क्या स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर कुशलता से काम करती है?
स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर्स स्क्विरल केज मोटर्स की तुलना में कम दक्षता के साथ काम करते हैं, आमतौर पर रेटेड लोड पर 85-92% दक्षता प्राप्त करते हैं, जबकि स्क्विरल केज डिजाइन के लिए यह 90-96% है। यह दक्षता अंतर बाहरी प्रतिरोध सर्किट में तांबे के नुकसान और स्लिप रिंग और ब्रश से यांत्रिक नुकसान से उत्पन्न होता है।
हालाँकि, दक्षता पूरी कहानी नहीं है। जहां गिलहरी पिंजरे के डिज़ाइन विफल हो जाते हैं, वहां ये मोटरें उत्कृष्ट होती हैं {{1}स्टार्टअप पर 2.5 गुना पूर्ण लोड टॉर्क प्रदान करती हैं, जबकि 40{6}}50% कम शुरुआती करंट खींचती हैं। यह उनकी दक्षता में अंतर के बावजूद उन्हें क्रेन, लिफ्ट और मिलों के लिए अपरिहार्य बनाता है।
संदर्भ में स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर दक्षता को समझना
स्लिप रिंग इंडक्शन मोटरों के लिए दक्षता प्रश्न सरल हां या नहीं के बजाय सूक्ष्म विश्लेषण की मांग करता है। ये मोटरें विद्युत चुम्बकीय प्रेरण सिद्धांतों पर काम करती हैं जहां स्टेटर से घूमने वाला चुंबकीय क्षेत्र बाहरी प्रतिरोधों से स्लिप रिंग के माध्यम से जुड़े घाव रोटर वाइंडिंग में करंट उत्पन्न करता है।
बाहरी प्रतिरोध सर्किट जो उनकी हस्ताक्षर नियंत्रणीयता को सक्षम बनाता है, अतिरिक्त तांबे के नुकसान का भी परिचय देता है। जब प्रतिरोधों को शॉर्ट सर्किट के साथ पूर्ण रेटेड गति से संचालित किया जाता है, तो दक्षता पारंपरिक मोटरों के बराबर हो जाती है। लेकिन जब गति नियंत्रण के लिए सर्किट में बाहरी प्रतिरोध रहता है, तो प्रतिरोधकों में गर्मी के रूप में नष्ट होने वाली शक्ति के अनुपात में दक्षता कम हो जाती है।
औद्योगिक मोटर अनुप्रयोगों के शोध से पता चलता है कि स्लिप रिंग मोटर्स भारी भार के तहत चरम दक्षता बनाए रखते हैं जहां उनकी उच्च शुरुआती टॉर्क क्षमता सबसे अधिक मायने रखती है। 30% क्षमता से कम हल्के भार पर, दक्षता काफी कम हो जाती है {{2}कभी-कभी 75% से नीचे गिर जाती है {{4}क्योंकि मोटर अभी भी न्यूनतम यांत्रिक आउटपुट प्रदान करते हुए चुंबकीय धारा का उपभोग करती है।
स्लिप रिंग मोटर दक्षता निर्धारित करने वाले प्रमुख कारक
लोड विशेषताएँ और परिचालन स्थितियाँ
ऑपरेटिंग दक्षता लोड स्थितियों के साथ नाटकीय रूप से भिन्न होती है। स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर्स रेटेड लोड के 75-85% पर इष्टतम दक्षता प्राप्त करते हैं, जहां तांबे के नुकसान, लोहे के नुकसान और यांत्रिक नुकसान के बीच संतुलन संतुलन तक पहुंच जाता है।
क्रशर और कन्वेयर जैसे भारी शुरुआती भार के तहत, ये मोटर उन विकल्पों की तुलना में बेहतर ऊर्जा रूपांतरण प्रदर्शित करते हैं जिनके लिए सॉफ्ट स्टार्टर या वैरिएबल फ़्रीक्वेंसी ड्राइव की आवश्यकता होती है। स्टार्टअप के दौरान उच्च प्रतिरोध डालने की क्षमता टॉर्क आउटपुट को बनाए रखते हुए इनरश करंट को 60-70% तक कम कर देती है, जिससे विद्युत ग्रिड पर अन्य उपकरणों को प्रभावित करने वाले वोल्टेज डिप्स को रोका जा सकता है।
