सिंगल फेज इंडक्शन मोटार चे प्रकार, कार्यपद्धत, गुणधर्म आणि उपयोग

सिंगल फेज इंडक्शन मोटार्स म्हणजे काय?

ज्या मोटारी सिंगल फेज सप्लायवर कार्य करतात. त्या मोटारला सिंगल फेज इंडक्शन मोटार असे म्हणतात. अशा मोटारी साधारणत: 1/8 HP पासून 1.5, 2HP पर्यंत रेटींगच्या बनवल्या जातात; आणि अनेक ठिकाणी उपयुक्त असतात.

सिलींग फॅन, टेबल फन, रफ्रिजीरेटर, फुट मिक्सर, हेअर ड्रायर्स, पोर्टेबल ड्रिल मशिन, व्हॅक्युम क्लिनर, वॉशिंग मशिन, शिलाई मशीन, इत्यादी ठिकाणी सिंगल फेज मोटारचा वापर केला जातो.

सिंगल फेज मोटारची गुणवत्ता हे थ्री फेज इंडक्शन मोटारच्या गुणवत्तेपेक्षा कमीच असते. परंतु जेथे फक्त सिंगल फेजचाच सप्लाय उपलब्ध आहे व कमी रेटींगच्या मोटारची गरज आहे अशा ठिकाणी या मोटारी योग्यच असतात.

3 फेज इंडक्शन मोटार आणि सिंगल फेज इंडक्शन मोटार मध्ये काय फरक असतो?

सिंगल फेज मोटारची रचना व थ्री फेज इंडक्शन मोटारची रचना तशी सारखीच असते; फक्त फरक एवढाच की, सिंगल फेज इंडक्शन मोटारच्या स्टेटर मध्ये थ्री फेज ऐवजी सिंगल फेजची स्टेटर वाईंडींग केलेले असते.

सिंगल फेज मोटार सेल्फ स्टार्ट का नसते?

स्टेटर मध्ये फक्त एकच फेजची वायंडिंग बसवून त्यास सिंगल फेज सप्लाय दिला असता, स्क्विरल केज रोटरला टॉर्क मिळत नाही. म्हणजे एका वाईंडींगमुळे सिंगल फेज इंडक्शन मोटार स्वयंचलीत (सेल्फ स्टार्ट) होत नाही.

कारण ए.सी. सिंगल फेज सप्लाय पासून बदलते चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते. बदलत्या चुंबकीय क्षेत्रात स्क्वीरल केज रोटर ठेवल्यास म्युचल इंडक्शन मुळे रोटर कंडक्टर मध्ये ई.एम.एफ. निर्माण होतो; आणि एडी करंट वाहू लागतो.

परंतु स्टेटरचे चुंबकीय क्षेत्र बदलते असल्यामुळे रोटरच्या 50% कंडक्टर्स मध्ये ज्या दिशेने करंट वाहतो त्याच्या उलट बाकीच्या 50% कंडक्टर्स मधून करंट वाहतो.

एकाच रोटर मधील अर्ध्या अर्ध्या कंडक्टर्स मधून वाहणारा करंट एकमेकांच्या विरूध्द असल्याने एकाचवेळी रोटरला सारखाच पण दोन विरूध्द दिशेनी टॉर्क मिळतो. म्हणून रोटर कोणत्याही एका विशिष्ट दिशेने फिरत नाही. 

या कारणामुळेच  सिंगल फेज मोटारी एका वाईडींगमुळे स्वयंचलीत नसतात.

मोटार फिरवण्यासाठी रोटरला कोणत्याही एका दिशेने टॉर्क देवून फिरवल्यास आणि स्टेटरला सप्लाय दिल्यास रोटर हा त्यास फिरवलेल्या दिशेने फिरत राहतो आणि यांत्रिक पॉवर देवू लागतो.

सिंगलफेज मोटारला स्वयंचलित कश्याप्रकारे केले जाते?

सिंगलफेज मोटारला स्वयंचलीत करण्यासाठी स्टेटर मध्ये फिरते चुंबकीय क्षेत्र तयार करावे लागते; ते तयार करण्यासाठी मोटारच्या स्टेटर मध्ये एका वाईंडींग ऐवजी वेगवेगळ्या रेझिस्टन्स व इंडक्टन्सच्या दोन स्वतंत्र वाईंडींग करून एकाच फेजचे दोन फेजमध्ये कृत्रिमपणे विभागणी केली जाते.

फेज विभागणी मुळे फिरते चुंबकीय क्षेत्र अर्थात फेज डिफरन्स तयार होऊन रोटरला टॉर्क मिळतो आणि रोटर सतत फिरू लागतो.

सिंगल फेज मोटार्सला सेल्फ स्टार्ट करण्याच्या पध्दती

1. स्प्लिट फेज पध्दत
2. शेडेड पोल पध्दत

स्प्लिट फेज पध्दत

स्प्लिट फेज पध्दतीने सिंगल फेज इंडक्शन मोटार सेल्फ स्टार्ट करणे म्हणजे, मोटारच्या स्टेटर मध्ये एकाच फेजची विभागणी करून दोन फेजची स्टेटर वाईंडींग करून फिरते चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करणे होय.

फिरत्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे स्क्विरलकेज रोटरला स्टारटिंग टॉर्क मिळतो.

हे साध्य करण्यासाठी स्टेटर मधील मुख्य वाईंडींग सोबत तिच्या इलेक्ट्रीकल 90 अंशात दुसरी एक सहाय्यक अथवा स्टाटींग वाइडींग बसवलेली असते.

दोन्ही वाईंडींगचा रजिस्टन्स व रिऍक्टन्स (इंडक्टीव्ह रिऍक्टन्स किंवा कॅपॅसिटीव्ह रिऍक्टन्स) वेगवेगळा ठेवलेला असतो.

