तुल्यकालिक मोटर: Difference between revisions

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== तुल्‍यकालिक स्पीड ==
== तुल्‍यकालिक स्पीड ==
एक तुल्‍यकालिक मोटर का [[सिंक्रोनस स्पीड|तुल्‍यकालिक स्पीड]] दिया गया है<ref>{{cite web|url=http://www.elec-toolbox.com/Formulas/Motor/mtrform.htm|title=Motor speed|publisher=Electrician's toolbox etc|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/19990508223135/http://www.elec-toolbox.com/Formulas/Motor/mtrform.htm|archive-date=1999-05-08}}</ref><br/>
एक तुल्‍यकालिक मोटर का [[सिंक्रोनस स्पीड|तुल्‍यकालिक स्पीड]] दिया गया है<ref>{{cite web|url=http://www.elec-toolbox.com/Formulas/Motor/mtrform.htm|title=Motor speed|publisher=Electrician's toolbox etc|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/19990508223135/http://www.elec-toolbox.com/Formulas/Motor/mtrform.htm|archive-date=1999-05-08}}</ref><br/>[[क्रांतियों में प्रति मिनट | rpm]], द्वारा:
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:<math>N_s = 60\frac f P = 120\frac f p</math>
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कहाँ पे:
कहाँ पे:
*<math> f </math> [[हर्ट्ज | Hz]] में एसी सप्लाई करंट का [[आवृत्ति]] है,
*<math>f</math> is the [[frequency]] of the AC supply current in [[Hertz|Hz]],
*<math> p </math> चुंबकीय की संख्या है [[चुंबक | ध्रुव]]।
*<math>p</math> is the number of magnetic [[magnet|poles]].
*<math> p </math> पोल जोड़े की संख्या है (शायद ही कभी, '' विमानों के कम्यूटेशन ''), <math> p = p/2 </math>।
*<math>P</math> is the number of pole pairs (rarely, ''planes of commutation''), <math>P=p/2</math>.


===उदाहरण===
===उदाहरण===
एक [[सिंगल-फेज इलेक्ट्रिक पावर | सिंगल-फेज]], 4-पोल (2-पोल-पेयर) तुल्‍यकालिक मोटर 50 & एनबीएसपी की एसी आपूर्ति आवृत्ति पर काम कर रहा है; पोल-जोड़े की संख्या 2 है, इसलिए
एक [[सिंगल-फेज इलेक्ट्रिक पावर | सिंगल-फेज]], 4-पोल (2-पोल-पेयर) तुल्‍यकालिक मोटर 50Hz एनबीएसपी की एसी आपूर्ति आवृत्ति पर काम कर रहा है; पोल-जोड़े की संख्या 2 है, इसलिए तुल्यकालिक गति है:
तुल्यकालिक गति है:
:<math>N_s = 60\times\frac{50}{2} = 1500\,\,\text{rpm} </math>
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एक [[तीन-चरण इलेक्ट्रिक पावर | तीन-चरण]], 12-पोल (6-पोल-जोड़ी) तुल्‍यकालिक मोटर 60 & nbsp; HZ की एक एसी आपूर्ति आवृत्ति पर काम कर रहा है। पोल-जोड़े की संख्या 6 है, इसलिए तुल्यकालिक गति है:
एक [[तीन-चरण इलेक्ट्रिक पावर | तीन-चरण]], 12-पोल (6-पोल-जोड़ी) तुल्‍यकालिक मोटर 60Hz की एक एसी आपूर्ति आवृत्ति पर काम कर रहा है। पोल-जोड़े की संख्या 6 है, इसलिए तुल्यकालिक गति है:
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:<math>N_s = 60\times\frac{60}{6} = 600\,\,\text{rpm} </math>


चुंबकीय ध्रुवों की संख्या, <गणित> p <nowiki></math></nowiki>, प्रति चरण कॉइल समूहों की संख्या के बराबर है। 3-चरण मोटर में प्रति चरण कॉइल समूहों की संख्या निर्धारित करने के लिए, कॉइल की संख्या की गणना करें, चरणों की संख्या से विभाजित करें, जो कि 3 है। कॉइल स्टेटर कोर में कई स्लॉट लगा सकते हैं, जिससे उन्हें गिनने के लिए थकाऊ हो जाता है । 3-चरण मोटर के लिए, यदि आप कुल 12 कॉइल समूहों की गिनती करते हैं, तो इसमें 4 चुंबकीय ध्रुव हैं। 12-पोल 3-चरण मशीन के लिए, 36 कॉइल होंगे। घूर्णक में चुंबकीय ध्रुवों की संख्या स्टेटर में चुंबकीय ध्रुवों की संख्या के बराबर है।
चुंबकीय ध्रुवों की संख्या, <nowiki><math> p </nowiki><nowiki></math></nowiki>, प्रति चरण कॉइल समूहों की संख्या के बराबर है। 3-चरण मोटर में प्रति चरण कॉइल समूहों की संख्या निर्धारित करने के लिए, कॉइल की संख्या की गणना करें, चरणों की संख्या से विभाजित करें, जो कि 3 है। कॉइल स्टेटर कोर में कई स्लॉट लगा सकते हैं, जिससे उन्हें गिनने के लिए थकाऊ हो जाता है । 3-चरण मोटर के लिए, यदि आप कुल 12 कॉइल समूहों की गिनती करते हैं, तो इसमें 4 चुंबकीय ध्रुव हैं। 12-पोल 3-चरण मशीन के लिए, 36 कॉइल होंगे। घूर्णक में चुंबकीय ध्रुवों की संख्या स्टेटर में चुंबकीय ध्रुवों की संख्या के बराबर है।