बाहरी प्रतिरोधों को दरकिनार करते हुए निरंतर रेटेड संचालन पर, प्रीमियम दक्षता डिज़ाइन से सुसज्जित आधुनिक स्लिप रिंग मोटर्स 100 एचपी से ऊपर के बड़े फ्रेम आकार के लिए 90-92% दक्षता तक पहुंच सकते हैं। 25 एचपी से कम की छोटी मोटरें आनुपातिक रूप से उच्च निश्चित हानि के कारण आमतौर पर 85-88% दक्षता पर काम करती हैं।
रोटर प्रतिरोध विन्यास प्रभाव
बाहरी रोटर प्रतिरोध दोहरे उद्देश्यों को पूरा करता है: प्रारंभिक विशेषताओं को नियंत्रित करना और गति भिन्नता को सक्षम करना। हालाँकि, यही सुविधा प्राथमिक दक्षता सीमा पैदा करती है।
जब बाहरी प्रतिरोध निरंतर गति नियंत्रण के लिए जुड़ा रहता है, तो दक्षता स्लिप प्रतिशत के बराबर होती है। बाहरी प्रतिरोध के साथ 10% स्लिप पर चलने वाली एक मोटर प्रतिरोधों में गर्मी के रूप में रोटर की 10% शक्ति खो देती है। यह वैरिएबल फ़्रीक्वेंसी ड्राइव सिस्टम के साथ बिल्कुल विपरीत है जो गति सीमाओं में उच्च दक्षता बनाए रखता है।
आधुनिक अनुप्रयोग तेजी से परिवर्तनीय -गति वाले अनुप्रयोगों के लिए स्लिप एनर्जी रिकवरी सिस्टम का उपयोग कर रहे हैं। ये प्रणालियाँ रोटर सर्किट की शक्ति को सुधारती हैं और इसे इनवर्टर के माध्यम से आपूर्ति में वापस भेजती हैं, जिससे ऊर्जा पुनर्प्राप्त होती है जो अन्यथा गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है। यह दृष्टिकोण कम गति पर भी समग्र सिस्टम दक्षता को 92-94% तक सुधार सकता है।
डिज़ाइन गुणवत्ता और घटक चयन
मोटर की दक्षता लेमिनेशन स्टील की गुणवत्ता, वाइंडिंग कंडक्टर आकार, एयर गैप आयाम और स्लिप रिंग सामग्री सहित डिजाइन विकल्पों पर बहुत अधिक निर्भर करती है।
प्रीमियम डिज़ाइन स्टेटर और रोटर कोर दोनों में कम हानि वाले सिलिकॉन स्टील लेमिनेशन का उपयोग करते हैं, जिससे मानक ग्रेड की तुलना में लोहे की हानि 15-20% कम हो जाती है। एल्यूमीनियम कंडक्टर के बजाय कॉपर रोटर वाइंडिंग प्रतिरोधक नुकसान को कम करते हैं लेकिन प्रारंभिक लागत और वजन बढ़ाते हैं।
स्लिप रिंग और ब्रश सामग्री दक्षता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं। चांदी के ग्रेफाइट ब्रश के साथ तांबे या तांबा मिश्र धातु के स्लिप रिंग संपर्क प्रतिरोध और घर्षण हानि को कम करते हैं। अत्यधिक स्प्रिंग तनाव वाले खराब गुणवत्ता वाले कार्बन ब्रश यांत्रिक हानि और विद्युत प्रतिरोध दोनों को बढ़ाते हैं।
बियरिंग का चयन, कूलिंग फैन डिज़ाइन और संलग्नक वायुगतिकीय यांत्रिक और वेंटिलेशन हानि में योगदान करते हैं जो खराब अनुकूलित डिज़ाइन में मोटर इनपुट पावर का 2-4% हो सकता है।
वैकल्पिक मोटर प्रकारों की तुलना में स्लिप रिंग मोटर दक्षता
गिलहरी पिंजरे प्रेरण मोटर तुलना
स्क्विरेल केज मोटरें रेटेड लोड पर 90{2}}96% दक्षता और न्यूनतम रखरखाव की आवश्यकता वाले सरल निर्माण के साथ औद्योगिक अनुप्रयोगों पर हावी हैं। उनके रोटर में एल्यूमीनियम या तांबे की छोटी छड़ें होती हैं जो अंत रिंगों द्वारा परिचालित होती हैं - कोई ब्रश नहीं, कोई स्लिप रिंग नहीं, कोई बाहरी प्रतिरोध नहीं।
