غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹروں کے آپریشن کا آلہ اور اصول

الیکٹرک کاریں۔الیکٹریکل انرجی کی متبادل کرنٹ سے مکینیکل انرجی میں تبدیلی کو AC الیکٹرک موٹرز کہتے ہیں۔

صنعت میں، غیر مطابقت پذیر تھری فیز موٹرز سب سے زیادہ پھیلی ہوئی ہیں۔ آئیے ڈیوائس اور ان انجنوں کے آپریشن کے اصول کو دیکھتے ہیں۔

انڈکشن موٹر کے آپریشن کا اصول گھومنے والی مقناطیسی فیلڈ کے استعمال پر مبنی ہے۔

اس طرح کے انجن کے آپریشن کو سمجھنے کے لیے، ہم درج ذیل تجربہ کریں گے۔

ہم مضبوط کریں گے۔ گھوڑے کی نالی کا مقناطیس ایکسل پر تاکہ اسے ہینڈل کے ذریعے گھمایا جا سکے۔ مقناطیس کے کھمبوں کے درمیان ہم محور کے ساتھ ایک تانبے کا سلنڈر لگاتے ہیں، جو آزادانہ طور پر گھوم سکتا ہے۔

شکل 1. گھومنے والی مقناطیسی فیلڈ حاصل کرنے کا آسان ترین ماڈل

آئیے ہینڈل مقناطیس کو گھڑی کی سمت موڑنا شروع کریں۔ مقناطیس کا میدان بھی گھومنا شروع کر دے گا اور جیسے ہی یہ گھومتا ہے، اپنی طاقت کی لکیروں کے ساتھ تانبے کے سلنڈر کو عبور کرے گا۔ ایک سلنڈر میں برقی مقناطیسی تحریض کے قانون کے مطابق، پڑے گا ایڈی کرنٹجو خود بنائیں گے۔ مقناطیسی میدان - سلنڈر کا میدان۔ یہ فیلڈ مستقل مقناطیس کے مقناطیسی میدان کے ساتھ تعامل کرے گا، جس کی وجہ سے سلنڈر مقناطیس کی سمت میں گھومتا ہے۔

یہ پایا گیا کہ سلنڈر کی گردش کی رفتار مقناطیسی میدان کی گردش کی رفتار سے تھوڑی کم ہے۔

درحقیقت، اگر سلنڈر مقناطیسی میدان کی رفتار سے گھومتا ہے، تو مقناطیسی میدان کی لکیریں اسے عبور نہیں کرتیں اور اس وجہ سے اس میں کوئی ایڈی کرنٹ نہیں پیدا ہوتا، جس سے سلنڈر گھومتا ہے۔

مقناطیسی میدان کی گردش کی رفتار کو عام طور پر ہم وقت ساز کہا جاتا ہے، کیونکہ یہ مقناطیس کی گردش کی رفتار کے برابر ہے، اور سلنڈر کی گردش کی رفتار متضاد (اسینکرونس) ہے۔ لہذا، موٹر کو خود ایک انڈکشن موٹر کہا جاتا ہے... سلنڈر (روٹر) کی گردش کی رفتار مختلف ہوتی ہے مقناطیسی میدان کی گردش کی ہم وقت ساز رفتار پھسلن کی ایک چھوٹی سی مقدار کے ساتھ۔

n1 کے ذریعے روٹر کی گردش کی رفتار اور n کے ذریعے فیلڈ کی گردش کی رفتار کو ظاہر کرتا ہے ہم فارمولے کے ذریعہ فیصد پرچی کا حساب لگا سکتے ہیں:

s = (n - n1) / n.