==निर्माण==
==निर्माण==
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विभिन्न मोटर शुरुआती तरीकों को संबोधित करने के लिए परिचालन अर्थशास्त्र एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है<ref>{{Cite journal|last1=Nevelsteen|first1=J.|last2=Aragon|first2=H.|date=1989|title=Starting of large motors-methods and economics|journal=IEEE Transactions on Industry Applications|language=en-US|volume=25|issue=6|pages=1012–1018|doi=10.1109/28.44236|issn=0093-9994}}</ref> तदनुसार, घूर्णक का उत्तेजना मोटर शुरुआती मुद्दे को हल करने का एक संभावित तरीका है<ref>{{Cite journal|last=Schaefer|first=R.C.|date=1999|title=Excitation control of the synchronous motor|journal=IEEE Transactions on Industry Applications |volume=35|issue=3|pages=694–702|doi=10.1109/28.767025|issn=0093-9994}}</ref> इसके अलावा, बड़ी तुल्‍यकालिक मशीनों के लिए आधुनिक प्रस्तावित शुरुआती तरीकों में स्टार्टअप के दौरान घूर्णक डंडे के दोहरावदार ध्रुवीयता उलटा शामिल है<ref>{{Cite journal|last1=Perez-Loya|first1=J. J.|last2=Abrahamsson|first2=C.J.D.|last3=Evestedt|first3=Fredrik|last4=Lundin|first4=Urban|date=2017|title=Demonstration of synchronous motor start by rotor polarity inversion|journal=IEEE Transactions on Industrial Electronics|volume=65|issue=10|language=en-US|pages=8271–8273|doi=10.1109/tie.2017.2784342|s2cid=46936078|issn=0278-0046}}</ref>
विभिन्न मोटर शुरुआती तरीकों को संबोधित करने के लिए परिचालन अर्थशास्त्र एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है<ref>{{Cite journal|last1=Nevelsteen|first1=J.|last2=Aragon|first2=H.|date=1989|title=Starting of large motors-methods and economics|journal=IEEE Transactions on Industry Applications|language=en-US|volume=25|issue=6|pages=1012–1018|doi=10.1109/28.44236|issn=0093-9994}}</ref> तदनुसार, घूर्णक का उत्तेजना मोटर शुरुआती मुद्दे को हल करने का एक संभावित तरीका है<ref>{{Cite journal|last=Schaefer|first=R.C.|date=1999|title=Excitation control of the synchronous motor|journal=IEEE Transactions on Industry Applications |volume=35|issue=3|pages=694–702|doi=10.1109/28.767025|issn=0093-9994}}</ref> इसके अलावा, बड़ी तुल्‍यकालिक मशीनों के लिए आधुनिक प्रस्तावित शुरुआती तरीकों में स्टार्टअप के दौरान घूर्णक डंडे के दोहरावदार ध्रुवीयता उलटा शामिल है<ref>{{Cite journal|last1=Perez-Loya|first1=J. J.|last2=Abrahamsson|first2=C.J.D.|last3=Evestedt|first3=Fredrik|last4=Lundin|first4=Urban|date=2017|title=Demonstration of synchronous motor start by rotor polarity inversion|journal=IEEE Transactions on Industrial Electronics|volume=65|issue=10|language=en-US|pages=8271–8273|doi=10.1109/tie.2017.2784342|s2cid=46936078|issn=0278-0046}}</ref>


==अनुप्रयोग, विशेष गुण और लाभ==
== अनुप्रयोग, विशेष गुण और लाभ==


===तुल्‍यकालिक कंडेनसर के रूप में उपयोग करें===
===तुल्‍यकालिक कंडेनसर के रूप में उपयोग करें===
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where,
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:<math>\mathbf{T}</math> is the torque
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:<math>\delta</math> is the torque angle
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:<math>\mathbf{T}_\text{max}</math> is the maximum torque
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जब लोड लागू किया जाता है, तो टोक़ कोण <गणित> \ delta <nowiki></math></nowiki> बढ़ता है।जब <ath> \ delta <nowiki></math></nowiki> = 90 ° टॉर्क अधिकतम होगा।यदि लोड को आगे लागू किया जाता है तो मोटर अपने सिंक्रोनिज्म को खो देगी, क्योंकि मोटर टॉर्क लोड टॉर्क से कम होगा<ref name="dubey">{{cite book|first=G K |last=Dubey|title=Fundamentals of electrical drives|publisher=Narosa publishing chennai|page=254}}</ref><ref>{{cite book|first=S K |last=Pillai|title=A First Course On Electrical Drives|publisher=New age international|edition=second|page=25}}</ref> अधिकतम लोड टोक़ जो अपने सिंक्रोनिज्म को खोने के बिना एक मोटर पर लागू किया जा सकता है, को एक तुल्‍यकालिक मोटर की स्थिर राज्य स्थिरता सीमा कहा जाता है<ref name="dubey" />
जब लोड लागू किया जाता है, तो टोक़ कोण <गणित> \ delta <nowiki></math></nowiki> बढ़ता है।जब <ath> \ delta <nowiki></math></nowiki> = 90 ° टॉर्क अधिकतम होगा।यदि लोड को आगे लागू किया जाता है तो मोटर अपने सिंक्रोनिज्म को खो देगी, क्योंकि मोटर टॉर्क लोड टॉर्क से कम होगा<ref name="dubey">{{cite book|first=G K |last=Dubey|title=Fundamentals of electrical drives|publisher=Narosa publishing chennai|page=254}}</ref><ref>{{cite book|first=S K |last=Pillai|title=A First Course On Electrical Drives|publisher=New age international|edition=second|page=25}}</ref> अधिकतम लोड टोक़ जो अपने सिंक्रोनिज्म को खोने के बिना एक मोटर पर लागू किया जा सकता है, को एक तुल्‍यकालिक मोटर की स्थिर राज्य स्थिरता सीमा कहा जाता है<ref name="dubey" />


