चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन का कोणीय वेग. इलेक्ट्रोग्रैविटी आसान है

चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन के लिए गोलाकार गति के तकनीकी कार्यान्वयन की सादगी विद्युत जनरेटर और मोटर सहित सभी 3-चरण मशीनों के संचालन का आधार है।

घूर्णनशील चुंबकीय क्षेत्र बनाने की शर्तें. इसका निर्माण दो शर्तों की एक साथ पूर्ति से होता है:

1. समान कोणीय विस्थापन के साथ घूर्णन के एक ही विमान में समान विद्युत मापदंडों के साथ तीन वाइंडिंग रखकर (Δα=360°/3=120°);

2. इन वाइंडिंग्स से गुजरने से परिमाण और आकार में समान धाराओं के साइनसॉइडल हार्मोनिक्स होते हैं, जो समय के साथ एक तिहाई अवधि (कोणीय आवृत्ति में 120 डिग्री) तक स्थानांतरित हो जाते हैं।

गठित गोलाकार चुंबकीय क्षेत्र घूमना शुरू कर देगा। बनाए गए क्षेत्र के निरंतर प्रेरण में अधिकतम आयाम होता है, जिसका मान Bmax निरंतर कोणीय घूर्णन गति ωp के साथ क्षेत्र अक्ष के साथ निर्देशित होता है।

घूर्णन के एक ही तल में तीन कुंडल वाइंडिंग्स का स्थान चित्र में दिखाया गया है और पहली स्थिति की आवश्यकताओं को पूरा करता है।

कुंडल वाइंडिंग द्वारा ओह, द्वारा, सी-जेडउनकी शुरुआत से (प्रवेश द्वार) ए, में, साथअंत तक (बाहर निकलें) एक्स, वाई, जेडएक विद्युत सममित 3-चरण धारा प्रवाहित की जाती है, जिसके किसी भी क्षण के मूल्य की गणना अभिव्यक्तियों द्वारा की जाती है:

iA=Im*sin(ωt+0);
iВ=Im∙sin(ωt-120°);
iС=Im∙sin(ωt+120°).

कॉइल वाइंडिंग का प्रत्येक मोड़ अपना अलग चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जिसमें प्रेरण मोड़ से गुजरने वाली धारा के समानुपाती होता है (बी=के*आई). प्रत्येक कुंडल में सभी घुमावों के क्षेत्रों का योग तीन प्रेरणों की एक प्रणाली बनाता है, जो घूर्णन के केंद्र (निर्देशांक की उत्पत्ति) के संबंध में सममित है:

VA=Bm∙sin(ωt+0);
ВB=Вm∙sin(ωt+0);
ВC=Вm∙sin(ωt+0).

प्रेरण वैक्टर के रूप में चुंबकीय क्षेत्र वी.ए, बी.बी, सूरजअंतरिक्ष में एक कड़ाई से स्पष्ट अभिविन्यास है, जो कॉइल वाइंडिंग में वर्तमान की सकारात्मक दिशा के संबंध में प्रसिद्ध गिम्लेट नियम द्वारा निर्धारित किया गया है।

एक विद्युत मशीन में उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र से चुंबकीय प्रेरण बी के कुल (परिणामस्वरूप) वेक्टर की गणना चरण वैक्टर के ज्यामितीय जोड़ द्वारा की जाती है वी.ए, बी.बी, सूरजसभी कुंडलियों से.

किसी विशेष मामले में, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के अस्थायी अनुमान के लिए, अवधि के कई बिंदुओं का चयन किया जाता है, उदाहरण के लिए, वे जो प्रारंभिक कोटि के सापेक्ष इसके घूर्णन के 0, 30 और 60 डिग्री के अनुरूप होते हैं।

प्रत्येक चरण के प्रेरण वैक्टर की स्थानिक व्यवस्था और जटिल विमान पर प्रत्येक मामले के लिए उनके ज्यामितीय जोड़ से प्राप्त परिणामी वेक्टर को ग्राफ़ द्वारा दिखाया गया है।

ग्राफिकल जोड़ के परिणामों को एक अलग तालिका में प्रस्तुत करने के बाद उनका विश्लेषण करना सुविधाजनक है:

विश्लेषण के नतीजे बताते हैं कि मशीन के चरणों के सभी चुंबकीय क्षेत्रों के कुल प्रेरण वेक्टर बी में विचाराधीन सभी बिंदुओं पर एक स्थिर मूल्य है। किसी अन्य समय क्षण के लिए समान समस्या को गणितीय रूप से हल करके समान निष्कर्ष प्राप्त किए जाएंगे।

चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के गुण में :

अंतरिक्ष में इसके घूमने की दिशा कुंडली से निकटतम दिशा में गति से मेल खाती है एकुंडल की ओर में;

यह ज्ञात है कि विद्युत धारा वाले किसी चालक के चारों ओर हमेशा एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है। इसकी दिशा दाएं हाथ के पेंच ("जिमलेट") के नियम से निर्धारित होती है।

आइए कंडक्टर सी और वाई और क्रमशः बी और जेड के चारों ओर बल की एक चुंबकीय रेखा खींचें (चित्र 5.2.2 ए में धराशायी रेखाएं देखें)।

अब समय t 2 पर विचार करें। इस दौरान चरण बी में कोई करंट नहीं होगा। चरण A-X के कंडक्टर A में, इसका चिह्न (+) होगा, और चरण C-Z के कंडक्टर C में, इसका चिह्न (·) होगा। आइए अब चिह्न लगाएं: कंडक्टर X में - (·), और कंडक्टर Z में - (+)।

,

इंजन द्वारा विकसित कुल यांत्रिक शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है।

5.8. अतुल्यकालिक मोटर का प्रतिस्थापन आरेख

ईएमएफ और धाराओं के समीकरण एक समतुल्य समतुल्य सर्किट के अनुरूप होते हैं (चित्र 5.8.1.)। इस प्रकार, एक विद्युत मशीन के जटिल चुंबकीय सर्किट को विद्युत सर्किट द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। प्रतिरोध आर 2 "(1 - एस) / एस को रोटर वाइंडिंग में शामिल बाहरी प्रतिरोध के रूप में माना जा सकता है। यह सर्किट का एकमात्र परिवर्तनीय पैरामीटर है। इस प्रतिरोध में परिवर्तन मोटर पर लोड में बदलाव के बराबर है शाफ्ट, और इसलिए स्लिप एस में बदलाव।

5.9. अतुल्यकालिक मोटर की हानियाँ और दक्षता

पावर पी 1 को नेटवर्क से स्टेटर वाइंडिंग को आपूर्ति की जाती है। इस शक्ति का एक हिस्सा स्टील पी एसएल में होने वाले नुकसान के साथ-साथ स्टेटर वाइंडिंग Р e1 में होने वाले नुकसान में जाता है:

शेष शक्ति को चुंबकीय प्रवाह के माध्यम से रोटर में स्थानांतरित किया जाता है और इसे विद्युत चुम्बकीय शक्ति कहा जाता है:

विद्युत चुम्बकीय शक्ति का एक भाग रोटर वाइंडिंग में विद्युत हानि को कवर करने के लिए खर्च किया जाता है:

शेष शक्ति को यांत्रिक शक्ति में परिवर्तित किया जाता है, जिसे कुल यांत्रिक शक्ति कहा जाता है:

आर 2 "= आर एम -आर ई2

पहले प्राप्त सूत्र का उपयोग करना

हम कुल यांत्रिक शक्ति के लिए अभिव्यक्ति लिखते हैं:

पी ई2 = एसपीएम,

वे। विद्युत हानि की शक्ति स्लिप के समानुपाती होती है।

मोटर शाफ्ट पी 2 पर शक्ति यांत्रिक पी मेच और अतिरिक्त पी एक्सट हानियों के मूल्य से कुल यांत्रिक शक्ति पी 2 ' से कम है:

पी 2 \u003d पी 2 '- (पी मेच। + पी एक्सट।)।

इस प्रकार:

एसपी = पी एसएल + आर ई1 + आर ई2 + आर मेच। +आर एक्सटेंशन.

