एक अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर की नियुक्ति। अतुल्यकालिक मोटर्स

एसिंक्रोनस मोटर्स को मोटर्स कहा जाता है जिसमें रोटर की गति स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र की गति से पीछे हो जाती है जब तीन-चरण का करंट अपनी वाइंडिंग से गुजरता है।

जब तीन-चरण की मशीन के स्टेटर वाइंडिंग से तीन-चरण का प्रवाह गुजरता है, तो एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, जिसके प्रभाव में ए बिजली. घूर्णन की बातचीत के परिणामस्वरूप चुंबकीय क्षेत्ररोटर कंडक्टर में प्रेरित धाराओं के साथ स्टेटर, एक यांत्रिक बल उत्पन्न होता है जो वर्तमान के साथ कंडक्टर पर कार्य करता है, जो एक टोक़ बनाता है जो रोटर को गति में सेट करता है। इसी समय, रोटर स्लिप के कारण एसिंक्रोनस मोटर की रोटर गति स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र की गति से हमेशा कम होती है, जो आधुनिक मोटर्स के लिए लगभग 2-5% है।

इस प्रकार, एक प्रेरण मोटर, मोटरों के विपरीत, घूर्णन चुंबकीय प्रवाह (प्रेरक रूप से) द्वारा रोटर को आपूर्ति की गई ऊर्जा प्राप्त करती है एकदिश धाराजिसमें तारों के माध्यम से ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है। अतुल्यकालिक मोटर्सतुल्यकालिक के विपरीत, वे प्रत्यावर्ती धारा से उत्साहित होते हैं।

एक सिंक्रोनस मोटर की तरह एक एसिंक्रोनस मोटर में दो मुख्य भाग होते हैं: चरण वाइंडिंग वाला एक स्टेटर जिसके माध्यम से एक तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा गुजरती है, और एक रोटर, जिसकी धुरी बीयरिंग में रखी जाती है। रोटर शॉर्ट-सर्कुलेटेड और फेज (चित्र 170) हो सकता है।

गिलहरी-पिंजरे रोटर (चित्र। 170, में)परिधि के साथ एक सिलेंडर का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें कंडक्टर अपनी धुरी के समानांतर स्थित होते हैं, रोटर के दोनों किनारों पर एक दूसरे के लिए छल्ले (गिलहरी के पहिये के रूप में) द्वारा बंद होते हैं।

इस तरह के रोटर के साथ एक एसिंक्रोनस मोटर को गिलहरी-पिंजरे मोटर कहा जाता है। इसके नुकसान में शामिल हैं: स्टार्ट-अप के दौरान स्टेटर वाइंडिंग में कम स्टार्टिंग टॉर्क और हाई करंट। यदि वे शुरुआती टॉर्क को बढ़ाना चाहते हैं या शुरुआती करंट को कम करना चाहते हैं, तो वे एक फेज रोटर के साथ एसिंक्रोनस मोटर्स का उपयोग करते हैं (चित्र 170, जी)।इन मोटरों की रोटर पर वैसी ही वाइंडिंग होती है जैसी स्टेटर पर होती है। इस मामले में, वाइंडिंग के सिरे स्लिप रिंग से जुड़े होते हैं (चित्र 170, इ)मोटर शाफ्ट पर स्थित है। संपर्क के छल्ले ब्रश का उपयोग करके शुरुआती रिओस्तात से जुड़े होते हैं।

इंजन शुरू करने के लिए, एक स्टेटर को आपूर्ति सर्किट में शामिल किया जाता है, जिसके बाद रोटर सर्किट से शुरुआती रिओस्तात का प्रतिरोध धीरे-धीरे हटा दिया जाता है। जब इंजन चालू किया जाता है, तो संपर्क के छल्ले स्टार्टर के संपर्कों से शॉर्ट-सर्किट हो जाते हैं,

लंबाई में कट अतुल्यकालिक मोटरचरण रोटर के साथ

अंजीर पर। 171 एक चरण रोटर के साथ एक प्रेरण मोटर का एक अनुदैर्ध्य खंड दिखाता है। यदि 6 स्टेटर वाइंडिंग 5 को खांचे में रखा गया है 4 स्टेटर स्टील। खांचे में 2 स्टील रोटर घुमावदार है 3 रोटर।

के साथ मोटर शुरू करना गिलहरी-पिंजरे रोटरस्टार्टर को पूर्ण पर सीधे स्विच करके किया जा सकता है प्रचालन वोल्टेजसर्किट (प्रत्यक्ष प्रारंभ विधि)। हालांकि, प्रेरित ई में तेज वृद्धि के कारण। डी.एस. तथा आरंभिक बहावप्रारंभिक क्षण में लक्ष्य में वोल्टेज कम हो जाता है, जो इस सर्किट द्वारा संचालित ड्राइव मोटर और अन्य उपभोक्ताओं के संचालन पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है।

एक बड़े स्टार्टिंग करंट के मामले में, इसे कम करने के लिए, गिलहरी-पिंजरे रोटर के साथ एसिंक्रोनस मोटर्स को आमतौर पर दो तरह से शुरू किया जाता है: स्टेटर वाइंडिंग्स को एक स्टार से एक त्रिकोण में शुरू करने के समय स्विच करके, यदि स्टेटर वाइंडिंग्स हैं इलेक्ट्रिक मोटर के सामान्य संचालन के दौरान, या स्टेटर सर्किट में एक स्टार्टिंग रिओस्टेट (या ऑटोट्रांसफॉर्मर) के माध्यम से इलेक्ट्रिक मोटर को चालू करके एक डेल्टा में जुड़ा हुआ है।

संपर्ककर्ता को बंद करके मोटर को रोक दिया जाता है। मोटर बंद होने के बाद, स्टार्टिंग रिओस्टेट या ऑटोट्रांसफॉर्मर पूरी तरह से लगा हुआ है। अतुल्यकालिक मोटर्स के रोटेशन की गति को रोटर सर्किट (एक चरण रोटर के साथ इलेक्ट्रिक मोटर्स के लिए) में शामिल रिओस्टेट के प्रतिरोध को बदलकर और पोल जोड़े की संख्या को बदलने के लिए स्टेटर वाइंडिंग को बदलकर नियंत्रित किया जाता है (गिलहरी के साथ इलेक्ट्रिक मोटर्स के लिए) -केज रोटर)।