त्यामुळे दोन्ही वाईंडींग एकमेकाच्या पेरलल जाडून सिंगल फेजचा सप्लाय दिला असता, दोन्ही  वाईंडींग मधून वेगवेगळा करंट वाहतो.

वाईंडींगच्या रजिस्टन्समुळे वाहणारा करंट हा व्होल्टेजच्या इनफेज असतो आणि रिअॅक्टन्समुळे वाहणारा करंट हा व्होल्टेजच्या आवुट-ऑफ-फेज (लॅगींग अथवा लिंडींग) असतो.

त्यामुळे दोन्ही वाईंडींग मधून वाहणाऱ्या करंट मध्ये θअंशाचा फेज डिफरन्स निर्माण होतो. म्हणून वाईंडींग पासून मिळणाऱ्या फलक्स ही θ अंशाच्या अंतराने निर्माण होतात.

हा परिणाम म्हणजे फिरत्या चुंबकीय क्षेत्रा सारखा असतो. त्यामुळे स्क्विरल केज रोटरला  स्टाटींग टॉर्क मिळून रोटर फिरू लागतो.

एकदा रोटर आपले जडत्व संपवून फिरू लागल्या नंतर स्टाटींग टॉर्क निर्माण करण्यासाठी जोडलेली वाईंडींग सर्किट मधून ओपन केली तरीही रोटर मात्र त्याच दिशेनी सतत फिरत असतो. अशा प्रकारे या पध्दतीने सिंगल फेज इंडक्शन मोटारला सेल्फ स्टार्ट केले जाते.

शेडेड पोल पध्दत

सिंगल फेज इंडक्शन मोटार सेल्फ् स्टार्ट करण्यासाठी मोटारच्या स्टेटरमध्ये शेडेड पोल वापरले जातात.

शेडेड पोल म्हणजे काय?

शेडेड पोल म्हणजे फिल्ड पोलच्या पोल-शू वर 1/3 भागावर खाच पाडून त्या खाचेत जाड वायरची शॉर्ट सर्किटेड रिंग अथवा स्ट्रिप टाकलेली असते. त्यास शेडेड रिंग असे म्हणतात.

पोल कोअरवर स्टेटर वाईंडींग म्हणून फिल्ड वाईंडींग केलेली असते. अशा वाईंडींगला सिंगल फेज सप्लाय दिला असता स्क्विरल केज रोटरला स्टाटींग टॉर्क मिळून रोटर फिरत असतो.

सिंगल फेज मोटारचे प्रकार

सिंगल फेजच्या मोटार्सची रचना आणि सुरू करण्याच्या पध्दतीवरून सिंगल फेज मोटारचे मुख्य 2 प्रकार आहेत.

1. स्प्लिट फेज इंडक्शन मोटार
2. कॉम्युटेटर मोटार,

स्प्लिट फेज इंडक्शन मोटारचे आणखी खालील  6 प्रकार पडतात.

1. रजिस्टंस स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार
2. इंडक्शन स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार
3. कॅपॅसिटर स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार
4. कॅपॅसिटर स्टार्ट कॅपॅसिटर रन मोटार
5. परम्नंट कॅपॅसिटर मोटार
6. शेडेड पोल मोटार.

कॉम्युटेटर मोटारचे आणखी खालील 2 प्रकार पडतात.

1. युनिव्हर्सल मोटार
2. रिपल्शन मोटार.

रजिस्टंस स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार

या मोटारचा रोटर स्क्विरल केज असतो व स्टेटर 3 फेज इंडक्शन मोटारच्या स्टेटर सारखाच असतो. स्टेटर स्लॉट मध्ये सिंगल फेजची स्टाटींग व  रनिंग वाईंडींग केलेली असते. रनिंग वाईंडींगचा इंडक्टन्स जास्त व रेझिस्टन्स कमी असतो.

रनिंग वाईंडींग नेहमी स्टेटर स्लॉटच्या तळाशी बसवलेली असते. रनिंग वाईंडींगच्या वर इलेक्ट्रीकल 90 अंशात स्टार्टंग वाईंडींग बसवलेली असते.

रनींग वाईंडींगच्या तुलनेत स्टाटींग वाईंडींगचा झिस्टन्स जास्त व इंडक्टन्स कमी असतो. ही स्टाटींग वाईंडींग फक्त मोटार स्टार्ट होतानाच सर्किटमध्ये जोडलेली असते. म्हणून ह्या वाईंडींगला स्टार्डींग वाईंडींग असे म्हणतात. मोटार चालू असतांना स्टार्टंग वाईंडींग सर्किटच्या मधून वगळली जाते.

स्टाटींग वाईंडींगच्या सिरिज मध्ये एक सेंट्रीफ्युगल स्विच जोडलेला असतो. हा स्विच रोटर, गॉफ्टच्या सेंट्रीफ्युगल फोर्सवर ऑपरेट होणारा एक यांत्रिक स्विच असतो. असा स्विच मोटारच्या आतमध्ये बसवलेला असतो.

यामध्ये खालील आकृती मध्ये दाखवल्याप्रमाणे एक फिरता भाग असतो व दुसरा स्थिर भाग असतो. ह्या स्विचच्या सिरीज मध्ये स्टार्टीग वाईंडींग जोडलेली असते. रनिंग किंवा मेन वाईंडींग ही सप्लायच्या आणि स्टाटींग वाईंडींग यांच्या पॅरलल जोडलेली असते.

स्विचचा फिरणारा भाग रोटरच्या शॉफ्टवर बसवलेला असतो व स्थिर भाग हा एंड प्लेटवर आतून बसवलेला असतो.

