મલ્ટિ-સ્પીડ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને તેનો ઉપયોગ - હેતુ અને લાક્ષણિકતાઓ, પરિભ્રમણની વિવિધ ગતિએ શક્તિનું નિર્ધારણ

મલ્ટિ-સ્પીડ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ - ગતિના વિવિધ તબક્કાઓ સાથે અસુમેળ મોટર્સ, એવી મિકેનિઝમ્સ ચલાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે જેને સ્ટેપલેસ સ્પીડ કંટ્રોલની જરૂર હોય છે.

મલ્ટી-સ્પીડ મોટર્સ ખાસ ડિઝાઇન કરેલી મોટર્સ છે. તેમની પાસે વિશિષ્ટ સ્ટેટર વિન્ડિંગ અને સામાન્ય કેજ્ડ રોટર છે.

ધ્રુવોના ગુણોત્તર, સર્કિટની જટિલતા અને મલ્ટિ-સ્પીડ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના ઉત્પાદનના વર્ષ પર આધાર રાખીને, તેમના સ્ટેટર્સ ચાર સંસ્કરણોમાં બનાવવામાં આવે છે:

• બે, ત્રણ, ચાર ઝડપ માટે સ્વતંત્ર એક-સ્પીડ કોઇલ;

• ધ્રુવ સ્વિચિંગ સાથે એક અથવા બે કોઇલ સાથે, પ્રથમ કિસ્સામાં બે-તબક્કામાં, અને બીજામાં - ચાર-તબક્કામાં;

• ઇલેક્ટ્રિક મોટરના પરિભ્રમણની ત્રણ ગતિની હાજરી સાથે, એક કોઇલ ધ્રુવ સાથે સ્વિચ કરવામાં આવે છે - બે-સ્પીડ, અને બીજી - સિંગલ-સ્પીડ, સ્વતંત્ર - કોઈપણ સંખ્યાના ધ્રુવો માટે;

• ત્રણ અથવા ચાર ઝડપ માટે પોલ સ્વિચિંગ સાથે એક કોઇલ સાથે.

મોટી સંખ્યામાં વાયર અને સીલની હાજરીને કારણે સ્વ-વિન્ડિંગ મોટર્સમાં નબળો ઉપયોગ અને સ્લોટ ફિલિંગ હોય છે, જે ઝડપના પગલામાં પાવરને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.
સ્ટેટરમાં બે પોલ-સ્વિચ્ડ વિન્ડિંગ્સની હાજરી, અને ખાસ કરીને ત્રણ કે ચાર રોટેશન સ્પીડ માટે એક, સ્લોટ્સના ભરણમાં સુધારો કરે છે અને સ્ટેટર કોરનો વધુ તર્કસંગત ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, પરિણામે ઇલેક્ટ્રિક મોટરની શક્તિ વધે છે.

સર્કિટની જટિલતા અનુસાર, મલ્ટિ-સ્પીડ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સને બે ભાગોમાં વહેંચવામાં આવે છે: ધ્રુવ ગુણોત્તર 2/1 અને - 2/1 ની બરાબર નથી. પ્રથમમાં 1500/3000 rpm અથવા 2p = 4/2, 750/1500 rpm અથવા 2p = 8/4, 500/1000 rpm અથવા 2p = 12/6, વગેરેની ઝડપ સાથે ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો સમાવેશ થાય છે, અને બીજામાં — 1000/1500 rpm અથવા 2p = 6/4, 750/1000 rpm અથવા 2p = 8/6, 1000/3000 rpm અથવા 2p = 6/2, 750/3000 rpm અથવા 2p = 8/2, 600/30p અથવા 2p = 10/2, 375/1500 rpm અથવા 2p = 16/4, વગેરે.

વિવિધ સંખ્યાના ધ્રુવો સાથે, પોલ-સ્વિચ્ડ વિન્ડિંગ્સના સર્કિટની પસંદગીના આધારે, ઇલેક્ટ્રિક મોટર કાં તો સતત શક્તિ અથવા સતત ટોર્ક હોઈ શકે છે.

