मोटर चालू। करंट शुरू

बढ़ती गति के साथ रोटर के संबंध में चुंबकीय क्षेत्र के रोटेशन की आवृत्ति घट जाती है। तदनुसार, ईएमएफ और रोटर करंट कम हो जाता है। इसलिए, इंजन की गति में वृद्धि के साथ, रोटर वाइंडिंग सर्किट में शुरुआती प्रतिरोध मूल्य को धीरे-धीरे कम करना संभव है ( आर"   एडीडी), इस डर के बिना कि मोटर चालू उन मूल्यों को बढ़ाएगा जो इसके लिए खतरनाक हैं। पूरी तरह से व्युत्पन्न प्रतिरोध के साथ रिओस्टेट शुरू ( आर""   ADD = 0) इंजन स्टार्ट अप। यह विधि आपको इंजन के आवश्यक शुरुआती टोक़ प्रदान करने की अनुमति देती है।

जब किसी भी उपकरण, तंत्र, या उपकरण को संचालन में रखा जाता है, तो कुछ समय के लिए प्रक्रियाएँ होती हैं, जिन्हें गैर-स्थिर या आरंभिक कहा जाता है। जीवन से सबसे प्रसिद्ध उदाहरण - शुरू करना, कहना, भरी हुई ट्रॉली, एक ट्रेन, यह स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि प्रारंभिक बिजली धक्का आमतौर पर भविष्य में प्रयास से अधिक की आवश्यकता होती है।

विद्युत उपकरणों में समान घटनाएं होती हैं: लैंप, इलेक्ट्रिक मोटर्स, इलेक्ट्रोमैग्नेट्स आदि। इन उपकरणों में शुरुआती प्रक्रियाएं काम करने वाले तत्वों की स्थिति पर निर्भर करती हैं: दीपक के फिलामेंट फिलामेंट्स, इलेक्ट्रोमैग्नेट कॉइल के कोर के चुंबकीयकरण की स्थिति, इंटरलेप्ट्रोड गैप के आयनीकरण की डिग्री आदि। उदाहरण के लिए, फिलामेंट फिलामेंट लाइटिंग लैंप पर विचार करें। यह सर्वविदित है कि एक ठंडे राज्य में जब यह होता है तो इसकी तुलना में काफी कम प्रतिरोध होता है
  1000 डिग्री तक गरम किया जाता है। संचालन में। प्रतिरोध की गणना करने का प्रयास करें
100-वाट प्रकाश बल्ब के लिए फिलामेंट लगभग 490 ओम है, और एक ओममीटर द्वारा एक निष्क्रिय अवस्था में मापा गया मान 50 ओम से कम है। और अब सबसे दिलचस्प बात शुरुआती चालू को गिनना है, और आप समझेंगे कि रोशनी चालू होने पर क्यों होती है।

यह पता चला है कि जब चालू होता है, तो वर्तमान 4-5 ए तक पहुंचता है, और यह 1 किलोवाट से अधिक है। तो 100 वाट के बल्बों को "पोल" क्यों नहीं जलाया जाता है? हां, केवल इसलिए, कि ताप, प्रकाश बल्ब का धागा है
बढ़ती प्रतिरोध, जो स्थिर स्थिति में स्थिर हो जाता है, प्रारंभिक मूल्य से बड़ा है और ऑपरेटिंग वर्तमान को लगभग 0.5 ए तक सीमित करता है।

