এসি বৈদ্যুতিক মোটর: যন্ত্রাংশ, প্রকার, ওয়্যারিং এবং কিভাবে তারা কাজ করে

কিভাবে একটি এসি মোটর কাজ করে

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন নীতির মাধ্যমে একটি এসি মোটর বিকল্প বর্তমান বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক ঘূর্ণন শক্তিতে রূপান্তরিত করে। যখন এসি সরবরাহ ভোল্টেজ স্টেটর উইন্ডিংগুলিতে প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি একটি ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্র (RMF) তৈরি করে। এই ক্ষেত্রটি যে গতিতে ঘোরে তাকে বলা হয় সিঙ্ক্রোনাস গতি , সরবরাহের ফ্রিকোয়েন্সি এবং স্টেটরে চৌম্বকীয় মেরু জোড়ার সংখ্যা দ্বারা নির্ধারিত হয়: Ns = 120f/P , কোথায় f সরবরাহ ফ্রিকোয়েন্সি Hz এবং P খুঁটির সংখ্যা।

একটি ইন্ডাকশন মোটরে - সবচেয়ে সাধারণ এসি মোটর প্রকার - ঘূর্ণমান চৌম্বক ক্ষেত্রটি রটার কন্ডাক্টর জুড়ে কাটে এবং ফ্যারাডে আইন অনুসারে তাদের মধ্যে একটি বিদ্যুৎ প্রবাহিত করে। সেই প্ররোচিত কারেন্ট তার নিজস্ব চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে, এবং রটার ফিল্ড এবং স্টেটরের ঘূর্ণায়মান ক্ষেত্রের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া একটি টর্ক তৈরি করে যা রটারকে ঘুরতে চালিত করে। রটার সবসময় সিঙ্ক্রোনাস গতির চেয়ে কিছুটা ধীর গতিতে চলে; এই গতি পার্থক্য বলা হয় স্লিপ , সাধারণত 2-8% স্ট্যান্ডার্ড ইন্ডাকশন মোটরগুলিতে। স্লিপ ব্যতীত, ক্ষেত্র এবং রটার কন্ডাক্টরের মধ্যে কোনও আপেক্ষিক গতি বিদ্যমান নেই, কোনও কারেন্ট প্ররোচিত হয় না এবং কোনও টর্ক তৈরি হয় না।

সিঙ্ক্রোনাস এসি মোটরগুলিতে, রটার পরিবর্তে একটি DC ফিল্ড দ্বারা উত্তেজিত হয় বা স্থায়ী চুম্বক ব্যবহার করে, শূন্য স্লিপের সাথে ঠিক সিনক্রোনাস গতিতে ঘোরানোর জন্য এটিকে লক করে। এটি সিঙ্ক্রোনাস মোটরগুলিকে পছন্দের পছন্দ করে তোলে যেখানে সুনির্দিষ্ট ধ্রুবক-গতি অপারেশন গুরুত্বপূর্ণ, যেমন ঘড়ির প্রক্রিয়া, নির্দিষ্ট টেক্সটাইল যন্ত্রপাতি এবং উচ্চ-দক্ষতা পরিবর্তনশীল-স্পীড ড্রাইভগুলিতে।

এসি মোটরের যন্ত্রাংশ

একটি এসি মোটরের অভ্যন্তরীণ আর্কিটেকচার বোঝা সঠিক ইউনিট নির্দিষ্ট করতে, ত্রুটিগুলি নির্ণয় করতে এবং রক্ষণাবেক্ষণের ব্যবধানের পরিকল্পনা করতে সহায়তা করে। প্রধান উপাদান হল:

• স্টেটর: স্থির বাইরের সমাবেশ যেখানে স্তরিত লোহার কোর এবং তামার উইন্ডিং থাকে। স্টেটর কোরটি পাতলা সিলিকন স্টিলের ল্যামিনেশন থেকে তৈরি করা হয়েছে যাতে এডি কারেন্টের ক্ষতি কম হয়। উইন্ডিংগুলি মূল স্লটে ক্ষতবিক্ষত হয় এবং এসি সরবরাহের সাথে সংযুক্ত থাকে।
• রটার: আউটপুট খাদ উপর মাউন্ট ঘূর্ণমান অভ্যন্তরীণ সমাবেশ. কাঠবিড়ালি-খাঁচা ইন্ডাকশন মোটরগুলিতে, রটারটিতে অ্যালুমিনিয়াম বা তামার কন্ডাক্টর বার থাকে যার প্রতিটি প্রান্তে শেষ রিং দ্বারা শর্ট সার্কিট করা হয়। ক্ষত-রোটার মোটরগুলিতে, রটারটি স্লিপ রিংগুলির মাধ্যমে বহিরাগত প্রতিরোধকের সাথে সংযুক্ত তিন-ফেজ উইন্ডিং বহন করে।
• আউটপুট খাদ: কঠিন ইস্পাত খাদ যা চালিত লোডে যান্ত্রিক টর্ক স্থানান্তর করে। শ্যাফ্ট ব্যাস এবং কীওয়ের মাত্রাগুলি IEC বা NEMA ফ্রেমের আকার নির্দিষ্টকরণের অধীনে প্রমিত করা হয়।
• বিয়ারিং: সাধারণত ড্রাইভ এন্ড (DE) এবং নন-ড্রাইভ এন্ডে (NDE) গভীর-খাঁজ বল বিয়ারিং। বিয়ারিংগুলি রটার এবং চালিত লোড দ্বারা আরোপিত রেডিয়াল এবং অক্ষীয় লোডগুলিকে সমর্থন করে এবং এটি সবচেয়ে সাধারণ রক্ষণাবেক্ষণ প্রতিস্থাপন আইটেম।
• শেষ ঢাল (শেষ ঘণ্টা): ঢালাই লোহা বা অ্যালুমিনিয়াম হাউজিং যা মোটর ফ্রেমের প্রতিটি প্রান্তকে আটকে রাখে, বিয়ারিংগুলিকে অবস্থানে ধরে রাখে এবং অভ্যন্তরীণ সমাবেশ ঘেরাও করে।
• ফ্যান এবং ফ্যান কভার: বেশিরভাগ এসি মোটর TEFC (টোটালি এনক্লোজড ফ্যান কুলড) ডিজাইনের, একটি বাহ্যিক কুলিং ফ্যান যা নন-ড্রাইভ এন্ড শ্যাফ্ট এক্সটেনশনে মাউন্ট করা হয়, একটি প্রেসড-স্টিল ফ্যান কভার দ্বারা আবদ্ধ। ফ্যান তাপ নষ্ট করার জন্য মোটর ফ্রেমের পাখনার উপর পরিবেষ্টিত বায়ু আঁকে।
• টার্মিনাল বক্স (জংশন বক্স): মোটর ফ্রেমে একটি আবহাওয়ারোধী হাউজিং যাতে উইন্ডিং কানেকশন টার্মিনাল থাকে (আইইসি কনভেনশনের অধীনে সাধারণত U1, V1, W1, U2, V2, W2 লেবেল করা হয়)। এখানেই সাপ্লাই ক্যাবল এবং যেকোনো স্টার/ডেল্টা কনফিগারেশন লিঙ্ক সংযুক্ত থাকে।
• ফ্রেম: বাইরের স্ট্রাকচারাল বডি, সাধারণত পাঁজরযুক্ত ঢালাই লোহা বা অ্যালুমিনিয়াম খাদ, যা যান্ত্রিক সহায়তা প্রদান করে, তাপ সিঙ্ক হিসাবে কাজ করে এবং ইনস্টলেশনের জন্য মাউন্টিং ফুট বা ফ্ল্যাঞ্জ বহন করে।

নির্দিষ্ট মোটর ধরনের উপস্থিত অতিরিক্ত উপাদান অন্তর্ভুক্ত স্লিপ rings and brushes (ক্ষত-রটার ইন্ডাকশন মোটর), কেন্দ্রাতিগ শুরু সুইচ (একক-ফেজ ক্যাপাসিটর-স্টার্ট মোটর), এবং ক্যাপাসিটার (একক-ফেজ রান-ক্যাপাসিটর এবং ক্যাপাসিটর-স্টার্ট/রান ডিজাইন)।

এসি ইলেকট্রিক মোটর এর প্রকারভেদ

এসি মোটর দুটি প্রাথমিক পরিবারে বিভক্ত - ইন্ডাকশন (অসিঙ্ক্রোনাস) এবং সিঙ্ক্রোনাস - প্রতিটিতে বিভিন্ন অপারেটিং প্রয়োজনীয়তার জন্য অপ্টিমাইজ করা বেশ কয়েকটি সাবটাইপ রয়েছে।

শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের সংখ্যাগরিষ্ঠ জন্য, তিন-ফেজ কাঠবিড়ালি-খাঁচা আনয়ন মোটর ডিফল্ট পছন্দ অবশেষ। এটির জন্য কোনও ব্রাশ, স্লিপ রিং বা বাহ্যিক উত্তেজনার প্রয়োজন নেই, এটিকে ধ্রুব-গতির লোডের জন্য সর্বনিম্ন-রক্ষণাবেক্ষণ এবং সবচেয়ে সাশ্রয়ী বিকল্প হিসাবে তৈরি করে। পরিবর্তনশীল-ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ (ভিএফডি) এর ব্যবহারযোগ্যতা পরিবর্তনশীল-গতির অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রসারিত করেছে যেগুলি পূর্বে ডিসি বা ক্ষত-রটার মোটরের প্রয়োজন ছিল।

এসি মোটর ওয়্যারিং ডায়াগ্রাম বেসিক

নিরাপদ অপারেশন এবং সঠিক টর্ক এবং গতির বৈশিষ্ট্য অর্জনের জন্য একটি এসি মোটরকে সঠিকভাবে তার করা অপরিহার্য। টার্মিনাল বক্স কনফিগারেশন মোটর প্রকার এবং সরবরাহ ভোল্টেজ দ্বারা পরিবর্তিত হয়, তবে নিম্নলিখিতটি সবচেয়ে ব্যাপকভাবে সম্মুখীন পরিস্থিতিতে কভার করে।

তিন-ফেজ ডুয়াল-ভোল্টেজ মোটর (স্টার/ডেল্টা)

বেশিরভাগ থ্রি-ফেজ ইন্ডাকশন মোটর দুটি ভোল্টেজ লেভেলের জন্য ক্ষতবিক্ষত হয় — সাধারণত 230V/400V বা 400V/690V — এবং টার্মিনাল বাক্সে U1, V1, W1 (উইন্ডিং শুরু হয়) এবং U2, V2, W2 (উইন্ডিং শেষ) লেবেলযুক্ত ছয়টি লিড থাকে। সরবরাহ ভোল্টেজ সংযোগ নির্ধারণ করে:

• তারকা (Y) সংযোগ — উচ্চ ভোল্টেজ: নিরপেক্ষ তারকা বিন্দু তৈরি করতে U2, V2 এবং W2 একসাথে লিঙ্ক করুন। U1, V1, W1 এ তিন-ফেজ সরবরাহ সংযোগ করুন। প্রতিটি উইন্ডিং ফেজ-থেকে-নিরপেক্ষ ভোল্টেজ দেখে। যখন সরবরাহ ভোল্টেজ মোটরের উচ্চ রেটেড ভোল্টেজের সাথে মেলে (যেমন, একটি 230/400V মোটরে 400V সরবরাহ) ব্যবহৃত হয়।
• ডেল্টা (Δ) সংযোগ — নিম্ন ভোল্টেজ: U1 থেকে W2, V1 থেকে U2, W1 থেকে V2 লিঙ্ক করুন, একটি বন্ধ লুপ তৈরি করুন। প্রতিটি জোড়া টার্মিনাল জুড়ে তিন-ফেজ সরবরাহ সংযুক্ত করুন। প্রতিটি উইন্ডিং সম্পূর্ণ লাইন-টু-লাইন ভোল্টেজ দেখে। যখন সরবরাহ ভোল্টেজ মোটরের নিম্ন রেটেড ভোল্টেজের সাথে মিলে যায় তখন ব্যবহৃত হয় (যেমন, 230/400V মোটরে 230V সরবরাহ)।

স্টার-ডেল্টা শুরু বড় মোটরগুলির জন্য একটি সাধারণ সফ্ট-স্টার্ট পদ্ধতি: মোটরটি স্টারে শুরু হয় (প্রতিটি উইন্ডিং জুড়ে ভোল্টেজ হ্রাস = কম প্রারম্ভিক কারেন্ট, সাধারণত ডাইরেক্ট-অন-লাইন ইনরাশের 1/3), তারপর পূর্ণ গতিতে পৌঁছালে ডেল্টায় স্যুইচ করে। এটি সরবরাহের ব্যাঘাত কমায় তবে একই 1/3 ফ্যাক্টর দ্বারা শুরু হওয়া টর্ককেও কমিয়ে দেয়, তাই এটি শুধুমাত্র কম-লোড শুরুর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত।