ધ્રુવ-સ્વિચ્ડ વિન્ડિંગ અને સતત શક્તિ ધરાવતી મોટર્સ માટે, ધ્રુવોની બંને સંખ્યા પર તબક્કાવાર વળાંકોની સંખ્યા સમાન અથવા એકબીજાની નજીક હશે, જેનો અર્થ છે કે તેમના પ્રવાહો અને શક્તિઓ સમાન અથવા નજીક હશે. ક્રાંતિની સંખ્યાના આધારે તેમના ટોર્ક અલગ હશે.

ધ્રુવોની નાની સંખ્યા સાથે સતત-ટોર્ક ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સમાં, દરેક તબક્કામાં બે ભાગોમાં વિભાજિત વિન્ડિંગ્સના જૂથો ડબલ ડેલ્ટા અથવા ડબલ સ્ટારમાં સમાંતર રીતે જોડાયેલા હોય છે, પરિણામે તબક્કામાં વળાંકની સંખ્યા ઘટે છે, અને વાયરનો ક્રોસ-સેક્શન, કરંટ અને પાવર બમણું થાય છે.સ્ટાર/ડેલ્ટા ગોઠવણીમાં મોટાથી ઓછા ધ્રુવો પર સ્વિચ કરતી વખતે, વળાંકની સંખ્યા ઘટે છે, અને વર્તમાન અને પાવર 1.73 ગણો વધશે. આનો અર્થ એ છે કે ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ ક્રાંતિ પર, તેમજ ઓછી શક્તિ અને નીચલા ક્રાંતિ પર, ટોર્ક સમાન હશે.

ધ્રુવ જોડીની બે અલગ-અલગ સંખ્યાઓ મેળવવાની સૌથી સરળ રીત છે બે સ્વતંત્ર વિન્ડિંગ્સ સાથે ઇન્ડક્શન મોટરના સ્ટેટરની ગોઠવણી… વિદ્યુત ઉદ્યોગ 1000/1500 rpm ની સિંક્રનસ રોટેશન સ્પીડ સાથે આવી મોટરોનું ઉત્પાદન કરે છે.

જો કે, સ્ટેટર વિન્ડિંગ વાયર સ્વિચિંગ સ્કીમ્સની સંખ્યા છે જ્યાં સમાન વિન્ડિંગ વિવિધ સંખ્યામાં ધ્રુવો ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આ પ્રકારનું એક સરળ અને વ્યાપક સ્વિચ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 1, a અને b. શ્રેણીમાં જોડાયેલા સ્ટેટર કોઇલ ધ્રુવોના બે જોડી બનાવે છે (ફિગ. 1, a). ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે સમાન કોઇલ બે સમાંતર સર્કિટમાં જોડાયેલ છે. 1b, ધ્રુવોની એક જોડી બનાવો.

ઉદ્યોગ શ્રેણી-સમાંતર સ્વિચિંગ સાથે અને 500/1000, 750/1500, 1500/3000 rpm ની સિંક્રનસ ગતિ સાથે 1: 2 ના સ્પીડ રેશિયો સાથે મલ્ટિ-સ્પીડ સિંગલ-વિન્ડિંગ મોટર્સનું ઉત્પાદન કરે છે.

ઉપર વર્ણવેલ સ્વિચિંગ પદ્ધતિ માત્ર એક જ નથી. અંજીરમાં. 1, c એક સર્કિટ બતાવે છે જે અંજીરમાં બતાવેલ સર્કિટ જેટલા જ ધ્રુવો બનાવે છે. 1, બી.

જો કે, ઉદ્યોગમાં સૌથી સામાન્ય શ્રેણી-સમાંતર સ્વિચિંગની પ્રથમ પદ્ધતિ હતી, કારણ કે આવા સ્વિચ સાથે, સ્ટેટર વિન્ડિંગમાંથી ઓછા વાયર દૂર કરી શકાય છે અને તેથી સ્વીચ સરળ બની શકે છે.

