Устройството и принципът на работа на синхронен двигател

Принципът на работа на синхронен двигател е приблизително същият като при асинхронен двигател. Но има няколко разлики, които са ключови при избора на мотор за определен дизайн. Асинхронните машини се използват широко в промишлеността - техният дял достига 96% от общия брой на електродвигателите. Но това не означава, че няма други видове електрически агрегати.

Разлика от асинхронен двигател

Основната разлика между синхронната машина е, че скоростта на въртене на арматурата е същата като аналогичната характеристика на магнитния поток. И ако в асинхронни двигатели се използва късо съединение, тогава в синхронните двигатели има намотка, върху която се прилага променливо напрежение. При някои модели се използват постоянни магнити. Но това прави двигателя по-скъп.

Ако товарът, свързан към ротора, се увеличи, неговата скорост на въртене няма да се промени. Това е една от основните характеристики на този тип машина. Предпоставка е, че движещото се магнитно поле трябва да има толкова двойки полюси като електромагнит на ротора. Това гарантира постоянно ъглова скорост въртене на този моторен елемент. И няма да зависи от момента, свързан с него.

Строителство на мотори

Устройството и принципът на работа Синхронни двигатели са прости. Дизайнът включва елементи като:

1. Стационарната част е статорът. Има три намотки, които са свързани по схемата "звезда" или "триъгълник". Статорът е сглобен от електротехнически стоманени плочи с висока степен на проводимост.
2. Подвижната част е ротора. Също така има ликвидация. Когато работите върху него, напрежението се прилага.

Между ротора и статора има слой въздух. Осигурява нормална работа на двигателя и позволява магнитното поле да работи безпрепятствено върху елементите на уреда. Дизайнът съдържа лагери, в които роторът се върти, както и клемна кутия, разположена в горната част на мотора.

Как функционира двигателят

Накратко, принципът на синхронния двигател, както всеки друг, е да преобразува един вид енергия в друг. И по-специално - електрически в механичните. Моторът работи по следния начин:

1. Намотките на статора се доставят с променливо напрежение. Той създава магнитно поле.
2. На намотките на ротора се прилага и променливо напрежение, което създава поле. Ако се използват постоянни магнити, това поле е вече налично по подразбиране.
3. Две магнитни полета взаимно се пресичат, противодействат един на друг - едното бута другото. Поради това роторът се движи. Той е инсталиран на сачмени лагери и е в състояние да се върти свободно, той само трябва да даде тласък.

Това е всичко. Сега остава само да се използва получената механична енергия за нужните цели. Но трябва да знаете как правилно да извеждате синхронен двигател в нормален режим. Принципът на работа е различен от асинхронния. Ето защо трябва да спазвате определени правила.

За тази цел моторът е свързан към оборудването, което трябва да се задейства. Обикновено това са механизми, които трябва да работят практически без спиране - качулки, помпи и т.н.

Синхронни генератори

Обратната конструкция е синхронни генератори. В тях процесите протичат малко по-различно. Принципът на работа на синхронен генератор и синхронен двигател е различен, но не е от съществено значение:

1. Намотката на статора не е задействана. С него се премахва.
2. На роторната намотка се прилага променливо напрежение, което е необходимо за създаване на магнитно поле. Консумацията на енергия е изключително малка.
3. Роторът на електрическия генератор се развива с помощта на дизелов или бензинов двигател или от силата на водата и вятъра.
4. Около ротора има магнитно поле, което се движи. Следователно EMF се индуцира в намотката на статора, а потенциалните разлики се появяват в края.

Но във всеки случай, се изисква да се стабилизира напрежението на изхода на генериращия комплект. За да направите това, достатъчно е да подадете намотката на ротора от източника, чието напрежение е постоянно и не се променя, когато колелото се колебае.

Мостове за намотаване на двигатели

В дизайна на ротора има постоянни или електрически магнити. Те обикновено се наричат ​​полюси. В синхронни машини (двигатели и генератори) индукторите могат да бъдат от два вида:

1. Това е електрическо поле.
2. Те са имплицитно поляризирани.