===अन्य===
===अन्य ===
तुल्‍यकालिक मोटर्स सटीक गति या स्थिति नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उपयोगी हैं:
तुल्‍यकालिक मोटर्स सटीक गति या स्थिति नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उपयोगी हैं:
*गति मोटर के ऑपरेटिंग रेंज पर लोड से स्वतंत्र है।
*गति मोटर के ऑपरेटिंग रेंज पर लोड से स्वतंत्र है।
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*जब वे स्टेटर और घूर्णक वाइंडिंग दोनों पर एक डीसी करंट लागू किए जाते हैं, तो वे अपनी स्थिति को पकड़ लेंगे।
*जब वे स्टेटर और घूर्णक वाइंडिंग दोनों पर एक डीसी करंट लागू किए जाते हैं, तो वे अपनी स्थिति को पकड़ लेंगे।
*एक तुल्यकालिक मोटर द्वारा संचालित एक घड़ी सिद्धांत रूप में अपने शक्ति स्रोत की लाइन आवृत्ति के रूप में सटीक है। (हालांकि छोटे आवृत्ति ड्रिफ्ट किसी भी घंटे में घटित होंगी, ग्रिड ऑपरेटरों को सक्रिय रूप से क्षतिपूर्ति करने के लिए बाद की अवधि में लाइन आवृत्ति को सक्रिय रूप से समायोजित किया जाता है, जिससे मोटर-चालित घड़ियों को सटीक रखा जाता है; '' [[[उपयोगिता आवृत्ति#स्थिरता]] '' '।)।
*एक तुल्यकालिक मोटर द्वारा संचालित एक घड़ी सिद्धांत रूप में अपने शक्ति स्रोत की लाइन आवृत्ति के रूप में सटीक है। (हालांकि छोटे आवृत्ति ड्रिफ्ट किसी भी घंटे में घटित होंगी, ग्रिड ऑपरेटरों को सक्रिय रूप से क्षतिपूर्ति करने के लिए बाद की अवधि में लाइन आवृत्ति को सक्रिय रूप से समायोजित किया जाता है, जिससे मोटर-चालित घड़ियों को सटीक रखा जाता है; '' [[[उपयोगिता आवृत्ति#स्थिरता]] '' '।)।
*[[फोनोग्राफ#टर्नटेबल तकनीक | रिकॉर्ड प्लेयर टर्नटेबल्स]]
* [[फोनोग्राफ#टर्नटेबल तकनीक | रिकॉर्ड प्लेयर टर्नटेबल्स]]
*बढ़ी हुई दक्षता <!-क्या के सापेक्ष?-> कम गति वाले अनुप्रयोगों में (जैसे [[बॉल मिल]] एस)।
*बढ़ी हुई दक्षता <!-क्या के सापेक्ष?-> कम गति वाले अनुप्रयोगों में (जैसे [[बॉल मिल]] एस)।


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==External links==
==External links==
{{Commons category|Synchronous motors}}
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*[http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/electricmotors.html#ACmotors Synchronous motor animation]
* [http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/electricmotors.html#ACmotors Synchronous motor animation]


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Revision as of 15:05, 5 May 2022

एनालॉग घड़ियों में उपयोग किए जाने वाले लघु तुल्‍यकालिक मोटर।घूर्णक स्थायी चुंबक से बना है।
एक माइक्रोवेव ओवन से इंटीग्रल स्टेपडाउन गियर के साथ छोटे तुल्यकालिक मोटर

एक 'तुल्‍यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर' एक एसी इलेक्ट्रिक मोटर है, जिसमें, स्थिर स्थिति पर[1] शाफ्ट के रोटेशन को आपूर्ति वर्तमान की आवृत्ति के साथ तुल्‍यकालिक किया जाता है;रोटेशन की अवधि एसी चक्रों की एक अभिन्न संख्या के बिल्कुल बराबर है।तुल्‍यकालिक मोटर्स में मोटर के स्टेटर पर मल्टीफ़ेज़ एसी इलेक्ट्रोमैग्नेट एस होता है जो एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है जो लाइन करंट के दोलनों के साथ समय में घूमता है। घूर्णक स्थायी मैग्नेट या इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के साथ एक ही दर पर स्टेटर क्षेत्र के साथ कदम में बदल जाता है और परिणामस्वरूप, किसी भी एसी मोटर के दूसरे सिंक्रनाइज़्ड घूर्णन चुंबक क्षेत्र प्रदान करता है। एक तुल्‍यकालिक मोटर को कहा जाता है ब्रशलेस घाव-घूर्णक डबल फेड इलेक्ट्रिक मशीन |[2]तुल्‍यकालिक मोटर और इंडक्शन मोटर एसी मोटर्स के सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रकार हैं।दो प्रकारों के बीच का अंतर यह है कि तुल्‍यकालिक मोटर लाइन आवृत्ति पर बंद दर पर घूमता है क्योंकि यह घूर्णक के चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने के लिए वर्तमान प्रेरण पर निर्भर नहीं करता है।इसके विपरीत, इंडक्शन मोटर को स्लिप की आवश्यकता होती है: घूर्णक को घूर्णक वाइंडिंग में करंट को प्रेरित करने के लिए घूर्णक को एसी विकल्पों की तुलना में थोड़ा धीमा करना चाहिए।छोटे तुल्‍यकालिक मोटर्स का उपयोग समय अनुप्रयोगों में किया जाता है जैसे तुल्‍यकालिक घड़ियों, टाइमर उपकरणों में, टेप रिकॉर्डर एस और सटीक सर्वोमेनिज़्म मोटर को सटीक गति से काम करना चाहिए;गति सटीकता बिजली लाइन आवृत्ति की है, जिसे बड़े इंटरकनेक्टेड ग्रिड सिस्टम में सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है।

