સિંગલ-ફેઝ અને બે-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સ

હેતુ, ઉપકરણ અને સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સના સંચાલનના સિદ્ધાંત

સિંગલ-ફેઝ ઇન્ડક્શન મોટર્સ એ લો-પાવર મશીનો છે જે ડિઝાઇનમાં સમાન ત્રણ-તબક્કાની ખિસકોલી-કેજ મોટર્સ જેવું લાગે છે.

સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સ સ્ટેટરની ગોઠવણીમાં ત્રણ-તબક્કાની મોટર્સથી અલગ પડે છે, જ્યાં ચુંબકીય સર્કિટના ગ્રુવ્સમાં બે-તબક્કાની વિન્ડિંગ સ્થિત હોય છે, જેમાં 120 el ના તબક્કા વિસ્તાર સાથે મુખ્ય અથવા કાર્યકારી તબક્કાનો સમાવેશ થાય છે. કરા અને C1 અને C2 ચિહ્નિત ટર્મિનલ્સ તરફ દોરી જાય છે, અને 60 el ના તબક્કા વિસ્તાર સાથે સહાયક અથવા પ્રારંભિક તબક્કો. કરા અને B1 અને B2 ચિહ્નિત ટર્મિનલ્સ તરફ દોરી જાય છે (ફિગ. 1).

આ વિન્ડિંગ તબક્કાઓના ચુંબકીય અક્ષો 0 = 90 el એંગલ દ્વારા એકબીજાની તુલનામાં સરભર કરવામાં આવે છે. કરા વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ કાર્યકારી તબક્કો રોટરને ફેરવવાનું કારણ બની શકતું નથી, કારણ કે તેનો વર્તમાન સપ્રમાણતાના નિશ્ચિત અક્ષ સાથે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રને ઉત્તેજિત કરે છે, જે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન દ્વારા સમયાંતરે સુમેળમાં બદલાતી લાક્ષણિકતા છે.

ચોખા. 1. સિંગલ-ફેઝ સ્ક્વિરલ-કેજ રોટર ઇન્ડક્શન મોટરનું સર્કિટ ડાયાગ્રામ.

આ ક્ષેત્રને બે ઘટકો દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે - પ્રત્યક્ષ અને વિપરીત ક્રમના સમાન ગોળાકાર ચુંબકીય ક્ષેત્રો, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન સાથે ફરતા, સમાન ગતિએ વિરુદ્ધ દિશામાં ફરતા. જો કે, જ્યારે રોટર જરૂરી દિશામાં પ્રી-એક્સીલરેટેડ હોય છે, ત્યારે કામનો તબક્કો ચાલુ હોય ત્યારે તે એ જ દિશામાં ફેરવવાનું ચાલુ રાખે છે.

આ કારણોસર, સિંગલ-ફેઝ મોટરની શરૂઆત સ્ટાર્ટ બટનને દબાવીને રોટરને વેગ આપવાથી શરૂ થાય છે, જેના કારણે સ્ટેટર વિન્ડિંગના બંને તબક્કામાં પ્રવાહો ઉત્તેજિત થાય છે, જે પરિમાણોના પરિમાણોને આધારે એક રકમ દ્વારા તબક્કા-સ્થળે છે. ફેઝ-શિફ્ટિંગ ડિવાઇસ Z, જે રેઝિસ્ટર, ઇન્ડક્ટર અથવા કેપેસિટરના રૂપમાં બનાવવામાં આવે છે, અને ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ તત્વો જેમાં સ્ટેટર વિન્ડિંગના ઓપરેટિંગ અને પ્રારંભિક તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રવાહો હવાના અંતરમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન સાથે મશીનમાં ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રનું કારણ બને છે, જે સમયાંતરે અને એકવિધ રીતે મહત્તમ અને લઘુત્તમ મૂલ્યોમાં બદલાય છે, અને તેના વેક્ટરનો અંત લંબગોળનું વર્ણન કરે છે.

તે. લંબગોળ ફરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર શોર્ટ-સર્ક્યુટેડ રોટર વિન્ડિંગના વાયરમાં EMF અને પ્રવાહોને શોધી કાઢે છે, જે આ ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને, ક્ષેત્રના પરિભ્રમણની દિશામાં સિંગલ-ફેઝ મોટરના રોટરના પ્રવેગને સુનિશ્ચિત કરે છે, અને તે થોડી સેકંડમાં લગભગ નજીવી ઝડપે પહોંચે છે.

