स्टार्टिंग वाइंडिंग के साथ सिंगल फेज एसिंक्रोनस मोटर। एसी इलेक्ट्रिक मोटर कलेक्टर है। इलेक्ट्रिक मोटर्स की मौजूदा श्रृंखला

उपयोग के क्षेत्र।निम्न शक्ति (15 - 600 W) के अतुल्यकालिक मोटर्स का उपयोग किया जाता है स्वचालित उपकरणऔर पंखे, पंप और अन्य उपकरण चलाने के लिए बिजली के उपकरण जिन्हें गति नियंत्रण की आवश्यकता नहीं होती है। घरेलू उपकरणों और स्वचालित उपकरणों में, आमतौर पर एकल-चरण माइक्रोमोटर्स का उपयोग किया जाता है, क्योंकि ये उपकरण और उपकरण, एक नियम के रूप में, द्वारा संचालित होते हैं एकल चरण नेटवर्क प्रत्यावर्ती धारा.

संचालन का सिद्धांत और एकल-चरण मोटर का उपकरण।सिंगल-फेज मोटर की स्टेटर वाइंडिंग (चित्र। 4.60, एक)स्टेटर परिधि के लगभग दो तिहाई हिस्से पर स्थित स्लॉट्स में स्थित है, जो डंडे की एक जोड़ी से मेल खाती है। नतीजतन

(अध्याय 3 देखें) एमएमएफ का वितरण और वायु अंतराल में प्रेरण साइनसॉइडल के करीब है। चूंकि एक प्रत्यावर्ती धारा वाइंडिंग से होकर गुजरती है, एमडीएस नेटवर्क की आवृत्ति के साथ समय पर स्पंदित होता है। वायु अंतराल में एक मनमाना बिंदु पर प्रेरण

वी एक्स = वी एम sinωtcos (πх/τ).

इस प्रकार, एकल-चरण मोटर में, स्टेटर वाइंडिंग एक स्थिर प्रवाह बनाता है जो समय के साथ बदलता रहता है, न कि एक गोलाकार घूर्णन प्रवाह, जैसा कि तीन-चरण मोटर्स में एक सममित आपूर्ति के साथ होता है।

एकल-चरण मोटर के गुणों के विश्लेषण को सरल बनाने के लिए, हम (4.99) के रूप में प्रतिनिधित्व करते हैं

वी एक्स \u003d 0.5 वी टी पाप (ωt - x / τ) + 0.5V टी पाप (ωt + x / τ),.

यानी, हम स्थिर स्पंदनशील प्रवाह को विपरीत दिशाओं में घूमने वाले समान वृत्ताकार क्षेत्रों के योग से बदलते हैं और समान घूर्णी आवृत्तियों वाले होते हैं: एन 1 इंच = एन 1रेव = एनएक । चूंकि एक गोलाकार घूर्णन क्षेत्र के साथ एक प्रेरण मोटर के गुणों पर 4.7 - 4.12 में विस्तार से चर्चा की गई है, एकल-चरण मोटर के गुणों के विश्लेषण को प्रत्येक घूर्णन क्षेत्र की संयुक्त क्रिया पर विचार करने के लिए कम किया जा सकता है। दूसरे शब्दों में, एक एकल-चरण मोटर को दो समान मोटर्स के रूप में दर्शाया जा सकता है, जिनमें से रोटर कठोर रूप से परस्पर जुड़े होते हैं (चित्र 4.60, बी), चुंबकीय क्षेत्रों के रोटेशन की विपरीत दिशा और उनके द्वारा बनाए गए क्षणों के साथ। एमपर एमगिरफ्तार वह क्षेत्र, जिसके घूर्णन की दिशा रोटर के घूर्णन की दिशा से मेल खाती है, प्रत्यक्ष कहलाती है; विपरीत दिशा क्षेत्र - उलटा या उलटा।

आइए मान लें कि रोटरों के घूर्णन की दिशा घूर्णन क्षेत्रों में से एक की दिशा के साथ मेल खाती है, उदाहरण के लिए, n आदि के साथ। फिर प्रवाह के सापेक्ष रोटर की स्लाइडिंग एफआदि

s pr \u003d (n 1pr - n 2) / n 1pr \u003d (n 1 - n 2) / n 1 \u003d 1 - n 2 / n 1..

