स्क्विरल केज एसिंक्रोनस मोटर के लिए हमें डीप ग्रूव रोटर क्यों चुनना चाहिए?

परिवर्तनीय आवृत्ति विद्युत आपूर्ति के प्रचलन के साथ, मोटरों की स्टार्टिंग की समस्या का समाधान आसान हो गया है, लेकिन सामान्य विद्युत आपूर्तियों के लिए, मोटरों की स्टार्टिंग में अभी भी कठिनाई होती है।गिलहरी पिंजरा रोटरअतुल्यकालिक मोटरों में हमेशा से समस्या रही है। अतुल्यकालिक मोटरों के आरंभ और संचालन प्रदर्शन के विश्लेषण से पता चलता है कि आरंभिक टॉर्क बढ़ाने और आरंभ के दौरान धारा कम करने के लिए रोटर प्रतिरोध को बढ़ाना आवश्यक है; जबकि मोटर के चलने के दौरान, रोटर में तांबे की हानि को कम करने और मोटर की दक्षता बढ़ाने के लिए रोटर प्रतिरोध को कम करना आवश्यक है; यह स्पष्ट रूप से विरोधाभास है।
वाउंड रोटर मोटरों के लिए, चूंकि प्रतिरोधक को स्टार्ट करते समय श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है और फिर संचालन के दौरान हटाया जा सकता है, इसलिए यह आवश्यकता पूरी तरह से पूरी हो जाती है। हालांकि, वाउंड रोटर अतुल्यकालिक मोटर की संरचना जटिल होती है, लागत अधिक होती है और रखरखाव असुविधाजनक होता है, जो इसके अनुप्रयोग को कुछ हद तक सीमित करता है; इसी कारण से लोग स्क्विरल केज रोटर स्लॉट आकार से शुरुआत करने के लिए प्रेरित हुए।अतुल्यकालिक मोटरऔर "स्किन इफ़ेक्ट" का उपयोग करके उच्च आरंभिक प्रतिरोध और संचालन के दौरान कम प्रतिरोध का लक्ष्य प्राप्त करने का प्रयास किया जाता है। डीप स्लॉट और डबल स्क्विरल केज रोटर मोटर्स में यह आरंभिक प्रदर्शन होता है। आज हम डीप स्लॉट रोटर मोटर्स के बारे में बात करेंगे।

डीप स्लॉट अतुल्यकालिक मोटर

स्किन इफेक्ट को बढ़ाने के लिए, डीप स्लॉट एसिंक्रोनस मोटर रोटर का स्लॉट आकार गहरा और संकरा होता है, और स्लॉट की गहराई और चौड़ाई का अनुपात 10-12 के बीच होता है। जब रोटर बार से करंट गुजरता है, तो बार के निचले भाग से जुड़ा लीकेज फ्लक्स, स्लॉट के खुले भाग से जुड़े लीकेज फ्लक्स से कहीं अधिक होता है। इसलिए, यदि बार को स्लॉट की ऊंचाई के साथ समानांतर रूप से जुड़े कई छोटे कंडक्टरों के रूप में माना जाए, तो स्लॉट के निचले भाग के पास वाले छोटे कंडक्टरों का लीकेज रिएक्टेंस अधिक होता है, और स्लॉट के खुले भाग के जितना करीब होते हैं, लीकेज रिएक्टेंस उतना ही कम होता जाता है।
आरंभ में, चूंकि रोटर धारा की आवृत्ति अधिक होती है और रिसाव प्रतिघात अधिक होता है, इसलिए प्रत्येक छोटे चालक में धारा का वितरण रिसाव प्रतिघात पर निर्भर करेगा। रिसाव प्रतिघात जितना अधिक होगा, रिसाव धारा उतनी ही कम होगी। इस प्रकार, वायु अंतराल के मुख्य चुंबकीय प्रवाह द्वारा प्रेरित समान विभव के प्रभाव में, छड़ों में स्लॉट के निचले भाग के निकट धारा घनत्व बहुत कम होगा, और स्लॉट के खुलने के जितना करीब होगा, धारा घनत्व उतना ही अधिक होगा।
स्किन इफ़ेक्ट के कारण, जब अधिकांश धारा कंडक्टर बार के ऊपरी भाग में संकुचित हो जाती है, तो स्लॉट के निचले भाग में कंडक्टर बार की भूमिका बहुत कम हो जाती है, जो कंडक्टर बार की ऊँचाई और अनुप्रस्थ काट को कम करने के बराबर है, जिससे रोटर का प्रतिरोध बढ़ जाता है और आरंभिक चरण में उच्च प्रतिरोध की आवश्यकता पूरी हो जाती है। मोटर के चालू होने और सामान्य रूप से चलने के दौरान, रोटर धारा की कम आवृत्ति के कारण, रोटर वाइंडिंग का लीकेज रिएक्टेंस रोटर प्रतिरोध से काफी कम होता है, इसलिए उपरोक्त छोटे कंडक्टरों में धारा का वितरण मुख्य रूप से प्रतिरोध द्वारा निर्धारित होता है।