مندرجہ بالا تجربے میں ہم نے ایک گھومنے والا مقناطیسی میدان حاصل کیا اور اس کی وجہ سے سلنڈر کی گردش مستقل مقناطیس کی گردش کی وجہ سے ہوتی ہے، اس لیے ایسی ڈیوائس ابھی الیکٹرک موٹر نہیں ہے… اسے کرنا چاہیے۔ بجلی ایک گھومنے والا مقناطیسی میدان بنائیں اور اسے روٹر کو موڑنے کے لیے استعمال کریں۔ یہ مسئلہ ایم او ڈولیوو ڈوبروولسکی نے اپنے دور میں شاندار طریقے سے حل کیا تھا۔ انہوں نے اس مقصد کے لیے تھری فیز کرنٹ استعمال کرنے کی تجویز پیش کی۔

ایک غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹر M. O. Dolivo-Dobrovolski کا آلہ

تصویر 2. Dolivo-Dobrovolsky غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹر کا خاکہ

ایک انگوٹھی کے سائز کے آئرن کور کے کھمبوں پر، جسے موٹر سٹیٹر کہا جاتا ہے، تین وائنڈنگز رکھے جاتے ہیں، تین فیز کرنٹ نیٹ ورک 0 جو ایک دوسرے کے نسبت 120 ° کے زاویے پر واقع ہوتے ہیں۔

کور کے اندر، ایک دھاتی سلنڈر، برقی موٹر کا نام نہاد روٹر۔

اگر کنڈلی آپس میں جڑی ہوئی ہیں جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے اور تین فیز کرنٹ نیٹ ورک سے جڑا ہوا ہے، تو تینوں قطبوں سے پیدا ہونے والا کل مقناطیسی بہاؤ گھومتا ہوا نکلے گا۔

شکل 3 موٹر وائنڈنگز میں کرنٹ میں ہونے والی تبدیلیوں کا گراف اور گھومنے والے مقناطیسی میدان کے ظاہر ہونے کے عمل کو دکھاتا ہے۔

آئیے اس عمل کو مزید تفصیل سے دیکھتے ہیں۔

شکل 3۔ گھومنے والا مقناطیسی میدان حاصل کرنا

گراف کی پوزیشن «A» میں، پہلے مرحلے میں کرنٹ صفر ہے، دوسرے مرحلے میں یہ منفی ہے، اور تیسرے میں یہ مثبت ہے۔ کرنٹ قطب کنڈلی کے ذریعے اس سمت میں بہتا ہے جس کی نشاندہی تصویر میں تیروں سے ہوتی ہے۔

دائیں ہاتھ کے قاعدے کے مطابق، کرنٹ سے پیدا ہونے والے مقناطیسی بہاؤ کی سمت کا تعین کرنے کے بعد، ہم اس بات کو یقینی بنائیں گے کہ جنوبی قطب (S) تیسرے وائنڈنگ کے اندرونی قطب کے سرے پر (روٹر کا سامنا کرتے ہوئے) بن جائے گا اور قطب شمالی (C ) دوسری کنڈلی کے قطب پر بنایا جائے گا۔ کل مقناطیسی بہاؤ دوسری کنڈلی کے قطب سے روٹر کے ذریعے تیسری کنڈلی کے قطب تک جائے گا۔

گراف کی پوزیشن «B» میں، دوسرے مرحلے میں کرنٹ صفر ہے، پہلے مرحلے میں یہ مثبت ہے، اور تیسرے میں یہ منفی ہے۔ قطبی وائنڈنگز کے ذریعے بہنے والا کرنٹ پہلی وائنڈنگ کے آخر میں ایک جنوبی قطب (S) اور تیسرے وائنڈنگ کے آخر میں ایک شمالی قطب (C) بناتا ہے۔ کل مقناطیسی بہاؤ اب تیسرے قطب سے روٹر کے ذریعے پہلے قطب کی طرف جائے گا، یعنی کھمبے 120 ° سے حرکت کریں گے۔