यह संरचनात्मक सादगी स्लिप रिंग डिज़ाइन में निहित संपर्क हानि को समाप्त करती है। एक 50 एचपी स्क्विरेल केज मोटर आम तौर पर समतुल्य स्लिप रिंग मोटर के लिए 88-90% की तुलना में 93-94% दक्षता प्राप्त करती है, जो उपयोगी कार्य के बजाय गर्मी में परिवर्तित ऊर्जा के 3-4 प्रतिशत अंक का प्रतिनिधित्व करती है।
हालाँकि, स्क्विरल केज मोटरें स्टार्टिंग के दौरान 6{1}}8 गुना फुल{3}लोड करंट खींचती हैं, जिससे कम आकार के विद्युत बुनियादी ढांचे के लिए समस्याएँ पैदा होती हैं। वे बाहरी प्रतिरोध के साथ स्लिप रिंग डिज़ाइन के लिए 250-300% की तुलना में फुल-लोड टॉर्क का लगभग 150-200% सीमित शुरुआती टॉर्क भी प्रदान करते हैं।
स्वामित्व की कुल लागत की तुलना करने वाले उद्योगों को महंगे सॉफ्ट स्टार्टर, बड़े आकार के ट्रांसफार्मर, या मांग वाले अनुप्रयोगों में गिलहरी केज विकल्पों के लिए आवश्यक प्रीमियम-दक्षता वाले वीएफडी की संभावित आवश्यकता के मुकाबले स्लिप रिंग मोटर की 8{2}}12% अधिक रखरखाव लागत और 3-5% कम दक्षता का वजन करना चाहिए।
वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव सिस्टम
आधुनिक वीएफडी-नियंत्रित स्क्विरल केज मोटरों ने परिवर्तनीय गति संचालन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में स्लिप रिंग मोटरों को बड़े पैमाने पर विस्थापित कर दिया है। वीएफडी सिस्टम 30-100% गति सीमा में 90-93% संयुक्त दक्षता बनाए रखते हैं, बाहरी प्रतिरोध नियंत्रण के साथ स्लिप रिंग मोटर्स से काफी बेहतर प्रदर्शन करते हैं।
वीएफडी सटीक गति नियंत्रण, सॉफ्ट स्टार्टिंग क्षमताएं और पंखे और पंप जैसे वेरिएबल{0}}टॉर्क अनुप्रयोगों में ऊर्जा बचत प्रदान करते हैं। एक सामान्य एचवीएसी प्रशंसक अनुप्रयोग के लिए, एक वीएफडी - नियंत्रित मोटर प्रतिरोध नियंत्रण का उपयोग करके स्लिप रिंग मोटर की तुलना में ऊर्जा खपत को 30-50% तक कम कर सकती है।
हालाँकि, वीएफडी सिस्टम की लागत बुनियादी स्लिप रिंग स्टार्टर्स की तुलना में 3 - 5 गुना अधिक है और इसमें फ़िल्टरिंग उपकरण की आवश्यकता वाले हार्मोनिक विरूपण की शुरुआत होती है। कम शुरुआत, निरंतर गति संचालन, या शत्रुतापूर्ण वातावरण वाले अनुप्रयोगों में जहां इलेक्ट्रॉनिक्स संघर्ष करते हैं, कम दक्षता के बावजूद स्लिप रिंग मोटर्स अधिक किफायती रहते हैं।
जब स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर्स सर्वोत्तम दक्षता प्राप्त करते हैं
इष्टतम अनुप्रयोग परिदृश्य
स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर्स विशिष्ट क्षेत्रों में उत्कृष्ट हैं जहां उनकी अनूठी विशेषताएं दक्षता के नुकसान से अधिक हैं:
भारी जड़त्वीय भारस्लिप रिंग मोटर्स के साथ 250{3}}300% स्टार्टिंग टॉर्क की आवश्यकता सबसे अधिक कुशलता से संचालित होती है। सीमेंट संयंत्रों में बॉल मिल, क्रशर और बड़े पंखे बिजली के बुनियादी ढांचे पर दबाव डाले बिना आसानी से शुरू हो जाते हैं। वैकल्पिक {{4}बड़े आकार के वीएफडी या मल्टी-स्टेप स्टार्टिंग उपकरण की लागत अधिक होती है और परिवर्तन और नियंत्रण हानि पर विचार करते समय समग्र दक्षता में सुधार नहीं हो सकता है।
सीमित ग्रिड क्षमतास्लिप रिंग मोटर्स की कम शुरुआती धारा से स्थितियों को लाभ होता है। खनन कार्य, दूरस्थ सुविधाएं और सीमित ट्रांसफार्मर क्षमता वाले पुराने औद्योगिक संयंत्र विद्युत बुनियादी ढांचे को उन्नत किए बिना भारी मशीनरी संचालित कर सकते हैं। डायरेक्ट-ऑनलाइन स्क्विरेल केज मोटर्स की तुलना में स्टार्टिंग करंट में 40{3}}60% की कमी अन्य उपकरणों को प्रभावित करने वाले वोल्टेज सैग को रोकती है।
बार-बार लोड के तहत शुरू होता हैक्रेन, होइस्ट और एलिवेटर अनुप्रयोगों में होते हैं जहां स्लिप रिंग मोटर्स कर्तव्य चक्र पर बेहतर दक्षता प्रदर्शित करते हैं। जबकि चलने की दक्षता 2-3% कम हो सकती है, स्टेप-स्टार्टिंग या जटिल नियंत्रण प्रणालियों के बिना सुचारू रूप से गति करने की क्षमता बार-बार शुरू होने से होने वाली संचयी ऊर्जा बर्बादी को कम करती है।
परिचालन गति और स्लिप संबंधी विचार
दक्षता सीधे तुल्यकालिक गति और वास्तविक रोटर गति के बीच गति अंतर स्लिप से संबंधित होती है। मानक स्लिप रिंग मोटर पूर्ण लोड पर 2-5% स्लिप पर काम करते हैं, बाहरी प्रतिरोध को बायपास करने पर गिलहरी पिंजरे के डिजाइन के समान।
व्यापक गति रेंजों में बेहतर प्रारंभिक प्रदर्शन और टॉर्क उत्पादन के लिए 5-20% स्लिप बलिदान दक्षता के साथ उच्च {{0}स्लिप डिज़ाइन। ये विशेष मोटरें उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जहां उच्च टॉर्क का यांत्रिक लाभ विद्युत दक्षता संबंधी चिंताओं से अधिक है।
सामान्य ऑपरेशन के दौरान स्लिप को कम करने से दक्षता अधिकतम हो जाती है। आधुनिक स्लिप रिंग मोटर्स में शामिल हैं:
स्वचालित अवरोधक शॉर्टिंगजो एक बार रेटेड गति तक पहुंचने पर बाहरी प्रतिरोध को बायपास कर देता है, जिससे निरंतर प्रतिरोध हानि समाप्त हो जाती है
अनुकूलित पोल विन्यासऑपरेटिंग गति आवश्यकताओं के साथ समकालिक गति का बारीकी से मिलान करना
कम {{0}प्रतिरोध रोटर वाइंडिंग्सदिए गए टॉर्क के लिए स्लिप को कम करने के लिए एल्यूमीनियम के बजाय तांबे का उपयोग करना
निरंतर परिवर्तनीय गति संचालन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग सरल प्रतिरोध नियंत्रण के बजाय स्लिप एनर्जी रिकवरी सिस्टम या दोगुनी गति वाले इंडक्शन जेनरेटर का उपयोग करके बेहतर दक्षता प्राप्त करते हैं। पवन टरबाइन बड़े पैमाने पर डबल-फेड स्लिप रिंग मोटर्स का उपयोग करते हैं, जो इलेक्ट्रॉनिक रूप से रोटर पावर को संसाधित करके 90-92% दक्षता बनाए रखते हुए सिंक्रोनस गति के आसपास ±30% की गति बदलती है।
स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर दक्षता में सुधार
रखरखाव प्रथाएँ जो दक्षता बनाए रखती हैं
