आवश्यक आहे. मुख्य म्हणजे टॉर्क वैशिष्ट्ये (प्रारंभिक प्रारंभ टॉर्क, कमाल टॉर्क, किमान टॉर्क), रोटेशन वारंवारता, व्हायब्रोकॉस्टिक वैशिष्ट्ये. काही प्रकरणांमध्ये, ऊर्जा आणि वजन वैशिष्ट्ये देखील आवश्यक आहेत.

उदाहरण म्हणून, सिंगल-फेज मोटरची वैशिष्ट्ये खालील पॅरामीटर्ससह मोजली जातात:

• टप्प्यांची संख्या - 1;

• मुख्य वारंवारता - 50 Hz;

• मुख्य व्होल्टेज - 220 V;

• स्टेटर विंडिंगचा सक्रिय प्रतिकार - 5 ओम;

• स्टेटर विंडिंगचा प्रेरक प्रतिकार — 9.42 ओम;

• रोटर विंडिंगचा प्रेरक प्रतिकार — 5.6 ओहम;

• मशीनची अक्षीय लांबी - 0.1 मीटर;

• स्टेटर विंडिंगमधील वळणांची संख्या -320;

• स्टेटर होल त्रिज्या - 0.0382 मीटर;

• चॅनेलची संख्या - 48;

• हवेतील अंतर - 1.0 x 103 मी.

• रोटर इंडक्टन्स फॅक्टर 1.036.

सिंगल-फेज विंडिंग स्टेटर स्लॉटच्या दोन तृतीयांश भाग भरते.

अंजीर मध्ये. 1 सिंगल-फेज इलेक्ट्रिक मोटर आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्लिप टॉर्कचे वर्तमान अवलंबन दर्शविते. आदर्श निष्क्रिय मोडमध्ये, मुख्यतः चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी नेटवर्कद्वारे वापरल्या जाणार्‍या मोटर करंटचे तुलनेने मोठे मूल्य आहे.

सिम्युलेटेड मोटरसाठी, चुंबकीय प्रवाहाची परिमाण प्रारंभिक प्रवाहाच्या सुमारे 30% आहे, समान शक्ती असलेल्या तीन-फेज मोटर्ससाठी - 10-15%.आदर्श निष्क्रिय मोडमधील इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्षणात नकारात्मक मूल्य असते, जे रोटर सर्किटच्या प्रतिकारशक्तीमध्ये वाढ होते. येथे घसरणे C= 1, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्षण शून्य आहे, जो मॉडेलच्या योग्य ऑपरेशनची पुष्टी करतो.

अंजीर. 1. s = 1 सरकताना मोटर गॅपमध्ये वेक्टर पोटेंशिअल आणि चुंबकीय प्रेरणाचे लिफाफे

तांदूळ. 2. स्लिपवर सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटरच्या वर्तमान आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक टॉर्कचे अवलंबन

स्लिप (चित्र 3) वर उपयुक्त आणि उपभोगलेल्या शक्तीचे अवलंबन पारंपारिक वर्ण आहे. आदर्श निष्क्रिय मोडमधील इंजिनच्या कार्यक्षमतेमध्ये नकारात्मक टॉर्कशी संबंधित नकारात्मक चिन्ह असते आणि या मोडमधील पॉवर फॅक्टर खूपच कमी असतो (सिम्युलेटेड इंजिनसाठी 0.125).

थ्री-फेज मोटर्सच्या तुलनेत पॉवर फॅक्टरचे कमी मूल्य चुंबकीय प्रवाहाच्या उच्च परिमाणाने स्पष्ट केले आहे. जसजसा भार वाढतो तसतसे पॉवर फॅक्टरचे मूल्य वाढते आणि ते थ्री-फेज मोटर्सशी तुलना करता येते (चित्र 4).

तांदूळ. 3. स्लिपवरील सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटरच्या उपयुक्त आणि वापरलेल्या शक्तीचे अवलंबन

तांदूळ. 4. स्लिपवरील सिंगल-फेज असिंक्रोनस मोटरच्या उपयुक्त क्रियेचे गुणांक आणि शक्तीचे अवलंबन

रोटरचा सक्रिय प्रतिकार जसजसा वाढत जातो, तसतसे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्षणाची तीव्रता कमी होते आणि एकतेच्या वरच्या गंभीर घसरणीवर, ते नकारात्मक होते.

अंजीर मध्ये. 5 मोटरच्या दुय्यम माध्यमाच्या विद्युत चालकतेच्या भिन्न मूल्यांसाठी सिंगल-फेज स्लिप मोटरच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्षणाचे अवलंबित्व दर्शविते.