दक्षता शाफ्ट पावर पी 2 और बिजली खपत पी 1 का अनुपात है:

5.10. टॉर्क समीकरण

इंडक्शन मोटर में टॉर्क मशीन के चुंबकीय क्षेत्र के साथ रोटर करंट की परस्पर क्रिया से बनता है। टॉर्क को मशीन की विद्युत चुम्बकीय शक्ति के संदर्भ में गणितीय रूप से व्यक्त किया जा सकता है:

,

जहाँ w 1 =2pn 1 /60 क्षेत्र के घूर्णन की कोणीय आवृत्ति है।

बदले में, n 1 \u003d f 1 60 / P, फिर

.

हम अभिव्यक्ति R em = R e2 / S को सूत्र M 1 में प्रतिस्थापित करते हैं और, 9.81 से विभाजित करने पर, हमें मिलता है:

,

इससे पता चलता है कि मोटर टॉर्क रोटर में विद्युत हानि के समानुपाती होता है। अंतिम सूत्र में वर्तमान I 2' का मान रखें:

, ,

हालाँकि, प्रौद्योगिकी के व्यापक विकास, छात्रों की तकनीकी रचनात्मकता के लिए इन सामग्रियों के उपयोग के लिए कई अतिरिक्त संभावनाओं के ज्ञान की आवश्यकता होती है। आइए उनमें से कुछ पर विचार करें।

5.18.2 प्रेरण नियामक और चरण नियामक

इंडक्शन वोल्टेज रेगुलेटर एक चरण रोटर के साथ एक लॉक इंडक्शन मोटर हैं। वे एक विस्तृत श्रृंखला में वोल्टेज को समायोजित कर सकते हैं। रेगुलेटर में स्टेटर और रोटर वाइंडिंग विद्युत रूप से जुड़े हुए हैं, लेकिन इस तरह से कि रोटर को घुमाकर उन्हें एक दूसरे के सापेक्ष विस्थापित किया जा सकता है। जब इंडक्शन रेगुलेटर नेटवर्क से जुड़ा होता है, तो घूमने वाला चुंबकीय प्रवाह स्टेटर और रोटर वाइंडिंग में ईएमएफ ई 1 और ई 2 प्रेरित करता है। जब अक्ष वाइंडिंग में मेल खाते हैं, तो ईएमएफ ई 1 और ई 2 चरण में होते हैं, और अधिकतम वोल्टेज मान नियामक के आउटपुट टर्मिनलों पर सेट किया जाता है।

जब रोटर घूमता है, तो घुमावदार अक्ष एक निश्चित कोण के माध्यम से घूमते हैं। वेक्टर E2 भी उसी कोण से बदलता है। इस स्थिति में, आउटपुट वोल्टेज कम हो जाता है। रोटर को 180° घुमाकर, हम आउटपुट पर न्यूनतम वोल्टेज सेट करते हैं।

चरण नियामक को प्राथमिक के सापेक्ष द्वितीयक वोल्टेज के चरण को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस स्थिति में, द्वितीयक वोल्टेज का मान अपरिवर्तित रहता है।

चरण नियामक एक अतुल्यकालिक मशीन है, जो एक विशेष रोटरी डिवाइस द्वारा ब्रेक किया जाता है। वोल्टेज को स्टेटर वाइंडिंग को आपूर्ति की जाती है, और रोटर से हटा दिया जाता है। इंडक्शन रेगुलेटर के विपरीत, यहां स्टेटर और रोटर वाइंडिंग विद्युत रूप से जुड़े नहीं हैं। द्वितीयक वोल्टेज के चरण में परिवर्तन रोटर को स्टेटर के सापेक्ष घुमाकर किया जाता है।

इसका उपयोग स्वचालन और माप प्रौद्योगिकी में किया जाता है।

5.18.3 अतुल्यकालिक आवृत्ति कनवर्टर

जैसा कि आप जानते हैं, इंडक्शन मोटर के रोटर सर्किट में करंट की आवृत्ति स्लिप पर निर्भर करती है, यानी। रोटर और स्टेटर क्षेत्र के घूर्णन की आवृत्तियों के बीच अंतर से निर्धारित होता है।

.

निर्दिष्ट संपत्ति मोटर को आवृत्ति कनवर्टर के रूप में उपयोग करने की अनुमति देती है (चित्र 5.18.3.1)। यदि स्टेटर वाइंडिंग औद्योगिक आवृत्ति एफ 1 के नेटवर्क से जुड़ा है, और रोटर को बाहरी मोटर द्वारा स्टेटर क्षेत्र के खिलाफ घुमाया जाता है, तो स्लिप बढ़ जाती है, और रोटर वर्तमान एफ 2 की आवृत्ति तदनुसार नेटवर्क आवृत्ति की तुलना में बढ़ जाती है एफ 1 कई बार. यदि वर्तमान आवृत्ति को कम करना आवश्यक है, तो कनवर्टर रोटर को घूर्णन स्टेटर क्षेत्र की दिशा में घुमाया जाना चाहिए।

5.18.4 विद्युत चुम्बकीय अतुल्यकालिक क्लच

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक एसिंक्रोनस क्लच (चित्र 5.18.4.1) एक एसिंक्रोनस मोटर के सिद्धांत के अनुसार व्यवस्थित होता है और शाफ्ट के दो हिस्सों को जोड़ने का कार्य करता है। शाफ्ट 1 के अग्रणी भाग पर ध्रुव प्रणाली 2 रखी गई है, जो उत्तेजना कुंडलियों के साथ स्पष्ट ध्रुवों की एक प्रणाली है। उत्तेजना कुंडल में प्रत्यक्ष धारा को स्लिप रिंग 4 के माध्यम से आपूर्ति की जाती है। क्लच 3 का संचालित भाग मोटर के रोटर वाइंडिंग के प्रकार के अनुसार बनाया जाता है।

क्लच के संचालन का सिद्धांत एक अतुल्यकालिक मोटर के संचालन के समान है, यहां केवल घूर्णन चुंबकीय प्रवाह ध्रुव प्रणाली के यांत्रिक रोटेशन द्वारा बनाया जाता है। शाफ्ट के ड्राइविंग भाग से संचालित भाग तक टॉर्क विद्युत चुम्बकीय रूप से प्रसारित होता है। उत्तेजना धारा को बंद करके क्लच को डिस्कनेक्ट कर दिया जाता है।

एक गोलाकार घूमने वाले चुंबकीय क्षेत्र में निम्नलिखित विशिष्ट गुण होते हैं:

ए) परिणामी एमएमएफ और प्रेरण तरंगों की अधिकतम सीमा हमेशा उस चरण की धुरी के साथ मेल खाती है जिसमें धारा अधिकतम होती है। मात्रा निर्धारित करके इस स्थिति को आसानी से सत्यापित किया जा सकता है ωt,चरण में अधिकतम धारा के अनुरूप, और बिंदु के समन्वय को (3.15) द्वारा निर्धारित करना एक्स, जिसमें एम.डी.एस एफ" एक्सअधिकतम;

बी) चुंबकीय क्षेत्र उस चरण की धुरी की ओर बढ़ता है जिसमें निकटतम अधिकतम अपेक्षित है। यह संपत्ति पिछले वाले से सीधे अनुसरण करती है;

ग) क्षेत्र के घूर्णन की दिशा बदलने के लिए, चरणों में धारा के प्रत्यावर्तन के क्रम को बदलना आवश्यक है। तीन-चरण मशीनों में, इसके लिए, उन तारों को स्वैप करना आवश्यक है जो तीन-चरण नेटवर्क से वाइंडिंग के किन्हीं दो चरणों में करंट की आपूर्ति करते हैं। दो-चरण मशीनों में, आपको उन तारों को स्विच करने की आवश्यकता होती है जो वाइंडिंग के चरणों को दो-चरण नेटवर्क से जोड़ते हैं।