स्थिर भागास S1 व S2 असे दोन काँटॅक्ट पॉईंट असतात. जेव्हा रोटर स्थीर असतो तेंव्हा फिरत्या भागाची इन्सुलेटींग रिंग हे स्प्रिंग टेंशनमुळे आत दबलेली असते त्यामुळे स्थीर भागावरील काँटॅक्ट जुळलेले असतात; आणि रोटर जेंव्हा फिरत असतो तेंव्हा सेंट्रीफ्युगल फोर्स तयार होतो.

त्या फोर्समुळे फिरत्या भागावरील गव्हर्नर वेट बाजूला होतात, त्यामुळे इन्सुलेटींग रिंग बाहेर येते. म्हणून यावेळी स्थीर भागावरील काँटॅक्टर तुटून ओपन होतात. 

या क्रियेमुळे काँटॅक्टसच्या सिरिज मध्ये जोडलेले सर्किटही ओपन होते.

वरिल विवेचनावरून सेंट्रीफ्युगल स्विच हा मोटार बंद असतांना क्लोज असतो आणि मोटार फिरतांना स्विच ओपन होतो हे दिसून येते.

रजिस्टंस स्टार्ट इंडक्शन रन मोटारची कार्यपध्दत

आकृती मध्ये दाखवल्या प्रमाणे जोडणी करून स्टेटर वाईंडींगला सिंगल फेजचा सप्लाय दिला असता, रनिंगवाईंडींग इंडक्टीव्ह सर्किट सारखी कार्य करते व स्टाटींग वाईंडींग रेझिस्टीव्ह सर्किटचे कार्य करते. त्यामुळे रनिंग वाईंडींग मधून वाहणारा करंट हा व्होल्टेजच्या जवळपास 90 अंशाने मागे (लॅगींग) रहातो. त्याचवेळी स्टाटींग वाईंडींग मधून वाहणारा करंट हा, व्होल्टेजच्या जवळपास इनफेज असतो. म्हणून स्टाटींग वाईंडींगचा परिणामी करंट व रनींग वाईंडींग मधून वाहणारा परिणामी करंट यामध्ये 20 ते 30 अंशाचा फेज डिफरन्स निर्माण होतो. त्या फेज डिफरन्सच्या प्रमाणात दोन्ही वाईंडींगच्या फ्लक्सही निर्माण होतात. त्यामुळे दोन फेज सारखे फिरते चुंबकीय क्षेत्र तयार होऊन. स्क्वीरल केज रोटरला टॉर्क मिळतो आणि रोटर फिरू लागतो. रोटरचा वेग त्याच्या मूळ वेगाच्या 75 ते 80% वेगात आला असता, रोटर शॉफ्टच्या सेंट्रीफ्युगल फोर्समुळे सेंट्रीफ्युगल स्विच ओपन होतो. त्यामुळे स्टार्टंग वाईंडींगचे सर्किट ओपन होऊन स्टार्टीग वाईंडींग सर्किट पासून अलग होते. नंतर फक्त रनिंग वाईंडींगच्या चुंबकीय क्षेत्रामुळेच रोटर फिरत असतो. अशा प्रकारे स्प्लीट फेज मोटार कार्य करत असते.

शेजारील आकृतीत दाखवलेल्या व्हेक्टर डायग्राम मध्ये I RM म्हणजे मेन वाईंडींग मधून वाहणारा इनफेज करंट आहे. रनिंग किंवा मेन वाईंडींगचा रेझिस्टन्स कमी असतो. म्हणून त्याचा व्हेक्टर कमी दाखवलेला आहे I RS हा स्टार्टिंग वाईंडींग मधील इनफेज करंट आहे. स्टाटींग वाईंडींगचा रेझिस्टन्स जास्त असतो. म्हणून त्याचा व्हेक्टर जास्त दाखवला आहे I XS हा स्टाटींग वाईंडींग मधून इंडक्टंस मुळे

वाहणारा लॅगींग करंट आहे. I_{s} हा स्टार्टीग वाईंडींगचा परिणामी करंट आहे. हा परिणाम करण म्हणजे स्टाटींग वाईंडींग I RS overline a I XS या अनुक्रमे इनफेज व लॅगींग करंटच्या व्हेक्टरची बेरीज आहे. (Im) हा मेन वाईंडींग मधील परिणामी करंट आहे. स्टार्टीग व मेन वाईंडींगच्या करंट मध्ये 8 है फेज डिफरन्स आहे. त्यामुळे दोन्ही वाईंडींगच्या करंटमध्ये 0° अंशाचा फेज डिफरन्स निर्माण होऊन त्या कोनांत्मक अंतराने फ्लक्स तयार होतात. म्हणून रोटरला टॉर्क मिळतो. रोटर

रजिस्टंस स्टार्ट इंडक्शन रन स्प्लीट फेज मोटारचे गुणधर्म 

1. स्टाटींग टॉर्क कमी असतो.
2. स्टार्टीग करंट जास्त असतो.
3. पॉवर फॅक्टर कमी असतो.
4. गती जवळपास कायम असते.

रजिस्टंस स्टार्ट इंडक्शन रन स्प्लीट फेज मोटारचा उपयोग कुठे केला जातो?

जेथे जास्त स्टाटींग टॉर्कची आवश्यकता नाही अशा ठिकाणी ह्या मोटारचा उपयोग केला जातो. उदा. वॉशींग मशीन, व्हेटींलेटींग फॅन, पोर्टेबल बेच ग्राईंडर इत्यादी.

इंडक्शन स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार

या मोटारची रचना रजिस्टंस स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार सारखीच असते, परंतु या मोटार मध्ये सेंट्रिफ्युगल स्विच नसतो. या मोटारला प्लेन स्पिलीट फेज मोटार असेही म्हणतात. सेंट्रिफ्युगल स्विच नसल्यामुळे सहाय्यक वाइंडिंग कायमपणे मेन वाइंडिंग सोबत सर्किट मध्ये कार्यरत राहते.

