2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28
इलेक्ट्रिक मशीनें कार्य तंत्र और जनरेटिंग स्टेशनों में ऊर्जा रूपांतरण का महत्वपूर्ण कार्य करती हैं। इस तरह के उपकरण विभिन्न क्षेत्रों में अपना स्थान पाते हैं, कार्यकारी निकायों को पर्याप्त बिजली क्षमता की आपूर्ति करते हैं। इस प्रकार की सबसे लोकप्रिय प्रणालियों में से एक एसी मशीनें (एसीएम) हैं, जिनकी अपनी श्रेणी में कई किस्में और अंतर हैं।
MAT के बारे में सामान्य जानकारी
एमपीटी या इलेक्ट्रोमैकेनिकल कन्वर्टर्स के सेगमेंट को सशर्त रूप से सिंगल-फेज और थ्री-फेज सिस्टम में विभाजित किया जा सकता है। इसके अलावा, बुनियादी स्तर पर, अतुल्यकालिक, तुल्यकालिक और कलेक्टर उपकरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है, जबकि संचालन और डिजाइन डिजाइन के सामान्य सिद्धांत में बहुत कुछ समान है। एसी मशीनों का यह वर्गीकरण सशर्त है, क्योंकि आधुनिक विद्युत यांत्रिक रूपांतरण स्टेशनों में उपकरणों के प्रत्येक समूह से आंशिक रूप से कार्यप्रवाह शामिल होता है।
एक नियम के रूप में, एमपीटी एक स्टेटर और एक रोटर पर आधारित होता है, जिसके बीच एक एयर गैप प्रदान किया जाता है। फिर से, मशीन के प्रकार की परवाह किए बिना, कार्य चक्र चुंबकीय क्षेत्र के रोटेशन पर आधारित होता है। लेकिन अगर एक तुल्यकालिक स्थापना में रोटर की गति बल क्षेत्र की दिशा से मेल खाती है, तो एक अतुल्यकालिक मशीन में रोटर एक अलग दिशा में और विभिन्न आवृत्तियों के साथ आगे बढ़ सकता है। यह अंतर मशीनों के उपयोग की विशेषताओं को भी निर्धारित करता है। इसलिए, यदि सिंक्रोनस जनरेटर और इलेक्ट्रोमैकेनिकल मोटर दोनों के रूप में कार्य कर सकता है, तो एसिंक्रोनस मुख्य रूप से मोटर्स के रूप में उपयोग किया जाता है।
चरणों की संख्या के लिए, एकल और बहु-चरण प्रणालियों को प्रतिष्ठित किया जाता है। इसके अलावा, व्यावहारिक उपयोग के दृष्टिकोण से, दूसरी श्रेणी के प्रतिनिधि ध्यान देने योग्य हैं। ये अधिकांश भाग तीन-चरण एसी मशीनों के लिए हैं, जिसमें चुंबकीय क्षेत्र केवल एक ऊर्जा वाहक का कार्य करता है। दूसरी ओर, एकल-चरण उपकरण, परिचालन अव्यवहारिकता और बड़े आकार के कारण, धीरे-धीरे आवेदन के अभ्यास से गायब हो रहे हैं, हालांकि कुछ क्षेत्रों में उनकी पसंद में निर्णायक कारक कम लागत है।
डीसी मशीनों से अंतर
मौलिक संरचनात्मक अंतर वाइंडिंग के स्थान में निहित है। एसी सिस्टम में, यह स्टेटर और डीसी मशीनों में रोटर को कवर करता है। दोनों समूहों में, इलेक्ट्रिक मोटर्स वर्तमान उत्तेजना के प्रकार में भिन्न होती हैं - मिश्रित, समानांतर और श्रृंखला। आज, एसी और डीसी मशीनों का उपयोग उद्योग, कृषि और घरेलू क्षेत्र में किया जाता है, लेकिन सबसे पहलेप्रदर्शन के मामले में विकल्प अधिक आकर्षक है। अल्टरनेटर और एसी मोटर्स बेहतर डिजाइन, विश्वसनीयता और उच्च ऊर्जा दक्षता से लाभान्वित होते हैं।
