Что такое синхронный двигатель принцип работы

Содержание

1. Устройство, работа и применение синхронного электродвигателя
2. Область применения
3. Особенности, устройство и принцип работы синхронного двигателя простым языком
4. Устройство
5. Принцип работы
6. Типы синхронных двигателей
7. Режимы работы
8. Что такое синхронный двигатель и где он используется
9. Определение и принцип действия
10. Конструкция ротора
11. Пуск синхронного двигателя
12. Сфера применения
13. Преимущества и недостатки

Устройство, работа и применение синхронного электродвигателя

Синхронный двигатель является электрической машиной, работающей в сети переменного тока. Синхронными электрические машины называются потому, что частота вращения вала ротора точно соответствует частоте магнитного поля, индуцируемого статором.

Как любая вращающаяся электрическая машина, синхронный двигатель состоит из ротора, в данном случае являющегося индуктором и статора, именуемого также якорем. На роторе (индукторе) выполнена обмотка возбуждения, которая питается напряжением постоянного тока через коллекторный механизм. На статоре намотана обмотка переменного тока, которая образует магнитное поле. Само же магнитное поле движеся по кругу, то есть. вращается При взаимодействии с полем индуктора создает вращающий электромагнитный момент на роторе.
Первоначально запуск двигателя осуществляется в асинхронном режиме, то есть, с короткозамкнутым ротором. В этом режиме машина, являющаяся по сути асинхронной, разгоняется до скорости, приближающейся к синхронной. Затем на обмотку индуктора подается постоянный ток (перед этим обмотка, естественно, размыкается) и осуществляется так называемый «вход в синхронизм».

Область применения

Область применения синхронных двигателей обусловлена рядом их особенностей, а именно:

• — стабильностью частоты вращения как при колебании напряжения в питающей электросети, так и при изменении величины механической нагрузки на валу;
• — возможностью работы с очень высоким коэффициентом мощности — вплоть до единицы.

Первое качество делает синхронные двигатели незаменимыми в качестве приводных для прецизионных обрабатывающих станков. Также часто синхронные двигатели используются для привода мощных насосных, компрессорных и вентиляционных установок. Этим же свойством обусловлено их практически исключительное применение в качестве гидрогенераторов и турбогенераторов на электрических станциях.
Вторая особенность синхронных двигателей делает привлекательным его использование в качестве источника реактивной энергии, что позволяет гибко регулировать значение коэффициента мощности и уровня напряжения в сети. При правильном заключении договоров на электроснабжение можно получить экономию средств, имея повышенное значение косинуса-фи.
При работе синхронного двигателя с коэффициентом мощности, равном единице, двигатель потребляет из сети только активную мощность, за счет чего снижаются потери мощности в питающих линиях электропередачи. Это обусловлено тем, что потери в линиях пропорциональны полной электрической мощности, а величина последней в рассматриваемом случае снижается, что происходит за счет уменьшения реактивной составляющей вплоть до нуля.
Работающий на холостом ходу в режиме перевозбуждения синхронный двигатель представляет собой синхронный компенсатор.

То есть, генератор реактивной мощности, который способен обеспечивать потребность реактивной мощности узла потребления, к которому он подключен.

Мощный синхронный двигатель, оснащенный системами автоматической регулировки возбуждения с обратной связью по напряжению, а также форсирования тока возбуждения – это инструмент для регулирования и перераспределения потоков реактивной мощности и уровня напряжения в электрической сети.
Выбор синхронных двигателей при проектировании и в процессе реконструкции электросетей крупных потребителей обеспечивает повышение устойчивости работы энергосистемы, разгрузку линий электропередачи, улучшение качества электроэнергии, дает возможность минимизировать затраты на покупку электрической энергии.

Источник

Особенности, устройство и принцип работы синхронного двигателя простым языком

Электродвигатели прочно закрепились в качестве важнейших составляющих большинства приборов, ежедневно используемых человеком. Одним из видов электрических машин для вращения рабочего органа является синхронный электродвигатель. Особенности устройства и принцип работы синхронного двигателя, мы рассмотрим далее.