एक पारंपरिक दो-पोल का उपयोग करके स्टेटर वाइंडिंग के तीन चरणों में से किसी दो को स्विच करके (सर्किट में स्टेटर वाइंडिंग क्लैंप को जोड़ने वाले तारों का उपयोग करके) घूर्णन स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को बदलकर इंडक्शन मोटर्स के रोटेशन की दिशा को उलट दिया जाता है। बदलना।

एसिंक्रोनस मोटर्स डिजाइन में सरल हैं, डीसी मोटर्स की तुलना में छोटे आयाम और वजन हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे बहुत सस्ते हैं। इसके अलावा, वे संचालन में अधिक विश्वसनीय हैं, घूर्णन कलेक्टर और ब्रश उपकरण की अनुपस्थिति के कारण रखरखाव के दौरान कम ध्यान देने की आवश्यकता होती है; उनके पास उच्च दक्षता है, उनका नियंत्रण उपकरण डीसी मोटर्स की तुलना में बहुत सरल और सस्ता है। एसिंक्रोनस मोटर्स बिना स्पार्किंग के काम करती हैं, जो डीसी मशीनों में टूटी हुई स्विचिंग के साथ संभव है, इसलिए वे आग के मामले में सुरक्षित हैं।

एसिंक्रोनस मोटर्स के सूचीबद्ध मुख्य लाभ बताते हैं आधुनिक प्रवृत्तिव्यापक परिचय प्रत्यावर्ती धारासमुद्री जहाजों पर। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उद्योग में, अतुल्यकालिक मोटर्स ने अन्य प्रकार के इलेक्ट्रिक मोटर्स की तुलना में लंबे समय तक एक प्रमुख स्थान हासिल किया है।

एसिंक्रोनस मोटर्स को एक किलोवाट के अंश से लेकर कई हजारों किलोवाट तक की शक्ति के साथ बनाया जाता है। जहाजों पर नौसेनागिलहरी-पिंजरे अतुल्यकालिक मोटर्स का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है, जो वाटरप्रूफ और स्प्लैश-प्रूफ संस्करणों में उपलब्ध हैं और 380/220 वी पर रेट किए गए हैं।

परीक्षण प्रश्न:

1. डीसी जनरेटर का सिद्धांत क्या है?

2. डीसी इलेक्ट्रिक मशीन के मुख्य भाग क्या हैं और उनका उद्देश्य क्या है?

3. डीसी मशीनों को डिजाइन द्वारा कैसे विभाजित किया जाता है?

4. डीसी मोटर का कार्य सिद्धांत क्या है?

5. सेवा के बुनियादी नियम क्या हैं विद्युत मशीनेंएकदिश धारा?

6. किन मशीनों को सिंक्रोनस कहा जाता है और उनके संचालन का सिद्धांत क्या है?

7. ट्रांसफार्मर किसके लिए हैं, उनके डिजाइन और संचालन के सिद्धांत क्या हैं?

8. किन मोटरों को अतुल्यकालिक कहा जाता है और उनके संचालन का सिद्धांत क्या है?

9. रोटर के डिजाइन के अनुसार एसिंक्रोनस मोटर्स को कैसे विभाजित किया जाता है?

मौजूदा इलेक्ट्रिक मोटर्स में सबसे लोकप्रिय अभी भी एसिंक्रोनस मोटर है, जिसे 19वीं शताब्दी में बनाया गया था। इसका डिज़ाइन सरलता से सरल और इतना सफल निकला कि आगे के सभी परिवर्तनों ने संचालन के सिद्धांत की चिंता नहीं की, केवल कुछ भागों की निर्माण तकनीक को प्रभावित किया। उदाहरण के लिए, जिन बीयरिंगों पर मोटर शाफ्ट जुड़ा हुआ था, उन्हें संशोधित किया जा सकता है, रोटर और स्टेटर वाइंडिंग का आकार बदल गया है, लेकिन एक अतुल्यकालिक मोटर के संचालन का सिद्धांत समान रहा।

इस प्रकार की इलेक्ट्रिक मोटर के आयामों के बावजूद, इसका उपकरण समान होगा। एक उदाहरण के रूप में विचार करना आसान है तीन चरण इलेक्ट्रिक मोटर. इस तरह के मोटर्स कारखाने के फर्श में काम करते हैं - कन्वेयर पर और मशीन टूल्स में, लिफ्ट कार को गति में सेट करते हैं - घरों और खानों में, पंप टरबाइन को घुमाकर पानी पंप करें - दोनों एक छोटे से कुएं में और शक्तिशाली पानी के सेवन स्टेशनों पर। आवेदन की गुंजाइश तीन चरण के उपकरणचौड़ा।

विभिन्न प्रकार के इंजन

तीन-चरण के विपरीत, एकल-चरण अतुल्यकालिक मोटर का उपयोग अक्सर घरेलू उपकरणों में किया जाता है - वैक्यूम क्लीनर, वाशिंग मशीन, पंखे, फ़ूड प्रोसेसर, ब्लोअर आदि। उनका उपयोग टेप रिकॉर्डर और विनाइल डिस्क प्लेयर में भी किया जाता है। पर्सनल कंप्यूटर के हिस्से के रूप में भी, आप एक से अधिक एसिंक्रोनस मोटर पा सकते हैं। लेकिन हम इंजन के इस संस्करण के उपकरण पर थोड़ी देर बाद लौटेंगे।

