সিঙ্ক্রোনাস মেশিনের উদ্দেশ্য এবং ব্যবস্থা

সিঙ্ক্রোনাস মেশিন - একটি বিকল্প কারেন্ট মেশিন যেখানে স্টেটর উইন্ডিংয়ে কারেন্টের স্থির ফ্রিকোয়েন্সিতে রটারের গতি স্থির থাকে এবং মেশিনের শ্যাফ্টের উপর লোডের মাত্রার উপর নির্ভর করে না।

সিঙ্ক্রোনাস মেশিন এগুলি প্রধানত প্রাইম মুভারগুলির যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়, অর্থাৎ বিকল্প বর্তমান বৈদ্যুতিক শক্তির জেনারেটর হিসাবে। যাইহোক, সিঙ্ক্রোনাস মেশিনগুলি মোটর, প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ক্ষতিপূরণকারী এবং অন্যান্য ডিভাইসের মোডেও ব্যবহৃত হয়।

শিল্প স্থাপনাগুলিতে, তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস মেশিনগুলি সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়। একক-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস মোটরগুলি কম্প্রেসারের বৈদ্যুতিক ড্রাইভ, শক্তিশালী পাখা, বিভিন্ন স্বয়ংক্রিয় ডিভাইসে কম-পাওয়ার মোটর ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়।

সিঙ্ক্রোনাস মেশিন ডিভাইস

একটি থ্রি-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস মেশিনে একটি স্থির স্টেটর থাকে এবং এটির ভিতরে একটি অন্তর্নিহিত বা উত্তল মেরু রোটর ঘূর্ণায়মান থাকে, তাদের মধ্যে একটি বায়ু ফাঁক থাকে, যার রেডিয়াল আকার মেশিনের নামমাত্র শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়, এর গতি এবং এর থেকে পরিবর্তিত হয় কয়েক দশ মিলিমিটারের ভগ্নাংশ।

এই জাতীয় মেশিনের স্টেটর কার্যত একটি ইন্ডাকশন মেশিনের স্টেটরের থেকে ডিজাইনে আলাদা নয়, এটির একটি তিন-ফেজ উইন্ডিং রয়েছে, যার পর্যায়গুলির শুরুতে C1, C2, C3 এবং শেষগুলি - C4, C5, C6 এবং অনুরূপ উপাধি সহ টার্মিনালে আনা হয়, যা আপনাকে স্টেটর উইন্ডিং এর পর্যায়গুলিকে একটি ডেল্টা বা তারকা দিয়ে সংযুক্ত করতে দেয়।

একটি তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরের স্টেটর উইন্ডিং এর পর্যায়গুলি প্রধানত একটি তারকাতে সংযুক্ত থাকে, যেহেতু এটি একটি তিন-ফেজ চার-তারের নেটওয়ার্ককে লাইন এবং ফেজ ভোল্টেজগুলিকে একে অপরের থেকে √3 গুণের পার্থক্য করতে দেয় (চিত্র 1) )

ভাত। 1. একটি থ্রি-ফেজ ফোর-ফেজ নেটওয়ার্ককে তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরের স্টেটর উইন্ডিং এর টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত করার পরিকল্পনা যখন পর্যায়গুলি তারকা-সংযুক্ত থাকে।

একটি সিঙ্ক্রোনাস মেশিনের রটার হল একটি প্রত্যক্ষ কারেন্ট ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সিস্টেম যার একটি ওয়াইন্ডিং একটি তিন-ফেজ স্টেটর উইন্ডিংয়ের সমান সংখ্যক খুঁটি থাকে। বায়ু ফাঁক এবং স্টেটরের সরবরাহ লাইনের মাধ্যমে রটারের নিজ নিজ উত্তর ও দক্ষিণ মেরুগুলির মধ্যে শক্তির চৌম্বক রেখা বন্ধ থাকে (চিত্র 2, a, b)।

