ஒத்திசைவு இயந்திரங்களின் பண்புகள்

ஒத்திசைவு இயந்திரங்களின் பண்புகள்

ஒத்திசைவு இயந்திரம் என்பது நவீன மின் அமைப்புகளில் மின்னாக்கி (ஆல்டர்னேட்டர்) மற்றும் ஒத்திசைவு மோட்டார் என இரண்டாகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு வகை மாறுதிசை மின்னோட்ட (AC) மின் இயந்திரமாகும். இதன் சுழலியின் சுழற்சி வேகம், மாறுதிசை மின்னோட்ட மூலத்தின் அதிர்வெண்ணுடன் ஒரு நிலையான (ஒத்திசைவான) தொடர்பைக் கொண்டிருப்பதால் இது "ஒத்திசைவானது" என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதன் பொருள், சாதாரண இயக்க நிலைமைகளின் கீழ், ஒரு ஒத்திசைவு இயந்திரம், மின் வலையமைப்பின் அதிர்வெண் மற்றும் இயந்திரத்தின் துருவங்களின் எண்ணிக்கையால் தீர்மானிக்கப்படும் ஒரு நிலையான வேகத்தில் இயங்குகிறது என்பதாகும். இந்த பண்பு, வேக நிலைத்தன்மை மற்றும் திறன் காரணியை ஒழுங்குபடுத்தும் திறன் தேவைப்படும் மின் உற்பத்தி மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் ஒத்திசைவு இயந்திரங்களை மிகவும் முக்கியமானதாக ஆக்குகிறது.

வேலையின் வரையறை மற்றும் அடிப்படைக் கோட்பாடுகள்

பொதுவாக, ஒரு ஒத்திசைவு இயந்திரம் ஸ்டேட்டர் மற்றும் ரோட்டார் என இரண்டு முக்கிய பாகங்களைக் கொண்டுள்ளது. ஸ்டேட்டர் என்பது ஆர்மேச்சர் சுருள்களைக் கொண்ட நிலையான பாகமாகும், இதில் ஏசி மின்னழுத்தம் உருவாக்கப்படுகிறது அல்லது கடத்தப்படுகிறது. ரோட்டார் என்பது காந்தப்புலத்தை உருவாக்கும் சுழலும் பாகமாகும். ரோட்டாரின் காந்தப்புலம் பொதுவாக ஒரு தூண்டல் அமைப்பு வழியாக நேர் மின்னோட்டத்தால் (DC) உருவாக்கப்படுகிறது, இருப்பினும் சில நவீன வடிவமைப்புகள் நிரந்தர காந்தங்களைப் பயன்படுத்தக்கூடும்.

ரோட்டரின் காந்தப்புலத்திற்கும் ஸ்டேட்டரில் உள்ள சுழலும் காந்தப்புலத்திற்கும் இடையிலான இடைவினையை அடிப்படையாகக் கொண்டதே இதன் இயக்கக் கொள்கையாகும். ஒரு ஒத்திசைவு மின்னாக்கியில், விசையாழியால் (நீராவி, நீர், வாயு அல்லது டீசல்) சுழற்றப்படும் ரோட்டர், ஸ்டேட்டர் சுருள்களைத் துண்டிக்கும் ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்கி, அதன் மூலம் ஒரு மாறுதிசை மின்னழுத்தத்தை (AC voltage) உருவாக்குகிறது. ஒரு ஒத்திசைவு மோட்டாரில், ஸ்டேட்டரின் சுழலும் காந்தப்புலம் ரோட்டரை "இழுப்பதால்", அது ஒத்திசைவு வேகத்தில் சுழல்கிறது.