ચોખા. 1. ઇન્ડક્શન મોટરના ધ્રુવોને સ્વિચ કરવાનો સિદ્ધાંત.

ત્રણ-તબક્કાના વિન્ડિંગ્સને સ્ટાર અથવા ડેલ્ટામાં ત્રણ-તબક્કાના નેટવર્ક સાથે જોડી શકાય છે. અંજીરમાં. 2, a અને b એક વ્યાપક સ્વિચિંગ દર્શાવે છે, જેમાં ઓછી ઝડપ મેળવવા માટે ઇલેક્ટ્રિક મોટર, કોઇલના શ્રેણી જોડાણ સાથે ડેલ્ટા સાથે જોડાયેલ છે, અને વધુ ઝડપ મેળવવા માટે, એક સમાંતર જોડાણ સાથેનો તારો કોઇલ (t. ઉર્ફે ડબલ સ્ટાર).

બે-સ્પીડની સાથે, વિદ્યુત ઉદ્યોગ ત્રણ-સ્પીડ અસિંક્રોનસ મોટર્સનું પણ ઉત્પાદન કરે છે... આ કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રિક મોટરના સ્ટેટરમાં બે અલગ-અલગ વિન્ડિંગ્સ હોય છે, જેમાંથી એક ઉપર વર્ણવેલ સ્વિચિંગ દ્વારા બે ઝડપ પૂરી પાડે છે. બીજું વિન્ડિંગ, સામાન્ય રીતે તારામાં સમાવિષ્ટ, ત્રીજી ગતિ પ્રદાન કરે છે.

જો ઇલેક્ટ્રિક મોટરના સ્ટેટરમાં બે સ્વતંત્ર વિન્ડિંગ્સ હોય, જેમાંથી દરેક પોલ સ્વિચિંગને મંજૂરી આપે છે, તો ચાર-તબક્કાની ઇલેક્ટ્રિક મોટર મેળવવાનું શક્ય છે. આ કિસ્સામાં, ધ્રુવોની સંખ્યા પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી પરિભ્રમણ ગતિ જરૂરી શ્રેણી બનાવે. આવી ઈલેક્ટ્રિક મોટરનો આકૃતિ અંજીરમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 2, સી.

એ નોંધવું જોઈએ કે ફરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર નિષ્ક્રિય વિન્ડિંગના ત્રણ તબક્કામાં ત્રણ E પ્રેરિત કરશે. ડી. s, સમાન કદ અને તબક્કો 120 ° દ્વારા શિફ્ટ થયો. આ ઈલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સનો ભૌમિતિક સરવાળો, જે વિદ્યુત ઈજનેરીમાંથી જાણીતો છે, તે શૂન્ય છે. જો કે, અચોક્કસ sinusoidal તબક્કાને કારણે e. વગેરે c. મુખ્ય પ્રવાહ, આ d નો સરવાળો, વગેરે. v. શૂન્ય હોઈ શકે છે. આ કિસ્સામાં, બંધ બિન-કાર્યકારી કોઇલમાં પ્રવાહ ઉભો થાય છે, જે આ કોઇલને ગરમ કરે છે.

આ ઘટનાને રોકવા માટે, પોલ સ્વિચિંગ સર્કિટ એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે કે નિષ્ક્રિય કોઇલ ખુલ્લી હોય (ફિગ. 12, c).કેટલીક ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સમાં ઉપલા પ્રવાહના નાના મૂલ્યને લીધે, કેટલીકવાર નિષ્ક્રિય વિન્ડિંગના બંધ લૂપમાં કોઈ વિરામ બનાવવામાં આવતો નથી.

1000/1500/3000 અને 750/1500/3000 rpm અને 500/750/1000/1500 rpm સાથે ચાર-સ્પીડ મોટર્સની સિંક્રનસ રોટેશન સ્પીડ ધરાવતી થ્રી-સ્પીડ ડબલ-વાઉન્ડ મોટર્સનું ઉત્પાદન કર્યું. બે-સ્પીડ મોટર્સમાં પોલ સ્વીચમાં છ, ત્રણ-સ્પીડ નવ અને ચાર-સ્પીડ 12 ટર્મિનલ હોય છે.