इलेक्ट्रिक मोटर्स का इंजीनियरिंग में व्यापक अनुप्रयोग है, इसलिए इलेक्ट्रिक ड्राइव के सही संचालन के लिए उनकी शुरुआती विशेषताओं की विशेषताओं का ज्ञान बहुत महत्व है। शाफ्ट पर स्लिप और टॉर्क शुरुआती करंट को प्रभावित करने वाले मुख्य पैरामीटर हैं। पहला एक रोटर की गति के साथ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की घूर्णी गति को जोड़ता है और 1 से न्यूनतम मूल्य तक की गति के साथ घटता है, और दूसरा शाफ्ट पर यांत्रिक भार को निर्धारित करता है, पूर्ण त्वरण के बाद प्रारंभ और प्रारंभ के नाममात्र पर अधिकतम। स्टार्ट-अप के समय, यह एक शॉर्ट सेकेंडरी वाइंडिंग वाले ट्रांसफार्मर के बराबर होता है। उसके छोटे के कारण
मोटर के प्रारंभिक प्रवाह का प्रतिरोध स्पस्मोडिक रूप से इसके नाममात्र मूल्य के दस गुना तक पहुंच जाता है।

घुमावों को चालू करने से रोटर कोर की संतृप्ति में वृद्धि होती है चुंबकीय क्षेत्रईएमएफ की घटना आत्म-प्रेरण, जो आगमनात्मक में वृद्धि की ओर जाता है
  प्रतिरोध सर्किट। रोटर घूमना शुरू कर देता है, और पर्ची गुणांक कम हो जाता है, अर्थात। इंजन में तेजी आती है। इस स्थिति में, प्रारंभिक स्थिति स्थिर-राज्य मान में बढ़ते प्रतिरोध के साथ घट जाती है।

बढ़ी हुई धाराओं के कारण होने वाली समस्याएं होती हैं
  बिजली की मोटरों की ओवरहीटिंग के कारण, इस समय इलेक्ट्रिकल नेटवर्क का ओवरलोडिंग
शुरू, जुड़े तंत्र में सदमे यांत्रिक भार की घटना, उदाहरण के लिए, गियरबॉक्स। आधुनिक तकनीक में इन मुद्दों को हल करने वाले उपकरणों के दो वर्ग हैं - सॉफ्ट स्टार्टर्स और फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स।

उनकी पसंद कई परिचालन के विश्लेषण के साथ एक इंजीनियरिंग समस्या है
विशेषताओं। इलेक्ट्रिक मोटर्स के आवेदन की वास्तविक स्थितियों में लोड को दो समूहों में विभाजित किया गया है: पंप-प्रशंसक और सामान्य औद्योगिक। शीतल शुरुआत मुख्य रूप से प्रशंसक समूह भार के लिए किया जाता है। इस तरह के नियामक विंडिंग के वोल्टेज को बदलकर, एक सामान्य शुरुआत के साथ 5-10 बार के बजाय, 2 नाममात्र मूल्यों से अधिक नहीं के स्तर पर शुरुआती वर्तमान को सीमित करते हैं।

उद्योग में सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रिक मोटर्स हैं। हालांकि, डिजाइन की उनकी सादगी और कम लागत का विपरीत पक्ष है - कठिन शुरुआती परिस्थितियां, जो आवृत्ति कन्वर्टर्स द्वारा सुविधाजनक होती हैं। आवृत्ति की विशेष रूप से मूल्यवान संपत्ति
  कन्वर्टर्स के लिए दबाव वर्तमान बनाए रखें
एक लंबे समय - एक मिनट या अधिक। आधुनिक ट्रांसड्यूसर का सबसे अच्छा उदाहरण बुद्धिमान उपकरण हैं जो न केवल स्टार्ट-अप प्रक्रिया को विनियमित करते हैं, बल्कि किसी भी दिए गए परिचालन मानदंड के लिए स्टार्ट-अप ऑप्टिमाइज़ेशन भी हैं: प्रारंभ की परिमाण और स्थिरता, शाफ्ट पर टोक़, इष्टतम पावर फैक्टर, आदि।

लांचरों इंजन के गुण .

इंजन के रोटर को शुरू करते समय, लोड पल और जड़ता के पल पर काबू पाने, गति से तेज होता है n= 0   तक है   n .   से स्लाइड बदलती है रों   n = 1   तक है रों । स्टार्ट-अप में, दो बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा किया जाना चाहिए: टोक़ को प्रतिरोध क्षण से अधिक पीटना चाहिए ( एम  बीपी\u003e एम  साथ) और चालू मैं   n  जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए।

रोटर डिजाइन (शॉर्ट-सर्कुलेटेड या फेज), इंजन पावर, लोड की प्रकृति, शुरू करने के विभिन्न तरीकों के आधार पर संभव है: प्रत्यक्ष शुरुआत, अतिरिक्त प्रतिरोधों का उपयोग करना शुरू करना, कम वोल्टेज पर शुरू करना, आदि अलग-अलग स्टार्ट तरीकों पर अधिक विस्तार से चर्चा की जाती है।

सीधी शुरुआत।   स्टेटर वाइंडिंग के वोल्टेज पर सीधे स्विच करके मोटर शुरू करना एक प्रत्यक्ष शुरुआत कहलाता है। सीधी शुरुआत की योजना को अंजीर में दिखाया गया है। 3.22। जब पहली बार में चाकू स्विच चालू किया जाता है रों = एलऔर रोटर में कम धारा और इसके बराबर स्टेटर करंट

, (3.37)

अधिकतम होते हैं (अनुभाग = 19 को s = 1 के साथ देखें)। जैसे ही रोटर में तेजी आती है, पर्ची कम हो जाती है और इसलिए स्टार्ट-अप के अंत में पहले क्षण की तुलना में बहुत कम होता है। एक प्रत्यक्ष शुरुआत के साथ सीरियल इंजनों में, आरंभिक धारा की बहुलता k = I I / I 1/2 हैसर्स्ट = (5, ..., 7) है, और अधिक से अधिक मूल्य अधिक शक्ति के इंजन को संदर्भित करता है।

प्रारंभिक टोक़ का मान s (1) के साथ (3.23) से है:

अंजीर से। 3.18 यह देखा गया है कि शुरुआती क्षण नाममात्र के करीब है और बहुत कम महत्वपूर्ण है। धारावाहिक इंजनों के लिए, टोक़ शुरू करने की बहुलता М। П / М НОМ = (1.0, ..., 1.8)।

इन आंकड़ों से पता चलता है कि मोटर की आपूर्ति करने वाले नेटवर्क के लिए एक सीधी शुरुआत के दौरान, करंट का उछाल होता है, जो इतनी महत्वपूर्ण वोल्टेज ड्रॉप का कारण बन सकता है कि इस नेटवर्क द्वारा संचालित अन्य इंजन बंद हो सकते हैं। दूसरी ओर, लोड के तहत शुरू होने पर छोटे शुरुआती टोक़ के कारण, इंजन शाफ्ट पर प्रतिरोध के क्षण को दूर नहीं कर सकता है और नहीं ले जाएगा। इन कमियों के कारण, प्रत्यक्ष शुरुआत का उपयोग केवल निम्न और मध्यम बिजली इंजन (लगभग 50 किलोवाट तक) के लिए किया जा सकता है।

बेहतर शुरुआती गुणों वाले इंजन शुरू करना। एसिंक्रोनस मोटर्स के शुरुआती गुणों में सुधार करना गिलहरी के पिंजरे के विशेष डिजाइन के कारण रोटर में वर्तमान को विस्थापित करने के प्रभाव का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। वर्तमान विस्थापन का प्रभाव निम्नानुसार है: रोटर स्लॉट में कंडक्टरों के फ्लक्स लिंकेज और आगमनात्मक प्रतिरोध एक्स 2 अधिक हैं, वे खांचे के नीचे के करीब हैं (छवि 3.23)। इसके अलावा, एक्स 2 रोटर वर्तमान की आवृत्ति के लिए सीधे आनुपातिक है।

नतीजतन, जब इंजन शुरू किया जाता है, जब s = 1 और f 2 = f 1 = 50 हर्ट्ज, आगमनात्मक प्रतिरोध X 2 = अधिकतम और इस के प्रभाव के तहत खांचे की बाहरी परत में मजबूर किया जाता है। निर्देशांक h के साथ वर्तमान घनत्व j को Fig.3.24 में दिखाए गए वक्र के साथ वितरित किया गया है। नतीजतन, वर्तमान मुख्य रूप से कंडक्टर के बाहरी खंड से गुजरता है, अर्थात। रॉड के काफी छोटे क्रॉस सेक्शन पर, और, परिणामस्वरूप, रोटर वाइंडिंग आर 2 का सक्रिय प्रतिरोध सामान्य ऑपरेशन के दौरान की तुलना में बहुत अधिक है। इसके कारण, प्रारंभिक चालू कम हो जाता है और शुरुआती क्षण बढ़ता है (देखें (3.37), (3.38)। जैसे ही इंजन में तेजी आती है, रोटर करंट की स्लिप और फ्रिक्वेंसी गिर जाती है और शुरुआत के अंत तक 1-4 हर्ट्ज तक पहुंच जाती है। ऐसी आवृत्ति पर, प्रेरक प्रतिरोध छोटा होता है और कंडक्टर के पूरे क्रॉस सेक्शन पर समान रूप से वितरित किया जाता है। वर्तमान विस्थापन के एक जोरदार उच्चारण प्रभाव के साथ, छोटे दबाव धाराओं और बड़े शुरुआती बिंदुओं पर सीधे शुरू करना संभव हो जाता है।

बेहतर शुरुआती गुणों वाले इंजनों में एक गहरी नाली के साथ रोटार वाले इंजन शामिल हैं, जिसमें एक डबल गिलहरी पिंजरे और कुछ अन्य हैं।

अंजीर .3.23 अंजीर। 3.24

गहरी खांचे के साथ इंजन।   जैसा कि Fig.3.25 में दिखाया गया है, रोटर स्लॉट एक संकीर्ण भट्ठा के रूप में बनाया गया है, जिसकी गहराई इसकी चौड़ाई से लगभग 10 गुना अधिक है। इन खांचे में दरारें संकरी तांबे की पट्टियों के रूप में घुमावदार होती हैं। चुंबकीय प्रवाह के वितरण से पता चलता है कि कंडक्टर के निचले हिस्से में अधिष्ठापन और आगमनात्मक प्रतिरोध ऊपरी भाग की तुलना में बहुत अधिक है। इसलिए, स्टार्ट-अप पर, वर्तमान को रॉड के ऊपरी हिस्से में विस्थापित किया जाता है, और प्रतिरोध काफी बढ़ जाता है। जैसे ही इंजन में तेजी आती है, पर्ची कम हो जाती है, और क्रॉस सेक्शन में वर्तमान घनत्व लगभग समान हो जाता है। वर्तमान विस्थापन के प्रभाव को बढ़ाने के लिए, गहरी खांचे न केवल एक भट्ठा के रूप में बनाई जाती हैं, बल्कि ट्रेपोज़ाइडल भी होती हैं। इस मामले में, खांचे की गहराई आयताकार आकार के मुकाबले कुछ कम है।

डबल पिंजरे के साथ इंजन।   ऐसे इंजनों में, रोटर वाइंडिंग को दो कोशिकाओं (Fig.3.26) के रूप में बनाया जाता है: बाहरी खांचे में 1   ब्रास कंडक्टरों की वाइंडिंग को आंतरिक में रखा गया है 2   - कॉपर कंडक्टरों की घुमावदार। इस प्रकार, बाहरी घुमावदार में आंतरिक की तुलना में अधिक प्रतिरोध होता है। स्टार्ट-अप के दौरान, बाहरी घुमावदार एक बहुत कमजोर चुंबकीय प्रवाह के साथ इंटरलॉक करता है, और एक अपेक्षाकृत मजबूत क्षेत्र के साथ आंतरिक। नतीजतन, वर्तमान को बाहरी सेल में और उसके दौरान मजबूर किया जाता है आंतरिक वर्तमान  लगभग नहीं।

जैसे ही मोटर में तेजी आती है, बाहरी सेल से करंट भीतर तक जाता है और s = s पर, NOM मुख्य रूप से इनर सेल से होकर बहता है। बाहरी सेल में करंट अपेक्षाकृत छोटा होता है। दो कोशिकाओं से बने क्षणों के परिणामस्वरूप शुरू होने वाला टोक़, सामान्य डिजाइन के इंजनों की तुलना में काफी बड़ा है, और गहरी नाली वाले इंजनों की तुलना में थोड़ा बड़ा है। हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि डबल रोटर केज वाले इंजन की लागत अधिक है।

स्टेटर वाइंडिंग को स्विच करके शुरू करें।

यदि सामान्य इंजन ऑपरेशन के दौरान, स्टेटर के चरण एक त्रिकोण में जुड़े होते हैं, तो, जैसा कि Fig.3.27 में दिखाया गया है, जब शुरू करते हैं, तो वे शुरू में एक स्टार में जुड़े होते हैं। ऐसा करने के लिए, पहले स्विच Q को चालू करें, और फिर S को निचली स्थिति में रखा जाए प्रारंभ। इस स्थिति में, चरण X, Y, Z के अंत परस्पर जुड़े होते हैं, अर्थात्। चरण एक तारे से जुड़े होते हैं। इस मामले में, चरण पर वोल्टेज रैखिक से voltage3 गुना कम है। नतीजतन, स्टार्ट-अप पर रैखिक धारा त्रिकोण से जुड़े होने की तुलना में 3 गुना कम है। जब रोटर शुरू के अंत में तेज हो जाता है, तो स्विच एस को ऊपरी स्थिति में ले जाया जाता है और, जैसा कि अंजीर से देखा जा सकता है। 3.27, स्टेटर के चरण एक त्रिकोण में जुड़े हुए हैं। इस पद्धति का नुकसान यह है कि शुरुआती क्षण भी 3 गुना कम हो जाता है, क्योंकि यह क्षण चरण वोल्टेज के वर्ग के समानुपाती होता है, जो कि एक स्टार द्वारा चरणों से जुड़े होने पर √3 गुना कम होता है। इसलिए, यह विधि एक छोटे लोड टॉर्क के साथ लागू होती है और केवल उन मोटर्स के लिए होती है जो आम तौर पर एक त्रिकोण में स्टेटर वाइंडिंग को जोड़ने पर काम करते हैं।

स्टेटर सर्किट में अतिरिक्त प्रतिरोधों को शामिल करने के साथ शुरू करें । (चित्र। 3.28)। शुरू करने से पहले, स्विच (स्टार्टर) खुली स्थिति में होता है और स्विच Q 1 बंद हो जाता है।

इसी समय, स्टेटर सर्किट में अतिरिक्त प्रतिरोधों आर डीओबी को शामिल किया गया है। नतीजतन, स्टेटर वाइंडिंग कम वोल्टेज यू 1 एन = यू 1 एनओएम द्वारा संचालित होती है - मैं  n आर ADD। इंजन त्वरण के बाद, Q 2 बंद हो जाता है और रेटेड वोल्टेज U 1NOM के लिए स्टेटर वाइंडिंग चालू हो जाती है। चयन आर DOB आरंभिक धारा को अनुमेय तक सीमित कर सकता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि स्टार्ट-अप का क्षण, यू 2 1 आरएच के समानुपाती होगा, कम होगा और यू 1 यूएन / यू 1 एनओएम) 2 नाममात्र होगा। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि लॉन्च करने के इस तरीके के साथ प्रतिरोध में R DOB (R DOB) का एक महत्वपूर्ण नुकसान है मैं  2 1 एन)। प्रतिरोधों R DOB के बजाय, आप R DOB के करीब, आगमनात्मक प्रतिरोध X DOB के साथ कॉइल को चालू कर सकते हैं।

कॉइल का उपयोग आपको शुरुआती प्रतिरोध में नुकसान को कम करने की अनुमति देता है।

Fig.3.29 Fig.3.28

ऑटोट्रांसफॉर्मर शुरू।   इन विधियों के अतिरिक्त, आप तथाकथित ऑटोट्रांसफॉर्मर स्टार्ट को लागू कर सकते हैं।

इसी योजना को Fig.3.29 में दिखाया गया है। शुरू करने से पहले, S पर स्विच करना है 1 और फिर ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर चालू होता है और स्टेटर कम वोल्टेज यू 1 पी द्वारा संचालित होता है। इंजन कम वोल्टेज पर त्वरण करता है और त्वरण स्विच के अंत में S को स्थानांतरित कर दिया जाता है 2   और स्टेटर नाममात्र वोल्टेज U 1n द्वारा संचालित होता है।

यदि चरण-डाउन ट्रांसफार्मर का परिवर्तन अनुपात n फिर वर्तमान मैं  उसके प्रवेश द्वार पर होगा n   कम समय। इसके अलावा, शुरुआती करंट भी इसमें रहेगा n   कई बार कम, यानी स्टार्ट-अप में करंट चालू रहेगा एन २   सीधी शुरुआत के मुकाबले समय कम।

यह विधि, हालांकि खंड 3.1.7 में विचार किए गए लोगों की तुलना में बेहतर है, काफी अधिक महंगा है।

इंजन के साथ शुरू चरण रोटर.

एक चरण रोटर के साथ मोटर को रोटर सर्किट में शुरुआती अवरोधक पर स्विच करके शुरू किया जाता है, जैसा कि चित्र 3.30 में दिखाया गया है। रोटर वाइंडिंग के चरणों की शुरुआत संपर्क के छल्ले से जुड़ी होती है और ब्रश के माध्यम से प्रतिरोध के साथ शुरुआती प्रारंभकर्ता से जुड़ी होती है आर.पी.।

स्टेटर वाइंडिंग को रिओस्टेट शुरू करने का प्रतिरोध आर.पी. की गणना की जाती है ताकि शुरुआती क्षण अधिकतम हो, अर्थात क्रिटिकल के बराबर। स्लाइड शुरू करने के बाद से एस पी  = 1, फिर एस पी = 1 = के  , समानता एम पी = एम पी अधिकतम = एम के  प्रदान किया जाएगा। तो .

इंजन चित्रा 3.31 में दिखाए गए वक्र के अनुसार शुरू किया गया है। स्टार्ट-अप के समय, यांत्रिक विशेषता पर ऑपरेटिंग बिंदु स्थिति में है और , और इंजन को तेज करते समय, यह वक्र के साथ चलता है 1 पूरी तरह से स्विच किए गए रिओस्टेट के अनुरूप। फिलहाल बिंदु के अनुरूप है ई  रिओस्तात का पहला चरण चालू होता है और पल अचानक बिंदु b तक बढ़ जाता है - इंजन का ऑपरेटिंग बिंदु वक्र 2 से गुजरता है; बिंदु d के अनुरूप समय के समय पर, रिओस्टेट का दूसरा चरण बंद हो जाता है, ऑपरेटिंग बिंदु बिंदु पर कूद जाता है साथ  और इंजन प्राकृतिक विशेषता 3 और फिर बिंदु f पर जाता है। रिओस्तात शॉर्ट-सर्कुलेटेड है, रोटर वाइंडिंग शॉर्ट सर्कुलेटेड है, और ब्रश रिंग से पीछे हट जाते हैं।

इस प्रकार, चरण रोटर आपको चलाने की अनुमति देता है अतुल्यकालिक मोटर्स  सीमित शुरुआत के साथ उच्च शक्ति। हालांकि, स्टार्ट-अप की यह विधि शुरुआती प्रतिरोध में महत्वपूर्ण नुकसान से जुड़ी है। इसके अलावा, एक चरण-रोटर मोटर एक गिलहरी-पिंजरे मोटर की तुलना में अधिक महंगा है। इसलिए, चरण रोटर के साथ एक मोटर का उपयोग केवल ड्राइव करने के लिए उच्च शक्ति और उच्च आवश्यकताओं पर किया जाता है।