Устройство

Конструктивно любой синхронный агрегат представляет собой статор и ротор, объединенные в одном корпусе. Статорная обмотка наматывается в пазы неподвижного магнитопровода, собранного из ферромагнитного материала. Конструкция ротора может включать в себя обмотку, смонтированную на железном каркасе, или постоянный магнит, установленный на валу. Задача и одного, и второго – создать магнитный поток, взаимодействующий с электромагнитным полем статора.

Принцип работы

На основании п.53 ГОСТ 27471-87 понятие синхронного двигателя подразумевает бесконтактную машину, работающую на переменном токе. У которой в установившемся режиме отношение частоты вращения ротора к частоте тока в обмотках якоря не зависит от величины нагрузки при номинальной работе.

С практической стороны это выглядит следующим образом:

• на обмотки статора, также называемого якорем, подается трехфазное напряжение;
• по мере нарастания амплитуды синусоиды в одной фазе, будет пропорционально увеличиваться ток и электромагнитное поле, создаваемое вокруг обмотки;
• в виду того, что синусоида нарастает во всех трех фазах двигателя поочередно, пик максимального электромагнитного поля будет смещаться от одной обмотки к другой по часовой стрелке;
• магнитное поле ротора (индуктора) поочередно притягивается собственными полюсами к противоположному по знаку вектору поля статора.

В результате такого взаимодействия возникает поступательное вращение вала синхронного двигателя вокруг своей оси. Так как в индукторе постоянно присутствуют сформированные независимым источником силовые линии, частота его вращения полностью соответствует частоте напряжения, подаваемого в обмотки якоря. Возникает синхронизм в двигателе.

Типы синхронных двигателей

В целом синхронные двигатели подразделяются на несколько категорий, в зависимости от их конструктивных особенностей.

Так, для получения потока возбуждения используют:

• обмотку на роторе – для обеспечения электромагнитного взаимодействия на обмотку подается питание от стороннего источника;
• магнитный ротор – вспомогательное магнитное поле ротора создается постоянными магнитами, установленными на нем;
• реактивный ротор – форма магнитопровода индуктора выполнена таким образом, что силовые линии якоря преломляются до получения синхронного вращения.

В зависимости от конструкции ротора, выделяют явнополюсный и неявнополюсный синхронный двигатель.

По режиму работы могут использоваться в качестве электродвигателя, генератора или синхронного компенсатора.

Режимы работы

На практике, каждая электрическая машина может применяться в различных режимах работы:

• Режим двигателя – агрегат функционирует по принципу преобразования электрической энергии в механическую. Напряжение подается на выводы якоря и преобразуется во вращательное усилие на роторе.
• Генераторный режим – в этом случае вал двигателя вращается за счет турбины или другого объекта, а с выводов якоря снимается сгенерированное напряжение.
• Синхронный компенсатор – электродвигатель включается в распределительную сеть на холостом ходу. При этом повышается коэффициент мощности системы за счет потребления реактивной мощности.

P.S. Больше других деталей о синхронном двигателе , а также о том чем он отличается от асинхронного двигателя смотрите в видео:

Источник

Что такое синхронный двигатель и где он используется

Синхронные электродвигатели (СД) не так распространены, как асинхронные с короткозамкнутым ротором. Но используются там, где нужен большой крутящий момент и в процессе работы будут происходить частые перегрузки. Также такой тип двигателей используются там, где нужна большая мощность, чтобы приводить в движение механизмы, благодаря высокому коэффициенту мощности и возможности улучшать коэффициент мощности сети, что существенно снизит затраты на электроэнергию и нагрузку на линии. Что такое синхронный двигатель, где он используется и какие у него плюсы минусы мы рассмотрим в этой статье.

Определение и принцип действия

Если говорить простым языком, то синхронным называют электродвигатель, у которого скорость вращения ротора (вала) совпадает со скоростью вращения магнитного поля статора.

Кратко рассмотрим принцип действия такого электродвигателя — он основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора, которое обычно создаётся трёхфазным переменным током и постоянного магнитного поля ротора.