नियमित रखरखाव सीधे परिचालन दक्षता को प्रभावित करता है। घिसे हुए ब्रश संपर्क प्रतिरोध को 15-25% तक बढ़ा देते हैं, आनुपातिक रूप से नुकसान बढ़ाते हैं और बिजली उत्पादन को कम करते हैं। एक व्यवस्थित रखरखाव कार्यक्रम स्थापित करने से क्रमिक दक्षता में गिरावट को रोका जा सकता है।
ब्रश निरीक्षण अंतराललोड चक्र और ड्यूटी की गंभीरता के आधार पर प्रत्येक 500-1000 परिचालन घंटों में घटित होना चाहिए। पूरी तरह खराब होने की प्रतीक्षा करने के बजाय 50% मूल लंबाई तक पहनने पर ब्रश को बदल दें। उचित ब्रश स्प्रिंग तनाव बनाए रखें-अपर्याप्त दबाव से घर्षण और प्रतिरोध बढ़ जाता है जबकि अत्यधिक दबाव से घिसाव तेज हो जाता है।
स्लिप रिंग की सफाईकॉपर ऑक्साइड बिल्डअप और कार्बन धूल को हटा देता है जो संपर्क प्रतिरोध को बढ़ाता है। शटडाउन के दौरान रिंग सतहों को चिकना करने के लिए महीन रेतयुक्त एमरी कपड़ा (रेगमाल नहीं) का उपयोग करें। अत्यधिक पॉलिशिंग से बचें जो धूल को प्रवाहित करने वाले खांचे बनाती है।
बियरिंग स्नेहननिर्माता विनिर्देशों के अनुसार घर्षण हानि को कम करता है, जो मोटर शक्ति का 1/2% है। अधिक ग्रीसिंग से मथन हानि बढ़ जाती है, जबकि कम चिकनाई से बीयरिंग की विफलता तेज हो जाती है और घर्षण बढ़ जाता है।
घुमावदार तापमान की निगरानीदक्षता बिगड़ने से पहले विकासशील समस्याओं की पहचान करता है। नेमप्लेट रेटिंग से ऊपर बढ़ा हुआ तापमान अवरुद्ध शीतलन मार्ग, असंतुलित चरण, या बिगड़ते इन्सुलेशन का संकेत देता है जो नुकसान को बढ़ाता है।
बिजली की गुणवत्ता का विश्लेषणवर्तमान संतुलन, वोल्टेज हार्मोनिक्स और पावर फैक्टर को मापने से दक्षता में गिरावट वाले बाहरी कारकों की पहचान करने में मदद मिलती है। 5% से अधिक का तीन - चरण का वर्तमान असंतुलन आपूर्ति समस्याओं या आंतरिक दोषों को इंगित करता है जिनमें सुधार की आवश्यकता है।
डिज़ाइन संशोधन और उन्नयन
मौजूदा मोटरों को दोबारा लगाने या नए इंस्टॉलेशन के लिए दक्षता में सुधार निर्दिष्ट करने से दक्षता के 2-5 प्रतिशत अंक प्राप्त हो सकते हैं:
प्रीमियम लेमिनेशन स्टीलमानक चुंबकीय स्टील की तुलना में कोर हानियों को 20-30% तक कम करता है। मोटर लागत में 15-20% जोड़ने के साथ-साथ घाटा कम होने से लगातार चलने वाली मोटरों के लिए 18-36 महीनों में निवेश का भुगतान हो जाता है।
कॉपर डाई-कास्ट रोटर्सएल्यूमीनियम कंडक्टरों को बदलें, रोटर प्रतिरोध को 35-40% तक कम करें। प्रीमियम स्क्विरल केज मोटर्स से उधार ली गई यह तकनीक शुरुआती प्रदर्शन को बढ़ाते हुए स्लिप रिंग मोटर दक्षता में 1-2 प्रतिशत अंक तक सुधार कर सकती है।
स्लिप रिंग सामग्री उन्नयनसिल्वर के साथ उच्च चालकता वाले तांबे के मिश्रधातुओं का उपयोग करने से संपर्क हानि कम हो जाती है। रिंगों और ब्रशों का संयुक्त प्रतिरोध 0.15-0.20 ओम से घटकर 0.08-0.10 ओम प्रति चरण हो सकता है, जिससे बिजली हानि 40-50% कम हो सकती है।
इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणालीमैनुअल रेसिस्टर बैंकों को बदलने से अनुकूलित शुरुआती प्रोफाइल और स्वचालित प्रतिरोध बाईपास मिलता है। ये सिस्टम ऑपरेटर परिवर्तनशीलता को समाप्त करते हुए शुरुआती समय को 20-30% तक कम कर देते हैं, जो कभी-कभी ऑपरेशन के दौरान आंशिक रूप से शामिल प्रतिरोध छोड़ देता है।
शीतलन प्रणाली अनुकूलनबेहतर पंखे के डिजाइन या मजबूर वेंटिलेशन के माध्यम से मोटरों को ठंडा चलने की अनुमति मिलती है, जिससे वाइंडिंग प्रतिरोध कम हो जाता है और इन्सुलेशन जीवन बढ़ जाता है। ऑपरेटिंग तापमान में प्रत्येक 10 डिग्री की कमी से दक्षता में लगभग 0.5% का सुधार होता है।
वास्तविक-विश्व दक्षता प्रदर्शन डेटा
औद्योगिक मामले के उदाहरण
सीमेंट प्लांट बॉल मिल आवेदन: कच्चे माल को पीसने वाली मिल को चलाने वाली 500 एचपी की स्लिप रिंग मोटर रेटेड लोड के तहत 89% दक्षता पर काम करती है। वीएफडी विकल्प की तुलना में कम दक्षता के बावजूद 280% की शुरुआती टॉर्क आवश्यकताओं के लिए स्लिप रिंग डिज़ाइन की आवश्यकता होती है। निरंतर संचालन के साथ वार्षिक ऊर्जा खपत कुल 3,240 मेगावाट है, जो $0.06/किलोवाट पर $194,400 की बिजली लागत का प्रतिनिधित्व करती है।
वीएफडी प्रणाली पर स्विच करने से दक्षता में 92{11}}93% तक सुधार होगा, लेकिन स्लिप रिंग स्टार्टर प्रतिस्थापन के लिए उपकरण में $85,000 की आवश्यकता होती है जबकि $32,000 की आवश्यकता होती है। 3-4% दक्षता लाभ सालाना 20,000-26,000 डॉलर बचाता है, जो 2.0-2.7 वर्षों में भुगतान प्रदान करता है - वीएफडी रखरखाव आवश्यकताओं और हार्मोनिक फ़िल्टरिंग लागतों को देखते हुए आर्थिक रूप से सीमांत।
शिपयार्ड गैन्ट्री क्रेन: ट्विन 200 एचपी स्लिप रिंग मोटर एक कंटेनर हैंडलिंग क्रेन को बार-बार शुरू होने और परिवर्तनीय भार के साथ शक्ति प्रदान करती है। परिचालन शुल्क में 60-80% क्षमता उपयोग पर प्रति घंटे 15-20 लिफ्टिंग चक्र शामिल हैं। स्टार्टिंग, पोजिशनिंग और होल्डिंग चरणों को ध्यान में रखते हुए मोटरें पूरे कर्तव्य चक्र में 87% औसत दक्षता प्रदर्शित करती हैं।
भारी शुरुआती भार (220% टॉर्क) और सटीक लोड पोजिशनिंग के लिए आवश्यक सुचारू त्वरण स्लिप रिंग मोटर्स को विकल्पों की तुलना में अधिक उपयुक्त बनाते हैं। ऑपरेटरों की रिपोर्ट है कि बाहरी प्रतिरोध नियंत्रण पहले से परीक्षण किए गए वीएफडी सिस्टम की तुलना में नाजुक स्थिति संचालन के लिए बेहतर "अनुभव" प्रदान करता है।
खनन कन्वेयर प्रणाली: एक 750 एचपी स्लिप रिंग मोटर एक 2{7}}किलोमीटर के ओवरलैंड कन्वेयर को दूरस्थ खदान स्थल पर अयस्क स्थानांतरित करने के लिए शक्ति प्रदान करती है। ग्रिड क्षमता की सीमाएँ स्टार्टिंग करंट को अधिकतम 350A तक सीमित करती हैं। स्लिप रिंग मोटर स्टार्टअप के दौरान 320ए खींचती है जबकि समकक्ष डायरेक्ट-स्टार्ट स्क्विरल केज मोटर्स के लिए 520-600ए।
पूर्ण लोड पर परिचालन दक्षता 90% मापी जाती है और बाहरी प्रतिरोध पूरी तरह से दरकिनार कर दिया जाता है। मोटर निर्धारित क्षमता पर लगातार चलती है, सालाना 5,840 मेगावाट की खपत करती है। जबकि एक प्रीमियम -दक्षता वाली स्क्विरल केज मोटर 93% दक्षता हासिल कर सकती है, इसके 600ए शुरुआती करंट के लिए आवश्यक ग्रिड कनेक्शन अपग्रेड की लागत $280,000 होगी जबकि स्लिप रिंग मोटर स्थापना के लिए $65,000।