प्रवाह के सापेक्ष रोटर की पर्ची arr

s arr \u003d (n 1 arr + n 2) / n 1 arr \u003d (n 1 + n 2) / n 1 \u003d 1 + n 2 / n 1..

(4.100) और (4.101) से यह इस प्रकार है

एस o6p \u003d 1 + पी 2 / एन 1 \u003d 2 - एस पीआर।.

विद्युत चुम्बकीय क्षण एमपर एमएआर, प्रत्यक्ष और विपरीत क्षेत्रों द्वारा गठित, को निर्देशित किया जाता है विपरीत दिशाए, और एकल-चरण मोटर का परिणामी क्षण एमकट समान रोटर गति पर क्षणों में अंतर के बराबर है।

अंजीर पर। 4.61 निर्भरता दर्शाता है एम = एफ (एस)सिंगल फेज मोटर के लिए आकृति को देखते हुए, हम निम्नलिखित निष्कर्ष निकाल सकते हैं:

a) सिंगल-फेज मोटर में स्टार्टिंग टॉर्क नहीं होता है; यह उस दिशा में घूमता है जिसमें यह बाहरी बल द्वारा संचालित होता है; बी) रिवर्स फील्ड द्वारा उत्पन्न ब्रेकिंग टॉर्क की उपस्थिति के कारण निष्क्रिय अवस्था में एकल-चरण मोटर की घूर्णी गति तीन-चरण मोटर की तुलना में कम होती है;

ग) एकल-चरण मोटर का प्रदर्शन तीन-चरण मोटर की तुलना में खराब है; इसने रेटेड लोड, कम दक्षता, कम अधिभार क्षमता पर पर्ची बढ़ा दी है, जो एक रिवर्स फील्ड की उपस्थिति के कारण भी है;

d) एकल-चरण मोटर की शक्ति समान आकार के तीन-चरण मोटर की शक्ति का लगभग 2/3 है, क्योंकि एकल-चरण मोटर में काम करने वाली वाइंडिंग स्टेटर स्लॉट्स के केवल 2/3 भाग पर होती है। सभी स्टेटर स्लॉट भरें

चूंकि इस मामले में घुमावदार गुणांक छोटा है, तांबे की खपत लगभग 1.5 गुना बढ़ जाती है, जबकि बिजली केवल 12% बढ़ जाती है।

डिवाइस शुरू करना।प्रारंभिक टोक़ प्राप्त करने के लिए, सिंगल फेज मोटर्समुख्य कार्यशील वाइंडिंग के सापेक्ष 90 विद्युत डिग्री द्वारा स्थानांतरित एक प्रारंभिक घुमावदार है। स्टार्ट-अप अवधि के लिए, प्रारंभिक घुमावदार चरण-स्थानांतरण तत्वों - समाई या सक्रिय प्रतिरोध के माध्यम से नेटवर्क से जुड़ा हुआ है। इंजन के त्वरण की समाप्ति के बाद, शुरुआती वाइंडिंग को बंद कर दिया जाता है, जबकि इंजन एकल-चरण के रूप में काम करना जारी रखता है। चूंकि शुरुआती वाइंडिंग केवल थोड़े समय के लिए काम करती है, इसे काम करने वाले की तुलना में छोटे क्रॉस सेक्शन के तार से बनाया जाता है, और कम संख्या में खांचे में रखा जाता है।