Постоянное магнитное поле ротора создаётся за счет обмотки возбуждения или постоянных магнитов. Ток в обмотках статора создаёт вращающееся магнитное поле, тогда как ротор в рабочем режиме представляет собой постоянный магнит, его полюса устремляются к противоположным полюсам магнитного поля статора. В результате ротор вращается синхронно с полем статора, что и является его основной особенностью.

Напомним, что у асинхронного электродвигателя скорость вращения МП статора и скорость вращения ротора отличаются на величину скольжения, а его механическая характеристика «горбатая» с пиком при критическом скольжении (ниже его номинальной скорости вращения).

Скорость, с которой вращается магнитное поле статора, может быть вычислена по следующему уравнению:

f – частота тока в обмотке, Гц, p – количество пар полюсов.

Соответственно по этой же формуле определяется скорость вращения вала синхронного двигателя.

Большинство электродвигателей переменного тока, используемых на производстве, выполнены без постоянных магнитов, а с обмоткой возбуждения, тогда как маломощные синхронные двигатели переменного тока выполняются с постоянными магнитами на роторе.

Ток к обмотке возбуждения подводится за счет колец и щеточного узла. В отличие от коллекторного электродвигателя, где для передачи тока вращающейся катушке используется коллектор (набор продольно расположенных пластин), на синхронном установлены кольца поперек одного из концов статора.

Источником постоянного тока возбуждения в настоящее время являются тиристорные возбудители, часто называемые «ВТЕ» (по названию одной из серий таких устройств отечественного производства). Ранее использовалась система возбуждения «генератор-двигатель», когда на одном валу с двигателем устанавливали генератор (он же возбудитель), который через резисторы подавал ток в обмотку возбуждения.

Ротор почти всех синхронных двигателей постоянного тока выполняется без обмотки возбуждения, а с постоянными магнитами, они хоть и похожи по принципу действия на СД переменного тока, но по способу подключения и управления ими очень сильно отличаются от классических трёхфазных машин.

Одной из основных характеристик электродвигателя является механическая характеристика. Она у синхронных электродвигателей приближена к прямой горизонтальной линии. Это значит, что нагрузка на валу не влияет на его обороты (пока не достигнет какой-то критической величины).

Это достигается именно благодаря возбуждению постоянным током, поэтому синхронный электродвигатель отлично поддерживает постоянные обороты при изменяющихся нагрузках, перегрузках и при просадках напряжения (до определенного предела).

Ниже вы видите условное обозначение на схеме синхронной машины.

Конструкция ротора

Как и любой другой, синхронный электродвигатель состоит из двух основных частей:

• Статор. В нём расположены обмотки. Его еще называют якорем.
• Ротор. На нём устанавливают постоянные магниты или обмотку возбуждения. Его также называют индуктором, из-за его предназначения — создавать магнитное поле).

Для подачи тока в обмотку возбуждения на роторе устанавливают 2 кольца (так как возбуждение постоянным током, на одно из них подают «+», а на другое «—»). Щетки закреплены на щеткодержателе.

Роторы у синхронных электродвигателей переменного тока бывают двух типов, в зависимости от назначения:

1. Явнополюсные. Четко видны полюса (катушки). Используют при малых скоростях и большом числе полюсов.
2. Неявнополюсные – выглядит как круглая болванка, в прорези на которой уложены провода обмоток. Используют при больших скоростях вращения (3000, 1500 об/мин) и малом числе полюсов.

Пуск синхронного двигателя

Особенностью этого вида электрических машин является то, что его нельзя просто подключить к сети и ожидать его запуска. Кроме того, что для работы СД нужен не только источник тока возбуждения, у него и достаточно сложная схема пуска.

Запуск происходит как у асинхронного двигателя, а для создания пускового момента кроме обмотки возбуждения на роторе размещают и дополнительную короткозамкнутую обмотку «беличью клетку». Её еще называют «демпфирующей» обмоткой, потому что она повышает устойчивость при резких перегрузках.

Ток возбуждения в обмотке ротора при пуске отсутствует, а когда он разгоняется до подсинхронной скорости (на 3-5% меньше синхронной), подаётся ток возбуждения, после чего он и ток статора совершает колебания, двигатель входит в синхронизм и выходит на рабочий режим.