अण्डाकार क्षेत्र.एक गोलाकार घूमने वाला चुंबकीय क्षेत्र चरणों से गुजरने वाली धाराओं की समरूपता (व्यक्तिगत चरणों के कॉइल्स के एमएमएफ की समरूपता), अंतरिक्ष में इन चरणों की सममित व्यवस्था, चरण धाराओं के बीच समय बदलाव के बीच स्थानिक बदलाव के बराबर होता है। स्टेटर (रोटर) की परिधि के साथ मशीन के वायु अंतराल में प्रेरण के चरण और साइनसॉइडल वितरण। यदि निर्दिष्ट शर्तों में से कम से कम एक का पालन नहीं किया जाता है, तो एक गोलाकार नहीं, बल्कि एक अण्डाकार घूर्णन क्षेत्र उत्पन्न होता है, जिसमें परिणामी एमएमएफ का अधिकतम मूल्य और समय के विभिन्न क्षणों के लिए प्रेरण स्थिर नहीं रहता है, जैसा कि एक के मामले में होता है। वृत्ताकार क्षेत्र. ऐसे क्षेत्र में, एमडीएस का स्थानिक वेक्टर एक दीर्घवृत्त का वर्णन करता है (चित्र 3.12 देखें)। वी).

एक अण्डाकार क्षेत्र को विपरीत दिशाओं में घूमते हुए दो समतुल्य गोलाकार क्षेत्रों के रूप में दर्शाया जा सकता है। परिणामी अण्डाकार क्षेत्र के घूर्णन की दिशा में घूमने वाले क्षेत्र को कहा जाता है प्रत्यक्ष;क्षेत्र विपरीत दिशा में घूम रहा है रिवर्स।अण्डाकार क्षेत्र का प्रत्यक्ष और व्युत्क्रम वृत्ताकार क्षेत्रों में अपघटन सममित घटकों की विधि द्वारा किया जाता है, जिसकी सहायता से प्रत्यक्ष और व्युत्क्रम अनुक्रमों का एमएमएफ निर्धारित किया जाता है।

उदाहरण के लिए, एक दो-चरण मशीन पर विचार करें, जिसमें दो चरण वाइंडिंग (चरण) स्टेटर पर स्थित हैं ओहऔर द्वारा, जिनकी अक्षें किसी कोण α द्वारा अंतरिक्ष में विस्थापित होती हैं (चित्र 3.16, ए). इन चरणों से गुजरने वाली धाराएँ और संबंधित एमएमएफ वैक्टर एफएक्सएऔर एफएक्सबीकिसी कोण β द्वारा समय में स्थानांतरित किया गया। के चरण ओहऔर द्वाराअंतरिक्ष में साइनसॉइडल रूप से वितरित स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र बनाएं। इन चरणों का एमडीएस, किसी भी बिंदु पर कार्य करता है एक्सहवा के लिए स्थान,

एफएक्सए = एफएमए पाप ωt कॉस(πx/τ); एफएक्सबी = एफएमबी पाप(ωt + β)cos(πx/τ + α)।

चरणों AX और BY का MMF, (3.15) के समान, विपरीत दिशाओं की MMF की दो यात्रा तरंगों के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है:

α) . }

भाव (3.21) में लौकिक और स्थानिक कोण जोड़े या घटाए जाते हैं, अर्थात् समतुल्य हो जाते हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि घूर्णन क्षेत्र के एमएमएफ वेक्टर की स्थानिक स्थिति चरणों की आपूर्ति करने वाले वर्तमान के समय और आवृत्ति से निर्धारित होती है - एक अवधि में क्षेत्र ध्रुवों की एक जोड़ी में चला जाता है। दो वाइंडिंग की संयुक्त क्रिया द्वारा निर्मित परिणामी चुंबकीय क्षेत्र को दक्षिणावर्त घूमते हुए (प्रत्यक्ष क्षेत्र बनाते हुए) प्रत्यक्ष अनुक्रम एमएमएफ वैक्टर के घटकों को जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है:

एफ "xA = 0.5FmA पाप (ωt - πx / τ) और F"xB = 0.5FmB पाप (ωt + β - πx / τ ± α),

साथ ही नकारात्मक अनुक्रम के एमडीएस वैक्टर, वामावर्त घूमते हुए (एक विपरीत क्षेत्र बनाते हुए)

F "xA = 0.5FmA पाप (ωt + πx / τ) और F"xB = 0.5FmB पाप (ωt + β + πx / τ)

− +

α).

विपरीत दिशाओं में घूमने वाले क्षेत्रों का कुल एमएमएफ, यानी। F"x = F"xA + F"xBऔर F""x = F"xA + F"xB, परिमाण में समान नहीं हैं (चित्र 3.16.6), और इसलिए मशीन का परिणामी क्षेत्र स्पंदित नहीं है, बल्कि घूम रहा है। इस क्षेत्र में, अलग-अलग समय पर परिणामी एमएमएफ का अधिकतम मूल्य स्थिर नहीं रहता है, जैसे कि एक गोलाकार क्षेत्र के मामले में, यानी, क्षेत्र अण्डाकार है। दो चरण वाली मशीन में एक गोलाकार घूमने वाला क्षेत्र भी प्राप्त किया जा सकता है; जबकि एमडीएस के घटकों में से एक एफ"एक्सया एफ"एक्सअनुपस्थित रहना चाहिए. ऐसी मशीन में एक गोलाकार क्षेत्र प्राप्त करने की शर्तें एमएमएफ जोड़े में से एक के पारस्परिक मुआवजे तक कम हो जाती हैं एफ"एक्सएऔर एफ"एक्सबीया एफ"एक्सएऔर एफ"एक्सबी. उत्तरार्द्ध तब हो सकता है जब निर्दिष्ट एमडीएस आयाम में बराबर हो, लेकिन चरण में विपरीत हो, यानी यदि α ± β = π .

आगमनात्मक विद्युत मशीनों में, स्टेटर और रोटर वाइंडिंग एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा जुड़े होते हैं। स्टेटर वाइंडिंग्स की एक प्रणाली के माध्यम से मशीन के घूमने वाले हिस्से को मशीन के साथ संचार करने के लिए जो हवा के अंतराल में स्थिर है, बनाएं घूर्णनएक चुंबकीय क्षेत्र.

घूर्णन से हम ऐसे चुंबकीय क्षेत्र को समझेंगे, जिसका प्रेरण वेक्टर एक निश्चित कोणीय वेग के साथ अंतरिक्ष में (रोटर की धुरी के लंबवत विमान में) चलता है। यदि प्रेरण वेक्टर का आयाम स्थिर है, तो ऐसे क्षेत्र को कहा जाता है गोलाकार.एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाया जा सकता है:

• वाइंडिंग्स की दो-चरण प्रणाली में प्रत्यावर्ती धारा 90 ° तक अंतरिक्ष में स्थानांतरित हो गई;
• 120° द्वारा अंतरिक्ष में स्थानांतरित वाइंडिंग्स की तीन-चरण प्रणाली में तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा;
• मोटर स्टेटर के बोर के साथ वितरित वाइंडिंग के साथ श्रृंखला में प्रत्यक्ष धारा स्विच की गई;
• रोटर (आर्मेचर) की सतह के साथ स्थित घुमावदार शाखाओं के साथ एक कम्यूटेटर के माध्यम से स्विच किया गया प्रत्यक्ष प्रवाह। दो चरण वाली मशीन में घूमने वाले चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण
• (चावल। 1.2). मेंऐसी मशीन में, घुमावदार अक्षों को ज्यामितीय रूप से 90° स्थानांतरित किया जाता है (एक जोड़ी ध्रुवों वाली मशीन मानी जाती है, पी एन = 1). स्टेटर वाइंडिंग्स दो-चरण वोल्टेज द्वारा संचालित होती हैं, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 1.2, मैं. यह मानते हुए कि मशीन सममित और असंतृप्त है, हम मानते हैं कि वाइंडिंग में धाराएँ भी 90 विद्युत डिग्री (90 ° el.) द्वारा स्थानांतरित होती हैं और वाइंडिंग का मैग्नेटोमोटिव बल वर्तमान के समानुपाती होता है (चित्र)। 1 .2,6). मेंसमय का क्षण, = 0 घुमावदार धारा एशून्य है, और वाइंडिंग में करंट है बीसबसे नकारात्मक मान है.

