સિંગલ-ફેઝ ઇન્ડક્શન મોટર્સની લાક્ષણિકતાઓ

સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સનો વ્યાપકપણે ટેકનોલોજી અને રોજિંદા જીવનમાં ઉપયોગ થાય છે. એક વોટના અપૂર્ણાંકથી સેંકડો વોટ સુધીના સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સનું ઉત્પાદન તમામ ઓછી શક્તિવાળા મશીનોના ઉત્પાદનના અડધા કરતાં વધુ છે, અને તેમની શક્તિ સતત વધી રહી છે.

સિંગલ-ફેઝ મોટર્સને સામાન્ય રીતે બે કેટેગરીમાં વહેંચવામાં આવે છે:

• સામાન્ય હેતુની મોટરો « જેમાં ઔદ્યોગિક અને ઘરેલું ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સનો સમાવેશ થાય છે;

• સ્વચાલિત ઉપકરણોની મોટર્સ - નિયંત્રિત અને અનિયંત્રિત એસી મોટર્સ અને વિશિષ્ટ લો-પાવર ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનો (ટેકોજનરેટર, રોટરી ટ્રાન્સફોર્મર્સ, સેલ્સિન, વગેરે).

અસુમેળ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સનું નોંધપાત્ર પ્રમાણ સામાન્ય હેતુવાળી મોટર્સ છે જે સિંગલ-ફેઝ એસી નેટવર્ક પર કામ કરવા માટે રચાયેલ છે. જો કે, સાર્વત્રિક અસુમેળ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સનું એકદમ વ્યાપક જૂથ છે જે સિંગલ-ફેઝ અને થ્રી-ફેઝ નેટવર્ક બંનેમાં કામ કરવા માટે રચાયેલ છે.

સાર્વત્રિક એન્જિનોની ડિઝાઇન વ્યવહારીક રીતે અલગ નથી થ્રી-ફેઝ અસિંક્રોનસ મશીનોની પરંપરાગત ડિઝાઇન… જ્યારે ત્રણ-તબક્કાના નેટવર્ક પર કામ કરે છે, ત્યારે આ મોટર્સમાં ત્રણ-તબક્કાની મોટર્સની સમાન લાક્ષણિકતાઓ હોય છે.

સિંગલ-ફેઝ મોટર્સમાં ખિસકોલી-કેજ રોટર હોય છે, અને સ્ટેટર વિન્ડિંગ વિવિધ સંસ્કરણોમાં ઉત્પાદિત કરી શકાય છે. મોટેભાગે, સ્લોટના બે તૃતીયાંશ ભાગને ભરવાનું કાર્યકારી વિન્ડિંગ અને સ્લોટના બાકીના ત્રીજા ભાગને ભરવાનું પ્રારંભિક વિન્ડિંગ સ્ટેટર પર મૂકવામાં આવે છે. ચાલી રહેલ કોઇલની ગણતરી સતત કામગીરી માટે કરવામાં આવે છે અને પ્રારંભિક કોઇલની ગણતરી માત્ર શરૂઆતના સમયગાળા માટે કરવામાં આવે છે. તેથી, તે નાના ક્રોસ-સેક્શન સાથે વાયરથી બનેલું છે અને તેમાં નોંધપાત્ર સંખ્યામાં વળાંક છે. પ્રારંભિક ટોર્ક બનાવવા માટે, પ્રારંભિક વિન્ડિંગમાં તબક્કા-સ્થળાંતર તત્વો - રેઝિસ્ટર અથવા કેપેસિટર્સનો સમાવેશ થાય છે.

જ્યારે સ્ટેટર પર મૂકવામાં આવેલ વર્કિંગ વિન્ડિંગ 90 ° દ્વારા અવકાશમાં મિશ્રિત બે તબક્કાઓ ધરાવે છે ત્યારે ઓછી શક્તિની અસુમેળ મોટર્સ બે-તબક્કા હોઈ શકે છે. તબક્કાઓમાંથી એકમાં, એક તબક્કા-સ્થળાંતર તત્વનો સતત સમાવેશ થાય છે - એક કેપેસિટર અથવા રેઝિસ્ટર ટોપ, જે કોઇલ પ્રવાહો વચ્ચે ચોક્કસ તબક્કો શિફ્ટ પ્રદાન કરે છે.