पैदा होने वाला पहला तीन-चरण इलेक्ट्रिक मोटर था, जिसके संचालन का सिद्धांत बनाया गया था विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की बातचीत पर. इंडक्शन मोटर के मुख्य भाग स्टेटर और रोटर हैं। तदनुसार, जो भाग गतिहीन रहता है उसे स्टेटर कहा जाता था। यह वह है जो सीधे डिवाइस के बाहरी आवरण के नीचे स्थित है और इसमें एक सिलेंडर का आकार है। इस भाग में, तीन वाइंडिंग एक सर्कल में स्थित हैं - एक दूसरे से 120 ° के कोण पर।

आधुनिक मोटर्स में, कई वाइंडिंग को गिना जा सकता है, हालांकि, वे एक-दूसरे से जुड़े होते हैं ताकि प्रत्येक क्रमिक चरण में पिछले एक से भिन्न हो, और आसन्न वाइंडिंग के बीच चरण शिफ्ट 120 ° हो। घुमावदार घाव हैं तांबे का तार, और इसके चरण से वोल्टेज प्रत्येक समूह से जुड़ा हुआ है। इस प्रकार, यह पता चला है कि चुंबकीय क्षेत्र इन वाइंडिंग्स के साथ चलता है, जैसे कि एक रिंग में बंद हो रहा हो।

स्टेटर की अपनी वाइंडिंग भी होती है। चूंकि स्टेटर को बिजली की आपूर्ति नहीं की जाती है, इसलिए इसका अधिकार है बंद कंडक्टर, जो कभी-कभी वाइंडिंग के बजाय तथाकथित गिलहरी के पिंजरे के रूप में बनता है। अधिक सटीक होने के लिए, यह विवरण एक फुर्तीले कृंतक के लिए पिंजरे जैसा नहीं है, बल्कि एक गिलहरी का पहिया है, जिसे जानवर की अपरिवर्तनीय ऊर्जा को बाहर निकालने के लिए डिज़ाइन किया गया है। डिवाइस के रोटर में, टाइप की गई स्टील शीट से बने कोर के खांचे में पिघला हुआ एल्यूमीनियम डालकर "गिलहरी पिंजरे" का निर्माण किया जाता है। ऐसे उपकरण को गिलहरी-पिंजरे का रोटर कहा जाता है।

यदि स्टेटर को वास्तविक वाइंडिंग के साथ बनाया जाता है, तो इसे आमतौर पर मल्टी-पोल बनाया जाता है। ऐसे रोटर को फेज रोटर कहा जाता है। इस रोटर की वाइंडिंग एक तारे या एक त्रिभुज से बंद होती है।

रोटर का अपना शाफ्ट होता है, जो रियर और फ्रंट बेयरिंग द्वारा समर्थित होता है। वे, बदले में, मोटर आवास से जुड़ाताकि स्टेटर के अंदर रोटर स्वतंत्र रूप से घूम सके। अतुल्यकालिक मोटर्स के संचालन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि स्टेटर द्वारा वाइंडिंग या "गिलहरी पहिया" में एक चुंबकीय क्षेत्र प्रेरित होता है। इसकी क्रिया के तहत, रोटर के कंडक्टरों में एक करंट दिखाई देता है, और इसके साथ इसका अपना चुंबकीय क्षेत्र होता है।

स्टेटर का वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र रोटर को अपने साथ खींचता है, और यह घूमना शुरू कर देता है। लेकिन रोटर चुंबकीय क्षेत्र हमेशा स्टेटर क्षेत्र के सापेक्ष पिछड़ जाता है, और दोनों क्षेत्रों का घूर्णन समकालिक रूप से नहीं हो सकता है। यह रोटर को उस पर काम करने वाली कई ताकतों को दूर करने के लिए मजबूर करता है:

• गुरुत्वाकर्षण बल;
• रोलिंग घर्षण (यदि एक गेंद या रोलर बेयरिंग का उपयोग किया जाता है);
• फिसलने वाला घर्षण (यदि एक कांस्य झाड़ी का उपयोग असर के रूप में किया जाता है);
• संचालित उपकरणों की प्रतिक्रिया बल।

उत्तरार्द्ध बल कई क्षणों पर निर्भर करता है, इसलिए इसे किसी भी साधारण भौतिक पैरामीटर तक कम नहीं किया जा सकता है। यदि आपको ट्राम को स्थानांतरित करने की आवश्यकता है, तो इंजन को संभालना होगा गियर लोड, जिसे कार से ही घुमाने की जरूरत है, जिसे स्थानांतरित करने की आवश्यकता है, इसके अलावा, किसी को रोलिंग घर्षण बल के बारे में नहीं भूलना चाहिए जो वाहन के पहियों का अनुभव करता है।

मामले में जब एक पेशेवर मांस की चक्की के काम का विवरण होता है, जो एक अतुल्यकालिक मोटर द्वारा संचालित होता है, तो गियरबॉक्स का प्रतिरोध, और मांस का वह टुकड़ा या यहां तक ​​​​कि हड्डी जिसे जमीन की आवश्यकता होती है, यहां दूर हो जाती है .

चूंकि स्टेटर और रोटर के बीच एक अंतर होता है, लोड के तहत रोटर कोणीय वेग के मामले में स्टेटर से पीछे रहता है। इसलिए, रोटर की गति मोटर शाफ्ट पर भार पर निर्भर करती है। तुल्यकालन के सिद्धांत का उल्लंघन किया जाता है, इसलिए डिवाइस का नाम ही: "एसिंक्रोनस मोटर"।

एसिंक्रोनस मोटर में एम्बेडेड ऑपरेशन का सिद्धांत कई फायदे देता हैयह डिवाइस:

इंडक्शन मोटर्स के नुकसान

इस डिजाइन के इलेक्ट्रिक मोटर्स में भी कमियां हैं। इनमें गर्मी के नुकसान शामिल हैं। वे वास्तव में ज़्यादा गरम हो सकता हैविशेष रूप से लोड के तहत। ऐसा करने के लिए, उनके मामलों को अक्सर काटने का निशानवाला बना दिया जाता है - ताकि वे आसपास के स्थान में बेहतर ढंग से गर्मी विकीर्ण कर सकें। इसके अलावा, एक अतुल्यकालिक उपकरण अक्सर रोटर को उड़ाने के लिए एक ही शाफ्ट पर बैठे एक पंखे से सुसज्जित होता है, क्योंकि आवास केवल स्टेटर से गर्मी को दूर कर सकता है, क्योंकि उनके बीच कोई हवा का अंतर नहीं है, जो रोटर के बारे में नहीं कहा जा सकता है।