तुल्‍यकालिक मोटर्स स्व-उत्तेजित उप-आंशिक अश्वशक्ति आकारों में उपलब्ध हैं[3] उच्च शक्ति औद्योगिक आकार के लिए।[1] भिन्नात्मक अश्वशक्ति रेंज में, अधिकांश तुल्‍यकालिक मोटर्स का उपयोग किया जाता है जहां सटीक निरंतर गति की आवश्यकता होती है।इन मशीनों का उपयोग आमतौर पर एनालॉग इलेक्ट्रिक घड़ियों, टाइमर और अन्य उपकरणों में किया जाता है जहां सही समय की आवश्यकता होती है। उच्च शक्ति औद्योगिक आकारों में, तुल्‍यकालिक मोटर दो महत्वपूर्ण कार्य प्रदान करता है।सबसे पहले, यह एसी ऊर्जा को काम करने के लिए परिवर्तित करने का एक अत्यधिक कुशल साधन है।दूसरा, यह अग्रणी या एकता पावर फैक्टर पर काम कर सकता है और इस तरह पावर-फैक्टर सुधार प्रदान कर सकता है।

प्रकार

तुल्‍यकालिक मोटर्स तुल्‍यकालिक मशीन की अधिक सामान्य श्रेणी के अंतर्गत आती हैं जिसमें तुल्‍यकालिक जनरेटर भी शामिल है। जेनरेटर यदि फील्ड पोल "प्राइम मूवर की फॉरवर्ड मोशन द्वारा परिणामी एयर-गैप फ्लक्स से आगे संचालित होते हैं, तो कार्रवाई देखी जाएगी"। मोटर यदि फील्ड पोल "शाफ्ट लोड के पीछे हटने वाले बलाघूर्ण द्वारा परिणामी एयर-गैप फ्लक्स के पीछे खींचे जाते हैं, तो कार्रवाई देखी जाएगी"।[1]घूर्णक को चुम्बकीय रूप से कैसे देखा जाता है, इसके आधार पर दो प्रमुख प्रकार के तुल्‍यकालिक मोटर्स हैं: गैर-उत्तेजित और प्रत्यक्ष-वर्तमान उत्साहित [4]

गैर-उत्तेजित मोटर्स

सिंगल-फेज 60; Hz 1800 &; rpm तुल्‍यकालिक मोटर फॉर Teletype मशीन, गैर-उत्तेजित घूर्णक प्रकार, 1930 से 1955 तक निर्मित

गैर-उत्तेजित मोटर्स में, घूर्णक स्टील से बना होता है।तुल्‍यकालिक स्पीड पर यह स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ चरण में घूमता है, इसलिए इसके माध्यम से लगभग एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र होता है।बाहरी स्टेटर फ़ील्ड घूर्णक को चुंबकित करता है, इसे चालू करने के लिए आवश्यक चुंबकीय ध्रुवों को प्रेरित करता है।घूर्णक एक उच्च से बना है-रिटेंटिविटी स्टील जैसे कि कोबाल्ट स्टील।ये स्थायी चुंबक में निर्मित हैं, अनिच्छा और हिस्टैरिसीस डिजाइन[5]

अनिच्छा मोटर्स

इनमें एक घूर्णक होता है जिसमें एक ठोस स्टील कास्टिंग होती है जिसमें प्रोजेक्टिंग (मुख्य) दांतेदार ध्रुव होता है।आमतौर पर टोक़ रिपल को कम करने के लिए स्टेटर डंडे की तुलना में कम घूर्णक होते हैं और सभी को एक साथ संरेखित करने से ध्रुवों को रोकने के लिए - एक ऐसी स्थिति जो टोक़ उत्पन्न नहीं कर सकती है[3][6] चुंबकीय सर्किट में हवा के अंतर का आकार और इस प्रकार अनिच्छा न्यूनतम होता है जब ध्रुवों को स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र के साथ गठबंधन किया जाता है, और उनके बीच के कोण के साथ बढ़ जाता है।यह एक टोक़ बनाता है जो घूर्णक को स्टेटर फील्ड के निकटतम पोल के साथ संरेखण में खींचता है।इस प्रकार तुल्‍यकालिक स्पीड पर घूर्णक को घूर्णन स्टेटर फ़ील्ड में "लॉक" किया जाता है।यह मोटर शुरू नहीं कर सकता है, इसलिए घूर्णक डंडों में आमतौर पर गिलहरी-केज में घुमावदार गति होती है, जो तुल्‍यकालिक गति के नीचे टॉर्क प्रदान करने के लिए होती है।मशीन एक इंडक्शन मोटर के रूप में शुरू होती है जब तक कि यह तुल्‍यकालिक स्पीड के पास नहीं पहुंचती है, जब घूर्णक "खींचता है" और घूर्णन स्टेटर फील्ड में लॉक हो जाता है[7]

अनिच्छा मोटर डिजाइनों में रेटिंग होती है जो कि आंशिक हॉर्सपावर (कुछ वाट) से लेकर के बारे में होती है 22 kW।बहुत छोटी अनिच्छा मोटर्स में कम टोक़ है, और आमतौर पर इंस्ट्रूमेंटेशन अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है।मॉडरेट टॉर्क, मल्टी-हॉर्सपावर मोटर्स दांतेदार रोटार के साथ गिलहरी केज निर्माण का उपयोग करते हैं।जब एक समायोज्य आवृत्ति बिजली की आपूर्ति के साथ उपयोग किया जाता है, तो ड्राइव सिस्टम में सभी मोटर्स को बिल्कुल उसी गति से नियंत्रित किया जा सकता है। बिजली की आपूर्ति आवृत्ति मोटर ऑपरेटिंग गति निर्धारित करती है।