તેને સામાન્ય રીતે કેપેસિટર સાથેની મોટર કહેવામાં આવે છે જેમાં એક તબક્કામાં કાયમી ધોરણે જોડાયેલ હોય છે કેપેસિટર… ફેઝ-શિફ્ટિંગ કેપેસિટરની કેપેસીટન્સ સ્થિર હોઈ શકે છે, પરંતુ કેટલાક કિસ્સાઓમાં કેપેસીટન્સ મૂલ્ય સ્ટાર્ટ-અપ અને રન મોડ માટે અલગ હોઈ શકે છે.

સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટર્સની લાક્ષણિકતા એ રોટરને જુદી જુદી દિશામાં ફેરવવાની ક્ષમતા છે. પરિભ્રમણની દિશા પ્રારંભિક ટોર્કની દિશા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

નીચા રોટર પ્રતિકાર પર (Ccr < 1), તેથી, સિંગલ-ફેઝ મોટર રિવર્સ મોડમાં કામ કરી શકતી નથી. એન્જિન મોડ 0 <n <nc રોટર રિવોલ્યુશનને અનુરૂપ છે જે જનરેટર મોડમાં થાય છે તે વધુ ઝડપે.

સિંગલ-ફેઝ મોટર્સની લાક્ષણિકતા એ છે કે તેનો મહત્તમ ટોર્ક રોટરના પ્રતિકાર પર આધારિત છે. જેમ જેમ રોટરનો સક્રિય પ્રતિકાર વધે છે તેમ તેમ મહત્તમ ટોર્ક ઘટે છે અને મોટા પ્રતિકાર મૂલ્યો સાથે Skr > 1 તે નકારાત્મક બને છે.

ઉપકરણ અથવા મિકેનિઝમ ચલાવવા માટે ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો પ્રકાર પસંદ કરતી વખતે, તેની લાક્ષણિકતાઓ જાણવી જરૂરી છે. મુખ્ય છે ટોર્ક લાક્ષણિકતાઓ (પ્રારંભિક પ્રારંભિક ટોર્ક, મહત્તમ ટોર્ક, ન્યૂનતમ ટોર્ક), પરિભ્રમણ આવર્તન, વાઇબ્રોકોસ્ટિક લાક્ષણિકતાઓ. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ઊર્જા અને વજનની લાક્ષણિકતાઓ પણ જરૂરી છે.

ઉદાહરણ તરીકે, સિંગલ-ફેઝ મોટરની લાક્ષણિકતાઓની ગણતરી નીચેના પરિમાણો સાથે કરવામાં આવે છે:

• તબક્કાઓની સંખ્યા - 1;

• મુખ્ય આવર્તન - 50 હર્ટ્ઝ;

• મુખ્ય વોલ્ટેજ - 220 વી;

• સ્ટેટર વિન્ડિંગનો સક્રિય પ્રતિકાર - 5 ઓહ્મ;

• સ્ટેટર વિન્ડિંગનો પ્રેરક પ્રતિકાર — 9.42 ઓહ્મ;

• રોટર વિન્ડિંગનો પ્રેરક પ્રતિકાર — 5.6 ઓહ્મ;

• મશીનની અક્ષીય લંબાઈ - 0.1 મીટર;

• સ્ટેટર વિન્ડિંગમાં વળાંકની સંખ્યા -320;

• સ્ટેટર હોલ ત્રિજ્યા - 0.0382 મીટર;

• ચેનલોની સંખ્યા - 48;

• હવાનું અંતર - 1.0 x 103 મી.

• રોટર ઇન્ડક્ટન્સ ફેક્ટર 1.036.

સિંગલ-ફેઝ વિન્ડિંગ સ્ટેટર સ્લોટના બે તૃતીયાંશ ભાગને ભરે છે.

અંજીરમાં. 1 સિંગલ-ફેઝ ઇલેક્ટ્રિક મોટરના વર્તમાન અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્લિપ ટોર્કની નિર્ભરતા દર્શાવે છે. આદર્શ નિષ્ક્રિય સ્થિતિમાં, મુખ્યત્વે ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવા માટે, નેટવર્ક દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા મોટર પ્રવાહનું મૂલ્ય પ્રમાણમાં મોટું છે.