ஒத்திசைவு வேகம் மற்றும் அதிர்வெண்ணுடனான அதன் தொடர்பு

ஒரு ஒத்திசைவு இயந்திரத்தின் மிகத் தனித்துவமான பண்பு ஒத்திசைவு வேகம் (Ns) ஆகும். இந்த வேகம், அமைப்பின் அதிர்வெண் (f) மற்றும் இயந்திரத்தின் துருவங்களின் எண்ணிக்கை (P) ஆகியவற்றைப் பொறுத்து பின்வருமாறு அமைகிறது:

Ns = (120 × f) / P

ஆகவே, 50 ஹெர்ட்ஸ் அமைப்புக்கு:
– 2-துருவ இயந்திரம்: Ns = 3000 rpm
– 4-துருவ இயந்திரம்: Ns = 1500 rpm
– 6-துருவ இயந்திரம்: Ns = 1000 rpm

அதிர்வெண் மாறாமல் இருக்கும் வரை, இந்த ஒத்திசைவு வேகம் ஒப்பீட்டளவில் நிலையானதாகவே இருக்கும். நழுவலை அனுபவிக்கும் தூண்டல் மோட்டார்களைப் போலல்லாமல், ஒத்திசைவு மோட்டார்கள் கொள்கையளவில் Ns வேகத்தில் துல்லியமாகச் சுழலும். வேக நிலைத்தன்மை தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் இது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க நன்மையாகும்.

ரோட்டரின் அமைப்பு மற்றும் வகைகள்

ஒரு ஒத்திசைவு இயந்திரத்தின் பண்புகள் அதன் சுழலியின் வடிவமைப்பாலும் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன. சுழலிகளில் இரண்டு பொதுவான வகைகள் உள்ளன:

1. முக்கிய துருவ சுழலி
இதில் பௌதீக ரீதியாக 'வெளியே துருத்திக்கொண்டிருக்கும்' கம்பங்கள் உள்ளன. இது குறைந்த வேகம் மற்றும் அதிக எண்ணிக்கையிலான கம்பங்களுக்கு ஏற்றதாக இருப்பதால், நீர்மின் நிலையங்கள் போன்ற குறைந்த வேக மின்னாக்கிகளில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

2. உருளை வடிவ ரோட்டார் (புறத்தெரியாத அல்லது உருளை வடிவ ரோட்டார்)
இதன் வடிவம் மென்மையாகவும் உருளை வடிவமாகவும் இருப்பதால், நிலக்கரி மூலம் இயங்கும் மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் உள்ள நீராவி விசையாழிகளில் காணப்படும் அதிக சுழற்சி வேகங்களுக்கு இது பொருத்தமானதாக அமைகிறது. இந்த சுழலி பொதுவாக இரண்டு அல்லது நான்கு துருவங்களைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் விரைவான சுழற்சியுடன் தொடர்புடைய அதிக இயந்திர அழுத்தத்தைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

கிளர்ச்சி அமைப்பு மற்றும் அதன் விளைவுகள்

ஒத்திசைவு இயந்திரங்களுக்கு (நிலையான காந்த வகைகளைத் தவிர) ஒரு சுழலி காந்தப்புலத்தை உருவாக்க கிளர்ச்சி தேவைப்படுகிறது. இந்த கிளர்ச்சியே, ஒத்திசைவு இயந்திரங்களை மற்ற பல ஏசி இயந்திரங்களிலிருந்து வேறுபடுத்திக் காட்டும் முக்கிய பண்பாகும். கிளர்ச்சி மின்னோட்டத்தைச் சரிசெய்வதன் மூலம் பின்வருவனவற்றைச் செய்யலாம்:
– ஜெனரேட்டரில் முனைய மின்னழுத்த அமைப்பு
– மோட்டாரில் பவர் ஃபேக்டர் அமைப்பு
மின் அமைப்புகளில் எதிர்வினை ஆற்றல் ஓட்டத்தை (VAR) கட்டுப்படுத்துதல்

ஒத்திசைவு மின்னாக்கிகளில், தூண்டலை அதிகரிப்பது முனைய மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்கச் செய்கிறது (சுமை மற்றும் எதிர்மின்வாயைக் கருத்தில் கொண்டு). ஒத்திசைவு மோட்டார்களில், தூண்டலை அதிகரிப்பது மோட்டாரை ஒரு முன்னணி திறன் காரணியுடன் இயங்கச் செய்யலாம், இது எதிர்மின் திறன் ஈடுசெய்தலுக்குப் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

மின்னழுத்தப் பண்புகள் மற்றும் மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறை

ஒத்திசைவு மின்னாக்கிகளில், மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறை என்பது ஒரு முக்கியமான பண்பாகும். இது, ஒரு குறிப்பிட்ட வேகம் மற்றும் தூண்டலின் கீழ், சுமையற்ற நிலையிலிருந்து சுமையுள்ள நிலைக்கு முனைய மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றமாகும். மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறை பின்வருவனவற்றால் பாதிக்கப்படுகிறது:
– ஒத்திசைவு மின்தடை (Xs)
– ஸ்டேட்டர் சுருள் மின்தடை (Ra)
– சுமை திறன் காரணி (பின்தங்கிய/முன்னேறிய)
– அதிக சுமை மின்னோட்டம்

மின்தூண்டல் சுமைகள் (பின்தங்கிய திறன் காரணி), வினைமறுப்பின் குறுக்கே ஏற்படும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியின் காரணமாக முனைய மின்னழுத்தத்தைக் குறைக்க முனைகின்றன. இதற்கு நேர்மாறாக, மின்தேக்கி (முன்னேறிய) சுமைகள் முனைய மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்கச் செய்யலாம்.

சக்தி பண்புகள் மற்றும் சுமை கோணம்

ஒத்திசைவு இயந்திரங்கள், கடத்தப்படும் சக்திக்கும், ரோட்டார் புலம் மற்றும் ஸ்டேட்டர் புலத்திற்கு இடையேயான கோணமான சக்தி கோணம் δ-வுக்கும் இடையே உள்ள ஒரு தொடர்பால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. எளிமையாகச் சொன்னால், கடத்தப்படும் மின்காந்த சக்தி sin(δ)-க்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும். சுமை அதிகரிக்கும்போது, ​​கோணம் δ ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பு வரை அதிகரிக்கிறது. δ மிகவும் அதிகமாக இருந்தால், இயந்திரம் ஒத்திசைவை இழக்கக்கூடும் (இழுத்து வெளியேறுதல்).

இதனால்தான் மின் அமைப்புகளில், குறிப்பாக மின்கட்டமைப்பு சீர்குலைவுகளின் போது, ​​கோண நிலைத்தன்மை ஒரு முதன்மையான கவலையாக உள்ளது. ஒத்திசைவு மின்னாக்கிகள் அமைப்புடன் ஒத்திசைவைப் பராமரிக்க வேண்டும், இல்லையெனில் உபகரணங்களைப் பாதுகாக்க அவை துண்டிக்கப்படலாம்.

ஒத்திசைவு மோட்டார்களில் திறன் காரணி பண்புகள்

ஒரு ஒத்திசைவு மோட்டாரின் தனித்துவமான நன்மை என்னவென்றால், தூண்டல் மின்னோட்டத்தை மாற்றுவதன் மூலம் அதன் திறன் காரணியை ஒழுங்குபடுத்தும் திறன் ஆகும். மூன்று நிபந்தனைகள் முக்கியமானவை:
1. குறை-தூண்டல்: குறைந்த தூண்டல் மின்னோட்டம், மோட்டார் எதிர்வினை ஆற்றலை உறிஞ்சுகிறது (பின்தங்கிய ஆற்றல் காரணி).
2. இயல்பாகத் தூண்டப்பட்ட நிலை: ஆற்றல் காரணி 1-ஐ (ஒன்றை) நெருங்குகிறது.
3. அதீதத் தூண்டல்: அதிகத் தூண்டல் மின்னோட்டம் இருக்கும்போது, ​​மோட்டார் எதிர்வினை ஆற்றலை (முன்னணி ஆற்றல் காரணி) வழங்குகிறது.

அது ஒரு “ஈடுசெய்வானாக” செயல்பட முடியும் என்பதால், அதிகப்படியாகத் தூண்டப்பட்ட ஒத்திசைவு மோட்டார் சில நேரங்களில் ஒத்திசைவு மின்தேக்கியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது; இது ஆற்றல் காரணியை மேம்படுத்தவும் அமைப்பின் மின்னழுத்தத்தை நிலைப்படுத்தவும் உதவும் ஒரு சாதனமாகும்.