સ્ટાર્ટ બટનને રીલીઝ કરવાથી ઇલેક્ટ્રિક મોટરને બે-ફેઝ મોડમાંથી સિંગલ-ફેઝ મોડમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, જે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રના અનુરૂપ ઘટક દ્વારા પણ સપોર્ટેડ છે, જે તેના પરિભ્રમણ દરમિયાન સ્લિપને કારણે ફરતા રોટરથી સહેજ આગળ હોય છે.

પાવર નેટવર્કમાંથી સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટરના સ્ટેટર વિન્ડિંગના પ્રારંભિક તબક્કાનું સમયસર ડિસ્કનેક્શન તેની ડિઝાઇનને કારણે જરૂરી છે, જે ઓપરેશનના ટૂંકા ગાળાના મોડ માટે પ્રદાન કરે છે - સામાન્ય રીતે 3 સે સુધી, જે તેના લાંબા સમય સુધી રોકાણને બાકાત રાખે છે. અસ્વીકાર્ય ઓવરહિટીંગ, ઇન્સ્યુલેશન બર્નિંગ અને નુકસાનને કારણે લોડ હેઠળ.

સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સના સંચાલનની વિશ્વસનીયતામાં વધારો એ મશીન કેસમાં VT અને B2 ચિહ્નિત ટર્મિનલ્સ સાથે જોડાયેલા વિક્ષેપિત સંપર્કો સાથે એક કેન્દ્રત્યાગી સ્વીચ અને PT અને C1 ચિહ્નિત ટર્મિનલ ધરાવતા સમાન સંપર્કો સાથે થર્મલ રિલે દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે (ફિગ. 2, c, d).

જ્યારે રોટર રેટ કરેલ સ્પીડની નજીક પહોંચે છે ત્યારે સેન્ટ્રીફ્યુગલ સ્વીચ B1 અને B2 ચિહ્નિત ટર્મિનલ્સ સાથે જોડાયેલા સ્ટેટર વિન્ડિંગના પ્રારંભિક તબક્કાને આપમેળે ડિસ્કનેક્ટ કરે છે, અને જ્યારે હીટિંગ ચાલુ હોય ત્યારે થર્મલ રિલે સ્ટેટર વિન્ડિંગના બંને તબક્કાઓને મુખ્યથી ડિસ્કનેક્ટ કરે છે. અનુમતિપાત્ર કરતાં વધુ.

સ્ટાર્ટ બટનને સ્વિચ કરીને અને ઇલેક્ટ્રિક મોટરના ટર્મિનલ્સ પર મેટલ પ્લેટને ફરીથી ગોઠવીને શરૂ કરતી વખતે સ્ટેટર વિન્ડિંગના એક તબક્કામાં વર્તમાનની દિશા બદલીને રોટરના પરિભ્રમણની દિશાને ઉલટાવી શકાય છે ( ફિગ. 2, a, b) અથવા ફક્ત બે સમાન પ્લેટોને ફરીથી ગોઠવીને (ફિગ. 2, c, d).

ચોખા. 2. ખિસકોલી રોટર સાથે સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટરના સ્ટેટર વિન્ડિંગના તબક્કાઓના ટર્મિનલ્સનું ચિહ્નિત કરવું અને રોટર પરિભ્રમણ માટે તેમનું જોડાણ: a, c — જમણે, b, d — ડાબે.

સિંગલ-ફેઝ અને થ્રી-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓની તુલના

સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સ ત્રણ-તબક્કાના મશીનોથી અલગ પડે છે જે રેટેડ પાવરમાં ઘટાડેલા પ્રારંભિક ટોર્ક પરિબળ kn = МХ / Mnom અને વધેલા પ્રારંભિક વર્તમાન પરિબળ ki = Mi / Mnom સાથે હોય છે, જે પ્રારંભિક તબક્કા સાથે સિંગલ-ફેઝ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ માટે હોય છે. વધેલા ડાયરેક્ટ કરંટ રેઝિસ્ટન્સ સાથે સ્ટેટર વિન્ડિંગ અને વર્કિંગ ફેઝનું નીચું ઇન્ડક્ટન્સ મહત્વપૂર્ણ kn — 1.0 — 1.5 અને ki = 5 — 9 છે.

સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સની શરૂઆતની લાક્ષણિકતાઓ ત્રણ-તબક્કાની અસુમેળ મોટર્સની તુલનામાં વધુ ખરાબ છે કારણ કે એક લંબગોળ ફરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર સિંગલ-ફેઝ મશીનોની શરૂઆતમાં ઉત્સાહિત હોય છે જેમાં સ્ટેટર વિન્ડિંગનો પ્રારંભિક તબક્કો બેની સમકક્ષ હોય છે. બિન-યુનિફોર્મ ગોળાકાર ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રો — સીધા અને ઊલટું, બ્રેકિંગ અસરનું કારણ બને છે.

સ્ટેટર વિન્ડિંગના કાર્યકારી અને પ્રારંભિક તબક્કાના ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટના તત્વોના પરિમાણોને પસંદ કરીને, સ્ટાર્ટ-અપ સમયે ચક્રાકાર ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઉત્તેજનાની ખાતરી કરવી શક્ય છે, જે તબક્કો-શિફ્ટિંગ તત્વ દ્વારા શક્ય છે. યોગ્ય ક્ષમતા સાથે કેપેસિટરના સ્વરૂપમાં.

જેમ જેમ રોટરના પ્રવેગથી મશીન સર્કિટના પરિમાણોમાં ફેરફાર થાય છે, તેમ ફરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ગોળાકારથી લંબગોળમાં બદલાય છે, આમ મોટરની પ્રારંભિક લાક્ષણિકતાઓમાં ઘટાડો થાય છે. તેથી, લગભગ 0.8 નજીવી ઝડપે, ઇલેક્ટ્રિક મોટરના સ્ટેટર વિન્ડિંગનો પ્રારંભિક તબક્કો મેન્યુઅલી અથવા આપમેળે બંધ થાય છે, જેના પરિણામે મોટર સિંગલ-ફેઝ ઓપરેશન પર સ્વિચ કરે છે.

પ્રારંભિક કેપેસિટર સાથે સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સમાં પ્રારંભિક પ્રારંભિક ટોર્ક kp = 1.7 — 2.4 અને પ્રારંભિક પ્રારંભિક વર્તમાન ki = 3 — 5 નો ગુણાંક હોય છે.

બે-તબક્કાની અસુમેળ મોટર્સ

બે-તબક્કાના અસુમેળ મોટર્સમાં, સ્ટેટરના બે તબક્કાઓ 90 el ના તબક્કા વિસ્તારો સાથે વિન્ડિંગ કરે છે. શુભેચ્છાઓ કામદારો છે. તેઓ સ્ટેટરના ચુંબકીય સર્કિટના ગ્રુવ્સમાં સ્થિત છે, જેથી તેમના ચુંબકીય અક્ષો 90 el નો ખૂણો બનાવે છે. કરા સ્ટેટર વિન્ડિંગના આ તબક્કાઓ એકબીજાથી માત્ર વળાંકોની સંખ્યામાં જ નહીં, પણ રેટેડ વોલ્ટેજ અને કરંટમાં પણ અલગ પડે છે, જો કે મોટરના રેટેડ મોડ પર તેમની કુલ શક્તિઓ સમાન હોય છે.

સ્ટેટર વિન્ડિંગના એક તબક્કામાં કાયમી કેપેસિટર Cp (ફિગ. 3, a) હોય છે, જે મોટરના નજીવા મોડની સ્થિતિમાં ગોળ ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઉત્તેજના પૂરી પાડે છે. આ કેપેસિટરની ક્ષમતા સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2

જ્યાં I1 અને φ1- ગોળ ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કેપેસિટર વિના સ્ટેટર વિન્ડિંગના ફેઝ સર્કિટના વોલ્ટેજ અને વર્તમાન વચ્ચે અનુક્રમે વર્તમાન અને તબક્કાની પાળી, I અને ti — વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવર્તન અને સપ્લાયનું વોલ્ટેજ નેટવર્ક, અનુક્રમે, n- ટ્રાન્સફોર્મેશન ગુણાંક — ફોર્મ્યુલા દ્વારા નિર્ધારિત કેપેસિટર સાથે અને વગર અનુક્રમે સ્ટેટર વિન્ડિંગના તબક્કાઓના વળાંકની અસરકારક સંખ્યાનો ગુણોત્તર

n = kvol2 w2 / ktom 1 w1

જ્યાં коб2 અને коб1 — વળાંક w2 અને w1 ની સંખ્યા સાથે વિન્ડિંગ સ્ટેટરના અનુરૂપ તબક્કાઓના વિન્ડિંગ ગુણાંક.

કેપેસિટર ટર્મિનલ વોલ્ટેજ Uc એ મુખ્ય વોલ્ટેજ Uની ઉપર ગોળ ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે બે-તબક્કાના ઇન્ડક્શન મોટરના વિન્ડિંગ તબક્કા સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે અને નીચે પ્રમાણે નક્કી કરવામાં આવે છે:

Uc = U √1 + n2

નજીવા સિવાયના મોટર લોડમાં સંક્રમણ સાથે ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફાર થાય છે, જે ગોળાકારને બદલે લંબગોળ બને છે.આ એન્જિનના કાર્યકારી ગુણધર્મોને વધુ ખરાબ કરે છે, અને જ્યારે શરૂ થાય છે, ત્યારે તે પ્રારંભિક ઘટાડે છે ટોર્ક શરૂ MP <0.3Mnom સુધી, સ્થાયી રૂપે જોડાયેલ કેપેસિટર મોટર્સના ઉપયોગને મર્યાદિત કરીને માત્ર હળવી શરૂઆતની સ્થિતિ સાથેના સ્થાપનોમાં.

પ્રારંભિક ટોર્ક વધારવા માટે, પ્રારંભિક કેપેસિટર Cn કાર્યકારી કેપેસિટર Cp (Fig.3, b) સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલ છે, જેની ક્ષમતા કાર્યકારી કેપેસિટરની ક્ષમતા કરતા ઘણી વધારે છે અને પ્રારંભિક શરૂઆતના સેટ પર આધારિત છે. ટોર્ક, જે બે અથવા વધુ સુધી વધારી શકાય છે.

ચોખા. 3. ખિસકોલી-કેજ રોટર સાથે બે-તબક્કાની અસિંક્રોનસ મોટર્સ પર સ્વિચ કરવા માટેની યોજનાઓ: a — કાયમી રીતે જોડાયેલા કેપેસિટર સાથે, b — ચાલતા અને શરૂ થતા કેપેસિટર સાથે.

રોટર નજીવા પ્રારંભિક કેપેસિટરની 0.6 - 0.7 ની ઝડપે વેગ આપે તે પછી, તે ગોળાકાર ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબગોળમાં સંક્રમણ ટાળવા માટે બંધ કરવામાં આવે છે, જે મોટરની કામગીરીને બગાડે છે.

આવા કેપેસિટર મોટર્સનો પ્રારંભિક મોડ નીચેના પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: kn = 1.7 — 2.4 અને ki = 4 — 6.

કેપેસિટર મોટર્સને સ્ટેટર વિન્ડિંગ પર પ્રારંભિક પડદો ધરાવતી સિંગલ-ફેઝ મોટર્સ કરતાં વધુ સારી ઉર્જા લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા અલગ પાડવામાં આવે છે, અને તેમના પાવર પરિબળ, કેપેસિટરના ઉપયોગને કારણે, સમાન શક્તિની ત્રણ-તબક્કાની મોટર્સ કરતા વધારે છે.

યુનિવર્સલ અસિંક્રોનસ મોટર્સ

સ્વચાલિત નિયંત્રણ સ્થાપનો સાર્વત્રિક અસુમેળ મોટર્સનો ઉપયોગ કરે છે - ઓછી શક્તિની ત્રણ-તબક્કાની મશીનો, જે ત્રણ-તબક્કા અથવા સિંગલ-ફેઝ નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ છે. જ્યારે સિંગલ-ફેઝ નેટવર્કથી સંચાલિત થાય છે, ત્યારે મોટર્સની પ્રારંભિક અને ઓપરેટિંગ લાક્ષણિકતાઓ ત્રણ-તબક્કા મોડમાં ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે થોડી ખરાબ હોય છે.