સિમ્યુલેટેડ મોટર માટે, ચુંબકીય પ્રવાહની તીવ્રતા પ્રારંભિક પ્રવાહના લગભગ 30% છે, સમાન શક્તિવાળા ત્રણ-તબક્કાના મોટર્સ માટે - 10-15%.આદર્શ નિષ્ક્રિય મોડમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષણ નકારાત્મક મૂલ્ય ધરાવે છે, જે રોટર સર્કિટના પ્રતિકારમાં વધારો થતાં વધે છે. મુ લપસી જવું C= 1, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષણ શૂન્ય છે, જે મોડેલની સાચી કામગીરીની પુષ્ટિ કરે છે.

ફિગ. 1. સ્લાઇડિંગ s = 1 દરમિયાન મોટર ગેપમાં વેક્ટર સંભવિત અને ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના પરબિડીયાઓ

ચોખા. 2. સ્લિપ પર સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટરના વર્તમાન અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટોર્કની અવલંબન

સ્લિપ (ફિગ. 3) પર ઉપયોગી અને વપરાશની શક્તિની અવલંબન પરંપરાગત પાત્ર ધરાવે છે. આદર્શ નિષ્ક્રિય મોડમાં એન્જિનની કાર્યક્ષમતા નકારાત્મક ટોર્કને અનુરૂપ નકારાત્મક ચિહ્ન ધરાવે છે, અને આ મોડમાં પાવર પરિબળ ખૂબ જ ઓછું છે (સિમ્યુલેટેડ એન્જિન માટે 0.125).

થ્રી-ફેઝ મોટર્સની સરખામણીમાં પાવર ફેક્ટરનું નીચું મૂલ્ય ચુંબકીય પ્રવાહની ઉચ્ચ તીવ્રતા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. જેમ જેમ લોડ વધે છે તેમ, પાવર ફેક્ટરનું મૂલ્ય વધે છે અને તે થ્રી-ફેઝ મોટર્સ (ફિગ. 4) સાથે તુલનાત્મક બને છે.

ચોખા. 3. સ્લિપ પર સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટરની ઉપયોગી અને વપરાશ શક્તિની અવલંબન

ચોખા. 4. સ્લિપ પર સિંગલ-ફેઝ અસિંક્રોનસ મોટરની ઉપયોગી ક્રિયા અને શક્તિના ગુણાંકની અવલંબન

જેમ જેમ રોટરના સક્રિય પ્રતિકારમાં વધારો થાય છે તેમ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષણની તીવ્રતા ઘટે છે, અને એકતાની ઉપર નિર્ણાયક સ્લિપ પર, તે નકારાત્મક બને છે.

અંજીરમાં. 5 મોટરના ગૌણ માધ્યમની વિદ્યુત વાહકતાના વિવિધ મૂલ્યો માટે સિંગલ-ફેઝ સ્લિપ મોટરની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષણની અવલંબન દર્શાવે છે.

ચોખા. 5.વિવિધ રોટર પ્રતિકાર પર સિંગલ-ફેઝ સ્લિપ મોટરની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષણની અવલંબન (1 — 17 x 106 Cm/m, 2 — 1.7 x 106 Cm/m)

કેપેસિટર મોટર્સમાં બે વિન્ડિંગ્સ ગ્રીડ સાથે કાયમી ધોરણે જોડાયેલા હોય છે. તેમાંથી એક સીધું નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ છે, બીજું કેપેસિટર સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે જે જરૂરી તબક્કાની શિફ્ટ પ્રદાન કરે છે.

બંને વિન્ડિંગ્સ સ્ટેટર પર સમાન સંખ્યામાં સ્લોટ્સ પર કબજો કરે છે, અને તેમના વળાંકની સંખ્યા અને કેપેસિટરની કેપેસિટેન્સ એવી રીતે ગણવામાં આવે છે કે અમુક સ્લિપ સાથે ગોળાકાર ફરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રદાન કરવામાં આવે છે. મોટેભાગે, નજીવી કાપલીને આ રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, જો કે, પ્રારંભિક ટોર્ક નજીવા કરતા ઘણો નાનો હોવાનું બહાર આવ્યું છે.

