थ्रीफेज इंडक्शन मोटर्स के प्रमुख औद्योगिक काम के घोड़े समझाए गए

आधुनिक उद्योग के अनवरत पहियों को कौन चलाता है? इसका उत्तर संभवतः उन साधारण इलेक्ट्रिक मोटरों में छिपा है। विभिन्न मोटर प्रकारों के बीच, तीन-चरण स्क्विरेल केज इंडक्शन मोटर उद्योग के निर्विवाद वर्कहॉर्स के रूप में सामने आती है, जो अपनी असाधारण विश्वसनीयता, लागत-प्रभावशीलता और बहुमुखी प्रतिभा के लिए बेशकीमती है। यह लेख इस तकनीकी चमत्कार के डिज़ाइन, कार्य सिद्धांतों, फायदे, नुकसान और अनुप्रयोगों पर प्रकाश डालता है।

इंडक्शन मोटर्स: औद्योगिक अनुप्रयोगों का "बेताज बादशाह"।

इंडक्शन मोटर्स, जिसे एसिंक्रोनस मोटर्स के रूप में भी जाना जाता है, आज सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली मोटर प्रकार का प्रतिनिधित्व करती है। उनके सरल निर्माण, कम लागत और उच्च विश्वसनीयता ने उन्हें इंजीनियरिंग उद्योगों में अपरिहार्य बना दिया है। इंडक्शन मोटर्स मुख्य रूप से दो प्रकारों में आते हैं: एकल-चरण और तीन-चरण।

सिंगल-फ़ेज़ इंडक्शन मोटर्स में शामिल हैं:

• स्प्लिट-चरण प्रेरण मोटर्स:सीमित शुरुआती आवृत्ति और 1 किलोवाट से कम ड्राइव पावर वाले उपकरणों के लिए उपयुक्त।
• कैपेसिटर-स्टार्ट इंडक्शन मोटर्स:उच्च जड़त्वीय भार या बार-बार शुरू होने वाले उपकरणों, जैसे कन्वेयर बेल्ट, के लिए आदर्श।
• कैपेसिटर-स्टार्ट कैपेसिटर-रन मोटर्स:कैपेसिटर-स्टार्ट मोटर्स के समान अनुप्रयोग लेकिन बेहतर परिचालन दक्षता के लिए अतिरिक्त रन कैपेसिटर के साथ।
• शेडेड-पोल मोटरें:शुरुआती एसी इंडक्शन मोटरों में से एक, अभी भी रिकॉर्ड प्लेयर, प्रोजेक्टर पंखे, फोटोकॉपियर पंखे और हेयर ड्रायर जैसे कम शुरुआती टॉर्क की आवश्यकता वाले छोटे उपकरणों में उपयोग की जाती है।

तीन-चरण प्रेरण मोटर्स में शामिल हैं:

• गिलहरी पिंजरे प्रेरण मोटर्स:अपनी लंबी उम्र और कम रखरखाव के लिए पसंदीदा, ये सबसे आम तीन-चरण प्रेरण मोटर्स का प्रतिनिधित्व करते हैं।
• घाव रोटर प्रेरण मोटर्स:कम स्टार्टिंग करंट के साथ उच्च टॉर्क प्रदान करें, जिससे वे लिफ्ट, क्रेन और होइस्ट के लिए उपयुक्त बन जाएं।

यह लेख उनके प्रमुख औद्योगिक उपयोग के कारण तीन-चरण स्क्विरेल केज इंडक्शन मोटर्स पर केंद्रित है।

"इंडक्शन" का रहस्य: रोटर करंट की उत्पत्ति

शब्द "इंडक्शन" ऑपरेशन के दौरान रोटर वाइंडिंग्स में उत्पन्न करंट को संदर्भित करता है - अन्य मोटरों से एक बुनियादी अंतर जहां रोटर करंट बाहरी बिजली स्रोतों से आता है।

स्क्विरेल केज इंडक्शन मोटर्स के मुख्य घटक

इंडक्शन मोटर्स में मुख्य रूप से दो प्रमुख असेंबली होती हैं - स्टेटर और रोटर - प्रत्येक में छोटे घटक होते हैं।

1. स्टेटर: मोटर का हृदय

स्थिर भाग में आवास, स्टेटर कोर और वाइंडिंग शामिल हैं।

• स्टेटर वाइंडिंग्स:एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए तीन-चरण एसी शक्ति प्राप्त करें। वर्तमान प्रवाह प्रत्येक वाइंडिंग के चुंबकीय क्षेत्र का विस्तार और संकुचन करता है। आमतौर पर तांबे से बने, हालांकि एल्यूमीनियम संस्करण मौजूद हैं।
• स्टेटर कोर:पतली, अत्यधिक पारगम्य सिलिकॉन स्टील शीट से टुकड़े टुकड़े में, स्टील या कच्चे लोहे के फ्रेम में स्थापित। फ़्रेम दृश्यमान बाहरी पेंट के साथ फर्श पर चिपक जाता है। सामान्य सामग्रियों में विभिन्न स्टील ग्रेड और कच्चा लोहा शामिल हैं।