चावल। 1.2.दो-चरण विद्युत मशीन में घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र का गठन: ए - घुमावदार स्विचिंग सर्किट: बी - स्टेटर वाइंडिंग्स में दो-चरण धाराओं की प्रणाली: वी- स्टेटर वाइंडिंग्स द्वारा उत्पन्न चुंबकीय रूप से गतिशील बलों का स्थानिक वेक्टर आरेख

इसलिए, समय के क्षण में वाइंडिंग्स के चुंबकीय रूप से गतिशील बलों (एमएमएफ) का कुल वेक्टर टी के बराबर है और अंतरिक्ष में स्थित है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 1.2 वीसमय के समय c 2 = 7 s/वाइंडिंग में धाराएँ होंगी टीएल एम /और, परिणामस्वरूप, कुल एमडीएस वेक्टर कोण के माध्यम से घूमेगा को/और_अंतरिक्ष में चित्र में दर्शाई गई स्थिति पर कब्जा कर लेता है। 12, वी,जैसे 2 = 2 + 2 . में आपके जवाब का इंतज़ार कर रहा हूँ

समय w 2 = i/2, एमडीएस का कुल वेक्टर बराबर होगा। इसी प्रकार, कोई यह पता लगा सकता है कि समय बिंदुओं आदि पर कुल एमडीएस वेक्टर की स्थिति कैसे बदलती है। यह देखा जा सकता है कि वेक्टर अपने आयाम को स्थिर रखते हुए अंतरिक्ष में ω = 2ts की गति से घूमता है। क्षेत्र के घूमने की दिशा दक्षिणावर्त है। हम यह सुनिश्चित करने का प्रस्ताव करते हैं कि यदि आप चरण के लिए आवेदन करते हैं एवोल्टेज = (सह -), और प्रति चरण बीवोल्टेज = सह, फिर दिशा

रोटेशन उल्टा हो जाएगा.

चावल। 1.3.तीन-चरण मोटर की वाइंडिंग पर स्विच करने की योजनाएँ: ए - पी पी \u003d 1 पर मोटर वाइंडिंग का स्थान; बी - एक तारे में वाइंडिंग का कनेक्शन; वी- मोटर वाइंडिंग्स में तीन-चरण धाराओं के आरेख

इस प्रकार, 90 ज्यामितीय डिग्री (90°) द्वारा वाइंडिंग के अक्षों के स्थानिक बदलाव और (90° el.) विद्युत डिग्री द्वारा वाइंडिंग में प्रत्यावर्ती धारा के एक चरण बदलाव का संयोजन एक चुंबकीय क्षेत्र बनाना संभव बनाता है। मशीन के वायु अंतराल में स्टेटर की परिधि के साथ घूमना।

तीन-चरण एसी मशीन में घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के गठन का तंत्र।मशीन की वाइंडिंग को 120° (चित्र 1.3, ए) द्वारा अंतरिक्ष में स्थानांतरित किया जाता है और तीन-चरण वोल्टेज प्रणाली द्वारा संचालित किया जाता है। मशीन की वाइंडिंग में धाराएँ 120°el द्वारा स्थानांतरित होती हैं। (चित्र 1.3, वी):

स्टेटर वाइंडिंग्स के एमएमएफ का परिणामी वेक्टर है:

कहाँ डब्ल्यू- वाइंडिंग्स के घुमावों की संख्या।

समय के क्षण में वेक्टर की अंतरिक्ष में स्थिति पर विचार करें (चित्र 1.4, ओ)। घुमावदार एमएमएफ वेक्टर ओ टी सकारात्मक दिशा में ओ अक्ष के साथ निर्देशित है और 0 के बराबर है, डब्ल्यू,वे। के बारे में, । घुमावदार एमडीएस वेक्टर साथ, अक्ष के अनुदिश निर्देशित साथऔर 0 के बराबर है। सदिश j और j का योग अक्ष के अनुदिश निर्देशित है बीनकारात्मक दिशा में और इस योग के साथ घुमावदार एमएमएफ वेक्टर जोड़ा जाता है बी,तीन सदिशों के योग के बराबर एक सदिश बनता है एक्स= 3/2, समय के क्षण में, चित्र में दिखाई गई स्थिति पर कब्जा कर रहा है। 1.4, के बारे में. समय बीतने के बाद = l/Zco (1/300 s के बाद 50 Hz की आवृत्ति पर), समय 2 का क्षण आएगा, जिस पर वाइंडिंग O का वेक्टर MMF बराबर है, और MMF के वैक्टर बराबर हैं वाइंडिंग्स का बीऔर साथबराबर हैं - 0.5 . परिणामी एमडीएस वेक्टर 2 समय 2 पर चित्र में दिखाई गई स्थिति लेगा। 1.4.5, अर्थात पिछली स्थिति के सापेक्ष आगे बढ़ें पर 60° दक्षिणावर्त. यह सुनिश्चित करना आसान है कि समय 3 पर स्टेटर वाइंडिंग्स के एमएमएफ का परिणामी वेक्टर स्थिति 3 लेगा, यानी। दक्षिणावर्त गति करता रहेगा। आपूर्ति वोल्टेज अवधि के दौरान = 2l/co = 1/ परिणामी MMF वेक्टर एक पूर्ण क्रांति करेगा, अर्थात। स्टेटर क्षेत्र की घूर्णन गति इसकी वाइंडिंग में धारा की आवृत्ति के सीधे आनुपातिक और ध्रुव जोड़े की संख्या के व्युत्क्रमानुपाती होती है:

जहाँ n मशीन के पोल जोड़े की संख्या है।

यदि मोटर पोल जोड़े की संख्या एक से अधिक है, तो स्टेटर परिधि के चारों ओर व्यवस्थित घुमावदार खंडों की संख्या बढ़ जाती है। इसलिए, यदि ध्रुवों के जोड़े की संख्या n \u003d 2 है, तो तीन चरण वाइंडिंग स्टेटर परिधि के एक आधे हिस्से पर और तीन दूसरे पर स्थित होंगी। इस मामले में, आपूर्ति वोल्टेज की एक अवधि के लिए, परिणामी एमएमएफ वेक्टर आधा मोड़ देगा और स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र की घूर्णन गति „=1- वाली मशीनों की तुलना में आधी होगी।

चावल। 1.4.ए- सह \u003d 7s / बी- सह \u003d एल / वी- सह \u003d 7s /

लगभग सभी एसी मोटरों का संचालन: विद्युत चुम्बकीय उत्तेजना (एसएम) के साथ तुल्यकालिक, स्थायी चुंबक (पीएमएसएम) से उत्तेजना के साथ, तुल्यकालिक अनिच्छा मोटर्स (एसआरएम), और अतुल्यकालिक मोटर्स (आईएम) - निहित है एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाने का सिद्धांत।

इलेक्ट्रोडायनामिक्स के सिद्धांतों के अनुसार, सभी विद्युत मोटरों (प्रतिक्रियाशील मोटरों को छोड़कर) में, विकसित विद्युत चुम्बकीय टोक़ विद्युत मोटर के गतिशील और स्थिर भागों में निर्मित चुंबकीय फ्लक्स (फ्लक्स लिंकेज) की परस्पर क्रिया का परिणाम होता है। आघूर्ण इन प्रवाहों के सदिशों के गुणनफल के बराबर है, जो चित्र में दिखाया गया है। 1.5, और क्षण का मान फ्लक्स वैक्टर के मॉड्यूल और फ्लक्स वैक्टर के बीच स्थानिक कोण 0 की ज्या के उत्पाद के बराबर है:

कहाँ को -रचनात्मक कारक.