Для ограничения пусковых токов мощных машин иногда уменьшают напряжение на зажимах обмоток статора, подключив последовательно автотрансформатор или резисторы.

Пока синхронная машина запускается в асинхронном режиме к обмотке возбуждения подключаются резисторы, сопротивление которых превышает сопротивление самой обмотки в 5 — 10 раз. Это нужно чтобы пульсирующий магнитный поток, возникающий под действием токов, наводимых в обмотке при пуске, не замедлял разгон, а также чтобы не повредить обмотки из-за индуцируемыми в ней ЭДС.

Видов таких машин очень много, выше была описана конструкция синхронного электродвигателя переменного тока с обмотками возбуждения, как самого распространенного на производстве. Есть и другие типы, такие как:

• Синхронные двигатели с постоянными магнитами. Это различные электродвигатели, такие как PMSM – permanent magnet synchronous motor, BLDC – Brushless Direct Current и прочие. Отличия, между которыми, состоят в способе управления и форме тока (синусоидальная или трапецивиденая). Их еще называют бесколлекторными или бесщеточными двигателями. Используются в станках, радиоуправляемых моделях, электроинструменте и т.д. Они работают не напрямую от постоянного тока, а через специальный преобразователь.
• Шаговые двигатели — синхронные бесщеточные двигатели, у которых ротор точно удерживает заданное положение, их используют для позиционирование рабочего инструмента в ЧПУ станках и для управления различными элементами автоматических систем (например, положение дроссельной заслонки в автомобиле). Состоят из статора, в этом случае на нём расположены обмотки возбуждения, и ротора, который выполнен из магнито-мягкого или магнито-твёрдого материала. Конструктивно очень похожи на предыдущие типы.
• Реактивные.
• Гистерезисные.
• Реактивно-гистерезисные.

Последние три типа СД также не имеют щеток, они работают за счет особой конструкции ротора. У реактивных СД различают три их конструкции: поперечно-расслоенный ротор, ротор с явновыраженными полюсами и аксиально-расслоенный ротор. Объяснение принципа их работы достаточно сложно, и займет большой объём, поэтому мы опустим его. Такие электродвигатели на практике вы, скорее всего, встретите нечасто. В основном это маломощные машины, используемые в автоматике.

Сфера применения

Синхронные двигатели стоят дороже чем асинхронные, к тому же требуют дополнительного источника постоянного тока возбуждения – это отчасти снижает ширину области применения этого вида электрических машин. Однако, синхронные электродвигатели используют для привода механизмов, где возможны перегрузки и требуется точное поддерживание стабильных оборотов.

При этом чаще всего используются в области больших мощностей — сотен киловатт и единиц мегаватт, и, при этом, пуск и остановка происходят достаточно редко, то есть машины работают круглосуточно долгое время. Такое применение обусловлено тем, что синхронные машины работают с cosФи приближенном к 1, и могут выдавать реактивную мощность в сеть, в результате чего улучшается коэффициент мощности сети и снижается её потребление, что важно для предприятий.

Если говорить простыми словами, то у любой электрической машины есть свои плюсы и минусы. У синхронного двигателя положительными сторонами является:

1. Работа с cosФи=1, благодаря возбуждению постоянным током, соответственно они не потребляют реактивной мощности из сети.
2. При работе, с перевозбуждением отдают реактивную мощность в сеть, улучшая коэффициент мощности сети, падение напряжения и потери в ней и повышается КМ генераторов электростанциях.
3. Максимальный момент, развиваемый на валу СД, пропорционален U, а у АД — U² (квадратичная зависимость от напряжения). Это значит, что у СД хорошая нагрузочная способность и устойчивость работы, которые сохраняются при просадке напряжения в сети.
4. В следствие всего этого скорость вращения стабильна при перегрузках и просадках, в пределах перегрузочной способности, особенно при повышении тока возбуждения.