आइए चरण-स्थानांतरण तत्व के रूप में कैपेसिटेंस सी का उपयोग करते समय स्टार्ट-अप प्रक्रिया पर नज़र डालें (चित्र। 4.62, ए)। स्टार्टिंग वाइंडिंग पर पीवोल्टेज
Ú 1p = Ú 1 - Ú सी = Ú 1 +जी 1पी एक्स सी, यानी यह मुख्य वोल्टेज के सापेक्ष चरण स्थानांतरित हो गया है यू 1 वर्किंग वाइंडिंग पर लागू होता है आर. नतीजतन, काम कर रहे वर्तमान वैक्टर मैं 1p और लांचर मैं 1n वाइंडिंग को किसी कोण से चरण में स्थानांतरित किया जाता है। एक निश्चित तरीके से फेज-शिफ्टिंग कैपेसिटर की कैपेसिटेंस को चुनकर, स्टार्ट-अप पर एक ऑपरेटिंग मोड प्राप्त करना संभव है जो सममित (चित्र। 4.62, बी) के करीब है, अर्थात, एक गोलाकार घूर्णन क्षेत्र प्राप्त करने के लिए। अंजीर पर। 4.62, निर्भरताएँ दिखाई जाती हैं एम = एफ (एस)चालू (वक्र 1) और बंद (वक्र 2) वाली मोटर के लिए। इंजन भागों में शुरू किया गया है अबविशेषताएं 1; बिंदु पर बीशुरुआती वाइंडिंग बंद कर दी जाती है, और भविष्य में इंजन आंशिक रूप से चलता है सीओविशेषताएं 2.

चूंकि दूसरी वाइंडिंग को शामिल करने से मोटर की यांत्रिक विशेषताओं में काफी सुधार होता है, कुछ मामलों में सिंगल-फेज मोटर्स का उपयोग किया जाता है जिसमें वाइंडिंग ए और बी

हर समय शामिल (चित्र। 4.63, ए)। ऐसी मोटरों को कैपेसिटर मोटर्स कहा जाता है।

कैपेसिटर मोटर्स की दोनों वाइंडिंग, एक नियम के रूप में, समान संख्या में स्लॉट्स पर कब्जा करती हैं और समान शक्ति होती हैं। एक संधारित्र मोटर शुरू करते समय, शुरुआती टोक़ को बढ़ाने के लिए, एक बढ़ी हुई समाई सी पी + सी पी की सलाह दी जाती है। विशेषता 2 (छवि। 4.63, बी) के अनुसार मोटर को तेज करने के बाद और वर्तमान घट जाती है, भाग कैपेसिटर Cn को बंद कर दिया जाता है ताकि रेटेड मोड में (जब मोटर करंट स्टार्ट-अप की तुलना में छोटा हो जाए) कैपेसिटेंस बढ़ाने के लिए और सर्कुलर रोटेटिंग फील्ड के साथ ऑपरेशन के करीब स्थितियों में मोटर के संचालन को सुनिश्चित करें। इस मामले में, इंजन विशेषता 1 पर काम करता है।

संधारित्र मोटरएक उच्च cos φ है। इसके नुकसान संधारित्र के अपेक्षाकृत बड़े द्रव्यमान और आयाम हैं, साथ ही आपूर्ति वोल्टेज के विरूपण के दौरान एक गैर-साइनसॉइडल वर्तमान की घटना है, जो कुछ मामलों में होता है हानिकारक प्रभावसंचार लाइन पर।

हल्की शुरुआती स्थितियों (शुरुआती अवधि के दौरान छोटे लोड टॉर्क) के तहत, शुरुआती प्रतिरोध वाले मोटर्स का उपयोग किया जाता है। आर(चित्र। 4.64, ए)। उपलब्धता सक्रिय प्रतिरोधस्टार्टिंग वाइंडिंग के सर्किट में इस वाइंडिंग में वोल्टेज और करंट के बीच एक छोटा फेज शिफ्ट p प्रदान करता है (चित्र 4.64, b) फेज शिफ्ट p की तुलना में वर्किंग वाइंडिंग में। इस संबंध में, काम करने वाली और शुरुआती वाइंडिंग में धाराओं को कोण φ p - p द्वारा चरण में स्थानांतरित किया जाता है और एक असममित (अण्डाकार) घूर्णन क्षेत्र बनाता है, जिसके कारण प्रारंभिक टोक़ होता है। शुरुआती प्रतिरोध वाले मोटर्स संचालन में विश्वसनीय हैं और बड़े पैमाने पर उत्पादित होते हैं। प्रारंभिक प्रतिरोध मोटर आवास में बनाया गया है और उसी हवा से ठंडा किया जाता है जो पूरे मोटर को ठंडा करता है।

