સિંક્રનસ મશીનો - મોટર્સ, જનરેટર અને વળતર આપનાર

સિંક્રનસ મશીનો વૈકલ્પિક વર્તમાન વિદ્યુત મશીનો છે જેમાં રોટર અને સ્ટેટર કરંટનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર સિંક્રનસ રીતે ફરે છે.
થ્રી-ફેઝ સિંક્રનસ જનરેટર સૌથી શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનો છે. હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટ્સમાં સિંક્રનસ જનરેટર્સની એકમ શક્તિ 640 મેગાવોટ છે, અને થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં - 8 - 1200 મેગાવોટ. સિંક્રનસ મશીનમાં, વિન્ડિંગ્સમાંથી એક એસી મેઇન્સ સાથે જોડાયેલ છે અને બીજી ડીસી દ્વારા ઉત્તેજિત છે. વૈકલ્પિક વર્તમાન વિન્ડિંગને આર્મેચર વિન્ડિંગ કહેવામાં આવે છે.
આર્મેચર વિન્ડિંગ સિંક્રનસ મશીનની તમામ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શક્તિને વિદ્યુત શક્તિમાં ફેરવે છે અને ઊલટું. તેથી, તે સામાન્ય રીતે સ્ટેટર પર મૂકવામાં આવે છે, જેને આર્મેચર કહેવામાં આવે છે. ઉત્તેજના કોઇલ રૂપાંતરિત શક્તિના 0.3 - 2% વાપરે છે, તેથી તે સામાન્ય રીતે ફરતા રોટર પર સ્થિત હોય છે, જેને ઇન્ડક્ટર કહેવામાં આવે છે, અને ઓછી ઉત્તેજના શક્તિ સ્લિપ રિંગ્સ અથવા બિન-સંપર્ક ઉત્તેજના ઉપકરણો દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે.

આર્મેચર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સિંક્રનસ ઝડપે ફરે છે n1 = 60f1 / p, rpm, જ્યાં p = 1,2,3 … 64, વગેરે. ધ્રુવ જોડીની સંખ્યા છે.
ઔદ્યોગિક નેટવર્કની આવર્તન f1 = 50 Hz સાથે, વિવિધ સંખ્યાના ધ્રુવો પર સિંક્રનસ ઝડપની સંખ્યા: 3000, 1500, 1000, વગેરે). ઇન્ડક્ટરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર રોટરની તુલનામાં સ્થિર હોવાથી, ઇન્ડક્ટર અને આર્મેચરના ક્ષેત્રોની સતત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે, રોટરને સમાન સિંક્રનસ ઝડપે ફરવું જોઈએ.

સિંક્રનસ મશીનોનું બાંધકામ
ત્રણ-તબક્કાના વિન્ડિંગ સાથે સિંક્રનસ મશીનનું સ્ટેટર બાંધકામમાં અલગ નથી અસુમેળ મશીન સ્ટેટર, અને ઉત્તેજક કોઇલ ધરાવતું રોટર બે પ્રકારના હોય છે - અગ્રણી ધ્રુવ અને ગર્ભિત ધ્રુવ. ઊંચી ઝડપે અને ઓછી સંખ્યામાં ધ્રુવો પર, ગર્ભિત-ધ્રુવ રોટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે કારણ કે તેમની પાસે વધુ ટકાઉ માળખું છે, અને ઓછી ઝડપે અને મોટી સંખ્યામાં ધ્રુવો, મોડ્યુલર બાંધકામના મુખ્ય-ધ્રુવ રોટરનો ઉપયોગ થાય છે. આવા રોટર્સની મજબૂતાઈ ઓછી હોય છે, પરંતુ તેઓનું ઉત્પાદન અને સમારકામ સરળ હોય છે. દેખીતી ધ્રુવ રોટર:

તેઓ સિંક્રનસ મશીનોમાં મોટી સંખ્યામાં ધ્રુવો અને અનુરૂપ નીચા n સાથે ઉપયોગમાં લેવાય છે. હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ્સ (હાઇડ્રોજનરેટર). આવર્તન n 60 થી કેટલાક સો ક્રાંતિ પ્રતિ મિનિટ. સૌથી શક્તિશાળી હાઇડ્રોજનરેટરમાં 2.5 મીટર, p — 42 અને n = 143 rpm ની લંબાઈ સાથે 12 મીટરનો રોટર વ્યાસ હોય છે.
પરોક્ષ રોટર:

વિન્ડિંગ — વ્યાસ d = 1.2 — 1.3 મીટર રોટર ચેનલોમાં, રોટરની સક્રિય લંબાઈ 6.5 મીટર કરતાં વધુ નથી. TPP, NPP (ટર્બાઇન જનરેટર). એક મશીનમાં S = 500,000 kVA n = 3000 અથવા 1500 rpm (1 અથવા 2 ધ્રુવ જોડી).
ફીલ્ડ કોઇલ ઉપરાંત, રોટર પર ડેમ્પર અથવા ડેમ્પિંગ કોઇલ સ્થિત છે, જેનો ઉપયોગ સિંક્રનસ મોટર્સમાં શરૂ કરવા માટે થાય છે. આ કોઇલ એક ખિસકોલી કેજ શોર્ટ-સર્કિટ કોઇલ જેવી જ બનાવવામાં આવે છે, માત્ર ખૂબ નાના વિભાગની, કારણ કે રોટરનું મુખ્ય વોલ્યુમ ફીલ્ડ કોઇલ દ્વારા લેવામાં આવે છે.બિન-યુનિફોર્મ-પોલ રોટર્સમાં, ડેમ્પર વિન્ડિંગની ભૂમિકા રોટરના ઘન દાંતની સપાટીઓ અને ચેનલોમાં વાહક ફાચર દ્વારા ભજવવામાં આવે છે.
સિંક્રનસ મશીનના ઉત્તેજના વિન્ડિંગમાં સીધો પ્રવાહ મશીનના શાફ્ટ પર સ્થાપિત વિશિષ્ટ ડીસી જનરેટરમાંથી પૂરો પાડી શકાય છે અને તેને એક્સાઇટર કહેવામાં આવે છે, અથવા સેમિકન્ડક્ટર રેક્ટિફાયર દ્વારા મુખ્યમાંથી.
આ વિષય પર પણ જુઓ:
સિંક્રનસ મશીનોનો હેતુ અને વ્યવસ્થા

સિંક્રનસ ટર્બો અને હાઇડ્રોજનરેટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

સિંક્રનસ મશીન જનરેટર અથવા મોટર તરીકે કામ કરી શકે છે. સિંક્રનસ મશીન મોટર તરીકે કામ કરી શકે છે જો સ્ટેટર વિન્ડિંગને ત્રણ-તબક્કાનો મુખ્ય પ્રવાહ પૂરો પાડવામાં આવે. આ કિસ્સામાં, સ્ટેટર અને રોટર ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે, સ્ટેટર ક્ષેત્ર તેની સાથે રોટરને વહન કરે છે. આ કિસ્સામાં, રોટર એ જ દિશામાં અને સ્ટેટર ક્ષેત્રની સમાન ઝડપે ફરે છે.

સિંક્રનસ મશીનોના સંચાલનનો જનરેટર મોડ સૌથી સામાન્ય છે, અને લગભગ તમામ વિદ્યુત ઉર્જા સિંક્રનસ જનરેટર દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. સિંક્રનસ મોટર્સનો ઉપયોગ 600 kW થી વધુ અને 1 kW સુધીની શક્તિ સાથે માઇક્રોમોટર્સ તરીકે થાય છે. 1000 V સુધીના વોલ્ટેજ માટે સિંક્રનસ જનરેટર્સનો ઉપયોગ સ્વાયત્ત પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ્સ માટેના એકમોમાં થાય છે.

આ જનરેટર સાથેના એકમો સ્થિર અને મોબાઈલ હોઈ શકે છે. મોટાભાગના એકમોનો ઉપયોગ ડીઝલ એન્જિન સાથે થાય છે, પરંતુ તે ગેસ ટર્બાઇન, ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને ગેસોલિન એન્જિન દ્વારા સંચાલિત થઈ શકે છે.

સિંક્રનસ મોટર સિંક્રનસ જનરેટરથી માત્ર પ્રારંભિક ભીનાશ કોઇલ દ્વારા અલગ પડે છે, જે મોટરના સારા પ્રારંભિક ગુણધર્મોને સુનિશ્ચિત કરે છે.

છ-ધ્રુવ સિંક્રનસ જનરેટરની યોજના.એક તબક્કાના વિન્ડિંગ્સના ક્રોસ-સેક્શન (ત્રણ શ્રેણી-જોડાયેલા વિન્ડિંગ્સ) બતાવવામાં આવ્યા છે. અન્ય બે તબક્કાઓના વિન્ડિંગ્સ આકૃતિમાં બતાવેલ ફ્રી સ્લોટ્સમાં ફિટ થાય છે. તબક્કાઓ સ્ટાર અથવા ડેલ્ટામાં જોડાયેલા છે.