Однако существенным недостатком синхронного двигателя является то, что его конструкция сложнее, чем у асинхронных с КЗ-ротором, нужен возбудитель, без которого он не сможет работать. Всё это приводит к большей стоимости по сравнению с асинхронными машинами и сложностями в обслуживании и эксплуатации.

Пожалуй, на этом достоинства и недостатки синхронных электродвигателей заканчиваются. В этой статье мы постарались кратко изложить общие сведения о синхронных электродвигателях. Если у вас есть чем дополнить материал – пишите в комментариях.

Источник

Подробный анализ самовозбуждения синхронного двигателя: специфика и типы.

Содержание

• 1 Общие понятия и сфера применения
• 2 Устройство и сущность
• 3 Способы возбуждения
• 4 Условия самовозбуждения
• 5 Специфика и принцип действия
• 6 Отличия синхронных и асинхронных двигателей
• 7 Типы установок
• 8 Функциональные режимы
• 9 Специальные синхронные агрегаты
• 10 Запуск синхронных электродвигателей
• 11 Современный метод разгона
• 12 Где купить
• 13 Как выбрать: полезные советы
• 14 Производители
• 15 Плюсы и минусы

Технический и технологический прогресс на месте не стоит, за счет чего производственные мощности постепенно оснащаются новыми типами электропривода. Но из-за характерных черт ряд агрегатов не убирают из употребления. В нашем материале речь пойдет о синхронных движках.

Общие понятия и сфера применения

Под синхронным электрическим двигателем понимают механизм, частота вращения ротора которого совпадает с частотой прокручивания статора, которое запускается электрическим током из сети. Говоря простыми словами, ротор и статор вращаются одновременно, поэтому движок получил такое название.

Синхронные агрегаты работают в режимах двигателя и генератора. Поэтому, иногда их называют синхронными генераторами. Такие устройства обычно используют разные электростанции, генерирующие большинство электроэнергии. Производительность приборов составляет от 1 000 мегаватт и больше.

Обычно синхронные движки применяют там, где требуется повышенная мощность, чтобы запускать компрессоры, насосы, мельницы и другие агрегаты, где не требуется корректировка повторения циркуляции и постоянных запусков и прекращений работы.

Главными специфическими чертами механизма, одновременно вращающего ротор и статор, выступают:

• Беспрерывная резвость вала при любой тяге;
• Возможность регулировки показателей производительности при смене тока возбуждения.

При перевозбуждении агрегат превращается в компенсатор, улучшающий общий косинус Ф сети.

Устройство и сущность

Основой агрегата, как и всякого подобного движка, являются статор и ротор. Стоит ознакомиться с этими составными частями.

Под статором понимают недвижимую часть механизма, состоящую из основа и сердечника, собранного из тонких и изолированных листов. В последней части предусмотрены пазы для укладывания трехфазной обмотки.

Конструкция статоров бывает разной – цилиндрическая или сегментированная. Каркасы тоже бывают разных типов – цельными или разъемными. Последние удобны при перевозке, починке и монтаже.

Ротором называют вращающуюся часть агрегата. На нем установлен сердечник с возбуждающей обмоткой либо магниты. Оба эти элемента могут быть сборными или цельными.

Ротор подразделяется на:

• Неявнополюсный, представляющий собой стальной цилиндр, обладающий пазами с продольной перфорацией, предназначенными для обмотки возбуждения.
• Явнополюсный – компонент наделен сердечником на полюсах, выступающим над плоскостью ротора.

В синхронных машинах используется определенный тип ротора, на что влияет мощность и количество оборотов. В бесшумных механизмах применяется ротор с явнополюсной компоновкой, а в приборах с повышенной частотой кручения ставят неявнополюсный, что зависит от влияния центробежных сил.

Электрообмотка своими концами выводится на кольца, получающих ток через щетки.

Способы возбуждения

Работа роторного синхронного движка зависит от приведения в действия источника магнитодвижущей силы. Это может быть генератор, у которого магнитное поле сцепляется с обмоткой статора и приводит к ним электрическую силу. У мотора происходит взаимодействие магнитных полей составляющих элементов.