चूंकि प्रत्येक छोटे चालक का प्रतिरोध बराबर होता है, इसलिए चालक छड़ में धारा समान रूप से वितरित होती है, जिससे सतह प्रभाव लगभग समाप्त हो जाता है और रोटर चालक छड़ का प्रतिरोध फिर से कम होकर डीसी प्रतिरोध के करीब पहुंच जाता है। इससे स्पष्ट होता है कि रोटर का प्रतिरोध सामान्य संचालन में स्वतः कम हो जाता है, जिससे तांबे की हानि कम होती है और दक्षता बढ़ती है।
त्वचा पर इसका क्या प्रभाव पड़ता है?

त्वचा प्रभाव (स्किन इफेक्ट) को भी इसी नाम से जाना जाता है। जब प्रत्यावर्ती धारा किसी चालक से होकर गुजरती है, तो धारा चालक की सतह पर केंद्रित हो जाती है। इस घटना को त्वचा प्रभाव कहते हैं। जब उच्च आवृत्ति वाले इलेक्ट्रॉनों से युक्त चालक में धारा या वोल्टेज प्रवाहित होता है, तो यह चालक के अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल में समान रूप से वितरित होने के बजाय चालक की सतह पर एकत्रित हो जाता है।

स्किन इफ़ेक्ट न केवल रोटर प्रतिरोध को प्रभावित करता है, बल्कि रोटर लीकेज रिएक्टेंस को भी प्रभावित करता है। स्लॉट लीकेज फ्लक्स के पथ से यह देखा जा सकता है कि एक छोटे कंडक्टर से गुजरने वाली धारा केवल छोटे कंडक्टर से स्लॉट तक लीकेज फ्लक्स उत्पन्न करती है, न कि छोटे कंडक्टर से स्लॉट के तल तक, क्योंकि बाद वाले का धारा से कोई संबंध नहीं होता है। इस प्रकार, समान धारा के लिए, स्लॉट के तल के जितना करीब होंगे, उतना ही अधिक लीकेज फ्लक्स उत्पन्न होगा, और स्लॉट के जितना करीब होंगे, उतना ही कम लीकेज फ्लक्स उत्पन्न होगा। यह देखा जा सकता है कि जब स्किन इफ़ेक्ट कंडक्टर में धारा को स्लॉट तक संकुचित करता है, तो समान धारा द्वारा उत्पन्न स्लॉट लीकेज फ्लक्स कम हो जाता है, जिससे स्लॉट लीकेज रिएक्टेंस कम हो जाता है। अतः, स्किन इफ़ेक्ट रोटर प्रतिरोध को बढ़ाता है और रोटर लीकेज रिएक्टेंस को कम करता है।

स्किन इफेक्ट की तीव्रता रोटर करंट की आवृत्ति और स्लॉट के आकार पर निर्भर करती है। आवृत्ति जितनी अधिक होगी और स्लॉट जितना गहरा होगा, स्किन इफेक्ट उतना ही अधिक होगा। एक ही रोटर के लिए, यदि आवृत्ति भिन्न होती है, तो स्किन इफेक्ट भी भिन्न होगा और रोटर पैरामीटर भी भिन्न होंगे। इस कारण, सामान्य संचालन और स्टार्टिंग के दौरान रोटर प्रतिरोध और लीकेज रिएक्टेंस में स्पष्ट अंतर करना आवश्यक है और इन्हें आपस में भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए। समान आवृत्ति पर, गहरे खांचे वाले रोटरों का स्किन इफेक्ट बहुत मजबूत होता है, लेकिन सामान्य संरचना वाले स्क्विरल केज रोटरों पर भी स्किन इफेक्ट का कुछ प्रभाव होता है। इसलिए, सामान्य संरचना वाले स्क्विरल केज रोटर के लिए भी, स्टार्टिंग और संचालन के दौरान रोटर पैरामीटर की गणना अलग-अलग की जानी चाहिए।
गहरी नाली की रोटर रिसाव प्रतिघातअतुल्यकालिक मोटररोटर के गहरे खांचे के आकार के कारण, स्किन इफ़ेक्ट कम हो जाता है, लेकिन इस कमी के बाद भी, रोटर का लीकेज रिएक्टेंस सामान्य स्क्विरल केज रोटर की तुलना में अधिक होता है। इसलिए, गहरे खांचे वाले मोटरों का पावर फैक्टर और अधिकतम टॉर्क सामान्य स्क्विरल केज मोटरों की तुलना में थोड़ा कम होता है।