परिरक्षित डंडे के साथ सिंगल-फेज माइक्रोमोटर्स।इन मोटर्स में, नेटवर्क से जुड़े स्टेटर वाइंडिंग को आमतौर पर स्पष्ट ध्रुवों (चित्र। 4.65, ए) पर केंद्रित और मजबूत किया जाता है, जिनमें से शीट्स को स्टेटर के साथ एक साथ मुहर लगाई जाती है। प्रत्येक पोल में, लग्स में से एक को एक सहायक वाइंडिंग द्वारा कवर किया जाता है, जिसमें एक या एक से अधिक शॉर्ट-सर्किट मोड़ होते हैं, जो पोल आर्क के 1/5 से 1/2 तक ढालते हैं। मोटर रोटर एक गिलहरी-पिंजरे पारंपरिक प्रकार है।

स्टेटर वाइंडिंग (पोल फ्लक्स) द्वारा बनाई गई मशीन के चुंबकीय प्रवाह को दो घटकों (चित्र। 4.65, बी) ty कॉइल के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है; n2 - एक शॉर्ट-सर्कुलेटेड कॉइल द्वारा परिरक्षित पोल के हिस्से से गुजरने वाला प्रवाह।

प्रवाह Фp1 और p2 ध्रुव के टुकड़े के विभिन्न भागों से होकर गुजरते हैं, अर्थात वे अंतरिक्ष में कोण β द्वारा विस्थापित होते हैं। इसके अलावा, वे एमडीएस के संबंध में चरण से बाहर हैं एफ n विभिन्न कोणों पर स्टेटर वाइंडिंग - 1 और 2। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि वर्णित मोटर के प्रत्येक ध्रुव को ट्रांसफार्मर के रूप में पहला सन्निकटन माना जा सकता है, जिसकी प्राथमिक वाइंडिंग स्टेटर वाइंडिंग है, और सेकेंडरी वाइंडिंग एक शॉर्ट-सर्किट कॉइल है। स्टेटर वाइंडिंग फ्लक्स शॉर्ट-सर्कुलेटेड कॉइल में EMF को प्रेरित करता है इसे (चित्र 4.65, सी), जिसके परिणामस्वरूप एक धारा उत्पन्न होती है मैंकरने के लिए और एमडीएस एफकश्मीर, एमडीएस के साथ तह एफएन स्टेटर वाइंडिंग। प्रतिक्रियाशील वर्तमान घटक मैंप्रवाह को कम करने के लिए पी 2, और सक्रिय - इसे एमडीएस के सापेक्ष चरण में स्थानांतरित करता है एफ n. चूंकि फ्लक्स Ф p1 शॉर्ट-सर्कुलेटेड कॉइल को कवर नहीं करता है, कोण γ 1 का अपेक्षाकृत छोटा मान (4-9 °) होता है - लगभग ट्रांसफॉर्मर फ्लक्स और प्राइमरी के MMF के बीच फेज शिफ्ट एंगल के समान मोड में घुमावदार निष्क्रिय चाल. कोण γ 2 बहुत बड़ा (लगभग 45 °) है, अर्थात, एक शॉर्ट-सर्कुलेटेड सेकेंडरी वाइंडिंग वाले ट्रांसफॉर्मर के समान (उदाहरण के लिए, करंट मापने वाले ट्रांसफॉर्मर में)। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि बिजली के नुकसान, जिस पर कोण 2 निर्भर करता है, न केवल स्टील में चुंबकीय शक्ति के नुकसान से निर्धारित होता है, बल्कि शॉर्ट-सर्किट कॉइल में बिजली के नुकसान से भी निर्धारित होता है।

चावल। 4.65. परिरक्षित ध्रुवों के साथ एकल-चरण मोटर के संरचनात्मक आरेख और इसके
वेक्टर आरेख:
1 - स्टेटर; 2 - स्टेटर वाइंडिंग; 3 - शॉर्ट सर्किट
कुंडल; 4 - रोटर; 5 - पोल