2. रोटर: घूर्णी शक्ति स्रोत

स्टेटर के अंदर स्थित, इस घूर्णन असेंबली में शाफ्ट, रोटर कोर और गिलहरी पिंजरे शामिल हैं।

• दस्ता:आमतौर पर पतला बेलनाकार (डिज़ाइन मॉडल के अनुसार भिन्न होता है), रोटर कोर, गिलहरी पिंजरे और बीयरिंग का समर्थन करता है। स्थायित्व, यांत्रिक शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध के लिए आमतौर पर स्टेनलेस स्टील।
• स्क्वरल केज:कनेक्टेड कंडक्टर बार के साथ शाफ्ट के चारों ओर बेलनाकार संरचना। अंत के छल्ले प्रेरित धारा प्रवाह के लिए शॉर्ट सर्किट बनाते हैं, जो आमतौर पर तांबे या एल्यूमीनियम से बने होते हैं।
• रोटर कोर:पतले स्टील के लेमिनेशन पिंजरे की सलाखों पर फिसलते हैं और अंत रिंगों के बीच संकुचित होते हैं। सामग्री स्टेटर कोर जैसा दिखता है। थोड़ा सा लेमिनेशन तिरछा होने से टॉर्क बढ़ता है और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच रोटर को "लॉक" होने से रोकता है।

3. अंत ढाल और बियरिंग्स: समर्थन और स्नेहन

शाफ्ट प्रवेश के साथ फ्रेम के दोनों सिरों पर एंड शील्ड लगाई जाती हैं। ड्राइव सिरा लोड से जुड़ता है जबकि गैर-ड्राइव सिरा आमतौर पर कूलिंग पंखे रखता है। शाफ्ट के दोनों सिरों पर की-वे यांत्रिक गति संचारित करते हैं।

शाफ्ट और अंतिम ढाल के बीच धूल सील दूषित पदार्थों के प्रवेश को रोकती है - मोटर विफलता (विशेष रूप से नमी) का एक प्रमुख कारण। शाफ्ट के दोनों सिरों पर घर्षण-रोधी बीयरिंग न्यूनतम घर्षण के साथ सुचारू घुमाव सुनिश्चित करते हैं। बड़ी मोटरें इसके बजाय स्लाइडिंग बियरिंग्स का उपयोग करती हैं, जिसके लिए अधिक स्थान, स्नेहन (आमतौर पर तेल) और विभिन्न अवधारण विधियों की आवश्यकता होती है।

4. पंखे और कवर: महत्वपूर्ण शीतलन प्रणाली

अक्षीय पंखे नॉन-ड्राइव शाफ्ट सिरे से जुड़ते हैं, जिससे ऑपरेशन के दौरान फ्रेम के बाहरी हिस्से पर हवा चलती है। फ़्रेम पंख बेहतर स्व-शीतलन के लिए बड़े सतह क्षेत्रों के साथ हीट एक्सचेंजर्स के रूप में कार्य करते हैं। फैन गार्ड बड़े मलबे और कर्मियों की सुरक्षा से रक्षा करते हैं।

टिप्पणी:ज़्यादा गरम करने से वाइंडिंग का इंसुलेशन पिघल सकता है, जिससे शॉर्ट्स हो सकते हैं - उचित शीतलन के साथ एक सामान्य लेकिन रोके जाने योग्य विफलता।

स्क्विरेल केज इंडक्शन मोटर्स के फायदे और नुकसान

1. लाभ

• व्यापक प्रयोज्यता:~70% औद्योगिक मशीनरी में उपयोग किया जाता है।
• लागत प्रभावी स्थापना:कोई ब्रश, स्लिप रिंग, कम्यूटेटर या सेंसर नहीं होने से लागत कम हो जाती है। सरल संरचना आसान स्थापना/रखरखाव को सक्षम बनाती है। ब्रशलेस डिज़ाइन खतरनाक पर्यावरण संचालन (उचित संशोधनों के साथ) की अनुमति देता है।
• कम रखरखाव:कार्बन ब्रश वाले डीसी मोटरों की तुलना में काफी कम।
• लंबा जीवनकाल:कम घिसाव दर के साथ यांत्रिक रूप से मजबूत घटक।
• उच्च दक्षता
• स्व-प्रारंभ:तीन-चरण संस्करण संचालित होने पर तुरंत घूमते हैं।

2. हानियाँ

• ख़राब आरंभिक टॉर्क:कम शुरुआती टॉर्क (एक दक्षता ट्रेड-ऑफ) उन्हें उच्च-टॉर्क अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त बनाता है, हालांकि गियरिंग/पुली इसे कम कर सकते हैं।
• हल्के भार के तहत कम पावर फैक्टर:वायु अंतराल प्रतिरोध को दूर करने के लिए उच्च उत्तेजना धारा की आवश्यकता होती है, जिससे वोल्टेज अंतराल और कम दक्षता होती है।
• गति नियंत्रण चुनौतियाँ:स्वाभाविक रूप से निरंतर-गति संचालन नियंत्रण को कठिन बना देता है, हालांकि चर-आवृत्ति ड्राइव ने इस समस्या को कम कर दिया है।