துவக்கும் முறை (ஆரம்ப சுற்று நிலத்தொடர்பு)

ஒரு ஒத்திசைவு மோட்டாரின் நடைமுறைப் பண்புகளில் ஒன்று, அதற்கு நேரடியாக ஏசி மின்சாரம் வழங்கப்படும்போது அது தானாகவே இயங்கத் தொடங்காது என்பதாகும். ஏனெனில், சில நிபந்தனைகளின் கீழ் அதன் ஆரம்ப முறுக்குவிசை பூஜ்ஜியமாக இருக்கும். எனவே, அதைத் தொடங்குவதற்கு ஒரு முறை தேவைப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக:
– ஒரு துணை மோட்டாரைப் (போனி மோட்டார்) பயன்படுத்துதல்
– அமோர்டிசர் சுருள்களை (அதிர்வு தணிப்பான் சுருள்கள்) பயன்படுத்துவதால், இது ஆரம்பத்தில் ஒரு தூண்டல் மோட்டாரைப் போலச் செயல்பட்டு, பின்னர் N-களை நெருங்கும் போது ஒத்திசைவாக “பூட்டப்படுகிறது”.
– மின்னணு இயக்கி/இன்வெர்ட்டரைப் பயன்படுத்துதல் (நவீன பயன்பாடுகளுக்கு)

தொடங்கும் முறையானது அமைப்பின் சிக்கல்தன்மை, செலவு மற்றும் செயல்பாட்டு நம்பகத்தன்மை ஆகியவற்றில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

செயல்திறன் மற்றும் பயன்பாடு

ஒத்திசைவு மோட்டார்கள் பொதுவாக அதிக செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன, குறிப்பாக அதிக கொள்ளளவுகளில். ஒத்திசைவு மின்னாக்கிகள் மின் உற்பத்தியின் முதுகெலும்பாகும், இவை துல்லியமான மின்னழுத்தக் கட்டுப்பாட்டுடன் அதிக அளவு மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் திறன் கொண்டவை. தொழில்துறையில், ஒத்திசைவு மோட்டார்கள் பின்வருவனவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:
– பெரிய அமுக்கி
– அதிக கொள்ளளவு பம்ப் மற்றும் ஊதுவி
– சிமெண்ட் தொழிற்சாலைகள் மற்றும் சுரங்கம்
– நிலையான வேகம் மற்றும் திறன் காரணி ஈடுசெய்தல் தேவைப்படும் பயன்பாடுகள்

முடிவுரை

ஒரு ஒத்திசைவு இயந்திரத்தின் பண்புகளில், அதிர்வெண்ணுக்கு ஏற்ப நிலையான வேகம், நேர்மின்னோட்டத் தூண்டல் தேவைகள், திறன் காரணி ஒழுங்குபடுத்தும் திறன்கள் மற்றும் ஒத்திசைவு நிலைத்தன்மை ஆகியவை அடங்கும்; இவை மின் அமைப்புகளில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. ஒரு ஒத்திசைவு மின்னாக்கியில், தூண்டல் ஒழுங்குபடுத்தல் என்பது மின்னழுத்த ஒழுங்குபடுத்தல் மற்றும் எதிர்வினைத் திறன் பாய்வு ஆகியவற்றுடன் நெருங்கிய தொடர்புடையது. ஒரு ஒத்திசைவு மோட்டாரில், முன்னணித் திறன் காரணியில் இயங்கும் திறன், அதனை ஒரு இயந்திரவியல் சுமை இயக்கியாக மட்டுமல்லாமல், மின் தரத்தை மேம்படுத்தும் ஒரு கருவியாகவும் ஆக்குகிறது. அதன் உயர் செயல்திறன் மற்றும் மின் உற்பத்தி மற்றும் தொழில்துறையில் வகிக்கும் முக்கியப் பங்கு காரணமாக, ஒத்திசைவு இயந்திரங்கள் மின்சக்தித் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியில் ஒரு முக்கிய அங்கமாகத் திகழ்கின்றன.

நீங்கள் விரும்பினால், நான் ஒரு கருத்து வரைபடம்/படப் பகுதியையோ, ஒத்திசைவு வேகக் கணக்கீட்டிற்கான ஒரு உதாரணத்தையோ சேர்க்கலாம், அல்லது கட்டுரையின் இன்னும் தொழில்நுட்பம் சார்ந்த பதிப்பை (சமமான மின்சுற்றுச் சமன்பாடுகள் மற்றும் ஒத்திசைவு மோட்டார்களின் V-வளைவுகளுடன்) உருவாக்கலாம்.