हिस्टैरिसीस मोटर्स

इनमें एक ठोस चिकनी बेलनाकार घूर्णक होता है, एक उच्च जबरदस्ती चुंबकीय रूप से "हार्ड" कोबाल्ट स्टील का कास्ट[6] इस सामग्री में एक विस्तृत घूर्णन स्टेटर फ़ील्ड घूर्णक की प्रत्येक छोटी मात्रा को एक उल्टा चुंबकीय क्षेत्र का अनुभव करने का कारण बनता है।हिस्टैरिसीस के कारण मैग्नेटाइजेशन का चरण लागू क्षेत्र के चरण के पीछे है।इसका परिणाम यह है कि घूर्णक में प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र की धुरी एक निरंतर कोण Δ द्वारा स्टेटर क्षेत्र के अक्ष के पीछे है, एक टोक़ पैदा करता है क्योंकि घूर्णक स्टेटर क्षेत्र के साथ "पकड़ने" की कोशिश करता है।जब तक घूर्णक तुल्‍यकालिक गति से नीचे होता है, तब तक घूर्णक का प्रत्येक कण "स्लिप" आवृत्ति पर एक उलट चुंबकीय क्षेत्र का अनुभव करता है जो इसे अपने हिस्टैरिसीस लूप के चारों ओर ड्राइव करता है, जिससे घूर्णक क्षेत्र में अंतराल होता है और टोक़ पैदा होता है।घूर्णक में 2-पोल कम अनिच्छा बार संरचना है[6] जैसे ही घूर्णक तुल्यकालिक गति के करीब पहुंचता है और पर्ची शून्य हो जाती है, यह स्टेटर फ़ील्ड के साथ चुंबकीय और संरेखित करता है, जिससे घूर्णक को घूर्णन स्टेटर फ़ील्ड में "लॉक" किया जाता है।

हिस्टैरिसीस मोटर का एक बड़ा लाभ यह है कि चूंकि लैग एंगल और गति से स्वतंत्र है, इसलिए यह स्टार्टअप से तुल्‍यकालिक स्पीड तक निरंतर टोक़ विकसित करता है। इसलिए, यह स्व-शुरू करने वाला है और इसे शुरू करने के लिए एक इंडक्शन वाइंडिंग की आवश्यकता नहीं है, हालांकि कई डिजाइनों में एक गिलहरी-केज प्रवाहकीय घुमावदार संरचना है जो घूर्णक में एम्बेडेड है जो स्टार्ट-अप में अतिरिक्त टोक़ प्रदान करता है

अनिच्छा प्रकार की तुलना में अधिक महंगा, हिस्टैरिसीस मोटर्स का उपयोग किया जाता है जहां सटीक निरंतर गति की आवश्यकता होती है

स्थायी-मैग्नेट मोटर्स

एक स्थायी-मैग्नेट तुल्‍यकालिक मोटर ('PMSM' ) का उपयोग स्थायी चुंबक स्टील घूर्णक में एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए एम्बेडेड है।स्टेटर एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने के लिए एक एसी आपूर्ति से जुड़े वाइंडिंग को वहन करता है (जैसा कि एतुल्‍यकालिक मोटर में)।तुल्‍यकालिक स्पीड पर घूर्णक पोल घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र में लॉक करते हैं।स्थायी चुंबक तुल्‍यकालिक मोटर्स ब्रशलेस डीसी मोटर्स के समान हैं।नियोडिमियम मैग्नेट इन मोटर्स में सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले मैग्नेट हैं।हालांकि पिछले कुछ वर्षों में, नियोडिमियम मैग्नेट की कीमतों में तेजी से उतार -चढ़ाव के कारण, बहुत सारे शोध एक विकल्प के रूप में फेराइट मैग्नेट को देख रहे हैं[8] वर्तमान में उपलब्ध फेराइट मैग्नेट की अंतर्निहित विशेषताओं के कारण, इन मशीनों के चुंबकीय सर्किट के डिजाइन को चुंबकीय प्रवाह को केंद्रित करने में सक्षम होना चाहिए, सबसे आम रणनीतियों में से एक स्पोक टाइप घूर्णक्स का उपयोग है][9] वर्तमान में, फेराइट मैग्नेट का उपयोग करने वाली नई मशीनों में कम बिजली घनत्व और टोक़ घनत्व होता है, जब नियोडिमियम मैग्नेट का उपयोग करने वाली मशीनों के साथ तुलना की जाती है[9]

2000 के बाद से स्थायी चुंबक मोटर्स का उपयोग गियरलेस लिफ्ट मोटर्स के रूप में किया गया है[10]

अधिकांश पीएमएसएम को शुरू करने के लिए एक चर-आवृत्ति ड्राइव की आवश्यकता होती है[11][12][13][14][15] हालांकि, कुछ लोग शुरू करने के लिए घूर्णक में एक गिलहरी पिंजरे को शामिल करते हैं-इन्हें लाइन-स्टार्ट या सेल्फ-स्टार्टिंग पीएमएसएम के रूप में जाना जाता है[16] इन्हें आमतौर पर इंडक्शन मोटर्स (स्लिप की कमी के कारण) के लिए उच्च-दक्षता वाले प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किया जाता है, लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए आवेदन के लिए सावधानीपूर्वक निर्दिष्ट करने की आवश्यकता है कि तुल्‍यकालिक गति तक पहुंच जाए और सिस्टम शुरू होने के दौरान टॉर्क रिपल का सामना कर सकता है।

स्थायी चुंबक तुल्‍यकालिक मोटर्स को मुख्य रूप से [डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल] का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है[17] और क्षेत्र उन्मुख नियंत्रणCite error: Invalid <ref> tag; invalid names, e.g. too many भविष्य कहनेवाला नियंत्रण और तंत्रिका नेटवर्क नियंत्रक हाल ही में इन मुद्दों से निपटने के लिए विकसित किए गए हैं[18][19]

डीसी-एक्सक्लूस्ड मोटर्स

डीसी-एक्सक्लूस्ड मोटर, 1917. एक्सिटर को मशीन के पीछे स्पष्ट रूप से देखा गया है।

आमतौर पर बड़े आकारों में बनाया गया (लगभग 1 हॉर्सपावर या 1 किलोवाट से बड़ा) इन मोटर्स को उत्तेजना के लिए घूर्णक को आपूर्ति की जाने वाली प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) की आवश्यकता होती है।यह स्लिप रिंग के माध्यम से सबसे सीधी -सादी आपूर्ति की जाती है, लेकिन ब्रशलेस एसी इंडक्शन और रेक्टिफायर व्यवस्था का भी उपयोग किया जा सकता है[20] प्रत्यक्ष वर्तमान को एक अलग डीसी स्रोत से या डीसी जनरेटर से सीधे मोटर शाफ्ट से जुड़ा हो सकता है।

नियंत्रण तकनीक

एक स्थायी चुंबक तुल्‍यकालिक मोटर और अनिच्छा मोटर को संचालन के लिए एक नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता होती है ( VFD या सर्वो ड्राइव)।

PMSM के लिए बड़ी संख्या में नियंत्रण विधियां हैं, जो इलेक्ट्रिक मोटर के निर्माण और गुंजाइश के आधार पर चुना जाता है।

नियंत्रण विधियों को विभाजित किया जा सकता है[21]

sinusoidal

समलम्बाकार

तुल्‍यकालिक स्पीड

एक तुल्‍यकालिक मोटर का तुल्‍यकालिक स्पीड दिया गया है[22]
rpm, द्वारा:

और rad · s & minus; 1 , द्वारा: ?

कहाँ पे:

  • is the frequency of the AC supply current in Hz,
  • is the number of magnetic poles.
  • is the number of pole pairs (rarely, planes of commutation), .

उदाहरण

एक सिंगल-फेज, 4-पोल (2-पोल-पेयर) तुल्‍यकालिक मोटर 50Hz एनबीएसपी की एसी आपूर्ति आवृत्ति पर काम कर रहा है; पोल-जोड़े की संख्या 2 है, इसलिए तुल्यकालिक गति है:

एक तीन-चरण, 12-पोल (6-पोल-जोड़ी) तुल्‍यकालिक मोटर 60Hz की एक एसी आपूर्ति आवृत्ति पर काम कर रहा है। पोल-जोड़े की संख्या 6 है, इसलिए तुल्यकालिक गति है:

चुंबकीय ध्रुवों की संख्या, <math> p </math>, प्रति चरण कॉइल समूहों की संख्या के बराबर है। 3-चरण मोटर में प्रति चरण कॉइल समूहों की संख्या निर्धारित करने के लिए, कॉइल की संख्या की गणना करें, चरणों की संख्या से विभाजित करें, जो कि 3 है। कॉइल स्टेटर कोर में कई स्लॉट लगा सकते हैं, जिससे उन्हें गिनने के लिए थकाऊ हो जाता है । 3-चरण मोटर के लिए, यदि आप कुल 12 कॉइल समूहों की गिनती करते हैं, तो इसमें 4 चुंबकीय ध्रुव हैं। 12-पोल 3-चरण मशीन के लिए, 36 कॉइल होंगे। घूर्णक में चुंबकीय ध्रुवों की संख्या स्टेटर में चुंबकीय ध्रुवों की संख्या के बराबर है।

निर्माण

एक बड़े पानी के पंप का घूर्णक।स्लिप रिंग्स को घूर्णक ड्रम के नीचे देखा जा सकता है।
एक बड़े पानी के पंप की स्टेटर घुमावदार

एक तुल्यकालिक मोटर के प्रमुख घटक स्टेटर और घूर्णक हैं[23] तुल्‍यकालिक मोटर के स्टेटर और इंडक्शन मोटर के स्टेटर निर्माण में समान हैं[24] [[[ब्रशलेस घाव-घूर्णक डबल फेड इलेक्ट्रिक मशीन | घाव-घूर्णक तुल्‍यकालिक डबल फेड इलेक्ट्रिक मशीन] के साथ, अपवाद के रूप में, स्टेटर फ्रेम में रैपर प्लेट होता है[25] परिधि पसलियों और कीबार को आवरण प्लेट से जोड़ा जाता है[25] To carry the weight of the machine, फ्रेम माउंट और फुटिंग्स 'की आवश्यकता है[25] When the field winding is excited by डीसी उत्तेजना, उत्तेजना की आपूर्ति से जुड़ने के लिए ब्रश और स्लिप रिंग्स की आवश्यकता होती है[26] फील्ड वाइंडिंग भी ब्रशलेस एक्सिटर द्वारा उत्साहित हो सकता है[27] बेलनाकार, गोल रोटार, (जिसे गैर साल्टिएंट पोल घूर्णक के रूप में भी जाना जाता है) का उपयोग छह डंडे तक किया जाता है।कुछ मशीनों में या जब बड़ी संख्या में डंडे की आवश्यकता होती है, तो एक मुख्य ध्रुव घूर्णक का उपयोग किया जाता है[28][29] तुल्‍यकालिक मोटर का निर्माण एक तुल्यकालिक अल्टरनेटर के समान है[30] अधिकांश तुल्यकालिक मोटर्स निर्माण स्थिर आर्मेचर और घूर्णन क्षेत्र घुमावदार का उपयोग करते हैं।डीसी मोटर प्रकार की तुलना में एक लाभ के रूप में इस प्रकार का निर्माण जहां उपयोग किया गया आर्मेचर घूर्णन प्रकार का है।

ऑपरेशन

घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र स्टेटर वाइंडिंग के तीन चरणों के चुंबकीय क्षेत्र वैक्टर के योग से बनता है।

एक तुल्यकालिक मोटर का संचालन स्टेटर और घूर्णक के चुंबकीय क्षेत्रों की बातचीत के कारण होता है।इसकी स्टेटर वाइंडिंग, जिसमें 3 चरण घुमावदार होते हैं, को 3 चरण की आपूर्ति के साथ प्रदान किया जाता है, और घूर्णक को डीसी आपूर्ति के साथ प्रदान किया जाता है।3 चरण स्टेटर घुमावदार 3 चरण धाराओं को ले जाने से 3 चरण घूर्णन चुंबकीय प्रवाह (और इसलिए एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र) का उत्पादन होता है।घूर्णक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ लॉक करता है और इसके साथ घूमता है।एक बार जब घूर्णक फील्ड घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ लॉक हो जाता है, तो मोटर को सिंक्रनाइज़ेशन में कहा जाता है।एक एकल-चरण (या एकल चरण से प्राप्त दो-चरण) स्टेटर वाइंडिंग संभव है, लेकिन इस मामले में रोटेशन की दिशा को परिभाषित नहीं किया गया है और मशीन या तो दिशा में शुरू हो सकती है जब तक कि शुरुआती व्यवस्था द्वारा ऐसा करने से रोका जाता है[31]

एक बार जब मोटर ऑपरेशन में हो जाती है, तो मोटर की गति केवल आपूर्ति आवृत्ति पर निर्भर होती है।जब मोटर लोड को ब्रेकडाउन लोड से परे बढ़ाया जाता है, तो मोटर सिंक्रनाइज़ेशन से बाहर हो जाता है और क्षेत्र घुमावदार अब घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र का अनुसरण नहीं करता है।चूंकि मोटर (तुल्‍यकालिक) टोक़ का उत्पादन नहीं कर सकता है यदि यह सिंक्रनाइज़ेशन से बाहर गिरता है, तो व्यावहारिक तुल्‍यकालिक मोटर्स में एक आंशिक या पूर्ण गिलहरी-केज डम्पर (एमॉर्टिससुर) संचालन को स्थिर करने और शुरू करने की सुविधा के लिए वाइंडिंग होती है।क्योंकि यह वाइंडिंग एक समतुल्य इंडक्शन मोटर की तुलना में छोटी होती है और लंबे ऑपरेशन पर ओवरहीट कर सकती है, और क्योंकि बड़ी स्लिप-फ़्रीक्वेंसी वोल्टेज घूर्णक उत्तेजना वाइंडिंग में प्रेरित होते हैं, तुल्‍यकालिक मोटर प्रोटेक्शन डिवाइस इस स्थिति को समझते हैं और बिजली की आपूर्ति को बाधित करते हैं (चरण से बाहर (बाहर (बाहर)सुरक्षा)[31]

शुरुआती तरीके

एक निश्चित आकार के ऊपर, तुल्‍यकालिक मोटर्स स्व-शुरुआत करने वाली मोटर्स नहीं हैं।यह संपत्ति घूर्णक की जड़ता के कारण है;यह तुरंत स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र के रोटेशन का पालन नहीं कर सकता है।चूंकि एक तुल्‍यकालिक मोटर स्टैंडस्टिल में कोई अंतर्निहित औसत टोक़ नहीं पैदा करता है, इसलिए यह कुछ पूरक तंत्र के बिना तुल्‍यकालिक गति में तेजी नहीं ला सकता है[3]

वाणिज्यिक बिजली आवृत्ति पर काम करने वाले बड़े मोटर्स में एक गिलहरी-केज इंडक्शन वाइंडिंग शामिल है जो त्वरण के लिए पर्याप्त टोक़ प्रदान करता है और जो ऑपरेशन में मोटर गति में दोलनों को नम करने का भी कार्य करता है[3] Once the rotor nears the synchronous speed, फील्ड वाइंडिंग उत्साहित है, और मोटर सिंक्रनाइज़ेशन में खींचता है।बहुत बड़े मोटर सिस्टम में एक "टट्टू" मोटर शामिल हो सकता है जो लोड लागू होने से पहले अनलोडेड तुल्‍यकालिक मशीन को तेज करता है[32][33] इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित होने वाले मोटर्स को स्टेटर करंट की आवृत्ति को बदलकर शून्य गति से तेज किया जा सकता है[34]

बहुत छोटे तुल्यकालिक मोटर्स का उपयोग आमतौर पर लाइन-संचालित इलेक्ट्रिक मैकेनिकल घड़ियों या टाइमर में किया जाता है जो सही गति से गियर तंत्र को चलाने के लिए पावर लाइन आवृत्ति का उपयोग करते हैं।इस तरह के छोटे तुल्‍यकालिक मोटर्स सहायता के बिना शुरू करने में सक्षम हैं यदि घूर्णक के [[[जड़ता का क्षण]]]] और इसके यांत्रिक भार पर्याप्त रूप से छोटा है [क्योंकि मोटर] को एक त्वरित आधे चक्र के दौरान स्लिप स्पीड से तुल्‍यकालिक गति तक तेज किया जाएगा।अनिच्छा टोक़।[3] ]छायांकित-पोल तुल्‍यकालिक मोटर देखें कि लगातार शुरुआती दिशा कैसे प्राप्त की जाती है।