Существуют два способа возбуждения – электромагнитное или с обмоткой, и с постоянными магнитами. Первые довольно широко распространены. В этой схеме при прохождении постоянного тока через подмотку появляется движущаяся магнитная сила, приводящая магнитное поле в системе механизма.

В недалеком прошлом стимуляцию синхронных агрегатов осуществляли генераторы постоянного тока со схемой самовозбуждения или с независимым типом возбуждения. В последнем варианте подается ток в возбудительную обмотку. Применялся дополнительный компенсатор переменного тока, работающий параллельно.

Под самовозбуждением, характерным для синхронных движков и гидрогенераторов, понимают процесс преобразования энергии постоянного тока, которая необходима для стимулирования, в силу постоянного тока. Это происходит через понижающий трансформатор и специальный преобразователь.

В генераторах, обладающих самовозбудительным свойством, обмотка полюсов питается электричеством, вырабатываемым самим прибором. То есть, нет необходимости организовывать отдельный источник энергии. Выделяют следующие виды самовозбуждения, зависящие от алгоритма включения обмотки:

• Параллельное – ток якоря прибора распределяется на ток нагрузки и ток возбуждения. Последний обычно невелик, и тогда генератор не испытывает высокие нагрузки. Обычно эти агрегаты используют как источники питания на автомобилях, кораблях или самолетах.
• Последовательное. Обмотка статора и возбудительное обматывание между собой соединяются по последовательной схеме. Такие приборы редко используются.
• Смешанное. Эти агрегаты обладать обмотками возбуждения, имеющие согласно и встречно подключенные возбудительные обмотки. Напряжение остается прежним при возрастании или снижении тяги. Приборы применяются, когда требуется достаточная стабильность электропитания при смене нагрузки.

В современном мире в синхронных моторах за возбуждение отвечают тристорные приборы, которые включаются в сеть переменного тока и автоматически управляемые возбудительным током в разных эксплуатационных режимах установки. Это самый надежный способ, ибо у них высокий КПД. На заводах обычно выпускают тристоры для различного электронапряжения с возможным показателем постоянного тока, равным 320 ампер.

В маломощных «синхронниках» применяется схема возбуждения постоянными магнитами. В этом случае на индукторе находятся магниты постоянного действия, что позволяет не использовать возбудительную обмотку. В итоге, каркас машины становится проще, надежнее и экономичнее. Но из-за нехватки материалов приходится использовать девайсы, мощность которых едва достигает нескольких киловатт.

Условия самовозбуждения

Автовозбуждение синхронного двигателя с параллельными обмотками возбуждения может происходить, если:

• Имеется остаточный магнитный поток полюсов.
• Правильное соединение концов возбудительной обмотки или верного направления прокручивания.

Чтобы возникла автоматическая стимуляция хватит того, чтобы остаточный поток составлял 2-3% от номинального. Атавистическая струя с такими показателями всегда присутствует в уже активированном механизме. Но если прекратилось намагничивание, то нужно пропустить ток от стороннего источника через обмотку возбуждения.

Когда необходимые правила уже соблюдены, то небольшая ЭДС, которая индуктируется в статоре потоком магнитных частиц, становится причиной появления в возбудительной обмотке небольшого тока, вызывающего увеличение движения полюсов. Этот процесс длится, пока электрическая сила генератора не получит определенное значение.

Чтобы добиться нормального функционирования электрических приборов, необходимо присутствие на зажимах компенсатора стабильного электронапряжения, которое не зависит от смены общей тяги. Это решается при помощи корректировки настроек.

Реостаты вполне могут замыкать обмотку, но если этого не произошло, тогда повышается электродвижущая сила самоиндукции, которая вполне может нарушить изоляционный материал. При коротком замыкании, энергия распространяется как тепло, и тогда генератор не разрушается.

Здесь е стоит применять наружное питание, так как содержащийся в сердечнике электромагнит, самовозбуждает параллельные обмотки. Чтобы увеличить остаточный магнетизм в возбудительных катушках сердечники изготавливают из литой стали.

В процессе последовательного самовозбуждения генерируется ток, который не отличается от мощности направленных частиц генератора. На холостом ходе нагрузка нулевая, и возбуждение отсутствует. Убрать или скорректировать эти параметры невозможно.

