Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Sinkroni električni motori (DM) nisu uobičajeni kao asinkroni s kaveznim rotorom. Ali oni se koriste tamo gdje je potreban veliki okretni moment iu procesu rada dolazi do čestih preopterećenja. Također, ovaj tip motora koristi se tamo gdje je potrebna veća snaga za pogon mehanizama, zbog velikog faktora snage i sposobnosti poboljšanja faktora snage mreže, što će značajno smanjiti troškove struje i opterećenja na liniji. Što je sinkroni motor, gdje se koristi i koje su njegove prednosti, minusi, razmatramo u ovom članku.

Definicija i načelo djelovanja

Jednostavno rečeno, sinkroni je elektromotor čija se brzina vrtnje rotora (osovine) podudara s brzinom vrtnje magnetskog polja statora.

Ukratko razmotrimo princip rada takvog elektromotora - on se temelji na interakciji rotirajućeg magnetskog polja statora, koji se obično stvara trofaznom izmjeničnom strujom i konstantnim magnetnim poljem rotora.

Stalno magnetsko polje rotora stvara uzbudni namot ili trajni magneti. Struja u namotajima statora stvara rotirajuće magnetsko polje, dok je rotor u načinu rada stalni magnet, a njegovi polovi trče prema suprotnim polovima magnetskog polja statora. Kao rezultat, rotor se sinkronizirano okreće s poljem statora, što je njegova glavna značajka.

Podsjetimo se da se u asinhronom motoru brzina rotacije statora MP i brzina rotacije rotora razlikuju prema količini klizanja, a njezina mehanička karakteristika je „grbljena“ s vrhom na kritičnom proklizavanju (ispod nominalne brzine rotacije).

Brzina pri kojoj se magnetsko polje rotacije statora može izračunati pomoću sljedeće jednadžbe:

N = 60f / p

f je frekvencija struje u namotu, Hz, p je broj parova polova.

Prema tome, prema istoj formuli, određuje se brzina vrtnje osovine sinkronog motora.

Većina AC motora koji se koriste u proizvodnji izrađeni su bez trajnih magneta, ali s uzbudnim namotom, dok su sinkroni AC motori male snage izrađeni stalnim magnetima na rotoru.

Struja uzbude je opskrbljena prstenom i sklopom četke. Za razliku od kolektora elektromotora, gdje se kolektor koristi za prijenos struje na rotirajući svitak (skup uzdužno postavljenih ploča), sinkroni prstenovi su postavljeni preko jednog od krajeva statora.

Izvor ekscitacije istosmjerne struje trenutno su tiristorski patogeni, često nazvani "VTE" (po imenu jednog od niza takvih uređaja domaće proizvodnje). Prethodno je korišten sustav uzbude generatora i motora, kada je generator (poznat i kao patogen) postavljen na istu osovinu kao i motor, koji je primijenio struju kroz otpornike na namotaj polja.

Rotor gotovo svih sinkronih istosmjernih motora izvodi se bez uzbudnog namota, ali sa stalnim magnetima, iako su u principu slični AC svjetlima, oni se znatno razlikuju od klasičnih trofaznih strojeva u načinu na koji su spojeni i rade.

Jedna od glavnih karakteristika elektromotora je mehanička karakteristika. Kod sinkronih elektromotora je blizu ravne horizontalne linije. To znači da opterećenje na osovini ne utječe na njegovu brzinu (dok ne dostigne određenu kritičnu vrijednost).

To se postiže zahvaljujući uzbudi konstantnom strujom, stoga sinkroni elektromotor savršeno održava konstantnu brzinu pri različitim opterećenjima, preopterećenjima i tijekom pada napona (do određene granice).

Ispod je prikazan simbol na dijagramu sinkronog stroja.

Dizajn rotora

Kao i svaki drugi, sinkroni motor se sastoji od dva glavna dijela:

  • Stator. U njemu postoje namoti. Također se naziva sidro.
  • Rotor. Na njemu su ugrađeni trajni magneti ili namotaji polja. Također se naziva induktor, zbog svoje namjene - za stvaranje magnetskog polja).

Za napajanje struje uzbudnog namota na rotoru su ugrađena 2 prstena (budući da je pobuda istosmjerna, jedan od njih se napaja s "+", a drugi s "-"). Četke pričvršćene na držač četkica.

Rotori sinkronih izmjeničnih elektromotora su dva tipa, ovisno o namjeni:

  1. Desni stup. Polovi (zavojnice) su jasno vidljivi. Koristi se pri malim brzinama i velikom broju polova.
  2. Off-pole - izgleda kao okrugli blok, u utoru na koji su položene žice namotaja. Koristi se pri velikim brzinama vrtnje (3000, 1500 o / min) i malom broju polova.

Pokretanje sinkronog motora

Značajka ovog tipa električnih automobila je da se ne može jednostavno priključiti na mrežu i čekati da se pokrene. Osim rada LED-a, potreban je ne samo izvor struje uzbude, već i prilično komplicirana shema pokretanja.

Početak se odvija kao kod asinkronog motora, a da bi se stvorio startni moment, uz uzbudni namotaj, na rotor se postavlja i dodatni kratkovidni namot "kavez za vjeverice". Također se naziva namotom "prigušenja", jer povećava stabilnost tijekom naglih preopterećenja.