घूर्णी गति को स्थिर रखने में असमर्थता कुछ उपकरणों में अतुल्यकालिक मोटर को अनुपयुक्त बनाती है।

एकल चरण मोटर कनेक्शन

हमारे घरेलू उपकरणों में, आप अक्सर एक ही अतुल्यकालिक उपकरण पा सकते हैं। लेकिन वह कैसे "समझता" है कि जब वह इसे शुरू करता है तो उसे किस दिशा में घूमना शुरू करना चाहिए, अगर उस पर केवल एक चरण और शून्य शुरू हो? ऐसी अतुल्यकालिक मोटर में, संचालन का सिद्धांत तीन-चरण एक के समान होता है - चुंबकीय क्षेत्र रोटेशन. ऐसा करने के लिए, प्रत्येक इंजन में एक और संपर्क होता है - शुरू करना।

स्टेटर में दो वाइंडिंग होती हैं जिनके बीच 90° का कोण होता है। कॉइल के दोनों समूह एक ही चरण से जुड़े हुए हैं, हालांकि, वाइंडिंग के बीच समान 90 ° शिफ्ट सुनिश्चित करने के लिए, उनमें से एक को कैपेसिटर के माध्यम से जोड़ा जाता है। इससे चुंबकीय क्षेत्र घूमने लगता है।

इसी तरह के मोटर्स का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, कॉफी ग्राइंडर या जूसर में। आप इसे परिवर्तन सुन सकते हैं प्रेरण मोटर ध्वनिइन उपकरणों में जब वे लोड के अधीन होते हैं। निष्क्रिय होने पर, रोटर की गति स्पष्ट रूप से अधिक होती है।

संक्षेप में, यह कहना महत्वपूर्ण है कि अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर्स ने बहुत लोकप्रियता हासिल की है। बेशक, हमें कुछ कमियों के बारे में नहीं भूलना चाहिए। हालांकि, वे सभी बहुत सारे फायदों के कारण ओवरलैप करते हैं।

विद्युत मशीनें जो परिवर्तित करती हैं विद्युतीय ऊर्जाप्रत्यावर्ती धारा को यांत्रिक ऊर्जा में एसी मोटर कहा जाता है।

उद्योग में, तीन-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आइए इन मोटर्स के संचालन के उपकरण और सिद्धांत पर विचार करें।
एक अतुल्यकालिक मोटर के संचालन का सिद्धांत एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के उपयोग पर आधारित है।
ऐसे इंजन के संचालन को समझने के लिए हम निम्नलिखित प्रयोग करेंगे।
हम घोड़े की नाल के चुंबक को धुरी पर ठीक करते हैं ताकि इसे हैंडल से घुमाया जा सके। चुंबक के ध्रुवों के बीच हम अक्ष पर एक तांबे का सिलेंडर रखते हैं जो स्वतंत्र रूप से घूम सकता है।

चित्रा 1. घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए सबसे सरल मॉडल
आइए घड़ी की दिशा में हैंडल से चुंबक को घुमाना शुरू करें। चुंबक का क्षेत्र भी घूमना शुरू कर देगा और घूर्णन के दौरान तांबे के सिलेंडर को बल की रेखाओं के साथ पार करेगा। सिलेंडर में, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, एड़ी धाराएं उठेंगी, जो अपना चुंबकीय क्षेत्र - सिलेंडर का क्षेत्र बनाएगी। यह क्षेत्र स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करेगा, जिससे सिलेंडर चुंबक के समान दिशा में घूमेगा।
यह स्थापित किया गया है कि सिलेंडर की घूर्णन गति चुंबक क्षेत्र की घूर्णन गति से थोड़ी कम है।
दरअसल, यदि सिलेंडर चुंबकीय क्षेत्र के समान गति से घूमता है, तो बल की चुंबकीय रेखाएं इसे पार नहीं करती हैं, और इसलिए, इसमें एड़ी धाराएं उत्पन्न नहीं होती हैं, जिससे सिलेंडर का घूर्णन होता है।
चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की गति को आमतौर पर सिंक्रोनस कहा जाता है, क्योंकि यह चुंबक के घूर्णन की गति के बराबर होती है, और सिलेंडर के घूर्णन की गति को एसिंक्रोनस (गैर-तुल्यकालिक) कहा जाता है। इसलिए, मोटर को ही इंडक्शन मोटर कहा जाता था। सिलेंडर (रोटर) के घूर्णन की गति चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की समकालिक गति से थोड़ी मात्रा में भिन्न होती है, जिसे पर्ची कहा जाता है।
n1 के माध्यम से रोटर के घूमने की गति और n के माध्यम से क्षेत्र के घूमने की गति को नकारते हुए, हम सूत्र का उपयोग करके प्रतिशत में पर्ची की मात्रा की गणना कर सकते हैं:
एस = (एन - एन 1) / एन।
उपरोक्त प्रयोग में, हमने एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र और एक स्थायी चुंबक के घूर्णन के कारण सिलेंडर के घूर्णन के कारण प्राप्त किया, इसलिए ऐसा उपकरण अभी तक विद्युत मोटर नहीं है। घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाने और रोटर को घुमाने के लिए इसका उपयोग करने के लिए विद्युत प्रवाह को मजबूर करना आवश्यक है। इस कार्य को अपने समय में M. O. Dolivo-Dobrovolsky ने शानदार ढंग से हल किया था। उन्होंने इस उद्देश्य के लिए तीन-चरण धारा का उपयोग करने का सुझाव दिया।
एक अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर का उपकरण M. O. Dolivo-Dobrovolsky

चित्रा 2. एक अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर की योजना डोलिवो-डोब्रोवोल्स्की
तीन वाइंडिंग को एक कुंडलाकार लोहे के कोर के ध्रुवों पर रखा जाता है, जिसे इलेक्ट्रिक मोटर का स्टेटर कहा जाता है, तीन-चरण वर्तमान नेटवर्क 0 एक दूसरे के सापेक्ष 120 ° के कोण पर स्थित होता है।
कोर के अंदर, एक धातु सिलेंडर धुरी पर तय होता है, जिसे इलेक्ट्रिक मोटर का रोटर कहा जाता है।
यदि वाइंडिंग एक दूसरे से जुड़े हुए हैं जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, और तीन-चरण के वर्तमान नेटवर्क से जुड़ा है, तो तीन ध्रुवों द्वारा बनाया गया कुल चुंबकीय प्रवाह घूर्णन हो जाएगा।
चित्र 3 मोटर वाइंडिंग में धाराओं में परिवर्तन और एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के उद्भव की प्रक्रिया को दर्शाता है।
आइए इस प्रक्रिया पर करीब से नज़र डालें।

चित्रा 3. एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करना
ग्राफ पर स्थिति "ए" में, पहले चरण में वर्तमान शून्य है, दूसरे चरण में यह नकारात्मक है, और तीसरे चरण में यह सकारात्मक है। पोल कॉइल के माध्यम से करंट चित्र में तीरों द्वारा इंगित दिशा में प्रवाहित होगा।
दाहिने हाथ के नियम द्वारा धारा द्वारा निर्मित चुंबकीय प्रवाह की दिशा निर्धारित करने के बाद, हम यह सुनिश्चित करेंगे कि दक्षिणी ध्रुव (S) तीसरे कॉइल के ध्रुव (रोटर का सामना करना पड़) के आंतरिक छोर पर बनाया जाएगा, और उत्तरी ध्रुव (C) दूसरी कुंडली के ध्रुव पर बनाया जाएगा। कुल चुंबकीय प्रवाह दूसरे कॉइल के ध्रुव से रोटर के माध्यम से तीसरे कॉइल के ध्रुव तक निर्देशित किया जाएगा।
ग्राफ पर स्थिति "बी" में, दूसरे चरण में वर्तमान शून्य है, पहले चरण में यह सकारात्मक है, और तीसरे चरण में यह नकारात्मक है। ध्रुव कुंडल के माध्यम से बहने वाली धारा पहली कुंडली के अंत में एक दक्षिणी ध्रुव (S) और तीसरी कुंडली के अंत में एक उत्तरी ध्रुव (C) बनाती है। कुल चुंबकीय प्रवाह अब तीसरे ध्रुव से रोटर के माध्यम से पहले ध्रुव तक निर्देशित किया जाएगा, यानी ध्रुव 120 डिग्री आगे बढ़ेंगे।
ग्राफ पर स्थिति "बी" में, तीसरे चरण में वर्तमान शून्य है, दूसरे चरण में यह सकारात्मक है, और पहले चरण में यह नकारात्मक है। अब पहली और दूसरी कॉइल से बहने वाली धारा पहली कॉइल के ध्रुव के अंत में एक उत्तरी ध्रुव (C) और दूसरी कॉइल के ध्रुव के अंत में एक दक्षिणी ध्रुव (S) बनाएगी, यानी ध्रुवता कुल चुंबकीय क्षेत्र का एक और 120 ° हिल जाएगा। ग्राफ़ पर "G" की स्थिति में, चुंबकीय क्षेत्र एक और 120 ° गति करेगा।
इस प्रकार, स्टेटर वाइंडिंग्स (ध्रुवों) में धारा की दिशा में परिवर्तन के साथ कुल चुंबकीय प्रवाह अपनी दिशा बदल देगा।
इस मामले में, वाइंडिंग में वर्तमान परिवर्तन की एक अवधि में, चुंबकीय प्रवाह एक पूर्ण क्रांति करेगा। घूर्णन चुंबकीय प्रवाह सिलेंडर को अपने साथ खींचेगा, और इस तरह हमें एक अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर मिलेगी।
याद रखें कि चित्र 3 में स्टेटर वाइंडिंग एक "तारे" से जुड़े हुए हैं, हालांकि, एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र भी बनता है जब वे एक "त्रिकोण" से जुड़े होते हैं।
यदि हम दूसरे और तीसरे चरण की वाइंडिंग की अदला-बदली करते हैं, तो चुंबकीय प्रवाह इसके घूमने की दिशा को विपरीत दिशा में बदल देगा।
स्टेटर वाइंडिंग्स को स्वैप किए बिना एक ही परिणाम प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन नेटवर्क के दूसरे चरण के वर्तमान को स्टेटर के तीसरे चरण में और नेटवर्क के तीसरे चरण को स्टेटर के दूसरे चरण में निर्देशित करके।
इस प्रकार, किसी भी दो चरणों को बदलकर चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की दिशा को बदला जा सकता है।
हमने स्टेटर पर तीन वाइंडिंग के साथ एक अतुल्यकालिक मोटर के उपकरण पर विचार किया। इस मामले में, घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र द्विध्रुवी है और एक सेकंड में इसके क्रांतियों की संख्या एक सेकंड में वर्तमान परिवर्तन अवधि की संख्या के बराबर है।
यदि स्टेटर की परिधि के चारों ओर छह घुमाव रखे जाते हैं, तो एक चार-ध्रुव घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाएगा। नौ वाइंडिंग के साथ, क्षेत्र छह-ध्रुव होगा।
तीन-चरण की वर्तमान आवृत्ति f के साथ 50 अवधि प्रति सेकंड या 3000 प्रति मिनट के बराबर, घूर्णन क्षेत्र के प्रति मिनट क्रांतियों की संख्या होगी:
दो-पोल स्टेटर n \u003d (50 x 60) / 1 \u003d 3000 आरपीएम के साथ,
चार-पोल स्टेटर n \u003d (50 x 60) / 2 \u003d 1500 आरपीएम के साथ,
छह-पोल स्टेटर n \u003d (50 x 60) / 3 \u003d 1000 आरपीएम के साथ,
p: n = (f x 60) / p के बराबर स्टेटर पोल के जोड़े की संख्या के साथ,
तो, हमने चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की गति और मोटर स्टेटर पर घुमावों की संख्या पर इसकी निर्भरता स्थापित की है।
जैसा कि हम जानते हैं, इंजन का रोटर अपने रोटेशन में कुछ पीछे रह जाएगा।
हालांकि, रोटर लैग बहुत छोटा है। तो, उदाहरण के लिए, जब सुस्तीइंजन, गति अंतर केवल 3% है, और 5 - 7% के भार पर। नतीजतन, जब लोड बदलता है, तो इंडक्शन मोटर की गति बहुत कम सीमा के भीतर बदल जाती है, जो कि इसके फायदों में से एक है।