রটার উইন্ডিং বা ফিল্ড ওয়াইন্ডিং একটি রেকটিফায়ার বা একটি ছোট ডিসি জেনারেটর দ্বারা খাওয়ানো হয়—একটি এক্সাইটার যার আউটপুট একটি সিঙ্ক্রোনাস মেশিনের রেট করা আউটপুটের 0.5 থেকে 10%। এক্সাইটারটি একটি সিঙ্ক্রোনাস মেশিনের সাথে একই শ্যাফ্টে অবস্থিত হতে পারে, এটির শ্যাফ্ট থেকে একটি নমনীয় ট্রান্সমিশন দ্বারা চালিত, বা একটি পৃথক মোটর দ্বারা চালিত হতে পারে।

একটি সিঙ্ক্রোনাস মেশিনের অন্তর্নিহিত মেরু রোটর হল একটি কঠিন বা যৌগিক সিলিন্ডার যা কার্বন বা খাদ ইস্পাত দিয়ে তৈরি যার খাঁজগুলি একটি অক্ষীয় দিক দিয়ে তার পৃষ্ঠ জুড়ে মিলিত হয়। এই স্লটে উত্তাপযুক্ত তামা বা অ্যালুমিনিয়াম তারের তৈরি একটি কয়েল থাকে।এই উইন্ডিংয়ের I1 এর শুরু এবং I2 এর শেষ দুটি স্লিপ রিংয়ের সাথে সংযুক্ত রয়েছে যা মেশিনের শ্যাফ্টে অবস্থিত এবং রটারের সাথে ঘূর্ণায়মান একটি ইনসুলেটর স্লিভে মাউন্ট করা হয়েছে।

স্থির ব্রাশগুলিকে রিংগুলির বিরুদ্ধে চাপ দেওয়া হয়, যেখান থেকে তারগুলিকে ধ্রুব বৈদ্যুতিক শক্তির উত্সের সাথে সংযোগের জন্য I1 এবং I2 চিহ্নিত ক্ল্যাম্পের দিকে নিয়ে যাওয়া হয়। বড়, নন-স্লটেড রটার সিলিন্ডার দাঁত রটার খুঁটি গঠন করে।

একটি অন্তর্নিহিত মেরু রটারে সাধারণত বিকল্প পোলারিটির দুই বা চারটি মেরু থাকে, এটি উচ্চ গতির সিঙ্ক্রোনাস মেশিনে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে টারবাইন জেনারেটরে - তিন ফেজ সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটর যা প্রতি মিনিটে 3000 বা 1500 বিপ্লবের গতির জন্য ডিজাইন করা বাষ্প টারবাইনের সাথে সরাসরি সংযুক্ত। এসি ফ্রিকোয়েন্সি 50 Hz...

ভাত। 2. একটি রটার সহ একটি তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস মেশিনের ডিভাইস: a — লুকানো মেরু, b — বিশিষ্ট মেরু, 1 — ফ্রেম, 2 — স্টেটর ম্যাগনেটিক সার্কিট, 3 — স্টেটর তার, 4 — এয়ার গ্যাপ, 5 — রটার পোল, 6 — পোল টিপ, 7 — রটারে সোজা, 8 — উত্তেজনা কুণ্ডলীর উইন্ডিং, 9 — শর্ট সার্কিট, 10 — স্লিপ রিং, 11 — ব্রাশ, 12 — খাদ৷

চার বা ততোধিক খুঁটি সহ একটি সিঙ্ক্রোনাস মেশিনের ওপেন-পোল রটারে স্টিলের শীটগুলির একটি শক্ত বা রেখাযুক্ত জোয়াল থাকে, যার উপর একই ধরণের নির্মাণের স্টিলের পোস্টগুলি সংযুক্ত থাকে, একটি আয়তক্ষেত্রাকার ক্রস-সেকশন সহ, স্পাইকে শেষ হয় (চিত্র 2, খ) ) একে অপরের সাথে সংযুক্ত কয়েলগুলি খুঁটিতে অবস্থিত, একটি উত্তেজনাপূর্ণ কুণ্ডলী তৈরি করে।

এই ধরনের একটি রটার কম-গতির সিঙ্ক্রোনাস মেশিনে ব্যবহার করা হয়, যা হাইড্রো-জেনারেটর এবং ডিজেল জেনারেটর হতে পারে - যথাক্রমে, তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরগুলি সরাসরি হাইড্রোলিক টারবাইন বা অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনের সাথে সংযুক্ত, 1500, 750, 750, এবং 1500 এর ঘূর্ণন গতির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। 50 Hz এর একটি বিকল্প বর্তমান ফ্রিকোয়েন্সিতে কম rpm।