दक्षता माप संबंधी विचार
स्लिप रिंग मोटर दक्षता को सटीक रूप से मापने के लिए सहायक बिजली खपत के लेखांकन की आवश्यकता होती है जिसे अक्सर बुनियादी गणना से हटा दिया जाता है:
शीतलन प्रणाली300 एचपी से अधिक की मोटरें लगातार 2-5 किलोवाट की खपत कर सकती हैं, जो मोटर पावर रेटिंग का 0.5-1.5% है। वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों के साथ निष्पक्ष तुलना के लिए इस सहायक भार को कुल सिस्टम दक्षता गणना में शामिल किया जाना चाहिए।
उपकरण शक्ति को नियंत्रित करेंसंपर्ककर्ताओं, रिले और प्रतिरोध बैंकों सहित मोटर रेटिंग का 0.5-2% उपभोग होता है। आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक स्टार्टर शुरुआती प्रदर्शन में सुधार करते हुए इस ओवरहेड को 0.2-0.5% तक कम कर देते हैं।
पावर फैक्टर सुधारउपयोगिता नियमों को पूरा करने के लिए आवश्यक उपकरण कैपेसिटर स्विचिंग और प्रतिक्रिया में 0.5-1.0% की हानि जोड़ता है। कुछ वीएफडी सिस्टम अलग-अलग पावर फैक्टर सुधार की आवश्यकता को समाप्त करते हैं, जो केवल मोटर मूल्यों के बजाय पूर्ण सिस्टम दक्षता पर विचार करते समय उचित दक्षता तुलना प्रदान करते हैं।
फ़ील्ड दक्षता माप को IEEE 112 या IEC 60034-2{4}}1 मानकों का पालन करना चाहिए, जिसमें तीन-चरण पावर इनपुट और शाफ्ट मैकेनिकल आउटपुट को एक साथ मापने वाले कैलिब्रेटेड उपकरणों का उपयोग किया जाता है। तापमान-सही माप मोटर हानि और आउटपुट पावर गणना दोनों को प्रभावित करने वाले प्रतिरोध परिवर्तनों के लिए जिम्मेदार है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
स्लिप रिंग मोटर स्क्विरल केज मोटर की तुलना में कम कुशल क्यों हैं?
स्लिप रिंग मोटर्स में बाहरी रोटर सर्किट से अतिरिक्त प्रतिरोध हानि, ब्रश {0}स्लिप रिंग इंटरफेस पर संपर्क प्रतिरोध, और ब्रश {{1} रिंग संपर्क से यांत्रिक घर्षण शामिल होता है। ये संयुक्त नुकसान आमतौर पर गिलहरी पिंजरे के डिजाइन की तुलना में दक्षता को 3-6 प्रतिशत अंक तक कम कर देते हैं। लंबे कंडक्टर पथ और अधिक कनेक्शन बिंदुओं के कारण घाव रोटर निर्माण में तांबे की हानि भी थोड़ी अधिक होती है।
क्या आधुनिक तकनीक से स्लिप रिंग मोटर की दक्षता में सुधार किया जा सकता है?
हाँ। स्लिप एनर्जी रिकवरी सिस्टम रोटर सर्किट पावर को पुनर्प्राप्त करके और इसे आपूर्ति में वापस करके दक्षता को 92 - 94% तक बढ़ा सकता है। कम नुकसान वाले लेमिनेशन स्टील और तांबे के कंडक्टर सहित प्रीमियम सामग्री 2-3 प्रतिशत अंक तक दक्षता में सुधार करती है। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण शुरुआती अनुक्रमों को अनुकूलित करते हैं और आवश्यकता न होने पर बाहरी प्रतिरोध को स्वचालित रूप से बायपास करते हैं, जिससे परिचालन हानि कम हो जाती है।
स्लिप रिंग मोटर किस लोड पर सबसे अधिक कुशलता से काम करती हैं?