कॅपॅसिटर स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार

ह्या मोटारची रचना खालील आकृती मध्ये दाखवल्याप्रमाणे असते. स्प्लीट फेज मोटार सारखे याही मोटार मध्ये स्टार्टंग व रनिंग वाईंडींग बसवलेली असते. स्टार्टीग वाईंडींगच्या सिरीज मध्ये एक कॅपॅसिटर (60 ते 120 मायक्रो फॅरेडचा) व सेंट्रीफ्युगल स्विच असतो. रनींग वाईंडींगचा इंडक्टन्स जास्त असतो, व ती सप्लायच्या पॅरलल जोडावयाची असते. स्टार्टीग वाईंडींग, कॅपॅसीटर व सेंट्रीफ्युगल स्विच ह्यांचे काँबीनेशन रनिंग वाईंडींगच्या पॅरलल जोडलेले असते. रोटरची रचना स्क्वीरल केज प्रकारची असते.

कॅपॅसिटर स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार ची कार्यपध्दत

स्टेटर वाईंडींगला सिंगल फेजचा सप्लाय दिला असता, स्टाटींग वाईंडींग मधून वाहणारा करंट व्होल्टेजच्या लिडींग असतो व रनींग मधून वाहणारा करंट व्होल्टेजच्या लॅगींग असतो. म्हणून दोन्ही वाईंडींग मधून वाहणाऱ्या करंट मध्ये फेज डिफरन्स निर्माण होऊन रोटरला टॉर्क मिळतो आणि रोटर फिरू लागतो. रोटर 70 ते 80 टक्के वेगात आला असता, रोटर शॉफ्टच्या सेंट्रीफ्युगल फोर्समुळे सेंट्रीफ्युगल स्विच ओपन होऊन स्टाटींग वाईंडींग सर्किट पासून वेगळी होते, परंतु मेन वाईंडींग मुळे रोटर सतत फिरत रहातो.

कॅपॅसिटर स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार चे गुणधर्म

1. स्टाटींग पॉवर फक्टर चांगला असतो, रनींग पॉवर फॅक्टर कमी असतो.
2. स्प्लीट फेज मोटारच्या तुलनेत स्टाटींग करंट कमी असतो.
3. स्टार्टंग टॉर्क चांगला असतो. रनिंग टॉर्क कमी असतो.
4. किंमतीने स्प्लीट फेज मोटार पेक्षा महाग असते.

कॅपॅसिटर स्टार्ट इंडक्शन रन मोटारची फिरण्याची दिशा काशी बदलता येते?

कॅपॅसिटर स्टार्ट इंडक्शन रन मोटारची एण्याची दिशा बदलून उलट करण्यासाठी स्टाटींग वांईंडींग अथवा रनिंग वांईंडींग या दोन्ही पका एकावेळी

फक्त एका वांईंडींगच्या टोकांची अदला-बदल करून जोडणी उलट करावी लागते. किंवा शेजारील आकृती मध्ये दाखवल्या प्रमाणे सिंगल पोल डब्बल थ्रो स्विच वापरूनही मोटार फिरण्याचीदिशा बदलता येते.

कॅपॅसिटर स्टार्ट इंडक्शन रन मोटारचा चा उपयोग कुठे केला जातो?

ज्या ठिकाणी चांगल्या स्टाटींग टॉर्कची आवश्यकता असते. अशा ठिकाणी ह्या मोटारचा उपयोग

केला जाते.उदा. काँप्रेसर, सेंट्रीफ्युगल पंप, रेफ्रिजीरेटर, सर्क्यूलर सॉ. प्रिंटींग प्रेस इत्यादी.

कॅपॅसिटर स्टार्ट कॅपॅसिटर रन मोटार

या मोटारला डबल कॅपॅसिटर मोटार असेही म्हणतात खालील आकृती मध्ये दाखवल्याप्रमाणे ह्या मोटारचा रोटर स्क्वीरल केज असतो आणि स्टेटर मध्ये मुख्य वाईंडींग व सहाय्यक वाईंडींग एकमेकांच्या इलेक्ट्रीकल 90° बसवलेल्या असतात.

सर्किटमध्ये जोडलेल्या दोन कॅपॅसिटर पैकी एक स्टार्टंग कॅपॅसिटर आणि दुसरा रनिंग कॅपॅसिटर असतो. स्टार्टीग कॅपॅसिटर हा सेंट्रीफ्युगल स्विचच्या सिरीज मध्ये जोडलेला असतो. हा साधारणपणे 60 ते 300 मायक्रो फॅरेड पर्यंत कॅपॅसिटीचा असतो.

रनिंग कॅपॅसिटर लो कॅपॅसिटीच म्हणजे साधारणत: 10 मायक्रो फॅरेड कॅपॅसिटीचा असतो, मुख्य वाईंडींग पॅरलल जोडावयाची असते, आणि मुख्य वाईंडींगच्या पॅरलल सहाय्यक वाईंडींग व रनिंग कॅपॅसिटर यांचे काँबीनेशन जोडलेले असते.

मोटार चालू असे पर्यंत सहाय्यक वाईंडींग सर्किट मध्येच जोडलेली असते. सहाय्यक वाईंडींग मोटारचा फक्त स्टार्टीग पुरतीच सर्किटमध्ये न राहता, मोटार चालू असेपर्यंत सर्किटमध्ये जोडलेली असते. म्हणून या वाईंडींगला स्टाटींग वायंडींग असे न म्हणता सहाय्यक वाईंडींग असे म्हणतात.