प्रत्यक्ष वर्तमान उपकरणों का उपयोग उन क्षेत्रों में व्यापक है जहां ऑपरेटिंग मापदंडों के विनियमन की सटीकता की आवश्यकताएं सामने आती हैं। ये परिवहन कर्षण तंत्र, मशीन टूल्स और जटिल माप उपकरण हो सकते हैं। प्रदर्शन के संदर्भ में, डीसी और एसी मशीनों में उच्च दक्षता होती है, लेकिन विशिष्ट अनुप्रयोग स्थितियों के लिए तकनीकी और संरचनात्मक समायोजन की विभिन्न संभावनाओं के साथ। डीसी ऑपरेशन गति नियंत्रण के लिए अधिक विकल्प देता है, जो सर्वो और स्टेपर मोटर्स की सर्विसिंग करते समय महत्वपूर्ण है।
एसिंक्रोनस एमपीटी डिवाइस
रोटर और स्टेटर के रूप में इस उपकरण के तकनीकी आधार के लिए, शीट स्टील का उपयोग किया जाता है, जो असेंबली से पहले दोनों तरफ एक इन्सुलेट तेल-रॉसिन परत के साथ लेपित होता है। कम-शक्ति वाली मशीनों में, कोर को अतिरिक्त कोटिंग के बिना विद्युत स्टील से बनाया जा सकता है, क्योंकि इस मामले में धातु की सतह पर प्राकृतिक ऑक्साइड परत एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है। स्टेटर आवास में और शाफ्ट पर रोटर तय किया गया है। एसिंक्रोनस हाई पावर एसी मशीनों में, रोटर कोर को शाफ्ट पर लगे स्लीव के साथ हाउसिंग रिम पर भी लगाया जा सकता है। शाफ्ट को स्वयं असर वाली ढालों पर घूमना चाहिए, जो आवास के आधार पर भी तय होती हैं।
रोटर की बाहरी सतहों और स्टेटर की आंतरिक सतहों को शुरू में घुमावदार कंडक्टरों को समायोजित करने के लिए खांचे के साथ प्रदान किया जाता है। एसी मशीनों के स्टेटर में, वाइंडिंग अक्सर तीन-चरण होती है और उपयुक्त 380 वी नेटवर्क से जुड़ी होती है। इसे प्राथमिक भी कहा जाता है। रोटर वाइंडिंग इसी तरह की जाती है, जिसके सिरे आमतौर पर एक स्टार कॉन्फ़िगरेशन में एक कनेक्शन बनाते हैं। पर्ची के छल्ले भी प्रदान किए जाते हैं, जिसके माध्यम से समायोजन के लिए एक रिओस्तात या तीन चरण के प्रारंभिक तत्व को अतिरिक्त रूप से जोड़ा जा सकता है।
एयर गैप के मापदंडों को नोट करना भी महत्वपूर्ण है, जो एक डैपर ज़ोन के रूप में कार्य करता है जो डिवाइस के संचालन के दौरान शोर, कंपन और गर्मी को कम करता है। मशीन जितनी बड़ी होगी, गैप उतना ही बड़ा होना चाहिए। इसका मान एक से कई मिलीमीटर तक भिन्न हो सकता है। यदि वायु क्षेत्र के लिए पर्याप्त जगह छोड़ना संरचनात्मक रूप से असंभव है, तो इकाई के लिए एक अतिरिक्त शीतलन प्रणाली प्रदान की जाती है।
अतुल्यकालिक एमपीटी के संचालन का सिद्धांत
इस मामले में तीन-चरण घुमावदार तीन-चरण वोल्टेज के साथ एक सममित नेटवर्क से जुड़ा है, जिसके परिणामस्वरूप हवा के अंतराल में एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है। आर्मेचर वाइंडिंग के संबंध में, डंपिंग गैप के लिए क्षेत्र के एक हार्मोनिक स्थानिक वितरण को प्राप्त करने के लिए विशेष उपाय किए जाते हैं, जो चुंबकीय ध्रुवों को घुमाने की एक प्रणाली बनाता है। एक प्रत्यावर्ती धारा मशीन के संचालन के सिद्धांत के अनुसार, प्रत्येक ध्रुव पर एक चुंबकीय प्रवाह बनता है, जो घुमावदार सर्किट को पार करता है, जिससे इलेक्ट्रोमोटिव की पीढ़ी को उत्तेजित किया जाता है।