একক-ফেজ মোটর তারের

একক-ফেজ এসি মোটরগুলির জন্য একটি সহায়ক স্টার্টিং সার্কিট প্রয়োজন কারণ একক-ফেজ সরবরাহ একা ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করতে পারে না। টার্মিনাল ব্যবস্থা সাধারণত অন্তর্ভুক্ত করে:

• প্রধান উইন্ডিং টার্মিনাল (M): লাইন এবং নিরপেক্ষ জুড়ে সরাসরি সংযুক্ত.
• ওয়াইন্ডিং টার্মিনাল শুরু করুন (S): মূল উইন্ডিংয়ের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত কিন্তু প্রারম্ভিক ক্যাপাসিটরের সাথে সিরিজে। ক্যাপাসিটর প্রধান এবং অক্জিলিয়ারী ওয়াইন্ডিং স্রোতের মধ্যে একটি ফেজ ডিসপ্লেসমেন্ট (প্রায় 90°) তৈরি করে, একটি ঘূর্ণায়মান ক্ষেত্র তৈরি করে যা প্রারম্ভিক টর্ক বিকাশের জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী।
• সেন্ট্রিফিউগাল সুইচ বা পিটিসি রিলে: মোটর সিঙ্ক্রোনাস গতির প্রায় 75-80% এ পৌঁছালে স্টার্ট ওয়াইন্ডিং সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে। এই সুইচের ব্যর্থতা - হয় খোলা থাকা (মোটর শুরু হবে না) বা বন্ধ থাকা (অতি গরম হয়ে যাওয়া এবং জ্বলতে শুরু করা) - সবচেয়ে ঘন ঘন একক-ফেজ মোটর ত্রুটিগুলির মধ্যে একটি।

মোটর ঘূর্ণন বিপরীত

একটি তিন-ফেজ মোটরের ঘূর্ণনের দিকটি বিপরীত করার জন্য মোটর টার্মিনালে তিনটি সরবরাহ পর্যায়গুলির মধ্যে যেকোনো দুটিকে অদলবদল করতে হবে — উদাহরণস্বরূপ, U1 এবং V1-এ সংযোগগুলি বিনিময় করা। এটি ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক এবং ফলস্বরূপ রটারকে বিপরীত করে। সিঙ্গেল-ফেজ মোটরগুলির জন্য, মূল উইন্ডিংয়ের সাথে সম্পর্কিত স্টার্ট ওয়াইন্ডিং সংযোগগুলিকে অদলবদল করে রিভার্সাল অর্জন করা হয়; কিছু মোটর এই উদ্দেশ্যে ডেডিকেটেড টার্মিনাল চিহ্ন প্রদান করে, অন্যদের অভ্যন্তরীণ পুনঃসংযোগ প্রয়োজন।

আর্থিং এবং ওভারলোড সুরক্ষা

প্রতিটি এসি মোটর ইন্সটলেশনে অবশ্যই একটি অন্তর্ভুক্ত থাকতে হবে প্রতিরক্ষামূলক পৃথিবী (PE) সংযোগ টার্মিনাল বাক্সে সাপ্লাই আর্থের সাথে সংযুক্ত মোটর ফ্রেমের সাথে বন্ডেড। উপরন্তু, একটি সঠিকভাবে রেট তাপ ওভারলোড রিলে অথবা ইলেকট্রনিক মোটর সুরক্ষা রিলে সরবরাহ সার্কিটে ইনস্টল করা উচিত, মোটরের ফুল-লোড কারেন্ট (এফএলসি) রেটিং সেট করা। ওভারলোড সুরক্ষা হল সবচেয়ে সাধারণ মোটর ব্যর্থতার মোডের বিরুদ্ধে প্রাথমিক প্রতিরক্ষা: যান্ত্রিক ওভারলোড, একক-ফেজিং, বা সীমাবদ্ধ বায়ুচলাচল থেকে দীর্ঘায়িত ওভারকারেন্ট যা নিরোধক শ্রেণির সীমা ছাড়িয়ে বায়ু তাপমাত্রাকে বাড়িয়ে দেয়।