कॅपॅसिटर स्टार्ट कॅपॅसिटर रन मोटारची कार्यपध्दत

स्टेटर वाईंडींगला सप्लाय दिला असता, मुख्य वाईडींग मधून वाहणारा करंट व सहाय्यक वाईडींग मधून वाहणारा करंट यामध्ये फेज डिफरन्स निर्माण होऊन रोटरला टॉर्क मिळतो. त्यामुळे रोटर फिरून त्याच्या 75-80 टक्के वेगात आल्यास, सेंट्रीफ्युगल स्विच ओपन होऊन स्टाटींग कॅपॅसिटर सर्किट मधून अलग होतो. नंतर फक्त रनिंग कॅपॅसिटर सर्किट मध्ये राहून रोटर सतत फिरू लागतो.

या मोटार ला कॅपॅसिटर स्टार्ट कॅपॅसिटर रन मोटार असे का म्हटले जाते?

ह्या प्रकारची मोटार सुरूवातीलाही कॅपॅसिटर मुळे फिरते व चालू अवस्थेतही कॅपॅसिटर सर्किट मध्येच जोडलेला असतो म्हणून ह्या मोटारला कॅपॅसिटर स्टार्ट कॅपॅसिटर रन मोटार असे म्हटले जाते.

कॅपॅसिटर स्टार्ट कॅपॅसिटर रन मोटार चे गुणधर्म

1. स्टार्टीग टॉर्क उच्च असतो. रनिंग टॉर्क सुध्दा चांगला असतो.
2. पॉवर फॅक्टर चांगला असतो.
3. जास्त वेळ चालू ठेवण्यास चांगली असते.
4. कार्यक्षमता चांगली असते.
5. महाग असते.

कॅपॅसिटर स्टार्ट कॅपॅसिटर रन मोटार चे उपयोग

ज्या ठिकाणी चांगल्या स्टाटींग व रनींग टॉर्कची आवश्यकता असते. अशा ठिकाणी ह्या मोटारचा उपयोग केला जाते.

 उदा. रेफ्रिजरेटर, एअर कंडीशनर, लेथ मशीन, काँप्रेसर, वॉटर कुलर इत्यादी.

परमनंट कॅपॅसिटर मोटार

ह्या प्रकारच्या मोटारच्या सर्किट मध्ये एक लो कॅपॅसिटीचा कॅपॅसिट कायमपणे सर्किट मध्ये जोडलेला असतो. म्हणून ह्या मोटारला परमनंट कॅपॅसिटर मोटार असे म्हणतात. 

आकृती मध्ये दाखवल्याप्रमाणे ह्या मोटारचा रोटर स्क्वीरल केज असतो. स्टेटर मध्ये एकमेकाच्या 90 अंशात मेन वाईंडींग व सहाय्यक वाईंडींग बसवलेली असते. सहाय्यक वाईंडींगच्या सिरीज मध्ये लो कॅपॅसिटीचा (2.5 मायक्रो फॅरेडचा) कॅपॅसिटर जोडलेला असतो.

हे सिरीज कॉबीनेशन मेन वाईंडींगच्या पॅरलल जोडलेले असते. मेन वाईंडींग, सप्लायच्या पॅरलल जोडावयाची असते. स्टेटरला सप्लाय दिला असता, मेन वाईडींग मधून वाहणारा करंट व्होल्टेजच्या लॅगींग असतो. व सहाय्यक वाईंडींग मधून वाहणारा करंट लिडींग असतो. त्यामुळे  फेज डिफरन्स निर्माण होऊन रोटरला टॉर्क मिळतो आणि रोटर फिरू लागतो.

परमनंट कॅपॅसिटर मोटारला फॅन मोटार असे का म्हणतात?

ह्या मोटारचा उपयोग प्रामुख्याने आपल्या घरातील /कार्यालयातील सिलींग फॅनसाठी केला जातो म्हणून या मोटारला फॅन मोटार असेही म्हणतात.

शेडेड पोल मोटार (Shaded Pole Motor) 

खालीलआकृती मध्ये दाखवल्याप्रमाणे 

मोटारचा रोटर स्क्वीरलकेज असतो परंतु स्टेटर मध्ये स्लॉटस नसतात. डि.सी. मशीन प्रमाणे ह्या मोटारच्या स्टेटरसाठी एका योकच्या आतुन सेलियंट टाईप फिल्ड पोल बसवलेले असतात. फिल्ड पोलच्या पोल शू वर एक तृतीयांश भागावर खाच पाडलेली असते. त्या खाचेमध्ये शॉर्ट सर्किट केलेली वाईंडींग अथवा कॉपरची जाड पट्टी बसवलेली असते. ह्यास शेडेड कॉईल अथवा शेडेड रींग असे म्हणतात.

हीच शेडेड रींग सहाय्यक वाईंडींग सारखी कार्य करू लागते. फिल्ड पोलच्या राहिलेल्या अनुशेडेड भागावर फिल्ड वाईंडींग गुंडळालेली असते. हीच फिल्ड वाईंडींग मेन वाईंडींगचे कार्य करते.

शेडेड पोल मोटारची कार्यपद्धत

पोल कोअर वरील फिल्ड वाईंडींगला ए.सी. सिंगल फेज सप्लाय दिला असता, वायंडिंग भोवती बदलते चुंबकीय क्षेत्र तयार होते.

हे बदलते चुंबकीय क्षेत्र स्थीर शेडेड रिंग कडून कापले जाते. त्यामुळे शेडेड रिंगमध्ये म्युचल इंडक्शन होते. म्हणून शेडेड रिंगमध्ये एडी करंट वाहून रिंगच्या भोवती स्वत:चे चुंबकीय क्षेत्र तयार होते.

लेंझच्या नियमाप्रमाणे शेडेड रिंग भोवतीच्या चुंबकीय रेषा, मुख्य चुंबकीय रेषाच्या बदलास विरोध करतात. मुख्य फ्लक्सला विरोध झाल्यामुळे मुख्य फिल्डचे चुंबकीय क्षेत्र कमजोर होते. मुख्य चुंबकीय क्षेत्र कमजोर झाल्यामुळे इंडक्शनची क्रिया कमी होऊन शेडींग रींग मधील एडी करंटही कमी होतो.