પ્રારંભિક સ્થિતિમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર લંબગોળ છે; ચુંબકીય ક્ષેત્રના કાઉન્ટર-મૂવિંગ ઘટકોનો પ્રભાવ ખૂબ જ પ્રભાવિત થાય છે. જો કેપેસિટરની કેપેસિટેન્સ તેને સ્ટાર્ટ-અપ સમયે ગોળાકાર ક્ષેત્ર મેળવવાની સ્થિતિમાંથી પસંદ કરીને વધારવામાં આવે છે, તો ટોર્કમાં ઘટાડો થાય છે અને નજીવી સ્લિપ પર ઊર્જા સૂચકાંકોમાં ઘટાડો.

ત્રીજું વેરિઅન્ટ પણ શક્ય છે, જ્યારે ગોળાકાર ક્ષેત્ર નજીવા મોડ કરતાં વધુ તીવ્રતા સાથે સ્લિપને અનુરૂપ હોય. પરંતુ આ માર્ગ પણ શ્રેષ્ઠ નથી, કારણ કે ટોર્કમાં વધારો નુકસાનમાં નોંધપાત્ર વધારો સાથે છે. કેપેસિટર મોટરના પ્રારંભિક ટોર્કમાં વધારો રોટરના સક્રિય પ્રતિકારને વધારીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. આ પદ્ધતિ દરેક સ્લિપ સાથે નુકસાનમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે, જેના પરિણામે મોટરની કાર્યક્ષમતા ઘટે છે.

ચોખા. 6.સ્લિપ કેપેસિટર મોટર કરંટની અવલંબન (Azp.o — ઓપરેટિંગ કોઈલ કરંટ, Azk.o — કેપેસિટર કોઈલ કરંટ, E — મોટર કરંટ)

ચોખા. 7. કેપેસિટરની વપરાશ કરેલ P1 અને ઉપયોગી P2 સ્લિપ પાવર પર નિર્ભરતા

ચોખા. 8. ઉપયોગી ક્રિયા અને શક્તિના ગુણાંક અને સ્લિપ કેપેસિટર મોટરની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષણની અવલંબન

કેપેસિટર મોટરમાં તદ્દન સંતોષકારક ઉર્જા કાર્યક્ષમતા છે, એક ઉચ્ચ પાવર પરિબળ, જેનું મૂલ્ય ત્રણ-તબક્કાની મોટરના પાવર પરિબળ કરતાં વધી જાય છે, અને રોટર પ્રતિકાર અને નોંધપાત્ર ક્ષમતા, ઉચ્ચ પ્રારંભિક ટોર્ક સાથે. તે જ સમયે, ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, એન્જિનમાં કાર્યક્ષમતાના મૂલ્યમાં ઘટાડો થયો છે.

ચોખા. 9. સ્લિપ s = 0.1 પર કેપેસિટર મોટરનો વેક્ટર ડાયાગ્રામ

વેક્ટર ડાયાગ્રામ (ફિગ. 9) બતાવે છે કે કેપેસિટર કેપેસીટન્સના પસંદ કરેલ મૂલ્ય પર, કેપેસિટર કોઇલ વર્તમાન નેટવર્ક વોલ્ટેજની તુલનામાં આગળ છે, અને કાર્યકારી કોઇલ પ્રવાહ પાછળ છે. ડાયાગ્રામ એ પણ બતાવે છે કે જ્યારે નોમિનલની નજીક સરકવામાં આવે છે, ત્યારે મોટરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર લંબગોળ હોય છે. ગોળાકાર ક્ષેત્ર મેળવવા માટે, કેપેસિટરનું કેપેસિટેન્સ મૂલ્ય ઘટાડવું આવશ્યક છે જેથી કરીને બે કોઇલમાં પ્રવાહો તીવ્રતામાં સમાન હોય.

આ વિષય પર પણ જુઓ:મલ્ટી-સ્પીડ સિંગલ-ફેઝ કેપેસિટર મોટર્સ