જનરેટર મોડ: મોટર (ટર્બાઇન) રોટરને ફેરવે છે, જેની કોઇલ સતત વોલ્ટેજ સાથે પૂરી પાડવામાં આવે છે? ત્યાં એક પ્રવાહ છે જે કાયમી ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર રોટર સાથે ફરે છે, સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સને પાર કરે છે અને સમાન તીવ્રતા અને આવર્તનનો EMF પ્રેરિત કરે છે પરંતુ 1200 (સપ્રમાણ ત્રણ-તબક્કાની સિસ્ટમ) દ્વારા ખસેડવામાં આવે છે.

મોટર મોડ: સ્ટેટર વિન્ડિંગ ત્રણ-તબક્કાના નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ છે, અને રોટર વિન્ડિંગ સીધા વર્તમાન સ્ત્રોત સાથે. ઉત્તેજના કોઇલના સીધા પ્રવાહ સાથે મશીનના ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે, એક ટોર્ક Mvr થાય છે, જે રોટરને ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઝડપે ફેરવવા માટે ચલાવે છે.

સિંક્રનસ મોટરની યાંત્રિક લાક્ષણિકતા — અવલંબન n (M) — એક આડો વિભાગ છે.

શૈક્ષણિક ફિલ્મસ્ટ્રીપ - 1966 માં શૈક્ષણિક સામગ્રી ફેક્ટરી દ્વારા ઉત્પાદિત "સિંક્રોનસ મોટર્સ".
તમે તેને અહીં જોઈ શકો છો: ફિલ્મસ્ટ્રીપ "સિંક્રોનસ મોટર"

સિંક્રનસ મોટર્સનો ઉપયોગ નોંધપાત્ર અન્ડરલોડ સાથે અસુમેળ મોટર્સનો સામૂહિક ઉપયોગ પાવર સિસ્ટમ્સ અને સ્ટેશનોની કામગીરીને જટિલ બનાવે છે: સિસ્ટમમાં પાવર પરિબળ ઘટે છે, જે તમામ ઉપકરણો અને લાઇનોમાં વધારાના નુકસાન તરફ દોરી જાય છે, તેમજ તેમના અપૂરતા ઉપયોગ તરફ દોરી જાય છે. સક્રિય શક્તિની શરતો. તેથી, સિંક્રનસ મોટર્સનો ઉપયોગ જરૂરી બન્યો, ખાસ કરીને શક્તિશાળી ડ્રાઇવ્સ સાથેના મિકેનિઝમ્સ માટે.

સિંક્રોનસ મોટર્સનો અસુમેળ મોટર્સ પર મોટો ફાયદો છે, જે એ છે કે, ડીસી ઉત્તેજના માટે આભાર, તેઓ કોસ્ફી = 1 સાથે કામ કરી શકે છે અને નેટવર્કમાંથી પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિનો ઉપયોગ કરતા નથી, અને ઓપરેશન દરમિયાન, જ્યારે અતિશય ઉત્તેજિત થાય છે, ત્યારે તેઓ પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ પણ આપે છે. નેટવર્ક પરિણામે, નેટવર્કના પાવર ફેક્ટરમાં સુધારો થાય છે અને તેમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ અને નુકસાન ઘટે છે, તેમજ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં કાર્યરત જનરેટર્સના પાવર ફેક્ટરમાં ઘટાડો થાય છે.

સિંક્રનસ મોટરનો મહત્તમ ટોર્ક U ના પ્રમાણસર હોય છે, અને અસુમેળ મોટર U2 માટે.

તેથી, જ્યારે વોલ્ટેજ ઘટે છે, ત્યારે સિંક્રનસ મોટર ઊંચી લોડ ક્ષમતા જાળવી રાખે છે. આ ઉપરાંત, સિંક્રનસ મોટર્સના ઉત્તેજના પ્રવાહમાં વધારો કરવાની સંભાવનાનો ઉપયોગ નેટવર્કમાં કટોકટી વોલ્ટેજના ડ્રોપના કિસ્સામાં તેમની વિશ્વસનીયતામાં વધારો કરવાનું શક્ય બનાવે છે અને આ કિસ્સાઓમાં સમગ્ર પાવર સિસ્ટમની ઑપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓમાં સુધારો કરે છે. એર ગેપના મોટા કદને લીધે, સિંક્રનસ મોટર્સના રોટર કેજમાં સ્ટીલ અને સિંક્રનસ મોટર્સમાં વધારાના નુકસાન અસુમેળ મોટર્સની તુલનામાં નાના હોય છે, તેથી સિંક્રનસ મોટર્સની કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે વધારે હોય છે.