Uzbudna struja u namotu rotora za vrijeme starta je odsutna, a kada se ubrzava do subinhrone brzine (3-5% manje sinkronog), primjenjuje se pobudna struja, nakon čega ona i struja statora oscilira, motor ulazi u sinkronizam i prelazi u rad.

Da bi se ograničile startne struje strojeva velike snage, ponekad se smanjuje napon na stezaljkama namota statora spajanjem autotransformatora ili otpornika u seriji.

Dok se sinkroni stroj pokreće u asinkronom modu, otpornici se spajaju s namotom polja, čija otpornost premašuje otpornost samog namota za 5 do 10 puta. To je neophodno tako da pulsirajući magnetski tok koji nastaje pod djelovanjem struja induciranih u namotu tijekom pokretanja ne usporava ubrzanje, a također i da ne ošteti namota zbog emf induciranog u njemu.

vrste

Postoje mnogi tipovi takvih strojeva, a gore je opisana konstrukcija sinkronog izmjeničnog elektromotora s uzbudnim namotima, kao najčešći u proizvodnji. Postoje i druge vrste, kao što su:

  • Sinhroni motori s trajnim magnetima. Riječ je o različitim električnim motorima, kao što je PMSM - sinkroni motor s permanentnim magnetima, BLDC - Direct Current bez četkica i drugi. Razlike između njih su u metodi kontrole i obliku struje (sinusoidna ili trapezoidna). Oni se također nazivaju motori bez četkica ili četkica. Koristi se u alatnim strojevima, radio-upravljanim modelima, električnim alatima itd. Oni rade ne izravno iz DC-a, već putem posebnog pretvarača.
  • Koračni motori - sinkroni motori bez četkica, u kojima rotor točno drži unaprijed određeni položaj, koriste se za pozicioniranje radnog alata u CNC alatnim strojevima i za upravljanje različitim elementima automatskih sustava (npr. Položaj prigušne zaklopke u automobilu). Oni se sastoje od statora, u ovom slučaju uzbudnih namotaja koji se nalaze na njemu, i rotora, koji je izrađen od mekog magnetnog ili tvrdog magnetskog materijala. Strukturno vrlo slična prethodnim tipovima.
  • Reaktivni.
  • Histereze.
  • Reaktivni histereze.

Posljednje tri vrste DM-a također nemaju četke, one rade zbog posebne konstrukcije rotora. Kod reaktivnog dijabetesa razlikuju se tri njihova dizajna: poprečno stratificirani rotor, rotor s izraženim polovima i aksijalno stratificirani rotor. Objašnjenje načela njihovog rada je prilično teško, a za to će biti potrebno mnogo, pa ćemo ga izostaviti. Takvi električni motori u praksi, vjerojatno ćete se susresti rijetko. To su uglavnom strojevi male snage koji se koriste u automatizaciji.

Opseg primjene

Sinkroni motori su skuplji od asinkronih, osim što zahtijevaju dodatni izvor uzbude istosmjerne struje - to djelomično smanjuje širinu opsega ovog tipa električnih strojeva. Međutim, sinkroni elektromotori se koriste za pogon mehanizama gdje su moguća preopterećenja i potrebno je točno održavanje stabilnih okretaja.

Najčešće se koristi na području velike snage - stotine kilovata i jedinica megavata, a istovremeno se pokretanje i zaustavljanje događa vrlo rijetko, tj. Strojevi rade duže vrijeme bez prekida. Takva upotreba je posljedica činjenice da sinkroni strojevi rade s cosFi blizu 1, te mogu proizvoditi jalovu energiju mreži, zbog čega se poboljšava faktor snage mreže i smanjuje njegova potrošnja, što je važno za poduzeća.

Prednosti i nedostaci

Jednostavnim riječima, svaki električni automobil ima svoje prednosti i mane. Pozitivna strana sinkronog motora je:

  1. Rad s cosFi = 1, zbog pobude istosmjernom strujom, respektivno, ne troše reaktivnu energiju iz mreže.
  2. Tijekom rada, uz pretjerano uzbuđenje, u mrežu se isporučuje jalova snaga, poboljšavajući faktor snage mreže, pad napona i gubici u njoj, te povećava KM generatora snage.
  3. Maksimalni moment razvijen na SD vratilu je proporcionalan U, a za AD je U² (kvadratna ovisnost o naponu). To znači da CD ima dobru nosivost i stabilnost rada, koji se čuvaju kada napon padne u mreži.
  4. Kao posljedica svega toga, brzina vrtnje je stabilna tijekom preopterećenja i slijeganja, u granicama preopterećenja, posebno s povećanjem struje uzbude.

Međutim, značajan nedostatak sinkronog motora je u tome što je njegova konstrukcija složenija od one asinkronog s rotorom kratkog spoja, potreban je patogen, bez kojeg neće moći raditi. Sve to dovodi do veće cijene u usporedbi s asinkronim strojevima i poteškoćama u održavanju i radu.

Možda se prednosti i nedostaci sinkronih elektromotora tamo završavaju. U ovom članku pokušali smo sažeti opće informacije o sinkronim motorima. Ako imate nešto za dodavanje materijala - napišite u komentarima.

Materijali na temu:

  • Što je rotor i stator
  • Kako se struja prenosi na udaljenosti bez žica
  • Što je pretvarač frekvencije

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Baza znanja