એ નોંધવું જોઈએ કે બે-સ્પીડ મોટર્સ માટે સર્કિટ છે, જે એક વિન્ડિંગ સાથે પરિભ્રમણની ઝડપ મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે જેનો ગુણોત્તર 1: 2 જેટલો નથી. આવી ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ 750/3000, 1000/1500 ની સિંક્રનસ રોટેશન ઝડપ પૂરી પાડે છે. , 1000/3000 આરપીએમ

સિંગલ વિન્ડિંગ માટે ખાસ સ્કીમનો ઉપયોગ કરીને ત્રણ અને ચાર અલગ-અલગ સંખ્યામાં ધ્રુવ જોડી મેળવી શકાય છે. સિંગલ વિન્ડિંગ સાથેની આવી મલ્ટિ-સ્પીડ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ સમાન પરિમાણો સાથે ડબલ-વિન્ડિંગ મોટર્સ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે નાની હોય છે, જે મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. .

વધુમાં, સિંગલ વિન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સમાં સહેજ વધારે હોય છે ઊર્જા સૂચકાંકો અને ઓછા શ્રમ-સઘન ઉત્પાદન. સિંગલ વિન્ડિંગ સાથે મલ્ટિ-સ્પીડ મોટર્સનો ગેરલાભ એ સ્વીચમાં રજૂ કરાયેલા વાયરની મોટી સંખ્યામાં હાજરી છે.

જો કે, સ્વીચની જટિલતા એક સાથે સ્વીચોની સંખ્યા દ્વારા બહાર લાવવામાં આવેલા વાયરની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવતી નથી. આ સંદર્ભમાં, સ્કીમ્સ વિકસાવવામાં આવી છે જે, એક કોઇલની હાજરીમાં, પ્રમાણમાં સરળ સ્વીચો સાથે ત્રણ અને ચાર ઝડપ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે.

ચોખા. 2. ઇન્ડક્શન મોટરના ધ્રુવોને સ્વિચ કરવા માટેની યોજનાઓ.

1000/1500/3000, 750/1500/3000, 150/1000/1500, 750/1000/1500/3000, 500/75001 pm ની સિંક્રનસ ઝડપે મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ દ્વારા આવા ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ બનાવવામાં આવે છે.

ઇન્ડક્શન મોટરના ટોર્કને જાણીતા સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે

જ્યાં રોટર સર્કિટમાં Ig વર્તમાન છે; F એ મોટરનો ચુંબકીય પ્રવાહ છે; ? 2 એ વર્તમાન વેક્ટર અને e વચ્ચેનો તબક્કો કોણ છે. વગેરે v. રોટર

ચોખા. 3. થ્રી-ફેઝ મલ્ટી-સ્પીડ ખિસકોલી-કેજ મોટર.

ઇન્ડક્શન મોટરના ઝડપ નિયંત્રણના સંબંધમાં આ સૂત્રને ધ્યાનમાં લો.

રોટરમાં સૌથી વધુ અનુમતિપાત્ર સતત પ્રવાહ અનુમતિપાત્ર હીટિંગ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને તેથી તે લગભગ સ્થિર છે. જો ગતિ નિયમન સતત ચુંબકીય પ્રવાહ સાથે કરવામાં આવે છે, તો પછી તમામ મોટર ગતિએ મહત્તમ લાંબા ગાળાની અનુમતિપાત્ર ટોર્ક પણ સ્થિર રહેશે. આ ગતિ નિયંત્રણને સતત ટોર્ક નિયંત્રણ કહેવામાં આવે છે.

રોટર સર્કિટમાં પ્રતિકારમાં ફેરફાર કરીને ઝડપનું નિયમન એ સતત મહત્તમ સ્વીકાર્ય ટોર્ક સાથેનું નિયમન છે, કારણ કે નિયમન દરમિયાન મશીનનો ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાતો નથી.