ताकत। थ्री-फेज वाइंडिंग में थ्री-फेज करंट प्रेरित होता है, जो मोटर टॉर्क प्रदान करता है। चुंबकीय प्रवाह के साथ रोटर धारा की बातचीत की पृष्ठभूमि के खिलाफ, कंडक्टरों पर एक विद्युत चुम्बकीय बल बनता है।
यदि रोटर, एक बाहरी बल की कार्रवाई के तहत, गति में सेट है, जिसकी दिशा एसी मशीन के चुंबकीय क्षेत्र के फ्लक्स की दिशा से मेल खाती है, तो रोटर ओवरटेक करना शुरू कर देगा क्षेत्र के घूर्णन की दर। यह तब होता है जब स्टेटर गति रेटेड तुल्यकालिक आवृत्ति से अधिक हो जाती है। उसी समय, विद्युत चुम्बकीय बलों की गति की दिशा बदल जाएगी। इस तरह, रिवर्स एक्शन के साथ ब्रेकिंग टॉर्क बनता है। संचालन का यह सिद्धांत मशीन को नेटवर्क में सक्रिय बिजली उत्पादन के मोड में संचालित जनरेटर के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है।
सिंक्रोनस एमपीटी के संचालन का डिजाइन और सिद्धांत
स्टेटर के डिजाइन और स्थान के संदर्भ में, एक सिंक्रोनस मशीन एक एसिंक्रोनस के समान होती है। वाइंडिंग को आर्मेचर कहा जाता है और पिछले मामले की तरह ही डंडे की संख्या के साथ किया जाता है। रोटर को एक उत्तेजना वाइंडिंग के साथ प्रदान किया जाता है, जिसकी ऊर्जा आपूर्ति स्लिप रिंग और एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत से जुड़े ब्रश द्वारा प्रदान की जाती है। एक स्रोत एक कम-शक्ति जनरेटर-एक्साइटर है जो एकल शाफ्ट पर लगाया जाता है। एक तुल्यकालिक एसी मशीन में, घुमावदार प्राथमिक चुंबकीय क्षेत्र के जनरेटर के रूप में कार्य करता है। डिजाइन प्रक्रिया के दौरान, डिजाइनर ऐसी स्थितियां बनाने का प्रयास करते हैं ताकि उत्तेजना क्षेत्र का आगमनात्मक वितरण होस्टेटर की सतहों पर जितना संभव हो साइनसॉइडल के करीब था।
बढ़े हुए भार पर, स्टेटर वाइंडिंग समान आवृत्ति के साथ रोटर की दिशा में घूर्णन के साथ एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। इस प्रकार, रोटेशन का एक एकल क्षेत्र बनता है, जिसमें स्टेटर क्षेत्र रोटर को प्रभावित करेगा। एसी मशीनों का यह उपकरण उन्हें इलेक्ट्रिक मोटर्स के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है, अगर तीन चरण की धारा शुरू में सिंक्रोनस वाइंडिंग को आपूर्ति की जाती है। इस तरह के सिस्टम रोटर के समन्वित रोटेशन के लिए स्टेटर फील्ड के अनुरूप आवृत्ति के साथ स्थितियां बनाते हैं।
लक्षण और गैर प्रमुख तुल्यकालिक मशीनें