अब अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर्स के उपकरण पर विचार करें
आधुनिक एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर के स्टेटर में अनपेक्षित पोल होते हैं, यानी स्टेटर की आंतरिक सतह पूरी तरह से चिकनी होती है।
एड़ी के करंट के नुकसान को कम करने के लिए, स्टेटर कोर को पतली स्टैम्प्ड स्टील शीट से बनाया जाता है। इकट्ठे स्टेटर कोर को स्टील के मामले में तय किया गया है।
स्टेटर स्लॉट्स में कॉपर वायर वाइंडिंग बिछाई जाती है। इलेक्ट्रिक मोटर के स्टेटर की फेज वाइंडिंग एक "स्टार" या "ट्राएंगल" से जुड़ी होती है, जिसके लिए वाइंडिंग की सभी शुरुआत और छोर को एक विशेष इंसुलेटिंग शील्ड में लाया जाता है। ऐसा स्टेटर डिवाइस बहुत सुविधाजनक है, क्योंकि यह आपको विभिन्न मानक वोल्टेज के लिए इसकी वाइंडिंग को चालू करने की अनुमति देता है।
एक इंडक्शन मोटर का रोटर, स्टेटर की तरह, स्टैम्प्ड स्टील शीट से इकट्ठा किया जाता है। घुमावदार रोटर के खांचे में रखी गई है।
रोटर के डिजाइन के आधार पर, एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर्स को गिलहरी-पिंजरे रोटर और एक चरण रोटर के साथ मोटर्स में विभाजित किया जाता है।
गिलहरी-पिंजरे रोटर की वाइंडिंग रोटर के खांचे में रखी तांबे की छड़ से बनी होती है। छड़ के सिरे तांबे की अंगूठी से जुड़े होते हैं। इस तरह की वाइंडिंग को "गिलहरी केज" वाइंडिंग कहा जाता है। ध्यान दें कि खांचे में तांबे की छड़ें अछूता नहीं हैं।
कुछ इंजनों में, "गिलहरी केज" को कास्ट रोटर से बदल दिया जाता है।

एक चरण रोटर के साथ एक अतुल्यकालिक मोटर (स्लिप रिंग के साथ) आमतौर पर उच्च-शक्ति वाले इलेक्ट्रिक मोटर्स में और उन मामलों में उपयोग किया जाता है; जब यह आवश्यक हो कि इलेक्ट्रिक मोटर स्टार्ट करते समय एक बड़ा बल उत्पन्न करे। यह इस तथ्य से हासिल किया जाता है कि वाइंडिंग में चरण मोटरप्रारंभिक रिओस्तात चालू है।
गिलहरी-पिंजरे इंडक्शन मोटर्स को दो तरह से शुरू किया जाता है:
1) सीधा कनेक्शन तीन चरण वोल्टेजमोटर स्टेटर के लिए नेटवर्क। यह विधि सबसे आसान और सबसे लोकप्रिय है।
2) स्टेटर वाइंडिंग को आपूर्ति की गई वोल्टेज को कम करना। वोल्टेज कम हो जाता है, उदाहरण के लिए, स्टेटर वाइंडिंग को स्टार से डेल्टा में स्विच करके।
जब स्टेटर वाइंडिंग एक तारे से जुड़ी होती है, तब इंजन चालू होता है, और जब रोटर सामान्य गति तक पहुँच जाता है, तो स्टेटर वाइंडिंग डेल्टा कनेक्शन पर स्विच हो जाता है।
इंजन को शुरू करने की इस पद्धति के साथ आपूर्ति तारों में वर्तमान की तुलना में 3 गुना कम हो जाता है जो कि "डेल्टा" से जुड़े स्टेटर वाइंडिंग के साथ नेटवर्क से सीधे कनेक्शन द्वारा इंजन शुरू करते समय होता है। हालांकि, यह विधि केवल तभी उपयुक्त है जब स्टेटर को सामान्य संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया हो, जब इसकी वाइंडिंग "त्रिकोण" में जुड़ी हो।
सबसे सरल, सस्ता और सबसे विश्वसनीय एक गिलहरी-पिंजरे रोटर के साथ एक अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर है, लेकिन इस मोटर के कुछ नुकसान हैं - कम शुरुआती बल और उच्च प्रारंभिक धारा। चरण रोटर के उपयोग से इन कमियों को काफी हद तक समाप्त कर दिया जाता है, लेकिन इस तरह के रोटर के उपयोग से इंजन की लागत में काफी वृद्धि होती है और इसके लिए एक प्रारंभिक रिओस्टेट की आवश्यकता होती है।

परिचालन सिद्धांत
एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर के संचालन का सिद्धांत रोटर के प्रेरित प्रवाह की स्टेटर के चुंबकीय प्रवाह के साथ बातचीत पर आधारित है। वाइंडिंग चालू करते समय तीन चरण मोटरतीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा स्रोत के वोल्टेज के तहत, स्टेटर बोर के अंदर एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनता है, जिसकी रोटेशन आवृत्ति बराबर होती है
n1=60fp
जहां n1 चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की आवृत्ति है, आरपीएम; एफ - वर्तमान आवृत्ति, हर्ट्ज; p मोटर के चुंबकीय ध्रुवों के जोड़े की संख्या है।
घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के बल की रेखाएं शॉर्ट-सर्किट रोटर वाइंडिंग की छड़ को पार करती हैं, और उनमें एक ईएमएफ प्रेरित होता है, जो मोटर रोटर में वर्तमान और चुंबकीय प्रवाह की उपस्थिति का कारण बनता है।
रोटर के चुंबकीय प्रवाह के साथ स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र की परस्पर क्रिया एक यांत्रिक टोक़ बनाती है, जिसके प्रभाव में रोटर घूमना शुरू कर देता है। रोटर की गति चुंबकीय क्षेत्र की गति से थोड़ी कम होती है। इसलिए, मोटर को एसिंक्रोनस कहा जाता है।
सापेक्ष इकाइयों में चुंबकीय क्षेत्र से रोटर के अंतराल को दर्शाने वाले मान को स्लिप कहा जाता है, इसकी गणना सूत्र द्वारा की जाती है
एस = (n1−n2)/n1,
जहां एस - पर्ची (रिश्तेदार .) कोणीय गति); n1 - चुंबकीय क्षेत्र के रोटेशन की आवृत्ति, आरपीएम; n2 - नाममात्र रोटर गति, आरपीएम।
मोटर को नेटवर्क से जोड़ने के लिए, इसके स्टेटर वाइंडिंग को "स्टार" या "डेल्टा" में जोड़ा जाना चाहिए।
चावल। 4 कनेक्शन आरेख:
ए - त्रिकोण, बी - स्टार।

"त्रिकोण" योजना के अनुसार इंजन को चालू करने के लिए, आपको पहली वाइंडिंग की शुरुआत को दूसरे के अंत से, दूसरी वाइंडिंग की शुरुआत को तीसरे के अंत तक और तीसरे की शुरुआत से कनेक्ट करने की आवश्यकता है। पहले का अंत। वाइंडिंग के कनेक्शन बिंदु नेटवर्क के तीन चरणों से जुड़े होते हैं (चित्र 4, ए)।
"स्टार" योजना के अनुसार इंजन को नेटवर्क से जोड़ने के लिए, वाइंडिंग के सभी सिरों को विद्युत रूप से एक बिंदु से जोड़ना आवश्यक है, और वाइंडिंग की सभी शुरुआत को नेटवर्क के चरणों से जोड़ना है (चित्र 4)। , बी)।
वायरिंग आरेख हमेशा कवर के पीछे की तरफ दिखाए जाते हैं जो मोटर टर्मिनल बॉक्स को बंद कर देता है।
तीन-चरण अतुल्यकालिक मोटर के रोटेशन की दिशा बदलने के लिए, मोटर स्विचिंग सर्किट की परवाह किए बिना, नेटवर्क के किसी भी दो चरणों को स्वैप करने के लिए पर्याप्त है। मोटर के रोटेशन की दिशा को जल्दी से बदलने के लिए, रिवर्सिंग स्विच, बैच स्विच या रिवर्सिंग मैग्नेटिक स्टार्टर्स का उपयोग किया जाता है।
गिलहरी-पिंजरे रोटर के साथ एक तीन-चरण अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर, डिजाइन की सादगी, संचालन में उच्च विश्वसनीयता, स्थायित्व, कम लागत और बहुमुखी प्रतिभा के साथ, एक महत्वपूर्ण कमी है: जब इसे शुरू किया जाता है, तो एक दबाव वर्तमान होता है, का मूल्य जो है 5-7 बारनाममात्र से अधिक। बड़ी प्रारंभिक धारा विद्युत नेटवर्कआमतौर पर गणना नहीं की जाती है, वोल्टेज में उल्लेखनीय कमी का कारण बनता है, जो बदले में, पड़ोसी विद्युत रिसीवर के स्थिर संचालन पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है।
हाई-पावर थ्री-फेज एसिंक्रोनस गिलहरी-केज मोटर्स की शुरुआती धाराओं को कम करने के लिए, उन्हें स्टार-टू-डेल्टा सर्किट स्विच का उपयोग करके स्विच किया जाता है। इस मामले में, पहले मोटर वाइंडिंग को "स्टार" योजना के अनुसार जोड़ा जाता है, फिर, मोटर रोटर रेटेड गति तक पहुंचने के बाद, इसकी वाइंडिंग को "त्रिकोण" योजना में बदल दिया जाता है।
एक तारे से एक त्रिकोण में अपनी वाइंडिंग को स्विच करते समय मोटर की शुरुआती धारा में कमी होती है क्योंकि किसी दिए गए मुख्य वोल्टेज के लिए "त्रिकोण" सर्किट के बजाय, प्रत्येक मोटर वाइंडिंग को √3 गुना कम वोल्टेज पर स्विच किया जाता है, और वर्तमान खपत तीन गुना कम हो जाती है। स्टार्ट-अप पर इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा विकसित शक्ति भी तीन के कारक से कम हो जाती है। इसलिए, शुरुआती करंट को कम करने की वर्णित विधि का उपयोग केवल रेटेड के 1/3 से अधिक के लोड पर ही किया जा सकता है।

तीन-चरण बारी-बारी से चालू प्रणाली, जिसने एक घूर्णन चुंबकीय प्रवाह प्राप्त करने के लिए उपकरण बनाना संभव बना दिया, वर्तमान समय में सबसे आम इलेक्ट्रिक मोटर की उपस्थिति का कारण बना, जिसे एसिंक्रोनस कहा जाता है। यह नाम इस तथ्य के कारण है कि मशीन का घूर्णन भाग - रोटर - हमेशा गति से घूमता है जो चुंबकीय प्रवाह की गति के बराबर नहीं है, अर्थात। इसके साथ सिंक से बाहर। 127, 220, 380, 500, 600, 3000, 6000, 10,000 वी के वोल्टेज पर एक वाट से हजारों किलोवाट के अंशों से निर्मित, यह इलेक्ट्रिक मोटर डिजाइन में सरल, संचालन में विश्वसनीय और अन्य प्रकारों की तुलना में सस्ती है। इसका उपयोग उन सभी प्रकार के कार्यों में किया जाता है जहां घूर्णन की निरंतर गति बनाए रखने की आवश्यकता नहीं होती है, साथ ही रोजमर्रा की जिंदगी में, कम शक्ति के लिए एकल-चरण संस्करण में।

एक प्रेरण मोटर के संचालन का सिद्धांत

अंजीर में दिखाए गए डिवाइस पर विचार करें। इसमें एक स्थायी चुंबक 1, एक कॉपर डिस्क 2, एक हैंडल 3 और बियरिंग्स 4 होते हैं। यदि आप चुंबक को हैंडल से घुमाते हैं, तो कॉपर डिस्क उसी दिशा में घूमने लगती है, लेकिन कम आवृत्ति पर। एक तांबे की डिस्क को असंख्य बंद घुमावों के रूप में देखा जा सकता है; जब चुंबक 1 घूमता है, तो इसकी चुंबकीय बल रेखाएं (m.s.l.) डिस्क के घुमावों को पार करती हैं, और घुमावों में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रेरित होता है

निरूपित करें:
n, - चुंबक के घूर्णन की आवृत्ति (तुल्यकालिक आवृत्ति), आरपीएम;
n2 - डिस्क रोटेशन आवृत्ति, आरपीएम; n - चुंबक और डिस्क के रोटेशन की आवृत्तियों के बीच का अंतर, आरपीएम।
डिस्क की घूर्णी गति चुंबक की घूर्णी गति से कम होती है, और इसलिए डिस्क एक गैर-तुल्यकालिक (अतुल्यकालिक) आवृत्ति पर घूमती है। चुंबक और डिस्क की आवृत्तियों के बीच का अंतर वह आवृत्ति है जिसके साथ M.S.L. डिस्क के घुमावों को पार करें। आवृत्ति अंतर और तुल्यकालिक आवृत्ति के अनुपात को पर्ची कहा जाता है। पर्ची को एक इकाई के अंशों में या प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

मोटर्स में, एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है तीन चरण वर्तमानस्टेटर वाइंडिंग के माध्यम से बहती है, और डिस्क की भूमिका रोटर वाइंडिंग द्वारा की जाती है। स्टेटर और रोटर का सक्रिय स्टील एक चुंबकीय सर्किट के रूप में कार्य करता है, जो चुंबकीय प्रवाह के प्रतिरोध को सैकड़ों गुना कम कर देता है।
स्टेटर पर लागू मेन वोल्टेज उल के प्रभाव में, एक करंट I, इसकी वाइंडिंग में प्रवाहित होता है। यह करंट एक घूर्णन चुंबकीय प्रवाह F बनाता है, जो स्टेटर और रोटर के माध्यम से बंद हो जाता है। प्रवाह दोनों वाइंडिंग में ईएमएफ बनाता है। E( और E2, ट्रांसफार्मर की प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग दोनों में। इस प्रकार, एक प्रेरण मोटर समान है तीन चरण ट्रांसफार्मर, जिसमें ईएमएफ चुंबकीय प्रवाह घूर्णन द्वारा उत्पन्न।

चावल। 2. cos f2 = 1 . पर एक अतुल्यकालिक मोटर का संचालन
प्रवाह को घड़ी की सुई की दिशा में घूमने दें। ईएमएफ के प्रभाव में। E2 रोटर वाइंडिंग करंट I2 में प्रवाहित होगा, जिसकी दिशा अंजीर में दिखाई गई है। 2. मान लें कि यह E2 के चरण में है। वर्तमान I2 और प्रवाह की परस्पर क्रिया विद्युत चुम्बकीय बल F बनाती है जो घूर्णन प्रवाह के बाद रोटर को घुमाने का कारण बनती है। इस प्रकार, एक प्रेरण मोटर एक घूर्णन माध्यमिक घुमावदार के साथ एक ट्रांसफार्मर है और इसलिए परिवर्तित करने में सक्षम है विद्युत शक्ति E2I2 cos f से यांत्रिक।
रोटर हमेशा घूर्णन चुंबकीय प्रवाह से पीछे रहता है, क्योंकि केवल इस मामले में ईएमएफ हो सकता है। ई 2, और इसलिए वर्तमान 12 और बल एफ। रोटर के घूर्णन की दिशा बदलने के लिए, आपको प्रवाह के घूर्णन की दिशा बदलनी होगी। ऐसा करने के लिए, किन्हीं दो तारों को स्वैप करें जो नेटवर्क से स्टेटर तक करंट की आपूर्ति करते हैं। इस मामले में, एबीसी चरणों का क्रम एसीबी या बीएसी में बदल जाता है, और प्रवाह विपरीत दिशा में घूमता है।
मोटर का रोटर एक अतुल्यकालिक आवृत्ति n2 के साथ घूमता है, और इसलिए मोटर को अतुल्यकालिक कहा जाता है। चुंबकीय प्रवाह के घूर्णन की आवृत्ति को तुल्यकालिक आवृत्ति n1 कहा जाता है। रोटेशन आवृत्ति रोटार
सैद्धांतिक रूप से, पर्ची 1 से 0 या 100% से 0 तक भिन्न होती है, क्योंकि शुरू होने के पहले क्षण में एक स्थिर रोटर के साथ, n2 - 0; और अगर हम कल्पना करें कि रोटर प्रवाह के साथ समकालिक रूप से घूमता है, n2 = nx।
शाफ्ट पर जितना अधिक भार होगा, रोटर की गति उतनी ही कम होगी n2 और, परिणामस्वरूप, अधिक से अधिक S, क्योंकि अधिक से अधिक ब्रेकिंग टॉर्क को टॉर्क द्वारा संतुलित किया जाना चाहिए; उत्तरार्द्ध केवल E2 और I2 में वृद्धि के साथ संभव है, और इसलिए एसिंक्रोनस मोटर्स के लिए रेटेड लोड एसएच पर एस पर्ची 1 से 7% तक है; निचली संख्या शक्तिशाली इंजनों को संदर्भित करती है।