પરિભ્રમણની ઓછી ઝડપે મોટર શાફ્ટની મહત્તમ અનુમતિપાત્ર ઉપયોગી શક્તિ (અને તેથી વધુ સંખ્યામાં ધ્રુવો) અભિવ્યક્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

જ્યાં If1 — તબક્કો વર્તમાન, ગરમીની સ્થિતિ અનુસાર મહત્તમ અનુમતિપાત્ર; Uph1 - મોટી સંખ્યામાં ધ્રુવો સાથે સ્ટેટરનો તબક્કો વોલ્ટેજ.

પરિભ્રમણની ઊંચી ઝડપે મોટર શાફ્ટની મહત્તમ અનુમતિપાત્ર ઉપયોગી શક્તિ (અને ધ્રુવોની નાની સંખ્યા) Uph2 — આ કિસ્સામાં તબક્કો વોલ્ટેજ.

જ્યારે ડેલ્ટા કનેક્શનથી સ્ટાર પર સ્વિચ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ફેઝ વોલ્ટેજ 2 ના પરિબળથી ઘટે છે.આમ, જ્યારે સર્કિટ a થી સર્કિટ b (ફિગ. 2) તરફ જઈએ છીએ, ત્યારે આપણને પાવર રેશિયો મળે છે.

રફ લેવું

આ ધારણ કરો

બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, નીચી ઝડપે પાવર વધુ રોટર ઝડપે પાવરના 0.86 છે. બે ઝડપે મહત્તમ સતત શક્તિમાં પ્રમાણમાં નાના ફેરફારને જોતાં, આવા નિયમનને પરંપરાગત રીતે સતત પાવર નિયમન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

જો, દરેક તબક્કાના અર્ધભાગને જોડતી વખતે, તમે ક્રમિક રીતે સ્ટાર કનેક્શનનો ઉપયોગ કરો છો, અને પછી સમાંતર સ્ટાર કનેક્શન (ફિગ. 2, b) પર સ્વિચ કરો છો, તો અમને મળશે

અથવા

આમ, આ કિસ્સામાં, ટોર્ક ક્રાંતિનું સતત નિયંત્રણ છે. મેટલવર્કિંગ મશીન ટૂલ્સમાં, મુખ્ય ગતિ ડ્રાઇવને સતત પાવર સ્પીડ કંટ્રોલની જરૂર પડે છે અને ફીડ ડ્રાઇવ્સને સતત ટોર્ક સ્પીડ કંટ્રોલની જરૂર પડે છે.

સૌથી વધુ અને સૌથી ઓછી ઝડપે પાવર રેશિયોની ઉપરોક્ત ગણતરીઓ અંદાજિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, વિન્ડિંગ્સના વધુ તીવ્ર ઠંડકને કારણે ઊંચી ઝડપે ભાર વધારવાની શક્યતા ધ્યાનમાં લેવામાં આવી ન હતી; ધારેલી સમાનતા પણ ખૂબ જ અંદાજિત છે.તેથી, 4A મોટર માટે અમારી પાસે છે

પરિણામે, આ એન્જિનનો પાવર રેશિયો P1/P2 = 0.71 છે. લગભગ સમાન ગુણોત્તર અન્ય બે-સ્પીડ એન્જિનોને લાગુ પડે છે.

નવી મલ્ટિ-સ્પીડ સિંગલ-કોઇલ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ, સ્વિચિંગ સ્કીમના આધારે, સતત પાવર અને સતત ટોર્ક સાથે ઝડપ નિયંત્રણની મંજૂરી આપે છે.

ધ્રુવ-બદલતી ઇન્ડક્શન મોટર્સ સાથે મેળવી શકાય તેવા નિયંત્રણ તબક્કાઓની ઓછી સંખ્યા સામાન્ય રીતે આવી મોટર્સને ખાસ ડિઝાઇન કરેલા ગિયરબોક્સ સાથે જ મશીન ટૂલ્સ પર વાપરવાની મંજૂરી આપે છે.

આ પણ જુઓ: મલ્ટિ-સ્પીડ મોટર્સનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદા