ऊर्जा कुशल 3-चरण प्रेरण मोटर

तीन-चरण प्रेरण मोटर क्या है?

तीन-चरण प्रेरण मोटर एक कुशल, विश्वसनीय और टिकाऊ इलेक्ट्रिक मोटर है जिसका व्यापक रूप से औद्योगिक क्षेत्र में उपयोग किया जाता है। यह मोटर तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा के माध्यम से एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है, जो रोटर को घुमाने के लिए प्रेरित करती है और विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है। इसकी मुख्य विशेषताओं में उच्च प्रारंभिक टॉर्क, कम रखरखाव की आवश्यकताएं और लंबा जीवन शामिल है, जो पंप, पंखे, कंप्रेसर और कन्वेयर सिस्टम जैसे विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। तीन-चरण प्रेरण मोटर की एक सरल संरचना होती है और इसमें आमतौर पर एक स्टेटर, एक रोटर और एक आवास होता है। यह कठोर वातावरण में स्थिर रूप से काम कर सकता है और उपकरण विफलताओं और डाउनटाइम को कम कर सकता है। इसकी उच्च दक्षता इसे ऊर्जा संरक्षण और उत्सर्जन में कमी में भी उत्कृष्ट बनाती है, और यह आधुनिक औद्योगिक उपकरणों में एक अपरिहार्य और महत्वपूर्ण उत्पाद है।

तीन-चरण प्रेरण मोटर का निर्माण

तीन-चरण प्रेरण मोटर अपनी सरल और मजबूत संरचना के कारण औद्योगिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसमें मुख्य रूप से दो भाग होते हैं: स्टेटर और रोटो

1. स्टेटर
स्टेटर मोटर का स्थिर भाग है और इसमें मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन भाग शामिल होते हैं:
स्टेटर फ्रेम: यह मोटर की बाहरी संरचना है, जो स्टेटर कोर और स्टेटर वाइंडिंग को सहारा और सुरक्षा प्रदान करती है। फ्रेम की बाहरी सतह पर आमतौर पर गर्मी को दूर करने और ठंडा करने के लिए हीट सिंक लगे होते हैं। मोटर के आकार और उद्देश्य के आधार पर, स्टेटर फ्रेम कास्ट स्टील, मशीनी स्टील, एल्युमिनियम/एल्युमिनियम मिश्र धातु या स्टेनलेस स्टील जैसी सामग्रियों से बनाया जा सकता है।
स्टेटर कोर: यह स्टैक्ड सिलिकॉन स्टील शीट से बना होता है और इसका उपयोग चुंबकीय प्रवाह का संचालन करने और मोटर दक्षता में सुधार करने के लिए किया जाता है।
स्टेटर वाइंडिंग: यह स्टेटर कोर के स्लॉट में अंतर्निहित होती है और रोटर के घूर्णन को संचालित करने के लिए तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा के माध्यम से एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है।
2. रोटर
रोटर मोटर का घूमने वाला हिस्सा है, जिसे स्टेटर के अंदर स्थापित किया जाता है और सुचारू रोटेशन प्राप्त करने के लिए बीयरिंग द्वारा समर्थित किया जाता है। रोटर की संरचना आम तौर पर दो प्रकारों में विभाजित होती है: पिंजरे रोटर और घाव रोटर।
केज रोटर: इसमें कंडक्टर बार और दोनों सिरों पर शॉर्ट-सर्किट रिंग होते हैं, जो पिंजरे के आकार का होता है। इसकी संरचना सरल है और अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
घुमावदार रोटर: वाइंडिंग स्लिप रिंग और ब्रश के माध्यम से बाहरी सर्किट से जुड़ी होती है, और शुरुआती प्रतिरोध को समायोजित किया जा सकता है। इसका उपयोग उन अवसरों पर किया जाता है जहाँ उच्च प्रारंभिक टॉर्क की आवश्यकता होती है।

स्टेटर फ्रेम की भूमिका
स्टेटर फ्रेम न केवल स्टेटर कोर और स्टेटर वाइंडिंग के लिए समर्थन प्रदान करता है, बल्कि इसके निम्नलिखित कार्य भी हैं:
मोटर की स्थिरता और स्थायित्व सुनिश्चित करने के लिए यांत्रिक शक्ति प्रदान करें।
हीट सिंक को गर्मी के अपव्यय और शीतलन के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि मोटर को अधिक गर्म होने से बचाया जा सके।
विभिन्न सामग्रियों (जैसे कास्ट स्टील, एल्यूमीनियम मिश्र धातु, आदि) का चयन विभिन्न कार्य वातावरण और आवश्यकताओं के अनुकूल हो सकता है।

यह सरल और मजबूत संरचनात्मक डिजाइन तीन-चरण प्रेरण मोटर को औद्योगिक अनुप्रयोगों में अच्छा प्रदर्शन करने में सक्षम बनाता है। इसमें उच्च प्रारंभिक टॉर्क, कम रखरखाव की आवश्यकता और लंबे जीवन के फायदे हैं। यह विभिन्न यांत्रिक उपकरणों में एक अपरिहार्य शक्ति स्रोत है।
 

तीन-चरण प्रेरण मोटर्स के प्रकार
तीन-चरण मोटर्स को मुख्य रूप से रोटर वाइंडिंग (आर्मेचर कॉइल वाइंडिंग) के आधार पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है, अर्थात्,गिलहरी पिंजरे का प्रकारऔरस्लिप रिंग प्रकार (घाव रोटर मोटर्स)।
1.गिलहरी पिंजरे प्रेरण मोटरइसका नाम इसके रोटर आकार के कारण रखा गया है जो गिलहरी पिंजरे जैसा दिखता है, यह एक व्यापक रूप से प्रयुक्त प्रेरण मोटर है।
इस मोटर की रोटर संरचना सरल और मजबूत है, और लगभग 80% इंडक्शन मोटर इसी प्रकार की हैं। रोटर में एक बेलनाकार लेमिनेटेड कोर होता है जिसमें कोर की बाहरी परिधि पर झुके हुए स्लॉट होते हैं। यह डिज़ाइन स्टेटर और रोटर के दांतों के बीच चुंबकीय लॉकिंग को प्रभावी ढंग से रोक सकता है, मोटर के सुचारू संचालन को सुनिश्चित करता है और शोर को कम करता है। इसके अलावा, यह डिज़ाइन रोटर कंडक्टर की लंबाई बढ़ाता है, जिससे रोटर प्रतिरोध बढ़ता है।
पारंपरिक रोटर वाइंडिंग के विपरीत, गिलहरी पिंजरे वाले रोटर में एल्यूमीनियम, पीतल या तांबे से बने रोटर बार होते हैं। रोटर बार के दो सिरों को एंड रिंग द्वारा स्थायी रूप से शॉर्ट-सर्किट किया जाता है ताकि एक पूर्ण बंद लूप बनाया जा सके और आवश्यक यांत्रिक सहायता प्रदान की जा सके। चूंकि रोटर बार शॉर्ट-सर्किट होते हैं, इसलिए रोटर सर्किट में बाहरी प्रतिरोध जोड़ना असंभव है।
चूंकि इसमें स्लिप रिंग और ब्रश का उपयोग नहीं किया जाता है, इसलिए स्क्विरल केज इंडक्शन मोटर की संरचना सरल और मजबूत होती है, जिसके कारण इसका उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग होता है।

2.स्लिप-रिंग इंडक्शन मोटर्सवाउन्ड रोटर मोटर के नाम से भी जाने जाने वाले रोटर का डिज़ाइन अनोखा होता है। रोटर में एक बेलनाकार लेमिनेटेड कोर होता है जिसके चारों ओर स्लॉट होते हैं, जिसमें रोटर वाइंडिंग रखी जाती है।
इस प्रकार के रोटर में, वाइंडिंग के ध्रुवों की संख्या स्टेटर वाइंडिंग के ध्रुवों की संख्या से मेल खाती है और इसे स्टार या डेल्टा विन्यास में जोड़ा जा सकता है। रोटर वाइंडिंग के सिरे स्लिप रिंग के माध्यम से बाहरी सर्किट से जुड़े होते हैं, यहीं से स्लिप-रिंग इंडक्शन मोटर को इसका नाम मिलता है।
यह डिज़ाइन बाहरी प्रतिरोध को स्लिप रिंग और ब्रश के माध्यम से रोटर सर्किट से जोड़ने की अनुमति देता है, जिससे मोटर की गति का सटीक नियंत्रण और तीन-चरण प्रेरण मोटरों के लिए बढ़े हुए स्टार्टिंग टॉर्क की अनुमति मिलती है। यह लचीलापन स्लिप-रिंग इंडक्शन मोटरों को उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उपयोगी बनाता है जहाँ स्टार्टिंग प्रदर्शन और रनिंग विशेषताओं का समायोजन आवश्यक होता है।

बाह्य प्रतिरोधक के साथ स्लिप-रिंग तीन-चरण प्रेरण मोटर का विद्युत आरेख।

तीन-चरण प्रेरण मोटर का कार्य सिद्धांत

जब स्टेटर वाइंडिंग से तीन-चरण बिजली जुड़ी होती है, तो स्टेटर वाइंडिंग एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (RMF) उत्पन्न करेगी, जिसकी गति को सिंक्रोनस गति (Ns) कहा जाता है। स्टेटर वाइंडिंग आमतौर पर एक दूसरे को 120 डिग्री (विद्युत कोण) पर ओवरलैप करती हैं ताकि एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र की पीढ़ी सुनिश्चित हो सके।
फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, घूर्णनशील चुंबकीय क्षेत्र (dΦ/dt) के परिवर्तन की दर के कारण, रोटर सर्किट में एक विद्युत चालक बल प्रेरित होता है। यह विद्युत चालक बल रोटर वाइंडिंग में करंट उत्पन्न करता है। चूँकि रोटर सर्किट एक बंद पथ है, इसलिए यह प्रेरित विद्युत चालक बल रोटर सर्किट में करंट प्रवाहित करता है।
चूँकि धारा ले जाने वाला कंडक्टर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, रोटर में धारा एक नया चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र और रोटर चुंबकीय क्षेत्र के बीच एक सापेक्ष गति होती है, इसलिए रोटर इस सापेक्ष गति को कम करने के लिए घूमना शुरू कर देता है। दूसरे शब्दों में, रोटर स्टेटर के घूमते हुए चुंबकीय क्षेत्र को "पकड़ने" की कोशिश करता है और इस तरह घूमना शुरू कर देता है।
घूर्णन की दिशा लेंज के नियम द्वारा निर्धारित होती है, तथा मोटर के रोटर की दिशा स्टेटर द्वारा उत्पन्न घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के अनुरूप होती है। चूँकि रोटर में धारा प्रेरण द्वारा उत्पन्न होती है, इसलिए इस मोटर को प्रेरण मोटर कहा जाता है।
हालाँकि, रोटर की वास्तविक गति हमेशा सिंक्रोनस गति से थोड़ी कम होती है। हालाँकि रोटर स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ बने रहने की कोशिश करता है, लेकिन वह इसे पूरी तरह से "पकड़" नहीं पाता है, इसलिए इसकी गति हमेशा सिंक्रोनस गति से कम होती है। सिंक्रोनस गति बिजली आपूर्ति आवृत्ति और मोटर के ध्रुवों की संख्या पर निर्भर करती है। गति और सिंक्रोनस गति के बीच के अंतर को स्लिप कहा जाता है।

 

3-Φ इंडक्शन मोटर्स के लाभ

सरल और मजबूत संरचना: मोटर का डिज़ाइन सरल, संरचना ठोस और टिकाऊ है।
सरल कार्य सिद्धांत: मोटर का कार्य सिद्धांत समझना आसान है और संचालित करना आसान है।
विभिन्न वातावरणों के लिए व्यापक रूप से अनुकूलनीय: यह विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में स्थिरतापूर्वक काम कर सकता है।
उच्च दक्षता: मोटर की दक्षता उच्च है और यह विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में प्रभावी रूप से परिवर्तित कर सकती है।
कम रखरखाव: अन्य प्रकार के मोटरों की तुलना में, प्रेरण मोटरों को कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।
एकल उत्तेजन डिजाइन: एकल उत्तेजन मोटर के रूप में, प्रेरण मोटर को केवल एक विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता होती है तथा तुल्यकालिक मोटर की तरह उत्तेजन के लिए उसे बाह्य डीसी विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है।
स्व-प्रारंभिक कार्य: मोटर में स्व-प्रारंभिक विशेषता होती है, तथा यह अतिरिक्त सहायक उपकरण के बिना भी सामान्य रूप से प्रारंभ और संचालित हो सकती है।
कम लागत: मोटर की विनिर्माण और क्रय लागत अपेक्षाकृत कम है।
दीर्घ जीवन: मोटर का सेवा जीवन लम्बा है तथा स्थायित्व भी मजबूत है।
छोटी आर्मेचर प्रतिक्रिया: मोटर की आर्मेचर प्रतिक्रिया छोटी होती है, जो स्थिर संचालन में मदद करती है।

 

तीन-चरण प्रेरण मोटर्स के अनुप्रयोग

प्रेरण मोटरों का उपयोग मुख्यतः औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है, विशेष रूप से उनमें जिनमें मोटर गति नियंत्रण की आवश्यकता नहीं होती।

गिलहरी पिंजरे प्रेरण मोटर्स के अनुप्रयोग
स्क्विरल केज इंडक्शन मोटर्स विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जिनमें जटिल गति नियंत्रण की आवश्यकता नहीं होती है, जिनमें शामिल हैं:
पंप और सबमर्सिबल: तरल वितरण और निष्कर्षण के लिए।
दबाव मशीनें: सामग्री को दबाने और आकार देने के लिए।
खराद: धातु या अन्य सामग्री को काटने और प्रसंस्करण के लिए।
पीसने वाली मशीनें: कार्यवस्तुओं को पीसने और परिष्करण के लिए।
कन्वेयर बेल्ट: सामग्री संचरण और हैंडलिंग के लिए।
आटा मिलें: आटा पीसने और प्रसंस्करण के लिए।
कम्प्रेसर: गैस संपीड़न और वितरण के लिए।
अन्य कम-शक्ति मशीनरी: विभिन्न कम-शक्ति मशीनरी और उपकरणों के लिए।

स्लिप रिंग मोटर्स के अनुप्रयोग
स्लिप रिंग मोटर का उपयोग मुख्य रूप से भारी-भरकम अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें उच्च प्रारंभिक टॉर्क की आवश्यकता होती है, जिनमें शामिल हैं:
इस्पात मिलें: इस्पात के प्रसंस्करण और उत्पादन के लिए।
क्रेन: भारी वस्तुओं को उठाने और स्थानांतरित करने के लिए।
उठाने वाले उपकरण: सामग्री उठाने और परिवहन के लिए।
स्पिंडल: उच्च-टॉर्क स्पिंडल ड्राइव वाली मशीनों के लिए।
अन्य भारी मशीनरी: भारी मशीन की दुकानों और अन्य अनुप्रयोगों के लिए जिनमें उच्च प्रारंभिक टॉर्क की आवश्यकता होती है।

ऊर्जा-बचत तीन-चरण प्रेरण मोटर पैरामीटर

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