चरम दक्षता रेटेड लोड के 75{4}}85% पर होती है जहां तांबे के नुकसान, लोहे के नुकसान और यांत्रिक नुकसान का संयोजन इष्टतम संतुलन तक पहुंचता है। दक्षता 40% लोड से काफी कम हो जाती है क्योंकि आउटपुट घटने पर निश्चित हानि स्थिर रहती है। उचित आकार चयन के माध्यम से अपनी उच्च दक्षता सीमा में ऑपरेटिंग मोटर्स सर्वोत्तम ऊर्जा प्रदर्शन सुनिश्चित करते हैं।
परिवर्तनीय गति अनुप्रयोगों में स्लिप रिंग मोटर दक्षता की तुलना कैसे की जाती है?
गति नियंत्रण के लिए बाहरी प्रतिरोध का उपयोग करते समय, दक्षता लगभग 100% माइनस स्लिप प्रतिशत के बराबर होती है {{1}20% स्लिप पर एक मोटर 20% रोटर शक्ति खो देती है। यह निरंतर चर गति संचालन के लिए प्रतिरोध नियंत्रण को अक्षम बना देता है। वैरिएबल फ़्रीक्वेंसी ड्राइव या स्लिप एनर्जी रिकवरी सिस्टम सभी गति सीमाओं में 90-93% दक्षता बनाए रखते हैं, जो उन्हें कम गति पर विस्तारित संचालन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए कहीं बेहतर बनाता है।
सूचित मोटर चयन निर्णय लेना
प्रारंभिक टॉर्क, गति नियंत्रण आवश्यकताओं, प्रारंभिक लागत, रखरखाव की जरूरतों, ग्रिड क्षमता और अनुप्रयोग विशिष्ट मांगों के साथ-साथ दक्षता मोटर चयन में केवल एक कारक का प्रतिनिधित्व करती है। विकल्पों की तुलना में कम दक्षता के बावजूद स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर्स विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए इष्टतम विकल्प बने हुए हैं।
सीमित ग्रिड क्षमता के साथ उच्च शुरुआती टॉर्क की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग, भारी भार के तहत बार-बार शुरू होना, या इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अनुपयुक्त कठोर वातावरण में संचालन, स्लिप रिंग मोटर विशेषताओं से लाभान्वित होते हैं। वीएफडी सिस्टम की तुलना में 3-5% दक्षता जुर्माना तब नगण्य हो जाता है जब मोटर मूल्य से 5-10 गुना अधिक लागत वाले बुनियादी ढांचे के उन्नयन से बचा जाता है।
कम शुरुआत के साथ निरंतर गति पर निरंतर संचालन के लिए, प्रीमियम -दक्षता वाली स्क्विरेल केज मोटरें बेहतर ऊर्जा प्रदर्शन प्रदान करती हैं। विभिन्न ऑपरेटिंग रेंजों में उच्च दक्षता की मांग करने वाले परिवर्तनीय -स्पीड एप्लिकेशन उच्च प्रारंभिक निवेश और इलेक्ट्रॉनिक जटिलता के बावजूद वीएफडी सिस्टम की गारंटी देते हैं।
आधुनिक मोटर चयन तेजी से दक्षता प्रतिशत पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय 15-20 साल की सेवा जीवन में स्वामित्व की कुल लागत पर विचार करता है। विश्वसनीयता, रखरखाव की पहुंच, स्पेयर पार्ट्स की उपलब्धता और समान अनुप्रयोगों में सिद्ध प्रदर्शन अक्सर अंतिम निर्णयों में छोटे दक्षता अंतर से अधिक महत्वपूर्ण होते हैं।
स्लिप रिंग इंडक्शन मोटर अपनी दक्षता सीमाओं के बावजूद औद्योगिक अनुप्रयोगों में कायम रहती है, बल्कि इसलिए क्योंकि विशिष्ट परिचालन आवश्यकताएं ऊर्जा रूपांतरण प्रतिशत को अधिकतम करने की तुलना में इसकी नियंत्रणीयता, शुरुआती प्रदर्शन और मजबूत अधिभार सहनशीलता को अधिक महत्व देती हैं। इन ट्रेडऑफ को समझने से इंजीनियरों को अलग-अलग दक्षता विशिष्टताओं का पीछा करने के बजाय समग्र सिस्टम प्रदर्शन को अनुकूलित करने वाली मोटरों का चयन करने में मदद मिलती है।