परंतु शेडेड रींग भोवती निर्माण झालेले चुंबकीय क्षेत्र हे चुंबकीय क्षेत्राच्या कमी होण्यासही विरोध करते. त्यामुळे पुन्हा पहिल्या सारखे शेडेड रिंगचे चुंबकीय क्षेत्र वाढते, अशी क्रिया सतत होत राहून फिल्ड पोलच्या फ्लक्स अनशेडेड भागाकडून शेडेड भागाकडे असतात.

अशा प्रकारच्या फ्लक्सच्या स्थलांतराचे परिणाम फिरत्या चुंबकीय क्षेत्रासारखे होतात. म्हणून ह्या फिल्डच्या सानिध्यातील स्क्वीरल केज रोटर हा, पोलच्या अनशेडेड भागाकडून शेडेड भागाकडे फिरू लागतो.

यावरून या मोटारचा रोटर फिरण्याची दिशा बदलता येत नाही. हे स्पष्टपणे दिसून येते. म्हणून जर मोटार फिरण्याची दिशा उलट करावयाची झाल्यास, संपूर्ण स्टेटर हा योक पासून बाहेर काढावा लागतो; आणि उलट दिशेने बसवावा लागतो.

शेडेड पोल मोटार चा उपयोग कुठे केला जातो?

शेडेड मोटारचा टॉर्क फारच कमी असतो, म्हणून ज्या ठिकाणी जास्त स्टाटींग टॉर्कची आवश्यकता नाही; अशा ठिकाणी ह्या मोटारचा उपयोग केला जातो. उदा. टेबल फॅनचे मोटार

युनिव्हर्सल मोटार ( Universal Motor)

युनिव्हर्सल मोटारला ए.सी. सिरीज मोटार असेही म्हणतात. ही मोटार ए.सी. व डि.सी. अशा दोन्ही सप्लायवर फिरू शकते म्हणून ह्या मोटारला युनिव्हर्सल. मोटार म्हणतात.

आपणास माहितच आहे की, डी.सी. मोटारच्या आर्मेचर व फिल्डला डि.सी. सप्लाय दिला असता, आर्मेचरला टॉर्क मिळून आर्मेचर फिरू लागतो. आर्मेचर फिरण्याची दिशा बदलावयाची झाल्यास, आर्मेचर किंवा फिल्ड यापैकी कोणत्याही एकाची जोडणी उलट करावी लागते.

परंतु एकाच वेळी आर्मेचर व फिल्ड ह्या दोन्हीचीही जोडणी उलट केल्यास आर्मेचर फिरण्याची दिशा बदलत नाही. ह्यानुसार युनिव्हर्सल मोटारला डि.सी. ऐजवी ए.सी. सप्लाय दिला असता, ए.सी. हा आपल्या किंमती बरोबर दिशाही बदलत असतो. म्हणून मोटारच्या फिल्ड व आर्मेचर मधून वाहणाऱ्या करंटची दिशाही एकाच वेळी बदलते. त्यामुळे आर्मेचर फिरण्याची दिशा न बदलता एकाच कायम दिशेने फिरत राहते म्हणून सिरीज मोटार ए. सी. वर जोडली असता, ही मोटार सिंक्रोनस वेगापेक्षा थोडीशी अधिक वेगाने-फिरते. हा वेग धोकादायक वेगा एवढा नसतो

युनिव्हर्सल मोटार ची  रचना

युनिव्हर्सल मोटारची रचना डि.सी. सिरीज मोटार सारखीच असते. म्हणजे स्टेटर साठी योकच्या मध्ये फिल्ड पोल बसवलेले असतात.

फिल्ड पोलवर फिल्ड वाईंडींग करून ती वाईंडींग आर्मेचरच्या सिरीज मध्ये जोडलेली असते. डि.सी. हा न बदलणारा करंट आहे. म्हणून डि.सी. मोटाररच्या बाबतीत फिल्डपोल लॅमीनेट करण्याची आवश्यकता नसते.

परंतु ए.सी. हा सतत बदलत असल्यामुळे फिल्ड पोलच्या कोअर मध्ये एडी करंट निर्माण होतो; आणि कोअर मध्ये एडी करंट पॉवर लॉस होतो. यूनीव्हर्सल मोटार ए.सी. व डि.सी. अशा दोन्ही सप्लायवर जोडता येते. म्हणून यूनीव्हर्सल मोटारची रचना डि.सी. सिरीज मोटार सारखी जशीच्या तशी न करता, पोल कोअर मधील एडी करंट लॉस कमी करण्यासाठी पोल कोअर लॅमीनेटेड तयार केलेला असतो; आणि हिस्टेरीसीस लॉस कमी करण्यासाठी पोल कोअर सिलीकॉन स्टिल पासून तयार केलेला असतो.

युनिव्हर्सल मोटार चे गुणधर्म

1. नो लोडवर सिंक्रोनस स्पीड पेक्षा जास्त स्पीडने फिरते. परंतु धोकादायक स्पीडने फिरत नाही.
2. लोडवर गती कमी होते.
3. स्टार्टंग टॉर्क उच्च असतो.

युनिव्हर्सल मोटार चा उपयोग कुठे केला जातो?

पोर्टेबल ड्रिल मशिन, मिक्सर, व्हॅक्युम क्लीनर, शिलाई मशीन, वॉशींग मशीन, हेअर ड्रेसर, अशा इत्यादी घरगुती वापरात ह्या मोटारचा उपयोग केला जातो.

रिपल्शन मोटार (Repulsion Motor)

रिपल्शन मोटार (Repulsion Motor) कोणत्या तत्वावर कार्य करते?