Те се различават само по взаимно съгласие на полюсите. За да се намали съпротивлението от магнитното поле, както и да се подобрят условията за проникване на потока, се използват ядра от феромагнити.

Тези елементи се намират както в ротора, така и в статора. За производството се използва само електрическа стомана. В него има много силиций. Това е отличителна черта на този вид метал. Това прави възможно значително намаляване на вихрови токове, за да се увеличи електрическото съпротивление на сърцевината.

Въздействие на полюсите

В основата на конструкцията и принципа на работа на синхронните двигатели е осигуряването на ефекта от двойките полюси на ротора и статора един върху друг. За да се осигури операция, е необходимо да се ускори индуктор с определена скорост. Тя е равна на тази, с която се върти статорното магнитно поле. Това е, което позволява да се осигури нормална работа в синхронен режим. В момента на стартирането магнитните полета на статора и ротора се пресичат помежду си. Това се нарича "запис за синхронизиране". Роторът започва да се върти със скорост, подобна на тази на магнитното поле на статора.

Стартиране на двигатели със синхронен тип

Най-трудното нещо в синхронния двигател е стартирането му. Ето защо се използва изключително рядко. В края на краищата, дизайнът се усложнява от системата за стартиране. Дълго време работата на синхронния двигател зависеше от асинхронното ускорение, механично свързано с него. Какво означава това? Вторият тип двигател (асинхронен) направи възможно ускоряването на ротора на синхронната машина до субсинхронна честота. Конвенционалните асинхронни устройства не изискват специални устройства за стартиране, достатъчно е само да се приложи работното напрежение към намотките на статора.

След достигане на необходимата скорост, ускоряващият двигател е изключен. Магнитните полета, които взаимодействат в електрическия мотор, самите го привеждат в действие в синхронно състояние. За да ускорите, имате нужда от друг двигател. Нейната мощност трябва да бъде около 10-15% от същата характеристика на синхронна машина. Ако искате да поставите 1 kW електрически мотор в режим, той ще изисква 100-watt boostor мотор. Това е достатъчно, за да може машината да работи както при режим на празен ход, така и при леко натоварване на вала.

По-модерен метод за овърклок

Цената на такава кола се оказа много по-висока. Поради това е по-лесно да се използва конвенционален асинхронен двигател, макар и с много недостатъци. Но неговият принцип на работа беше използван за намаляване на размера и цената на цялата инсталация. С помощта на реостат намотките са затворени на ротора. В резултат двигателят става асинхронен. И това е много по-лесно да тичам - то просто поставя напрежението върху статорните намотки.

По време на излизането до подсинхронната скорост роторът може да се завърти. Но това не се случва поради работата на неговата ликвидация. Напротив, тя действа като успокоително средство. След като скоростта на въртене е достатъчна, на намотката на индуктора се прилага постоянно напрежение. Двигателят се извежда в синхронен режим. Но този метод може да се приложи само ако се използват двигатели с намотка върху ротора. Ако използвате постоянен магнит, ще трябва да инсталирате допълнителен ускоряващ мотор.

Предимства и недостатъци на синхронните двигатели

Основното предимство (в сравнение с асинхронни машини) - поради самостоятелното захранване на роторната намотка, устройствата могат да работят при висок фактор на мощността. Можете също така да подчертаете такива предимства като:

1. Токът, погълнат от електродвигателя, намалява, ефективността се увеличава. В сравнение с асинхронен двигател, тогава тези характеристики на синхронната машина са по-добри.
2. Въртящият момент е директно пропорционален на захранващото напрежение. Следователно, дори ако напрежението в мрежата намалее, капацитетът на натоварване е много по-висок от този на асинхронните машини. Надеждността на устройства от този тип е много по-висока.

Но има един голям недостатък - сложен дизайн. Ето защо, при производството и последващите ремонти разходите ще бъдат по-високи. В допълнение, захранването на намотката на ротора задължително изисква наличието на източник на постоянен ток. Скоростта на ротора може да се регулира само с помощта на преобразуватели - тяхната цена е много висока. Поради това се използват синхронни двигатели, при които не е необходимо често включване и изключване на уреда.