گراف کی پوزیشن «B» میں، تیسرے مرحلے میں کرنٹ صفر ہے، دوسرے مرحلے میں یہ مثبت ہے، اور پہلے مرحلے میں یہ منفی ہے۔اب پہلی اور دوسری کنڈلی سے بہنے والا کرنٹ پہلی کنڈلی کے قطب کے آخر میں ایک قطب شمالی (C) اور دوسری کنڈلی کے قطب کے آخر میں ایک جنوبی قطب (S) بنائے گا، یعنی ، کل مقناطیسی میدان کی قطبیت مزید 120 ° بدل جائے گی۔ گراف پر "G" پوزیشن پر، مقناطیسی میدان مزید 120 ° حرکت کرے گا۔

اس طرح، سٹیٹر وائنڈنگز (کھمبوں) میں کرنٹ کی سمت میں تبدیلی کے ساتھ کل مقناطیسی بہاؤ اپنی سمت بدل لے گا۔

اس صورت میں، کنڈلیوں میں کرنٹ کی تبدیلی کی ایک مدت کے لیے، مقناطیسی بہاؤ ایک مکمل انقلاب برپا کر دے گا۔ گھومنے والا مقناطیسی بہاؤ سلنڈر کو اپنے ساتھ گھسیٹ لے گا اور اس طرح ہمیں ایک غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹر ملے گی۔

یاد کریں کہ شکل 3 میں سٹیٹر وائنڈنگز ستارے سے جڑے ہوئے ہیں، لیکن جب وہ ڈیلٹا سے منسلک ہوتے ہیں تو ایک گھومنے والا مقناطیسی میدان بنتا ہے۔

اگر ہم دوسرے اور تیسرے مراحل کے وائنڈنگز کو تبدیل کرتے ہیں، تو مقناطیسی بہاؤ اپنی گردش کی سمت کو الٹ دے گا۔

اسٹیٹر وائنڈنگز کو تبدیل کیے بغیر بھی یہی نتیجہ حاصل کیا جاسکتا ہے، لیکن نیٹ ورک کے دوسرے فیز کے کرنٹ کو اسٹیٹر کے تیسرے فیز میں اور نیٹ ورک کے تیسرے فیز کو اسٹیٹر کے دوسرے فیز میں لے جایا جا سکتا ہے۔

لہذا، آپ دو مراحل کو تبدیل کر کے مقناطیسی میدان کی گردش کی سمت تبدیل کر سکتے ہیں۔

ہم نے تین سٹیٹر وائنڈنگز کے ساتھ ایک انڈکشن موٹر والی ڈیوائس پر غور کیا... اس صورت میں، گھومنے والا مقناطیسی میدان دو قطبی ہے، اور فی سیکنڈ کے انقلابات کی تعداد ایک سیکنڈ میں موجودہ تبدیلی کے وقفوں کی تعداد کے برابر ہے۔

اگر سٹیٹر پر چھ کنڈلیوں کو فریم کے گرد رکھا جائے، تو چار قطبوں پر گھومنے والا مقناطیسی میدان... نو کنڈلیوں کے ساتھ، فیلڈ چھ قطبی ہو گی۔

50 پیریڈز فی سیکنڈ یا 3000 فی منٹ کے برابر تھری فیز کرنٹ کی فریکوئنسی پر، گھومنے والے فیلڈ کے n انقلابات کی تعداد فی منٹ ہوگی:

بائپولر اسٹیٹر کے ساتھ n = (50 NS 60) / 1 = 3000 rpm،

چار قطب سٹیٹر کے ساتھ n = (50 NS 60) / 2 = 1500 انقلابات،

چھ قطبی سٹیٹر n = (50 NS 60) / 3 = 1000 موڑ کے ساتھ،

p کے برابر سٹیٹر پولز کے جوڑوں کی تعداد کے ساتھ: n = (f NS 60) / p،

لہذا، ہم نے مقناطیسی میدان کی گردش کی رفتار اور اس کا انحصار موٹر کے سٹیٹر کے وائنڈنگز کی تعداد پر قائم کیا۔