तांदूळ. ५.वेगवेगळ्या रोटर प्रतिकारांवर सिंगल-फेज स्लिप मोटरच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्षणाचे अवलंबन (1 — 17 x 106 सेमी/मी, 2 — 1.7 x 106 सेमी/मी)

कॅपेसिटर मोटर्समध्ये दोन विंडिंग्स कायमस्वरूपी ग्रीडशी जोडलेले असतात. त्यापैकी एक थेट नेटवर्कशी कनेक्ट केलेला आहे, दुसरा कॅपेसिटरसह मालिकेत जोडलेला आहे जो आवश्यक फेज शिफ्ट प्रदान करतो.

दोन्ही विंडिंग्स स्टेटरवर समान संख्येने स्लॉट व्यापतात आणि त्यांच्या वळणांची संख्या आणि कॅपेसिटरची क्षमता अशा प्रकारे मोजली जाते की काही स्लिपसह एक गोलाकार फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र प्रदान केले जाते. बहुतेकदा, नाममात्र स्लिप अशा प्रकारे स्वीकारली जाते. या प्रकरणात, तथापि, प्रारंभिक टॉर्क नाममात्र पेक्षा खूपच लहान असल्याचे दिसून येते.

प्रारंभिक मोडमधील चुंबकीय क्षेत्र लंबवर्तुळाकार आहे; चुंबकीय क्षेत्राच्या काउंटर-मूव्हिंग घटकांचा प्रभाव मोठ्या प्रमाणात प्रभावित होतो. जर कॅपेसिटरची क्षमता स्टार्ट-अपच्या वेळी वर्तुळाकार फील्ड मिळविण्याच्या स्थितीतून निवडून वाढविली गेली, तर टॉर्क कमी होतो आणि नाममात्र स्लिप वर ऊर्जा निर्देशक कमी.

तिसरा प्रकार देखील शक्य आहे, जेव्हा गोलाकार फील्ड नाममात्र मोडपेक्षा जास्त परिमाण असलेल्या स्लिपशी संबंधित असेल. परंतु हा मार्ग देखील इष्टतम नाही, कारण टॉर्कमध्ये वाढ झाल्यामुळे तोट्यात लक्षणीय वाढ होते. रोटरचा सक्रिय प्रतिकार वाढवून कॅपेसिटर मोटरच्या सुरुवातीच्या टॉर्कमध्ये वाढ केली जाऊ शकते. या पद्धतीमुळे प्रत्येक स्लिपसह तोटा वाढतो, परिणामी मोटरची कार्यक्षमता कमी होते.

तांदूळ. 6.स्लिप कॅपेसिटर मोटर करंट्सचे अवलंबन (Azp.o — ऑपरेटिंग कॉइल करंट, Azk.o — कॅपेसिटर कॉइल करंट, E — मोटर करंट)

तांदूळ. 7. कॅपेसिटरच्या वापरलेल्या P1 आणि उपयुक्त P2 स्लिप पॉवरवर अवलंबून राहणे

तांदूळ. 8. उपयुक्त क्रिया आणि शक्तीचे गुणांक आणि स्लिप कॅपेसिटर मोटरच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्षणाचे अवलंबन

कॅपेसिटर मोटरमध्ये समाधानकारक उर्जा कार्यप्रदर्शन आहे, उच्च पॉवर फॅक्टर, ज्याचे मूल्य तीन-फेज मोटरच्या पॉवर फॅक्टरपेक्षा जास्त आहे आणि वाढीव रोटर प्रतिकार आणि लक्षणीय क्षमता, उच्च प्रारंभिक टॉर्कसह. त्याच वेळी, वर नमूद केल्याप्रमाणे, इंजिनमध्ये कमी कार्यक्षमता मूल्य आहे.

तांदूळ. 9. स्लिप s = 0.1 वर कॅपेसिटर मोटरचा वेक्टर आकृती

वेक्टर डायग्राम (Fig. 9) दर्शविते की कॅपेसिटर कॅपेसिटन्सच्या निवडलेल्या मूल्यावर, कॅपेसिटर कॉइलचा प्रवाह नेटवर्क व्होल्टेजच्या सापेक्ष आघाडीवर आहे आणि कार्यरत कॉइलचा प्रवाह मागे आहे. नॉमिनलच्या जवळ सरकताना, मोटरचे चुंबकीय क्षेत्र लंबवर्तुळाकार असते हे देखील आकृती दर्शवते. वर्तुळाकार फील्ड प्राप्त करण्यासाठी, कॅपेसिटरचे कॅपॅसिटन्स मूल्य कमी करणे आवश्यक आहे जेणेकरून दोन कॉइलमधील प्रवाह समान प्रमाणात असतील.

या विषयावर देखील पहा:मल्टी-स्पीड सिंगल-फेज कॅपेसिटर मोटर्स