जर एखादी शॉर्ट सर्किट केलेली कॉईल ए.सी. सिंगल फेजच्या बदलत्या चुंबकीय क्षेत्रात ठेवली असता, कॉईल भोवती सारखेच मॅग्नेटीक पोल तयार होतात, आणि समान पोलमध्ये अपसरण होऊन कॉईलला टॉर्क मिळतो. ह्या तत्वावर रिपल्शन मोटार कार्य करीत असते.

रिपल्शन मोटारचे प्रकार

रिपल्शन मोटारचे खालील तीन प्रकार असतात

1. प्लेन रिपल्शन मोटार.
2. रिपल्शन स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार.
3. रिपल्शन इंडक्शशन मोटार.

प्लेन रिपल्शन मोटार

ह्या मोटारचा स्टेटर स्प्लीट फेज मोटारच्या स्टेटर सारखाच असतो

स्टेटर स्लॉट मध्ये मेन वाईंडींग म्हणून फक्त एकच कोन्सेंट्रीक वाईंडींग केलेली असते; आणि मोटारचा रोटर हा, डी.सी. मोटारच्या आर्मेचर सारखाच असतो. आर्मेचरचे समोरासमोरील ब्रशेस एका जाड वायरच्या साह्याने शॉर्ट केलेले असतात. हे ब्रशेस पोलर अॅक्सीस व एम.एन.ए. च्या मध्यभागी साधारणत: 12 ते 20 अंशावर बसवलेले असतात.

प्लेन रिपल्शन मोटार ची कार्यपध्दत 

जेंव्हा स्टेटर वाईंडींगला ए. सी. सिंगल फेज सप्लाय दिला जातो तेंव्हा, स्टेटर मध्ये बदलते चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते.

बदलत्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे म्युचल इंडक्शन होऊन आर्मेचर मध्ये ई.एम.एफ. निर्माण होतो. आर्मेचर वरील ब्रशेस  बाहेरून शॉर्ट केलेले असल्यामुळे आर्मेचर कंडक्टर मधून एडी करंट वाहू लागतो. त्यावेळी समजा ए.सी. करंट आपल्या पॉझिटीव्ह अर्ध्या सायकल मध्ये शून्यापासून मॅक्झिमम किंमतीला जात आहे.

तेव्हा त्या विशिष्ट क्षणाचा विचार केल्यास, आर्मेचर कंडक्टरच्या एडी करंटमळे कंडक्टर भोवती निर्माण होणारे चुंबकीय क्षेत्र व स्टेटर वाईंडींगचे चुंबकीय क्षेत्र सारख्या पोलचे तयार होते आणि मॅग्नेटीक रिपल्शन (चुंबकीय अपसरण) मुळे रोटरला टॉर्क मिळून रोटर फिरू लागतो. रोटरला मिळणारा टॉर्क व रोटर फिरण्याची दिशा हे पूर्णत: ब्रेशेस बसवलेल्या स्थितीवर अवलंबून असते

1. जर ब्रशेस एम. एन. ए. वर ठेवून शॉर्ट केले तर, आर्मेचरच्या दोन्ही बाजुत सारखाच ई.एम.एफ. निर्माण होतो. त्यामुळे ब्रशेस मधून मूळीच करंट वाहत नाही. म्हणजे ह्या स्थितीवर आर्मेचरला टॉर्क मिळणार नाही म्हणून रोटर फिरणार नाही.
2. जर ब्रशेस मॅग्नेटिक पोल अॅक्सिसवर ठेवून शॉर्ट केले तर, ब्रशेस मधून जास्तीत जास्त करंट वाहील. त्यामुळे आर्मेचरला जास्त करंट मिळेल परंतु हा टॉर्क आर्मेचर कंडक्टरच्या अर्ध्या भागात ज्या दिशेने निर्माण होईल, तेवढाच टॉर्क उलट दिशेने बाकीच्या अर्ध्या कंडक्टरला मिळेल. म्हणून ह्या स्थितीत सुध्दा आर्मेचर फिरणार नाही.
3. जर ब्रेशेस हे एम.एन.ए. व पोलर अॅक्सिस यांच्या मध्ये कांही अंशानी ठेवून शॉर्ट केले तर, आर्मेचर कंडक्टर्सच्या दोन्ही बाजू मध्ये कमी जास्त प्रमाणात करंट वाहतो. दोन्ही बाजूतून वाहणारा करंट कमी जास्त असल्यामुळे ज्या भागात जास्त करंट आहे, त्या दिशेने आर्मेचरला टॉर्क मिळून आर्मेचर फिरू लागतो.

साधारणपणे पोलर अॅक्सीस व एम.एन.ए. यामध्ये 12 ते 45 अंशावर ब्रशेस ठेवून शॉर्ट केले असता, जास्तीत जास्त टॉर्क मिळतो. म्हणूनच नेहमी ह्याच स्थितीवर ब्रशेस ठेवलेले असतात. जस जसा हा कोन कमी जास्त केला जाईल तसतसे आर्मेचरच्या वेगात फरक पडतो एम.एन.ए. च्या उजवीकडे ब्रशेसची स्थिती असताना ज्या दिशेनी आर्मेचर फिरतो त्याच्या उलट, डावीकडे बशेस सरकावले तर आर्मेचर फिरण्याची दिशा बदलते. ब्रशेसची स्थिती बदलतांना रोटरच्या वेगातही फरक पडतो.

प्लेन रिपल्शन मोटार चे गुणधर्म

1. स्टाटींग टॉर्क चांगला असतो.
2. ब्रशेसची जागा बदलून गती कमी जास्त करता येते; तसेच फिरण्याची दिशाही बदलता येते.
3. स्टाटींग करंट कमी असतो.
4. लोडवर गती कमी होते.
5. 45 अंशावर ब्रशेस शिफ्ट केले असता जास्तीत जास्त टॉर्क मिळवता येतो.