جیسا کہ ہم جانتے ہیں، موٹر روٹر اپنی گردش میں تھوڑا سا پیچھے رہ جائے گا۔

تاہم، روٹر وقفہ بہت چھوٹا ہے۔ مثال کے طور پر، جب انجن سست ہو، رفتار میں فرق صرف 3% اور بوجھ کے نیچے 5-7% ہوتا ہے۔ لہٰذا، لوڈ تبدیل ہونے پر انڈکشن موٹر کی رفتار بہت کم حد میں بدل جاتی ہے، جو کہ اس کے فوائد میں سے ایک ہے۔

اب غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹروں کے آلے پر غور کریں۔

غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹر: a) سٹیٹر؛ ب) گلہری پنجرا روٹر؛ c) پھانسی کے مرحلے میں روٹر (1 — فریم؛ 2 — سٹیمپڈ اسٹیل شیٹس کا کور؛ 3 — وائنڈنگ؛ 4 — شافٹ؛ 5 — سلائیڈنگ رِنگز)

ایک جدید غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹر کے سٹیٹر میں غیر واضح کھمبے ہوتے ہیں، یعنی سٹیٹر کی اندرونی سطح مکمل طور پر ہموار ہوتی ہے۔

ایڈی کرنٹ کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے، سٹیٹر کور پتلی سٹیمپڈ سٹیل کی چادروں سے بنتا ہے۔ اسمبل شدہ سٹیٹر کور کو سٹیل کے سانچے میں لگایا گیا ہے۔

سٹیٹر کے سلاٹ میں تانبے کے تار کی ایک کنڈلی بچھائی جاتی ہے۔ الیکٹرک موٹر کے سٹیٹر کے فیز وائنڈنگز کو ایک "سٹار" یا "ڈیلٹا" سے جوڑا جاتا ہے، جس کے لیے وائنڈنگز کے تمام آغاز اور سرے کو لایا جاتا ہے۔ جسم - ایک خاص موصل ڈھال کے لئے. اس طرح کا سٹیٹر ڈیوائس بہت آسان ہے، کیونکہ یہ آپ کو مختلف معیاری وولٹیجز پر اس کے وائنڈنگز کو آن کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

ایک انڈکشن موٹر روٹر، سٹیٹر کی طرح، سٹیمپڈ سٹیل کی چادروں سے جمع کیا جاتا ہے۔ روٹر کے نالیوں میں ایک کنڈلی بچھائی جاتی ہے۔

روٹر کے ڈیزائن پر منحصر ہے، غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹرز کو گلہری-کیج روٹر اور فیز روٹر موٹرز میں تقسیم کیا گیا ہے۔

گلہری کیج روٹر وائنڈنگ تانبے کی سلاٹوں سے بنی ہوتی ہے جو روٹر کے سلاٹ میں ڈالی جاتی ہے۔ سلاخوں کے سرے تانبے کی انگوٹھی سے جڑے ہوئے ہیں۔ اسے گلہری کیج رولنگ کہتے ہیں۔ نوٹ کریں کہ چینلز میں تانبے کی سلاخیں موصل نہیں ہیں۔

کچھ انجنوں میں، "گلہری کیج" کو کاسٹ روٹر سے تبدیل کیا جاتا ہے۔

غیر مطابقت پذیر روٹر موٹر (پرچی کی انگوٹھیوں کے ساتھ) عام طور پر ہائی پاور الیکٹرک موٹروں میں استعمال ہوتا ہے اور ان صورتوں میں؛ جب الیکٹرک موٹر کو شروع کرتے وقت ایک بڑی قوت بنانا ضروری ہوتا ہے۔ یہ اس حقیقت کی طرف سے حاصل کیا جاتا ہے کہ فیز موٹر کے وائنڈنگز جڑے ہوئے ہیں۔ ریوسٹیٹ شروع کرنا.