चावल। 1.5.

एक समय का(एसडी, एसडीपीएम, एसआरडी) और अतुल्यकालिक मोटर्सस्टेटर डिजाइन लगभग समान हैं, और रोटर अलग-अलग हैं। इन इलेक्ट्रिक मोटरों की वितरित स्टेटर वाइंडिंग अपेक्षाकृत बड़ी संख्या में आधे बंद स्टेटर स्लॉट में फिट होती हैं। यदि टूथ हार्मोनिक्स के प्रभाव को ध्यान में नहीं रखा जाता है, तो स्टेटर वाइंडिंग्स वर्तमान आवृत्ति द्वारा निर्धारित स्थिर गति पर घूमते हुए, आयाम में एक चुंबकीय प्रवाह स्थिरांक बनाते हैं। वास्तविक संरचनाओं में, स्टेटर चुंबकीय सर्किट के स्लॉट और दांतों की उपस्थिति चुंबकीयकरण बलों के उच्च हार्मोनिक्स की उपस्थिति की ओर ले जाती है, जिससे विद्युत चुम्बकीय टोक़ का स्पंदन होता है।

एसएम रोटर पर एक उत्तेजना वाइंडिंग स्थित होती है, जो एक स्वतंत्र वोल्टेज स्रोत - एक्साइटर से प्रत्यक्ष धारा द्वारा संचालित होती है। उत्तेजना धारा एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाती है जो रोटर के सापेक्ष स्थिर होती है और रोटर के साथ वायु अंतराल में सह गति से घूमती है [चित्र देखें। (1.7)]. 100 किलोवाट तक की सिंक्रोनस मोटरों के लिए, स्थायी चुंबक उत्तेजना का उपयोग किया जाता है, जो रोटर पर लगाया जाता है।

रोटर क्षेत्र के बल की चुंबकीय रेखाएं, फ़ील्ड वाइंडिंग या स्थायी चुंबकों द्वारा बनाई गई, इसके साथ समकालिक रूप से घूमने वाले स्टेटर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के साथ "संलग्न" होती हैं। स्टेटर फ़ील्ड की सहभागिता एक्सऔर रोटर 0 सिंक्रोनस मशीन के शाफ्ट पर एक विद्युत चुम्बकीय क्षण बनाता है।

शाफ्ट पर लोड की अनुपस्थिति में, स्टेटर और रोटर 0 के फ़ील्ड वेक्टर अंतरिक्ष में मेल खाते हैं और 0 की गति से एक साथ घूमते हैं (चित्र 1.6, i)।

जब मोटर शाफ्ट पर प्रतिरोध का एक क्षण लगाया जाता है, तो वेक्टर [ और 0 0 के कोण पर अलग हो जाते हैं (स्प्रिंग की तरह खिंचते हैं), और दोनों वेक्टर 0 से समान गति से घूमते रहते हैं (चित्र 1) .6,6). यदि कोण 0 धनात्मक है, तो सिंक्रोनस मशीन मोटर मोड में काम करती है। मोटर शाफ्ट पर लोड में परिवर्तन कोण 0 अधिकतम टॉर्क में परिवर्तन से मेल खाता है एम 0 = l पर होगा; / (0 - विद्युत डिग्री)। अगर

मोटर शाफ्ट पर लोड अधिक है एमतब सिंक्रोनस मोड का उल्लंघन होता है, और मोटर सिंक्रोनिज्म से बाहर हो जाता है। 0 के नकारात्मक कोण के साथ, सिंक्रोनस मशीन जनरेटर के रूप में काम करेगी।

चावल। 1.6.ए- आदर्श निष्क्रियता पर; बी - शाफ्ट पर भार के साथ

अनिच्छा तुल्यकालिक मोटर -यह बिना उत्तेजना वाइंडिंग के रोटर के स्पष्ट ध्रुवों वाली एक मोटर है, जहां टॉर्क रोटर की ऐसी स्थिति लेने की इच्छा के कारण होता है जिसमें उत्तेजित स्टेटर वाइंडिंग और रोटर के बीच चुंबकीय प्रतिरोध न्यूनतम मान लेता है।

SynRM में, रोटर सैलिएंट-पोल है (चित्र 1.7)। इसमें अक्षों के अनुदिश भिन्न चुंबकीय चालकता होती है। अनुदैर्ध्य अक्ष के अनुदिश डी,ध्रुव के मध्य से गुजरते हुए, चालकता अधिकतम होती है, और अनुप्रस्थ अक्ष के अनुदिश क्यू- न्यूनतम। यदि स्टेटर के चुंबकीयकरण बलों की धुरी रोटर के अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ मेल खाती है, तो बल की चुंबकीय प्रवाह रेखाओं की कोई वक्रता नहीं होती है और क्षण शून्य होता है। जब स्टेटर अक्ष का प्रवाह अनुदैर्ध्य अक्ष के सापेक्ष ऑफसेट होता है डीजब चुंबकीय क्षेत्र (एमएफ) घूमता है, तो बल की प्रवाह रेखाएं मुड़ जाती हैं और एक विद्युत चुम्बकीय क्षण उत्पन्न होता है। एक ही स्टेटर करंट पर सबसे बड़ा क्षण 0 =45°el के कोण पर प्राप्त होता है।

एसिंक्रोनस मोटर और सिंक्रोनस मोटर के बीच मुख्य अंतर यह है कि मोटर रोटर के घूमने की गति स्टेटर वाइंडिंग में धाराओं द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र की गति के बराबर नहीं होती है। स्टेटर और रोटर फ़ील्ड की गति के बीच के अंतर को कहा जाता है रपट= सह - सह. स्लिप के कारण, घूमने वाले स्टेटर क्षेत्र की चुंबकीय बल रेखाएं रोटर वाइंडिंग के कंडक्टरों को पार करती हैं और इसमें ईएमएफ और रोटर करंट को प्रेरित करती हैं। स्टेटर क्षेत्र और रोटर करंट की परस्पर क्रिया प्रेरण मोटर के विद्युत चुम्बकीय टोक़ को निर्धारित करती है।

चावल। 1.7.

रोटर के डिज़ाइन के आधार पर, एसिंक्रोनस मोटर्स को प्रतिष्ठित किया जाता है चरणऔर शॉर्ट सर्किटरोटर. चरण रोटर वाले मोटरों में, रोटर पर एक तीन-चरण वाइंडिंग स्थित होती है, जिसके सिरे स्लिप रिंग से जुड़े होते हैं, जिसके माध्यम से शुरुआती प्रतिरोधों के कनेक्शन के लिए रोटर सर्किट को मशीन से हटा दिया जाता है, इसके बाद वाइंडिंग को छोटा किया जाता है।

एक अतुल्यकालिक मोटर में, शाफ्ट पर लोड की अनुपस्थिति में, केवल चुंबकीयकरण धाराएं स्टेटर वाइंडिंग के माध्यम से प्रवाहित होती हैं, जिससे मुख्य चुंबकीय प्रवाह बनता है, और प्रवाह का आयाम आपूर्ति वोल्टेज के आयाम और आवृत्ति द्वारा निर्धारित होता है। इस मामले में, रोटर स्टेटर फ़ील्ड के समान गति से घूमता है। रोटर वाइंडिंग्स में ईएमएफ प्रेरित नहीं है, कोई रोटर करंट नहीं है और इसलिए, मोमेंट शून्य है।