યુએડી શ્રેણીની યુનિવર્સલ અસિંક્રોનસ મોટર્સ બે- અને ચાર-ધ્રુવો સાથે બનાવવામાં આવે છે, જે ત્રણ-તબક્કાના મોડમાં 1.5 થી 70 ડબ્લ્યુની નજીવી શક્તિ ધરાવે છે, અને સિંગલ-ફેઝ મોડમાં - 1 થી 55 ડબ્લ્યુ અને વૈકલ્પિક રીતે કાર્ય કરે છે. કાર્યક્ષમતા સાથે 50 Hz ની આવર્તન સાથે વોલ્ટેજ નેટવર્ક η= 0.09 — 0.65.

સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સ છાંયેલા અથવા છાંયેલા ધ્રુવો સાથે

વિભાજિત અથવા છાંયેલા ધ્રુવો સાથે સિંગલ-ફેઝ ઇન્ડક્શન મોટર્સમાં, દરેક ધ્રુવને ઊંડા ખાંચ દ્વારા બે અસમાન ભાગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે અને ધ્રુવના સમગ્ર ચુંબકીય સર્કિટને આવરી લેતી સિંગલ-ફેઝ વિન્ડિંગ અને તેના નાના ભાગ પર સ્થિત ટૂંકા-સર્કિટ વળાંક ધરાવે છે.

આ મોટરોના રોટરમાં શોર્ટ સર્કિટ વિન્ડિંગ હોય છે. સિન્યુસોઇડલ વોલ્ટેજમાં સ્ટેટર વિન્ડિંગનો સમાવેશ તેમાં વર્તમાનની સ્થાપના અને સપ્રમાણતાની નિશ્ચિત ધરી સાથે વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઉત્તેજના સાથે છે, જે ટૂંકા-સર્કિટવાળા લૂપ્સમાં અનુરૂપ emf અને પ્રવાહોને પ્રેરિત કરે છે.

શોર્ટ-સર્કિટ પ્રવાહોના પ્રભાવ હેઠળ, અનુરૂપ m.d.s ચુંબકીય ક્ષેત્રને ઉત્તેજિત કરે છે, જે કવચિત વારંવારના ધ્રુવોમાં મુખ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રને મજબૂત અને નબળા પડતા અટકાવે છે. ધ્રુવોના કવચ વિનાના અને બિનશિલ્ડ ભાગોના ચુંબકીય ક્ષેત્રો સમયસર તબક્કાની બહાર છે અને, અવકાશમાં સ્થાનાંતરિત, ધ્રુવના બિનરક્ષિત ભાગની ચુંબકીય અક્ષથી ચુંબકીય ધરી તરફની દિશામાં આગળ વધતા પરિણામી લંબગોળ ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. તેના કવચિત ભાગનો.

રોટર વિન્ડિંગમાં પ્રેરિત કરંટ સાથે આ ક્ષેત્રની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રારંભિક ટોર્ક Mn = (0.2 — 0.6) Mnom અને રોટરને રેટ કરેલ ગતિમાં પ્રવેગકનું કારણ બને છે, જો મોટર શાફ્ટ પર લાગુ બ્રેકિંગ ટોર્ક ન હોવો જોઈએ. પ્રારંભિક ટોર્કને ઓળંગવા માટે.

સ્પ્લિટ અથવા શેડ્ડ ધ્રુવો સાથે સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સના પ્રારંભિક પ્રારંભિક અને મહત્તમ ટોર્કને વધારવા માટે, સ્ટીલ શીટના ચુંબકીય શંટ તેમના ધ્રુવો વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે, જે ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને પરિપત્રની નજીક લાવે છે.

શેડેડ પોલ મોટર્સ એ બિન-ઉલટાવી શકાય તેવા ઉપકરણો છે જે વારંવાર શરૂ થવા દે છે, અચાનક બંધ થઈ શકે છે અને લાંબા સમય સુધી વિલંબિત થઈ શકે છે. તેઓ 0.5 થી 30 W સુધીના બે- અને ચાર-ધ્રુવ રેટેડ પાવર સાથે અને 300 W સુધીની સુધારેલી ડિઝાઇન સાથે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ નેટવર્કથી 50 Hz ની આવર્તન સાથે ηnom = 0.20 — 0.40 ની કાર્યક્ષમતા સાથે બનાવવામાં આવે છે.
આ પણ વાંચો: સેલ્સિન્સ: હેતુ, ઉપકરણ, ક્રિયાના સિદ્ધાંત