گلہری کیج انڈکشن موٹرز دو طریقوں سے چلائی جاتی ہیں:

1) موٹر سٹیٹر سے تھری فیز مین وولٹیج کا براہ راست کنکشن۔ یہ طریقہ سب سے آسان اور مقبول ہے۔

2) سٹیٹر وائنڈنگز پر لاگو وولٹیج کو کم کرنا۔ وولٹیج کو کم کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، سٹیٹر وائنڈنگز کو ستارے سے ڈیلٹا میں تبدیل کر کے۔

موٹر اس وقت شروع ہوتی ہے جب اسٹیٹر وائنڈنگز "اسٹار" میں جڑے ہوتے ہیں، اور جب روٹر نارمل رفتار تک پہنچ جاتا ہے، تو اسٹیٹر وائنڈنگز کو "ڈیلٹا" کنکشن میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔

موٹر کو شروع کرنے کے اس طریقے میں سپلائی تاروں میں کرنٹ اس کرنٹ کے مقابلے میں 3 گنا کم ہو جاتا ہے جو موٹر کو نیٹ ورک سے براہ راست کنکشن کے ذریعے اسٹارٹ کرتے وقت "ڈیلٹا" کے ذریعے منسلک سٹیٹر وائنڈنگز کے ساتھ ہوتا ہے۔تاہم، یہ طریقہ صرف اس صورت میں موزوں ہے جب سٹیٹر کو عام آپریشن کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہو جب اس کے وائنڈنگز ڈیلٹا سے منسلک ہوں۔

سب سے آسان، سب سے سستا اور قابل اعتماد ایک غیر مطابقت پذیر گلہری-کیج موٹر ہے، لیکن اس موٹر کے کچھ نقصانات ہیں - کم شروع کرنے کی کوشش اور زیادہ شروع ہونے والا کرنٹ۔ فیز روٹر کے استعمال سے یہ نقصانات بڑی حد تک ختم ہو جاتے ہیں، لیکن ایسے روٹر کے استعمال سے موٹر کی قیمت بہت بڑھ جاتی ہے اور اسے ریوسٹیٹ شروع کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

غیر مطابقت پذیر موٹرز کی اقسام

غیر مطابقت پذیر مشین کی اہم قسم ایک تین فیز غیر مطابقت پذیر موٹر ہے... اس میں تین سٹیٹر وائنڈنگز ہیں جو ایک دوسرے سے 120 ° پر واقع ہیں۔ کنڈلی ستارے یا ڈیلٹا سے جڑے ہوئے ہیں اور تین فیز الٹرنیٹنگ کرنٹ سے چلتی ہیں۔

کم طاقت والی موٹرز زیادہ تر صورتوں میں دو فیز کے طور پر لاگو ہوتی ہیں... تھری فیز موٹرز کے برعکس، ان میں دو سٹیٹر وائنڈنگز ہوتی ہیں، جن میں کرنٹ کو ایک زاویہ پر آف سیٹ ہونا چاہیے تاکہ گھومنے والا مقناطیسی میدان π/2 بنایا جائے۔

اگر وائنڈنگز میں کرنٹ برابر ہیں اور فیز میں 90 ° سے شفٹ ہوتے ہیں، تو ایسی موٹر کا آپریشن تھری فیز کے آپریشن سے کسی بھی طرح مختلف نہیں ہوگا۔ تاہم، دو سٹیٹر وائنڈنگز والی ایسی موٹریں زیادہ تر صورتوں میں سنگل فیز نیٹ ورک سے چلتی ہیں اور 90° تک پہنچنے والی نقل مکانی مصنوعی طور پر بنائی جاتی ہے، عام طور پر کیپسیٹرز کی وجہ سے۔

سنگل فیز موٹر اسٹیٹر کی صرف ایک وائنڈنگ عملی طور پر غیر فعال ہے۔ جب روٹر ساکن ہوتا ہے، تو موٹر میں صرف ایک دھڑکن مقناطیسی میدان بنتا ہے اور ٹارک صفر ہوتا ہے۔ یہ درست ہے کہ اگر ایسی مشین کا روٹر ایک خاص رفتار سے گھومتا ہے تو یہ انجن کے کام انجام دے سکتا ہے۔