विभिन्न मोटर शुरुआती तरीकों को संबोधित करने के लिए परिचालन अर्थशास्त्र एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है[35] तदनुसार, घूर्णक का उत्तेजना मोटर शुरुआती मुद्दे को हल करने का एक संभावित तरीका है[36] इसके अलावा, बड़ी तुल्‍यकालिक मशीनों के लिए आधुनिक प्रस्तावित शुरुआती तरीकों में स्टार्टअप के दौरान घूर्णक डंडे के दोहरावदार ध्रुवीयता उलटा शामिल है[37]

अनुप्रयोग, विशेष गुण और लाभ

तुल्‍यकालिक कंडेनसर के रूप में उपयोग करें

एक तुल्यकालिक मशीन का वी-वक्र

एक तुल्यकालिक मोटर के उत्तेजना को अलग करके, इसे लैगिंग, अग्रणी और एकता शक्ति कारक में संचालित करने के लिए बनाया जा सकता है।उत्तेजना जिस पर पावर फैक्टर एकता है, जिसे सामान्य उत्तेजना वोल्टेज 'कहा जाता है[38] इस उत्तेजना में वर्तमान का परिमाण न्यूनतम है[38] Excitation voltage more than normal excitation is called over excitation voltage, उत्तेजना वोल्टेज सामान्य उत्तेजना से कम उत्तेजना के तहत कहा जाता है[38] When the motor is over excited, बैक ईएमएफ मोटर टर्मिनल वोल्टेज से अधिक होगा।यह आर्मेचर रिएक्शन के कारण एक डेमैग्नेटाइजिंग प्रभाव का कारण बनता है[39]

एक तुल्यकालिक मशीन का वी वक्र क्षेत्र वर्तमान के एक समारोह के रूप में आर्मेचर करंट को दर्शाता है।बढ़ते क्षेत्र के साथ वर्तमान आर्मेचर करंट पहले कम हो जाता है, फिर न्यूनतम तक पहुंच जाता है, फिर बढ़ जाता है।न्यूनतम बिंदु वह बिंदु भी है जिस पर बिजली कारक एकता है[40]<!-pls स्पष्ट करें कि कहाँ अग्रणी, पीएफ प्राप्त करना->

बिजली कारक को चुनिंदा रूप से नियंत्रित करने की इस क्षमता का पावर सिस्टम के पावर फैक्टर सुधार के लिए शोषण किया जा सकता है, जिससे मोटर जुड़ा हुआ है।चूंकि किसी भी महत्वपूर्ण आकार के अधिकांश पावर सिस्टम में नेट लैगिंग पावर फैक्टर होता है, इसलिए ओवरएक्सिटेड तुल्‍यकालिक मोटर्स की उपस्थिति सिस्टम के नेट पावर फैक्टर को एकता के करीब ले जाती है, जिससे दक्षता में सुधार होता है।इस तरह के पावर-फैक्टर सुधार आमतौर पर यांत्रिक कार्य प्रदान करने के लिए सिस्टम में पहले से मौजूद मोटर्स का एक साइड इफेक्ट होता है, हालांकि मोटर्स को केवल पावर-फैक्टर सुधार प्रदान करने के लिए यांत्रिक लोड के बिना चलाया जा सकता है।कारखानों जैसे बड़े औद्योगिक पौधों में तुल्‍यकालिक मोटर्स और अन्य के बीच बातचीत, लैगिंग, लोड संयंत्र के विद्युत डिजाइन में एक स्पष्ट विचार हो सकता है[citation needed]

स्थिर राज्य स्थिरता सीमा

where,

is the torque
is the torque angle
is the maximum torque

here,

जब लोड लागू किया जाता है, तो टोक़ कोण <गणित> \ delta </math> बढ़ता है।जब <ath> \ delta </math> = 90 ° टॉर्क अधिकतम होगा।यदि लोड को आगे लागू किया जाता है तो मोटर अपने सिंक्रोनिज्म को खो देगी, क्योंकि मोटर टॉर्क लोड टॉर्क से कम होगा[41][42] अधिकतम लोड टोक़ जो अपने सिंक्रोनिज्म को खोने के बिना एक मोटर पर लागू किया जा सकता है, को एक तुल्‍यकालिक मोटर की स्थिर राज्य स्थिरता सीमा कहा जाता है[41]

अन्य

तुल्‍यकालिक मोटर्स सटीक गति या स्थिति नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उपयोगी हैं:

  • गति मोटर के ऑपरेटिंग रेंज पर लोड से स्वतंत्र है।
  • गति और स्थिति को खुले लूप नियंत्रणों (जैसे स्टेपर मोटर्स]) का उपयोग करके सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।
  • कम-शक्ति वाले अनुप्रयोगों में पोजिशनिंग मशीनें शामिल हैं, जहां उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है, और रोबोट एक्ट्यूएटर्स।
  • जब वे स्टेटर और घूर्णक वाइंडिंग दोनों पर एक डीसी करंट लागू किए जाते हैं, तो वे अपनी स्थिति को पकड़ लेंगे।
  • एक तुल्यकालिक मोटर द्वारा संचालित एक घड़ी सिद्धांत रूप में अपने शक्ति स्रोत की लाइन आवृत्ति के रूप में सटीक है। (हालांकि छोटे आवृत्ति ड्रिफ्ट किसी भी घंटे में घटित होंगी, ग्रिड ऑपरेटरों को सक्रिय रूप से क्षतिपूर्ति करने के लिए बाद की अवधि में लाइन आवृत्ति को सक्रिय रूप से समायोजित किया जाता है, जिससे मोटर-चालित घड़ियों को सटीक रखा जाता है; [[[उपयोगिता आवृत्ति#स्थिरता]] '।)।
  • रिकॉर्ड प्लेयर टर्नटेबल्स
  • बढ़ी हुई दक्षता <!-क्या के सापेक्ष?-> कम गति वाले अनुप्रयोगों में (जैसे बॉल मिल एस)।

उपप्रकार

See also

References

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