मुख्य ध्रुव प्रणालियों के बीच मुख्य अंतर डिजाइन में उभरे हुए ध्रुवों की उपस्थिति है, जो शाफ्ट के विशेष प्रोट्रूशियंस से जुड़े होते हैं। विशिष्ट तंत्रों में, टी-आकार के पूंछ फास्टनरों की मदद से क्रॉस या शाफ्ट के किनारे तक झाड़ी के माध्यम से निर्धारण किया जाता है। लो-पावर एसी मशीनों के उपकरण में, बोल्ट कनेक्शन द्वारा एक ही समस्या को हल किया जा सकता है। एक घुमावदार सामग्री के रूप में, स्ट्रिप कॉपर का उपयोग किया जाता है, जो एक किनारे पर घाव होता है, विशेष गास्केट के साथ इन्सुलेट होता है। खांचे में डंडे के साथ लग्स में, शुरू करने के लिए घुमावदार छड़ें रखी जाती हैं। इस मामले में, पीतल जैसी उच्च प्रतिरोधकता सामग्री का उपयोग किया जाता है। सिरों पर घुमावदार आकृति को शॉर्ट-सर्किट तत्वों के लिए वेल्डेड किया जाता है, जिससे शॉर्ट सर्किट के लिए सामान्य रिंग बनते हैं। 10-12 kW की शक्ति क्षमता वाली मुख्य-पोल मशीनों को तथाकथित उल्टे डिज़ाइन में किया जा सकता है, जब आर्मेचर घूमता है और प्रारंभ करनेवाला ध्रुव स्थिर रहता हैशर्त।
गैर प्रमुख पोल मशीनों में, डिजाइन स्टील फोर्जिंग से बने बेलनाकार रोटर पर आधारित होता है। उत्तेजना घुमावदार बनाने के लिए रोटर में खांचे होते हैं, जिनमें से ध्रुवों की गणना उच्च गति के लिए की जाती है। हालांकि, कठोर परिचालन स्थितियों में रोटर के उच्च स्तर के पहनने के कारण उच्च शक्ति वाली प्रत्यावर्ती धारा वाली विद्युत मशीनों में ऐसी वाइंडिंग का उपयोग असंभव है। इस कारण से, मध्यम-शक्ति प्रतिष्ठानों में भी, क्रोमियम-निकल-मोलिब्डेनम या क्रोमियम-निकल स्टील्स पर आधारित ठोस फोर्जिंग से बने उच्च शक्ति वाले घटकों का उपयोग रोटर्स के लिए किया जाता है। ताकत के लिए तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार, गैर-मुख्य सिंक्रोनस मशीन रोटर के रोटर के कामकाजी हिस्से का अधिकतम व्यास 125 सेमी तत्वों से अधिक नहीं हो सकता है। रोटर की अधिकतम लंबाई 8.5 मीटर है। उद्योग में उपयोग की जाने वाली गैर-मुख्य ध्रुव इकाइयों में विभिन्न टर्बोजेनरेटर शामिल हैं। उनकी मदद से, विशेष रूप से, वे भाप टर्बाइनों के संचालन के क्षणों को थर्मल पावर प्लांट से जोड़ते हैं।
ऊर्ध्वाधर हाइड्रो जनरेटर की विशेषताएं
एक ऊर्ध्वाधर शाफ्ट के साथ प्रदान किए गए मुख्य-ध्रुव सिंक्रोनस एमपीटी का एक अलग वर्ग। इस तरह के इंस्टॉलेशन हाइड्रोलिक टर्बाइन से जुड़े होते हैं और रोटेशन की आवृत्ति के संदर्भ में सर्व किए गए प्रवाह की शक्ति के अनुसार चुने जाते हैं। इस प्रकार की अधिकांश एसी मशीनें कम गति की होती हैं, लेकिन साथ ही उनके पास होती हैंबड़ी संख्या में पोल। एक ऊर्ध्वाधर हाइड्रो जनरेटर के महत्वपूर्ण काम करने वाले घटकों में से एक जोर असर और एक जोर असर को नोट कर सकता है, जो इंजन के घूर्णन भागों से भार वहन करता है। थ्रस्ट बेयरिंग, विशेष रूप से, पानी के प्रवाह से दबाव के अधीन होता है, जो टरबाइन ब्लेड पर कार्य करता है। इसके अलावा, रोटेशन को रोकने के लिए एक ब्रेक प्रदान किया जाता है, और रेडियल बलों को समझने वाली कार्य संरचना में गाइड बेयरिंग भी मौजूद होते हैं।