બીજી બાજુ, સિંક્રનસ મોટર્સનું બાંધકામ ખિસકોલી-કેજ ઇન્ડક્શન મોટર્સ કરતાં વધુ જટિલ છે, અને વધુમાં, સિંક્રનસ મોટર્સમાં ડીસી કોઇલ સપ્લાય કરવા માટે એક્સાઇટર અથવા અન્ય ઉપકરણ હોવું આવશ્યક છે. પરિણામે, સિંક્રનસ મોટર્સ મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં અસુમેળ ખિસકોલી-કેજ મોટર્સ કરતાં વધુ ખર્ચાળ હોય છે.

સિંક્રનસ મોટર્સના સંચાલન દરમિયાન, તેમને શરૂ કરવામાં નોંધપાત્ર મુશ્કેલીઓ ઊભી થઈ.આ મુશ્કેલીઓ પહેલાથી જ દૂર થઈ ગઈ છે.

સિંક્રનસ મોટર્સનું પ્રારંભ અને ગતિ નિયંત્રણ પણ વધુ મુશ્કેલ છે. જો કે, સિંક્રનસ મોટર્સનો ફાયદો એટલો મહાન છે કે ઉચ્ચ શક્તિઓ પર જ્યાં પણ વારંવાર શરૂ થાય છે અને અટકે છે અને ગતિ નિયંત્રણની જરૂર નથી ત્યાં તેનો ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે (મોટર જનરેટર, શક્તિશાળી પંપ, પંખા, કોમ્પ્રેસર, મિલ, ક્રશર અને વગેરે). ).

આ પણ જુઓ:

સિંક્રનસ મોટર્સ શરૂ કરવા માટેની લાક્ષણિક યોજનાઓ

સિંક્રનસ મોટર્સના ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ગુણધર્મો

સિંક્રનસ વળતર આપનાર

સિંક્રનસ કમ્પેન્સેટર્સ નેટવર્કના પાવર ફેક્ટરને વળતર આપવા અને એવા વિસ્તારોમાં નેટવર્કના સામાન્ય વોલ્ટેજ સ્તરને જાળવવા માટે રચાયેલ છે જ્યાં ગ્રાહક લોડ કેન્દ્રિત છે. સિંક્રનસ કમ્પેન્સટરના ઑપરેશનનો અતિશય ઉત્તેજિત મોડ સામાન્ય છે જ્યારે તે ગ્રીડને પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર સપ્લાય કરે છે.

આ સંદર્ભમાં, વળતર આપનારાઓ, તેમજ કેપેસિટર બેંકો જે સમાન હેતુઓ પૂરા પાડે છે, ગ્રાહક સબસ્ટેશનો પર સ્થાપિત થાય છે, તેને પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર જનરેટર પણ કહેવામાં આવે છે. જો કે, વપરાશકર્તાના લોડમાં ઘટાડો થવાના સમયગાળામાં (ઉદાહરણ તરીકે, રાત્રે), ઘણીવાર સિંક્રનસ કમ્પેન્સેટર્સનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે અને જ્યારે તેઓ નેટવર્કમાંથી ઇન્ડક્ટિવ કરંટ અને રિએક્ટિવ પાવરનો ઉપયોગ કરે છે, કારણ કે આ કિસ્સાઓમાં નેટવર્ક વોલ્ટેજમાં વધારો થાય છે. વધારો, અને તેને સામાન્ય સ્તરે જાળવવા માટે, ઇન્ડક્ટિવ પ્રવાહો સાથે નેટવર્ક લોડ કરવું જરૂરી છે, જે તેમાં વધારાના વોલ્ટેજ ટીપાંનું કારણ બને છે.

આ હેતુ માટે, દરેક સિંક્રનસ વળતર આપનાર ઓટોમેટિક ઉત્તેજના અથવા વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટરથી સજ્જ છે, જે ઉત્તેજના પ્રવાહની તીવ્રતાને નિયંત્રિત કરે છે જેથી વળતર આપનારના ટર્મિનલ્સ પરનો વોલ્ટેજ સ્થિર રહે.