অনেক সিঙ্ক্রোনাস মেশিনে রটারে উত্তেজনাযুক্ত ওয়াইন্ডিং ছাড়াও একটি শর্ট সার্কিটেড তামা বা পিতলের স্যাঁতসেঁতে উইন্ডিং থাকে, যা একটি নন-মসৃণ-পোল রটারে একটি ইন্ডাকশন মেশিনের রটারের অনুরূপ ওয়াইন্ডিং থেকে সামান্যই আলাদা হয়। একটি প্রধান-মেরু রটার এটি একটি অসম্পূর্ণ একটি শর্ট-সার্কিটেড কয়েলের আকারে সঞ্চালিত হয়, যার বারগুলি কেবল খাঁজে এম্বেড করা হয় এবং ইন্টারপোল স্পেসে অনুপস্থিত থাকে। এই ওয়াইন্ডিং একটি সিঙ্ক্রোনাস মেশিনের নন-স্টেশনারি মোডে রটার অসিলেশনের স্যাঁতসেঁতে অবদান রাখে এবং সিঙ্ক্রোনাস মোটরগুলির অ্যাসিঙ্ক্রোনাস স্টার্টিং প্রদান করে।

5 কিলোওয়াট পর্যন্ত রেট করা সিঙ্ক্রোনাস মেশিনগুলি কখনও কখনও স্টেটর ফিল্ড উইন্ডিং এবং থ্রি-ফেজ রটার উইন্ডিং সহ বিপরীত ডিজাইনে উত্পাদিত হয়।

একটি তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরের দক্ষতা

জেনারেটর মোডে তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস মেশিনগুলির ক্রিয়াকলাপ শক্তির ক্ষতির সাথে থাকে, যা তাদের প্রকৃতিতে, অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মেশিনগুলির ক্ষতির মতো। এই বিষয়ে, একটি তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরের দক্ষতা দক্ষতার গুণাঙ্কের মান দ্বারা চিহ্নিত করা হয় (দক্ষতা), যা প্রতিসম লোড অবস্থার অধীনে সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়:

η = (√3UIcosφ) / (√3UIcosφ + ΔP),

যেখানে U এবং I — অপারেটিং, নেটওয়ার্ক ভোল্টেজ এবং কারেন্ট, cosφ — রিসিভারের পাওয়ার ফ্যাক্টর, ΔP — সিঙ্ক্রোনাস মেশিনের প্রদত্ত লোডের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ মোট ক্ষতি।

সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরের দক্ষতার (দক্ষতা) মান লোডের আকার এবং রিসিভারের পাওয়ার ফ্যাক্টরের উপর নির্ভর করে (চিত্র 3)।

ভাত। 3. লোড এবং রিসিভারের পাওয়ার ফ্যাক্টরের উপর একটি তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরের দক্ষতার নির্ভরতার গ্রাফ।

দক্ষতার সর্বাধিক মান নামমাত্র একটির কাছাকাছি একটি লোডের সাথে মিলে যায় এবং মাঝারি-পাওয়ার মেশিনগুলির জন্য 0.88-0.92 হয় এবং উচ্চ-শক্তি জেনারেটরের জন্য এটি 0.96-0.99 এর মান পৌঁছায়। বড় সিঙ্ক্রোনাস মেশিনগুলির উচ্চ দক্ষতা সত্ত্বেও, প্রচুর পরিমাণে তাপ উৎপন্ন হওয়ার কারণে, হাইড্রোজেন, পাতিত জল বা ট্রান্সফরমার তেল দিয়ে উইন্ডিংগুলিকে শীতল করা প্রয়োজন, যা আরও ভাল তাপ অপচয়ে অবদান রাখে এবং আপনাকে আরও কমপ্যাক্ট তৈরি করতে দেয়। দক্ষ তিন-ফেজ সিঙ্ক্রোনাস মেশিন।