मशीन के ऊपरी भाग में, हाइड्रो जनरेटर के साथ, सहायक इकाइयाँ रखी जा सकती हैं - उदाहरण के लिए, एक जनरेटर एक्साइटर और एक रेगुलेटर। वैसे, उत्तरार्द्ध एक स्वतंत्र एसी मशीन है जिसमें स्थायी चुंबक के लिए घुमावदार और ध्रुव होते हैं। यह सेटिंग स्वचालित गवर्नर फ़ंक्शन के लिए मोटर को शक्ति प्रदान करती है। बड़े ऊर्ध्वाधर हाइड्रो जनरेटर में, एक्साइटर को एक सिंक्रोनस जनरेटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जो उत्तेजना इकाइयों और पारा रेक्टिफायर के साथ, मुख्य हाइड्रो जनरेटर की कार्य प्रक्रिया की सेवा करने वाले बिजली उपकरणों को शक्ति प्रदान करता है। ऊर्ध्वाधर शाफ्ट मशीन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग भारी शुल्क हाइड्रोलिक पंपों के लिए ड्राइव तंत्र के रूप में भी किया जाता है।
कलेक्टर एमपीटी
एमपीटी के डिजाइन में एक कलेक्टर इकाई की उपस्थिति अक्सर रोटर और स्टेटर वाइंडिंग पर विभिन्न-आवृत्ति सर्किट के विद्युत कनेक्शन में घूर्णी गति को परिवर्तित करने के कार्य को करने की आवश्यकता से निर्धारित होती है। यह समाधान आपको डिवाइस को अतिरिक्त से लैस करने की अनुमति देता हैपरिचालन मापदंडों के स्वचालित विनियमन सहित परिचालन गुण। एसी कलेक्टर मशीनें जो तीन-चरण नेटवर्क से जुड़ी होती हैं, डबल पोल डिवीजन के प्रत्येक खंड में तीन ब्रश उंगलियां प्राप्त करती हैं। ब्रश एक दूसरे से जंपर्स के साथ समानांतर सर्किट में जुड़े होते हैं। इस अर्थ में, कलेक्टर एमपीटी डीसी मोटर्स के समान हैं, लेकिन ध्रुवों पर उपयोग किए जाने वाले ब्रशों की संख्या में उनसे भिन्न होते हैं। इसके अलावा, इस सिस्टम में स्टेटर में कई अतिरिक्त वाइंडिंग हो सकती हैं।
तीन-चरण ब्रश के साथ कलेक्टर का उपयोग करते समय बंद आर्मेचर वाइंडिंग एक डेल्टा कनेक्शन के साथ तीन-चरण जटिल घुमावदार होगी। आर्मेचर के रोटेशन के दौरान, वाइंडिंग का प्रत्येक चरण एक अपरिवर्तित स्थिति बनाए रखता है, हालांकि, अनुभाग बारी-बारी से एक चरण से दूसरे चरण में जाते हैं। यदि एक एसी कम्यूटेटर मशीन में एक दूसरे के सापेक्ष 60 ° की शिफ्ट के साथ ब्रश के छह-चरण सेट का उपयोग किया जाता है, तो बहुभुज कनेक्शन के साथ छह-चरण की वाइंडिंग बनाई जाती है। एक कलेक्टर समूह के साथ एक बहु-चरण मशीन के ब्रश पर, वर्तमान आवृत्ति निश्चित ब्रश के सापेक्ष चुंबकीय प्रवाह के रोटेशन द्वारा निर्धारित की जाती है। रोटर के घूर्णन की दिशा या तो काउंटर या मिलान की जा सकती है।
मैट का उपयोग
आज, एमपीटी का उपयोग हर जगह किया जाता है, जहां, किसी न किसी रूप में, यांत्रिक या विद्युत ऊर्जा के उत्पादन की आवश्यकता होती है। इंजीनियरिंग सिस्टम, पावर स्टेशनों और लिफ्टिंग और ट्रांसपोर्ट इकाइयों के रखरखाव में बड़ी उत्पादक इकाइयों का उपयोग किया जाता है, और सामान्य घरों में कम बिजली इकाइयों का उपयोग किया जाता हैपंखे से लेकर पंप तक उपकरण। लेकिन दोनों ही मामलों में, पर्याप्त मात्रा में ऊर्जा क्षमता के विकास के लिए एसी मशीनों का उद्देश्य कम हो गया है। एक और बात यह है कि संरचनात्मक अंतर, स्टेटर और रोटर के आंतरिक विन्यास के कार्यान्वयन के साथ-साथ नियंत्रण बुनियादी ढांचे का मौलिक महत्व है।