जब लोड लगाया जाता है, तो रोटर क्षेत्र की तुलना में अधिक धीरे-धीरे घूमता है, स्लिप होती है, रोटर वाइंडिंग में स्लिप के आनुपातिक ईएमएफ प्रेरित होता है, और रोटर धाराएं उत्पन्न होती हैं। स्टेटर करंट, ट्रांसफार्मर की तरह, उचित मात्रा में बढ़ जाता है। रोटर करंट के सक्रिय घटक और स्टेटर फ्लक्स मापांक का उत्पाद मोटर टॉर्क निर्धारित करता है।

जो बात सभी मोटरों को एकजुट करती है [वाल्व-अनिच्छा मोटर (वीआईडी) को छोड़कर] वह यह है कि वायु अंतराल में मुख्य चुंबकीय प्रवाह कोणीय वेग सह की दी गई आवृत्ति के साथ निश्चित स्टेटर के सापेक्ष घूमता है। यह चुंबकीय प्रवाह रोटर में प्रवेश करता है, जो समान कोणीय वेग सह = सह के साथ तुल्यकालिक मशीनों के लिए घूमता है, या कुछ अंतराल-स्लिप 5 के साथ अतुल्यकालिक मशीनों के लिए घूमता है। इंजन के निष्क्रिय होने पर मुख्य प्रवाह बनाने वाली फ़ील्ड लाइनों की न्यूनतम लंबाई होती है ( =). इस मामले में, स्टेटर और रोटर के चुंबकीयकरण बलों के वेक्टर अक्ष मेल खाते हैं। जब मोटर शाफ्ट पर कोई भार दिखाई देता है, तो कुल्हाड़ियाँ अलग हो जाती हैं, और बल की रेखाएँ मुड़ जाती हैं और लंबी हो जाती हैं। चूँकि बल की रेखाएँ हमेशा लंबाई में छोटी होती जाती हैं, स्पर्शरेखीय बल प्रकट होते हैं जो एक बलाघूर्ण बनाते हैं।

हाल के वर्षों में इनका प्रयोग होने लगा है अनिच्छा मोटर्स को स्विच किया गया।ऐसी मोटर में प्रत्येक पोल पर कॉइल वाइंडिंग के साथ एक मुख्य पोल स्टेटर होता है। रोटर भी मुख्य ध्रुव है, लेकिन बिना वाइंडिंग के ध्रुवों की अलग-अलग संख्या के साथ। एक विशेष कनवर्टर - एक स्विच से स्टेटर वाइंडिंग्स को बारी-बारी से एकध्रुवीय धारा की आपूर्ति की जाती है, और रोटर का पास का दांत इन उत्तेजित ध्रुवों की ओर आकर्षित होता है। फिर अगला स्टेटर पोल बारी-बारी से सक्रिय होता है। स्टेटर पोल वाइंडिंग्स को रोटर स्थिति सेंसर से संकेतों के अनुसार स्विच किया जाता है। यह, साथ ही तथ्य यह है कि स्टेटर वाइंडिंग में करंट को लोड टॉर्क के आधार पर नियंत्रित किया जाता है, वीआईडी ​​और स्टेपर मोटर के बीच मुख्य अंतर है।

दृश्य (चित्र 1.8) में, टॉर्क मुख्य प्रवाह के आयाम और चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की वक्रता की डिग्री के समानुपाती होता है। शुरुआत में, जब रोटर पोल (दांत) स्टेटर पोल को ओवरलैप करना शुरू करता है, तो फ़ील्ड लाइनों की वक्रता अधिकतम होती है और फ्लक्स न्यूनतम होता है। जब ध्रुवों का ओवरलैप अधिकतम होता है, तो क्षेत्र रेखाओं की वक्रता न्यूनतम होती है, और प्रवाह का आयाम बढ़ जाता है, जबकि क्षण लगभग स्थिर रहता है। जैसे ही वीआईडी ​​चुंबकीय प्रणाली संतृप्त होती है, फ्लक्स में वृद्धि सीमित होती है, यहां तक ​​कि वीआईडी ​​वाइंडिंग में करंट में वृद्धि के साथ भी। स्टेटर के ध्रुवों के सापेक्ष रोटर के ध्रुवों को पार करते समय टॉर्क में परिवर्तन से वीआईडी ​​शाफ्ट का असमान घुमाव होता है।

चावल। 1.8.

डीसी मोटर में, उत्तेजना वाइंडिंग स्टेटर पर स्थित होती है और इस वाइंडिंग द्वारा बनाया गया क्षेत्र स्थिर होता है। आर्मेचर में एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है, जिसकी घूर्णन गति आर्मेचर की घूर्णन गति के बराबर होती है, लेकिन विपरीत दिशा में निर्देशित होती है। यह इस तथ्य से प्राप्त होता है कि एक यांत्रिक आवृत्ति कनवर्टर द्वारा स्विच किए गए आर्मेचर वाइंडिंग के घुमावों के माध्यम से एक प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित होती है - संग्राहक उपकरण.

डीसी मोटर का इलेक्ट्रोमैग्नेटिक टॉर्क फील्ड वाइंडिंग द्वारा बनाए गए मुख्य फ्लक्स और आर्मेचर वाइंडिंग के घुमावों में करंट की परस्पर क्रिया को निर्धारित करता है: एम = के/ मैं

यदि हम डीसी मोटर के ब्रश-कलेक्टर उपकरण को सेमीकंडक्टर स्विच से बदलते हैं, तो हमें मिलता है ब्रशलेस डीसी मोटर।ऐसी मोटरों का व्यावहारिक कार्यान्वयन ब्रशलेस मोटर है। संरचनात्मक रूप brushless मोटरविद्युतचुंबकीय या स्थायी चुंबक उत्तेजना वाली तीन चरण वाली तुल्यकालिक मशीन है। मोटर रोटर की स्थिति के आधार पर, स्टेटर वाइंडिंग्स को अर्धचालक नियंत्रित कनवर्टर - स्विच का उपयोग करके स्विच किया जाता है।

मल्टीफ़ेज़ सिस्टम की एक विशेषता यांत्रिक रूप से स्थिर उपकरण में घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाने की क्षमता है।
प्रत्यावर्ती धारा स्रोत से जुड़ा एक कुंडल एक स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, अर्थात। एक चुंबकीय क्षेत्र जो परिमाण और दिशा में बदलता है।

आंतरिक व्यास D वाला एक सिलेंडर लें। सिलेंडर की सतह पर हम तीन कुंडलियाँ रखते हैं, जो एक दूसरे के सापेक्ष 120 o से स्थानिक रूप से विस्थापित होती हैं। हम कॉइल्स को तीन-चरण वोल्टेज स्रोत से जोड़ते हैं (चित्र 12.1)। अंजीर पर. 12.2 तात्कालिक धाराओं का एक ग्राफ दिखाता है जो तीन-चरण प्रणाली बनाता है।

प्रत्येक कुंडल एक स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र, एक दूसरे के साथ बातचीत करते हुए, परिणामी घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, जो परिणामी चुंबकीय प्रेरण के वेक्टर द्वारा विशेषता है
अंजीर पर. 12.3 प्रत्येक चरण के चुंबकीय प्रेरण वैक्टर और तीन बार t1, t2, t3 के लिए निर्मित परिणामी वेक्टर को दर्शाता है। कुण्डलियों के अक्षों की धनात्मक दिशाएँ +1, +2, +3 अंकित हैं।