प्रवाह Ф p1 और p2, एक कोण β द्वारा अंतरिक्ष में स्थानांतरित किया गया और कोण γ = γ 2 - l द्वारा समय में चरण में स्थानांतरित किया गया, एक अंडाकार घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (अध्याय 3 देखें) बनाता है, जो एक टोक़ अभिनय करता है मोटर के रोटर को पहले पोल के टुकड़े से दिशा में, शॉर्ट-सर्कुलेटेड कॉइल द्वारा कवर नहीं किया गया, दूसरे सिरे तक ("चरण" प्रवाह मैक्सिमा के विकल्प के अनुसार)।

मोटर के शुरुआती टॉर्क को बढ़ाने के लिए, इसके घूर्णन क्षेत्र को एक वृत्ताकार क्षेत्र में ले जाकर, विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है: आसन्न ध्रुवों के ध्रुव टुकड़ों के बीच चुंबकीय शंट स्थापित किए जाते हैं, जो मुख्य वाइंडिंग और शॉर्ट- के बीच चुंबकीय संबंध को बढ़ाते हैं- घुमावदार कुंडल और आकार में सुधार चुंबकीय क्षेत्रहवा के अंतराल में; टिप के नीचे हवा के अंतर को बढ़ाएं, शॉर्ट-सर्किट कॉइल द्वारा कवर नहीं किया गया; कवरेज के विभिन्न कोणों के साथ एक टिप पर दो या दो से अधिक शॉर्ट-सर्किट टर्न का उपयोग करें। ध्रुवों पर शॉर्ट-सर्किट के बिना मोटर्स भी हैं, लेकिन एक असममित चुंबकीय प्रणाली के साथ: ध्रुव के अलग-अलग हिस्सों और विभिन्न वायु अंतराल के विभिन्न विन्यास। इस तरह के मोटरों में परिरक्षित ध्रुवों वाले मोटर्स की तुलना में कम शुरुआती टोक़ होता है, लेकिन उनकी दक्षता अधिक होती है, क्योंकि शॉर्ट-सर्किट मोड़ में उन्हें कोई बिजली हानि नहीं होती है।

परिरक्षित खंभों वाली मोटरों के माने गए डिजाइन अपरिवर्तनीय हैं। ऐसे इंजनों में रिवर्स करने के लिए शॉर्ट-सर्किट टर्न के बजाय कॉइल का उपयोग किया जाता है। बी1, बी2, बी3तथा 4 पर(चित्र 4.65, में), जिनमें से प्रत्येक आधा पोल को कवर करता है। कॉइल की एक जोड़ी को शॉर्ट-सर्किट करना पहले मेंतथा 4 परया मे २तथा तीन बजे, ध्रुव के एक या दूसरे आधे हिस्से को ढालना संभव है और इस प्रकार चुंबकीय क्षेत्र और रोटर के घूमने की दिशा बदल जाती है।

परिरक्षित डंडे वाली मोटर के कई महत्वपूर्ण नुकसान हैं: अपेक्षाकृत बड़े समग्र आयाम और वजन; कम क्योंकि 0.4 ÷ 0.6; शॉर्ट-सर्किटेड कॉइल में बड़े नुकसान के कारण कम दक्षता η = 0.25 ÷ 0.4; छोटे शुरुआती टोक़, आदि। इंजन के फायदे डिजाइन की सादगी हैं और परिणामस्वरूप, संचालन में उच्च विश्वसनीयता। स्टेटर पर दांतों की अनुपस्थिति के कारण, इंजन का शोर नगण्य होता है, इसलिए इसे अक्सर संगीत और भाषण के पुनरुत्पादन के लिए उपकरणों में उपयोग किया जाता है।

220V सिंगल-फेज इलेक्ट्रिक मोटर एक अलग तंत्र है जिसका व्यापक रूप से विभिन्न उपकरणों में स्थापना के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग घरेलू और औद्योगिक उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित है साधारण सॉकेट, जहां आवश्यक रूप से कम से कम 220 वोल्ट की शक्ति हो। इस मामले में, 60 हर्ट्ज की आवृत्ति पर ध्यान देना आवश्यक है।