प्लेन रिपल्शन मोटार चा  उपयोग कुठे केला जातो?

मोटारचा टॉर्क चांगल्या प्रतिचा असल्यामुळे या मोटारचा उपयाग ट्रॅक्शन वर्क ( जड कामा) साठी केला जातो. उदा. लिफ्ट, क्रेन, हाइस्ट इत्यादी.

रिपल्शन स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार

ही मोटार चुंबकीय अपसरण (मॅग्रेटीक रिपल्शन) मुळे चालू होते; आणि इंडक्शन मोटार सारखी फिरत असते. म्हणून ह्या मोटारला रिपल्शन स्टार्ट इडक्शन रन मोटार असे म्हणतात.

ह्या मोटारचा स्टेटर प्लेन रिपल्शन  मोटार सारखाच असतो. परंतु रोटरवर आर्मेचर  वाईंडींग व स्क्वीरल केज वाईंडींग अशा दोन वाईंडींग असतात. आर्मेचर वाईंडींग रिपल्शन वाईंडींग असे म्हणतात. रिपल्शन वाईंडींग कॉम्युटेटरशी जोडलेली असते. कॉम्युटेटर सेगमेंट मध्ये एक सेंट्रीफ्युगल स्विच बसवलेला असतो. मोटार स्थिर असतांना कॉम्युटेटर सेगमेंट व सेंट्रीफ्युगल स्विच वेगळे (ओपन) असतात. मोटार वेगात आली असता, सेंट्रीफ्युगल स्विचमुळे कॉम्युटेटर सेगमेंट शॉर्ट होऊन संपूर्ण रिपल्शन वाईंडींग शॉर्ट होते.

रिपल्शन स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार ची कार्यपध्दत 

स्टेटर वाईंडींगला सप्लाय दिला असता, सुरूवातीस रिपल्शनच्या तत्वानुसार प्लेन रिपल्शन मोटार सारखा रोटरला टॉर्क मिळून रोटर फिरू लागतो. रोटर वेगात आला असता, रोटर शॉफ्टच्या सेंट्रीफ्युगल फोर्समुळे सेंट्रीफ्युगल स्विच क्लोज होतो म्हणून सेंट्रीफ्युगल स्विचमुळे रिपल्शन वाईंडींग शॉर्ट होते. त्यामुळे फक्त स्क्वीरल केज वाईंडींग मुळेच रोटर फिरत असतो. म्हणजे ही मोटार रनिंग मध्ये इंडक्शन मोटार सारखी कार्य करते.

रिपल्शन स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार चे गुणधर्म

1. स्टार्टंग टॉर्क चांगला असतो.
2. स्टार्टंग करंट कमी असतो.
3. बदलत्या लोडवर जवळपास कायम गतीने फिरते.

रिपल्शन स्टार्ट इंडक्शन रन मोटार चा उपयोग कुठे केला जातो?

जेथे चांगल्या स्टार्टंग टॉर्कची आवश्यकता आणि बदलणाऱ्या लोडवर कायम गतीची आवश्यकता असते अशा ठिकाणी ह्या मोटारचा उपयोग केला जातो. उदा. लेथ मशिन, सॉमशीन, वॉटर पंप इत्यादी.

रिपल्शन इंडक्शन मोटार

ह्या मोटारचा स्टेटर इंडक्शन मोटारच्या स्टेटर सारखा असतो.

स्टेटर स्लॉट्समध्ये एकच मुख्य वाईंडींग केलेली असते. रोटर स्लॉट्समध्ये तळाशी स्क्वीरलकेज वाईंडींग केलेली असते. नंतर त्यावर आर्मेचर वाईंडींग केलेली असते. आर्मेचर वाईंडींग कॉम्युटेटरला जोडलेली असते.

रिपल्शन इंडक्शन मोटार ची कार्यपध्दत

स्टेटर वाईंडींगला सप्लाय दिला असता, सुरूवातीस रोटर फ्रिक्वेंसी मुळे रोटर रिअॅक्टन्स जास्त असतो म्हणून स्क्वीरल केज वाईंडींग कार्य न करता फक्त आर्मेचर वाईंडींग कार्य करते म्हणून रिपल्शनमुळे रोटरला टॉर्क मिळून रोटर फिरू लागतो. रोटर वेगात आला असता स्लीप वाढून रोटर फ्रिक्वेंसी कमी होते. रोटर फ्रिक्वेंसी कमी झाल्यामुळे रोटर रिअॅक्टन्स कमी होतो. त्यावेळी रोटर वरील दोन्ही वाईंडींग कार्य करतात आणि दोन्हीचे टॉर्क एकमेकास मदत करून रोटर फिरत असतो.

रिपल्शन इंडक्शन मोटार चे गुणधर्म

1. स्टार्टीग व रनिंग टॉर्क चांगला असतो.
2. स्टार्टंग करंट कमी असतो.
3. पॉवर फॅक्टर चांगला असतो. फुल लोडवर 0.9 लॅग पेक्षा जास्त असतो.
4. रनिंगमध्ये रोटरवरील दोन्हीही वाईंडींगचा परिणामी रेझिस्टन्स कमी होऊन पॉवर लॉस कमीहोतो. चांगली असते.
5. कार्यक्षमता चांगली असते

रिपल्शन इंडक्शन मोटार चा उपयोग कुठे केला जातो?

जेथे उच्च स्टाटींग टॉर्कची आवश्यकता असते. व बदलणाऱ्या लोडवर सारख्या गतीची आवश्यकता असते; अशा ठिकाणी ह्या मोटारचा उपयोग केला जातो. उदा. लेथ मशीन, रफ्रिजरेटर, एअर कंडीशनर इत्यादी.

हे ही वाचा..