फिलहाल टी \u003d टी 1, ए-एक्स कॉइल में वर्तमान और चुंबकीय प्रेरण सकारात्मक और अधिकतम है, बी-वाई और सी-जेड कॉइल में वे समान और नकारात्मक हैं। परिणामी चुंबकीय प्रेरण का वेक्टर कॉइल के चुंबकीय प्रेरण के वैक्टर के ज्यामितीय योग के बराबर है और कॉइल ए-एक्स की धुरी के साथ मेल खाता है। फिलहाल t \u003d t 2, कुंडलियों A-X और C-Z में धाराएँ परिमाण में समान और दिशा में विपरीत हैं। चरण B में धारा शून्य है। परिणामी चुंबकीय प्रेरण वेक्टर को 30 o तक दक्षिणावर्त घुमाया गया। फिलहाल टी \u003d टी 3, कॉइल्स ए-एक्स और बी-वाई में धाराएं परिमाण और सकारात्मक में समान हैं, सी-जेड चरण में वर्तमान अधिकतम और नकारात्मक है, परिणामी चुंबकीय क्षेत्र का वेक्टर नकारात्मक दिशा में स्थित है सी-जेड कुंडल अक्ष। प्रत्यावर्ती धारा की अवधि के लिए, परिणामी चुंबकीय क्षेत्र का वेक्टर 360° घूमेगा।

चुंबकीय क्षेत्र गति या तुल्यकालिक गति

जहाँ P ध्रुवों के जोड़े की संख्या है।

चित्र में दिखाए गए कुंडलियाँ। 12.1, ध्रुवों की संख्या 2पी = 2 के साथ एक द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षेत्र बनाएं। क्षेत्र घूर्णन आवृत्ति 3000 आरपीएम है।
चार-ध्रुव चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए, सिलेंडर के अंदर छह कॉइल्स रखना आवश्यक है, प्रत्येक चरण के लिए दो। फिर, सूत्र (12.1) के अनुसार, चुंबकीय क्षेत्र n 1 = 1500 आरपीएम के साथ दोगुना धीरे-धीरे घूमेगा।
एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए, दो शर्तों को पूरा करना होगा।

1. कम से कम दो स्थानिक रूप से पक्षपाती कुंडलियाँ रखें।

2. आउट-ऑफ़-फ़ेज़ धाराओं को कॉइल्स से कनेक्ट करें।

12.2. अतुल्यकालिक मोटर्स.
डिजाइन, संचालन का सिद्धांत

अतुल्यकालिक मोटर है स्तब्ध भाग कहा जाता है स्टेटर , और घूर्णन भाग कहा जाता है रोटर . स्टेटर में एक वाइंडिंग होती है जो एक घूमने वाला चुंबकीय क्षेत्र बनाती है।
स्क्विरल-केज और फेज़ रोटर के साथ अतुल्यकालिक मोटरें हैं।
शॉर्ट-सर्किट वाइंडिंग वाले रोटर के स्लॉट में एल्यूमीनियम या तांबे की छड़ें रखी जाती हैं। सिरों पर छड़ें एल्यूमीनियम या तांबे के छल्ले से बंद होती हैं। भंवर धारा हानियों को कम करने के लिए स्टेटर और रोटर विद्युत स्टील शीट से बनाए जाते हैं।
चरण रोटर में तीन-चरण वाइंडिंग (तीन-चरण मोटर के लिए) होती है। चरणों के सिरे एक सामान्य नोड से जुड़े होते हैं, और शुरुआत को शाफ्ट पर रखे गए तीन संपर्क रिंगों में लाया जाता है। रिंगों पर स्थिर संपर्क ब्रश लगाए जाते हैं। एक प्रारंभिक रिओस्तात ब्रशों से जुड़ा होता है। इंजन शुरू करने के बाद, शुरुआती रिओस्तात का प्रतिरोध धीरे-धीरे शून्य हो जाता है।
इंडक्शन मोटर के संचालन के सिद्धांत पर चित्र 12.4 में दिखाए गए मॉडल पर विचार किया जाएगा।

हम स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र को एक तुल्यकालिक गति n 1 पर घूमने वाले स्थायी चुंबक के रूप में दर्शाते हैं।
रोटर की बंद वाइंडिंग के चालकों में धाराएँ प्रेरित होती हैं। चुम्बक के ध्रुव दक्षिणावर्त गति करते हैं।
घूमने वाले चुंबक पर रखे गए पर्यवेक्षक को ऐसा लगता है कि चुंबक स्थिर है, और रोटर वाइंडिंग के कंडक्टर वामावर्त घूमते हैं।
दाहिने हाथ के नियम द्वारा निर्धारित रोटर धाराओं की दिशाएँ चित्र में दिखाई गई हैं। 12.4.

चावल। 12.4

बाएं हाथ के नियम का उपयोग करके, हम रोटर पर कार्य करने वाले और उसे घुमाने वाले विद्युत चुम्बकीय बलों की दिशा का पता लगाते हैं। मोटर रोटर स्टेटर फ़ील्ड के घूमने की दिशा में n2 की गति से घूमेगा।
रोटर अतुल्यकालिक रूप से घूमता है, यानी इसकी घूर्णन गति एन 2 स्टेटर फ़ील्ड एन 1 की घूर्णन गति से कम है।
स्टेटर और रोटर फ़ील्ड के वेग के बीच सापेक्ष अंतर को स्लिप कहा जाता है।

स्लिप शून्य के बराबर नहीं हो सकती, क्योंकि क्षेत्र और रोटर की समान गति पर, रोटर में धाराओं का प्रेरण बंद हो जाएगा और, परिणामस्वरूप, कोई विद्युत चुम्बकीय टोक़ नहीं होगा।
घूर्णनशील विद्युत चुम्बकीय क्षण को प्रतिकारक ब्रेकिंग क्षण एम एम = एम 2 द्वारा संतुलित किया जाता है।
मोटर शाफ्ट पर भार बढ़ने के साथ, ब्रेकिंग टॉर्क टॉर्क से अधिक हो जाता है, और स्लिप बढ़ जाती है। परिणामस्वरूप, रोटर वाइंडिंग में प्रेरित ईएमएफ और धाराएं बढ़ जाती हैं। टॉर्क बढ़ता है और ब्रेकिंग टॉर्क के बराबर हो जाता है। बढ़ती स्लिप के साथ टॉर्क एक निश्चित अधिकतम मूल्य तक बढ़ सकता है, जिसके बाद, ब्रेकिंग टॉर्क में और वृद्धि के साथ, टॉर्क तेजी से कम हो जाता है और मोटर बंद हो जाती है।
रुकी हुई मोटर की स्लिप एक के बराबर है। कहा जाता है कि मोटर शॉर्ट सर्किट मोड में है।
एक अनलोडेड इंडक्शन मोटर n 2 की घूर्णी गति लगभग तुल्यकालिक आवृत्ति n 1 के बराबर है। एक अनलोडेड इंजन का स्लिप एस 0। इंजन को निष्क्रिय बताया जाता है।
मोटर मोड में चलने वाली एसिंक्रोनस मशीन की स्लिप शून्य से एक तक भिन्न होती है।
एक अतुल्यकालिक मशीन जनरेटर मोड में काम कर सकती है। ऐसा करने के लिए, इसके रोटर को आवृत्ति n 2 > n 1 के साथ स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की दिशा में एक तृतीय-पक्ष मोटर द्वारा घुमाया जाना चाहिए। स्लाइडिंग अतुल्यकालिक जनरेटर।
एक अतुल्यकालिक मशीन इलेक्ट्रिक मशीन ब्रेक के मोड में काम कर सकती है। ऐसा करने के लिए, इसके रोटर को स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की दिशा के विपरीत दिशा में घुमाना आवश्यक है।
इस मोड में, S > 1. एक नियम के रूप में, अतुल्यकालिक मशीनों का उपयोग मोटर मोड में किया जाता है। इंडक्शन मोटर उद्योग में सबसे आम प्रकार की मोटर है। एक अतुल्यकालिक मोटर में क्षेत्र के घूर्णन की आवृत्ति नेटवर्क एफ 1 की आवृत्ति और स्टेटर ध्रुवों के जोड़े की संख्या से सख्ती से संबंधित है। आवृत्ति f 1 = 50 Hz पर, घूर्णन आवृत्तियों की निम्नलिखित श्रृंखला होती है।