اس صورت میں، اگرچہ صرف ایک پلسٹنگ فیلڈ ہو گی، لیکن یہ دو سڈول پر مشتمل ہوتا ہے - آگے اور پیچھے، جو غیر مساوی ٹارک پیدا کرتے ہیں - ایک بڑی موٹر اور کم بریک، بڑھتی ہوئی فریکوئنسی کے روٹر کرنٹ کی وجہ سے پیدا ہوتی ہے (ریورس سنکرونس کے خلاف سلپ) فیلڈ 1 سے بڑا ہے)۔

مندرجہ بالا کے سلسلے میں، سنگل فیز موٹرز کو دوسری وائنڈنگ فراہم کی جاتی ہے جو کہ ابتدائی وائنڈنگ کے طور پر استعمال ہوتی ہے۔ کرنٹ کی فیز شفٹ بنانے کے لیے اس کوائل کے سرکٹ میں Capacitors شامل کیے جاتے ہیں، جس کی گنجائش کافی بڑی ہو سکتی ہے (1 کلو واٹ سے کم موٹر پاور کے ساتھ دسیوں مائکروفراڈز)۔

کنٹرول سسٹم دو فیز موٹرز کا استعمال کرتے ہیں، جنہیں کبھی کبھی ایگزیکٹو کہا جاتا ہے... ان کے پاس خلا میں 90 ° کے حساب سے دو سٹیٹر وائنڈنگز ہوتی ہیں۔ وائنڈنگز میں سے ایک، جسے فیلڈ وائنڈنگ کہا جاتا ہے، براہ راست 50 یا 400 ہرٹز نیٹ ورک سے جڑا ہوا ہے۔ دوسرا ایک کنٹرول کنڈلی کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے.

گھومنے والی مقناطیسی فیلڈ اور متعلقہ ٹارک بنانے کے لیے، کنٹرول کوائل میں موجود کرنٹ کو 90 ° کے قریب زاویہ سے بے گھر ہونا چاہیے۔ موٹر کی رفتار کا ضابطہ، جیسا کہ ذیل میں دکھایا جائے گا، اس کوائل میں کرنٹ کی قدر یا فیز کو تبدیل کرکے کیا جاتا ہے۔ اس کے برعکس کنٹرول کنڈلی میں کرنٹ کے فیز کو 180 ° (کوائل کی سوئچنگ) سے تبدیل کرکے فراہم کیا جاتا ہے۔

دو فیز موٹرز کئی ورژن میں تیار کی جاتی ہیں:

• گلہری کیج روٹر کے ساتھ،

• کھوکھلی غیر مقناطیسی روٹر کے ساتھ،

• کھوکھلی مقناطیسی روٹر کے ساتھ۔

لکیری موٹرز

انجن کی گردشی حرکت کو کام کرنے والے مشینی اعضاء کی ترجمہی حرکت میں تبدیل کرنا ہمیشہ کسی بھی مکینیکل یونٹ کے استعمال کی ضرورت سے منسلک ہوتا ہے: گیئر ریک، سکرو وغیرہ۔صرف مشروط طور پر - ایک متحرک عضو کے طور پر)۔

اس صورت میں، انجن کو تعینات کرنے کے لئے کہا جاتا ہے. لکیری موٹر کی سٹیٹر وائنڈنگ اسی طرح کی جاتی ہے جس طرح والیومیٹرک موٹر کے لیے ہوتی ہے، لیکن اسے صرف نالیوں میں سلائیڈنگ روٹر کی زیادہ سے زیادہ ممکنہ حرکت کی پوری لمبائی کے ساتھ بچھایا جانا چاہیے۔ سلائیڈر روٹر عام طور پر شارٹ سرکٹ ہوتا ہے، میکانزم کا ورکنگ باڈی اس کے ساتھ واضح ہوتا ہے۔ سٹیٹر کے سروں پر یقیناً روٹر کو راستے کی ورکنگ حدود کو چھوڑنے سے روکنے کے لیے رک جانا چاہیے۔