व्यवहार में, यह साबित हो गया है कि 220 वी एकल-चरण इलेक्ट्रिक मोटर को उन उपकरणों के साथ बेचा जाता है जो विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा को परिवर्तित करने में मदद करता है, और कैपेसिटर की मदद से आवश्यक चार्ज भी जमा करते हैं। आधुनिक मॉडल, जो नवीन तकनीकों का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैं, 220V इलेक्ट्रिक मोटर अतिरिक्त रूप से डिवाइस के कार्यस्थल को रोशन करने के लिए उपकरणों से लैस हैं। यह आंतरिक और बाहरी भागों पर लागू होता है।

यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि संधारित्र की समाई को सभी बुनियादी आवश्यकताओं के अनुपालन में संग्रहित किया जाना चाहिए। सबसे अच्छा विकल्प वह है जहाँ हवा का तापमान समान रहता हैऔर किसी भी उतार-चढ़ाव के अधीन नहीं है। कक्ष में तापमान व्यवस्थाऋणात्मक मान पर नहीं गिरना चाहिए।

इंजन के उपयोग के दौरान, विशेषज्ञ समय-समय पर संधारित्र के समाई मान को मापने की सलाह देते हैं।

इंडक्शन मोटर्स का आज व्यापक रूप से विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए उपयोग किया जाता है। विभिन्न ड्राइवों के लिए, इलेक्ट्रिक मोटर के इस विशेष मॉडल का उपयोग किया जाता है। एकल चरण अतुल्यकालिक डिजाइनवुडवर्किंग मशीन, पंप, कम्प्रेसर, औद्योगिक वेंटिलेशन डिवाइस, कन्वेयर, लिफ्ट और कई अन्य उपकरण चलाने में मदद करें।

इलेक्ट्रिक मोटर का उपयोग छोटे पैमाने के मशीनीकरण को चलाने के लिए भी किया जाता है। इनमें फीड ग्राइंडर और कंक्रीट मिक्सर शामिल हैं। ऐसी संरचनाओं को केवल विश्वसनीय आपूर्तिकर्ताओं से ही खरीदना आवश्यक है। खरीदने से पहले, अनुरूपता के प्रमाण पत्र और निर्माता की वारंटी की जांच करना उचित है।

आपूर्तिकर्ताओं को अपने ग्राहकों को प्रदान करना चाहिए सेवादेखभालविद्युत मोटरटूटने या विफलता के मामले में। यह मुख्य घटकों में से एक है जो पंप इकाई की असेंबली के दौरान पूरा होता है।

इलेक्ट्रिक मोटर्स की मौजूदा श्रृंखला

आज औद्योगिक उद्यमएकल-चरण इलेक्ट्रिक मोटर 220V की निम्नलिखित श्रृंखला का उत्पादन करें:

सभी इंजन डिजाइन के अनुसार विभाजित, स्थापना की विधि के साथ-साथ सुरक्षा की डिग्री के अनुसार। यह आपको संरचना को नमी या यांत्रिक कणों से बचाने की अनुमति देता है।

ए सीरीज इलेक्ट्रिक मोटर्स की विशेषताएं

ए सीरीज़ के इलेक्ट्रिक सिंगल-फ़ेज़ मोटर्स एकीकृत एसिंक्रोनस डिज़ाइन हैं। वे से बंद हैं बाहरी प्रभावगिलहरी-पिंजरे रोटर के साथ।

मोटर संरचना में निम्नलिखित निष्पादन समूह हैं:

एकल-चरण इलेक्ट्रिक मोटर 220V की लागत श्रृंखला पर निर्भर करती है।

इंजन कितने प्रकार के होते हैं?

सिंगल-फेज मोटर्स को घरेलू और औद्योगिक उद्देश्यों के लिए इलेक्ट्रिक ड्राइव को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ऐसी संरचनाएं राज्य मानकों के अनुसार निर्मित होती हैं।

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