पिछले पैराग्राफ में, यह दिखाया गया था कि चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की गति स्थिर है और धारा की आवृत्ति से निर्धारित होती है। विशेष रूप से, यदि तीन-चरण मोटर वाइंडिंग को स्टेटर की आंतरिक सतह पर छह स्लॉट में रखा जाता है (चित्र 5-7), तो, जैसा कि दिखाया गया था (चित्र 5-4 देखें), चुंबकीय प्रवाह अक्ष घूम जाएगा

प्रत्यावर्ती धारा की आधी अवधि के लिए आधा मोड़, और पूरी अवधि के लिए - एक मोड़। चुंबकीय प्रवाह के घूर्णन की गति को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

इस मामले में, स्टेटर वाइंडिंग ध्रुवों की एक जोड़ी के साथ एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। इस वाइंडिंग को द्विध्रुवी कहा जाता है।

यदि स्टेटर वाइंडिंग में छह कॉइल (प्रत्येक चरण में श्रृंखला में जुड़े दो कॉइल) होते हैं जो बारह स्लॉट (छवि 5-8) में रखे जाते हैं, तो दो-पोल वाइंडिंग के समान निर्माण के परिणामस्वरूप, यह प्राप्त किया जा सकता है कि आधी अवधि में चुंबकीय प्रवाह की धुरी एक चौथाई मोड़ से घूम जाएगी, और पूरी अवधि के लिए - आधा मोड़ (चित्र 5-9)। दो की जगह तीन डंडे

वाइंडिंग्स, स्टेटर फ़ील्ड में अब चार ध्रुव (दो जोड़े ध्रुव) हैं। इस मामले में स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र की घूर्णन गति बराबर है

स्लॉट और वाइंडिंग्स की संख्या में वृद्धि और समान तर्क देते हुए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि ध्रुवों के जोड़े के लिए सामान्य मामले में चुंबकीय क्षेत्र की घूर्णन गति बराबर है

चूंकि ध्रुवों के जोड़े की संख्या केवल एक पूर्णांक हो सकती है (स्टेटर वाइंडिंग में कॉइल्स की संख्या हमेशा तीन का गुणक होती है), चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की गति में मनमाना नहीं, बल्कि काफी निश्चित मान हो सकते हैं (देखें) तालिका 5.1).

तालिका 5.1

व्यवहार में, एक क्रांति के दौरान रोटर पर कार्य करने वाले टॉर्क का एक स्थिर मान प्राप्त करने के लिए, स्टेटर में स्लॉट्स की संख्या काफी बढ़ जाती है (चित्र 5-10) और कॉइल के प्रत्येक पक्ष को कई स्लॉट्स में रखा जाता है, प्रत्येक के साथ क्रमिक रूप से आपस में जुड़े कई खंडों से बनी वाइंडिंग। वाइंडिंग्स, एक नियम के रूप में, दो परतों में बनाई जाती हैं। प्रत्येक खांचे में, दो अलग-अलग कुंडलियों के खंडों के दो किनारे एक दूसरे के ऊपर रखे जाते हैं, और यदि एक सक्रिय पक्ष एक खांचे के नीचे स्थित होता है, तो इस खंड का दूसरा सक्रिय पक्ष दूसरे खांचे के शीर्ष पर स्थित होता है, सेक्शन और कॉइल आपस में जुड़े हुए हैं ताकि अधिकांश कंडक्टरों में प्रत्येक स्लॉट में धाराओं की दिशा समान हो।

इलेक्ट्रोग्रैविटी आसान है

परिचय। लेख में सबसे सरल इलेक्ट्रोग्रैविटी जनरेटर का वर्णन किया गया है जो अपना वजन कम करने और बढ़ाने दोनों में सक्षम है। आज तक, कार्यशील संस्थापन वजन को मूल वजन के 50% तक बहुत छोटी सीमा में बदलने में सक्षम है। इसलिए इसमें सुधार के लिए सिफारिशें दी गई हैं. सर्गेई गोडिन और वासिली रोशिन द्वारा प्रयोग दो रूसी भौतिकविदों ने एक बहुत ही दिलचस्प जनरेटर बनाया है। वास्तव में, ये स्थायी चुम्बक होते हैं जिन्हें चुम्बकों के लिए गुहाओं वाली एक विशेष डिस्क में रखा जाता है। जब "मैग्नेट वाली डिस्क" को दक्षिणावर्त घुमाया गया, तो जनरेटर का वजन कम हो गया, और जब वामावर्त घुमाया गया, तो यह कम हो गया।

वैज्ञानिकों ने अनुभव डालाएस लेकिन उनके प्रयोगों के लिए अभी तक कोई सिद्धांत प्रस्तावित नहीं किया गया है।

उनके सभी प्रयोग इस तथ्य पर आधारित थे कि वैज्ञानिक घूर्णन की गति को बदलते हैं और वजन में परिवर्तन का निरीक्षण करते हैं।उनके मुताबिक वजन 50% तक की कमी उड़न तश्तरी, यह सरल है. पहली नज़र में, चुंबक के साथ "ड्रम" को तेजी से घुमाकर गुरुत्वाकर्षण-विरोधी प्रभाव को मजबूत किया जा सकता है। अफसोस, केन्द्रापसारक बल आसानी से ड्रम को तोड़ देंगे। प्रयोगकर्ताओं ने यही देखा। इसलिए, पहला कदम मुख्य इलेक्ट्रिक मोटर के अलावा प्रत्येक चुंबक पर एक छोटी इलेक्ट्रिक मोटर लगाना है। प्रत्येक चुंबक का व्यास पूरे ड्रम की तुलना में बहुत छोटा होता है, और एकल चुंबक का डिज़ाइन पूर्वनिर्मित "ड्रम" से अधिक मजबूत होता है; इसलिए, प्रत्येक चुंबक को व्यक्तिगत रूप से उच्च गति तक घुमाना संभव है।

और आप मिनी इलेक्ट्रिक मोटर से सुसज्जित घूमने में सक्षम नए मैग्नेट जोड़कर गुरुत्वाकर्षण-विरोधी प्रभाव को और बढ़ा सकते हैं। दूसरा कदम चाहिए

, "ड्रम" में स्थायी चुम्बकों को विद्युत चुम्बकों से बदलें।स्थायी चुंबक क्या है? वास्तव में, यह चुंबक के शरीर में "सिले हुए" ऐसे छोटे विद्युत चुम्बकों की रिंग धाराओं का एक सेट है।

एक ही तल में बह रही है. इस प्रकार, हम रोशचिन पोगोडिन ड्रम के सभी चुम्बकों को विद्युत चुम्बकों से बदल सकते हैं। और स्लाइडिंग या तरल संपर्कों के माध्यम से उन पर वोल्टेज लागू करें और उन्हें अलग-अलग मिनी इलेक्ट्रोमैग्नेटिक मोटर्स की मदद से स्पिन करें।

रोशिन गोडिन के प्रयोगों और लेख में वर्णित दो विद्युत चुम्बकीय विरोधाभासों के अनुसार यह "उड़न तश्तरी" का पूरा उपकरण है।हम वजन बढ़ाना चाहते हैं, हम विद्युत चुम्बकों और "ड्रम" को एक दिशा में घुमाते हैं, हम वजन कम करना चाहते हैं, हम इसे दूसरी दिशा में घुमाते हैं। इसके बाद, इसे बहुत ध्यान दिया जाना चाहिएई राल तथ्य, भौतिकविदों द्वारा खोजी गई विधि चुम्बकों का ठंडा होना है। सियरल ने अपने प्रयोगों में यही बात पाई।इससे सोलनॉइड कॉइल्स की संभावित ओवरहीटिंग से बचा जा सकेगा। साहित्य -7- गतिशील चुंबकीय प्रणाली में अरेखीय प्रभावों का प्रायोगिक अध्ययन व्लादिमीर रोशिन , सर्गेई गोडिन