हालांकि सामान्य एमपीटी डिवाइस लंबे समय तक कार्यात्मक घटकों के एक ही सेट को बरकरार रखता है, ऐसे सिस्टम के संचालन के लिए बढ़ती आवश्यकताएं डेवलपर्स को अतिरिक्त नियंत्रण और नियंत्रण पेश करने के लिए मजबूर करती हैं। तकनीकी विकास के वर्तमान चरण में, विशेष रूप से औद्योगिक क्षेत्र में एसी मशीनों के उपयोग के संदर्भ में, ऑपरेटिंग मापदंडों को विनियमित करने के लिए उच्च-सटीक साधनों के बिना ऐसे मोटर्स और जनरेटर के संचालन की कल्पना करना मुश्किल है। इसके लिए विभिन्न प्रकार की नियंत्रण विधियों का उपयोग किया जाता है - नाड़ी, आवृत्ति, रिओस्तात, आदि। नियामक बुनियादी ढांचे में स्वचालन की शुरूआत भी आधुनिक एमपीटी संचालन की एक विशेषता है। नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स एक तरफ बिजली संयंत्र से जुड़ा है, और दूसरी तरफ - सॉफ्टवेयर नियंत्रकों के लिए, जो दिए गए एल्गोरिदम के अनुसार, तंत्र के विशिष्ट पैरामीटर सेट करने के लिए आदेश देते हैं।
निष्कर्ष
पावर जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर आज के उद्योग में एक अनिवार्य बिजली घटक हैं। उनके कार्य, मशीन टूल्स, परिवहन, संचार प्रतिष्ठानों और अन्य विद्युत इकाइयों और उपकरणों के कारण जिन्हें बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है। परइस मामले में, एसी और डीसी विद्युत मशीनों के प्रकारों और उप-प्रजातियों की एक विशाल श्रृंखला है, जिनकी विशेषताएं और विशेषताएं अंततः उनके संचालन के लिए आला निर्धारित करती हैं। एमपीटी की तकनीकी और परिचालन विशेषताओं में एक सरल संरचनात्मक उपकरण और अपेक्षाकृत कम रखरखाव की आवश्यकताएं शामिल हैं। दूसरी ओर, जटिल महत्वपूर्ण बिजली प्रणालियों में बिजली आपूर्ति की समस्याओं के लिए डीसी मशीनें अधिक आकर्षक समाधान साबित होती हैं। बिजली औद्योगिक उपकरणों के घरेलू उत्पादन खंड में दोनों प्रकार की विद्युत मशीनों के डिजाइन और उत्पादन में व्यापक अनुभव है। बड़े उद्यम तेजी से संरचनात्मक और परिचालन सुविधाओं के साथ व्यक्तिगत समाधानों के विकास पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। मानक डिजाइनों से विचलन अक्सर सहायक कार्यात्मक इकाइयों और उपकरणों को जोड़ने की आवश्यकता से जुड़ा होता है जैसे कि शीतलन प्रणाली, अति ताप और मुख्य उतार-चढ़ाव के खिलाफ सुरक्षात्मक उपकरण, अतिरिक्त और बैकअप शक्ति। इसके अलावा, बाहरी ऑपरेटिंग वातावरण का विद्युत मशीनों के कुछ संरचनात्मक गुणों पर काफी प्रभाव पड़ता है, जिसे डिजाइनिंग और उपकरण बनाने के चरणों में भी ध्यान में रखा जाता है।
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