Чтобы запустить стимуляцию нужно к зажимам прибора подсоединить источник наружной нагрузки. Это как раз и есть недочет последовательно подключенных обмоток. Это используется только для устройств, у которых есть постоянная нагрузка.

При смешанном самовозбждении смягчается вибрация напряжения при обозначенной тяговой силе. Это и есть главное достоинство таких приборов, но конструкция достаточно сложна, и как следствие, дороговата. Короткие замыкания движки такого плана не переносят.

Специфика и принцип действия

Подмотка якоря синхронного движка подключается к электрической сети с тремя фазами, а на индукторную обмотку передается ток от возбудителя. Но скорость ротора развивается постепенно из-за внушительной степени инерционности и отсутствия пускового момента.

Существуют два способа разгона агрегата до синхронной скорости:

• Использование дополнительной установки.
• Асинхронная активация.

Последний вариант самый популярный. На роторе «синхронника» находятся два элемента – возбудительная и короткозамкнутая обмотка.

Синхронный и асинхронный движки имеют одинаковую схему работы. Статор сообщается с ротором, после чего индуктор вращается. После того, как часть раскручивается, ток подается в обмотку возбуждения, а сопротивление выключается.

Во время запуска возбудительный компонент замыкается на резисторы, где сопротивляемость в разы больше сопротивления обматывания. После того, как движок достигает синхронной скорости в короткозамкнутой обмотке не возникает электродвижущая сила.

Синхронизм на агрегате пропадает:

• Когда нет возбуждения
• Когда низкое напряжение в питании сети.
• Когда наблюдается перегруз.

В остальных случаях, ротор и статор продолжают взаимодействовать между собой.

Отличия синхронных и асинхронных двигателей

Характерными отличительными чертами таких установок является конструктивная специфика индукторов. По внешним признакам «синхронник» и «асинхронник» отличить невозможно, если конечно, у последнего есть дополнительные охладительные ребра.

Синхронный принцип функционирования заключается в том, что на роторе имеется обмотка с независимой передачей электрического напряжения. Мотор с асинхронной схемой обладает током, который подается с помощью магнитного поля статора.

Но якоря у обоих типов моторчика не имеют серьезных конструктивных различий. Эти типы создают магнитное поле, а в синхронном электродвижке магнитные поля индуктора и якоря сообщаются друг с другом, а скоростные показатели элементов идентичны.

«Асинхронники» наделены контактными кольцами и металлическими пластинками с коротким замыканием в роторных пазах. Эти компоненты призваны обеспечить разность магнитных полей ротора и статора на величину скольжения.

Для асинхронных моторов характерные следующие недочеты:

• Установки плохо выдерживают нагрузки
• Запуск производится с существенным усилием
• Скорость оборотов легко изменяется из-за нагруженности вала

Чтобы избавиться от таких недостатков сначала придумали «асинхронник» с фазным индуктором, но затем очередь дошла и до синхронной машины.

Типы установок

В нынешнем промышленном производстве и приборах бытового назначения синхронные моторы решают самые разные задачи. Но их конструкции разные, и можно выделить несколько категорий, по которым подразделяются агрегаты. Их можно выделить по таким признакам:

• Питающее электронапряжение
• Частота рабочей тяги
• Число оборотов

Подразделяют моторы и методу получения магнитного поля индуктора:

• С возбудительной обмоткой на роторе – усилие синхронизации возникает при питании от трансформатора.
• С магнитным индуктором – на вал ставится магнит постоянного действия, только ему дополнительное питание не требуется.
• С реактивным ротором – сердечник пропускает преломление магнитных линий, что и запускает компонент. Из-за действия магнитного поля продольные и поперечные элементы в индукторе имеют разные показатели, что и приводит к обороту пластин за полем.

Делят моторчики еще и от размещения рабочих обмоток. Это прямые, расположенные на статоре, и обращенные, которые находятся на роторе.

Функциональные режимы

Основная масса синхронных электродвижков наделены обратимой опцией. Их можно использовать в разных назначениях, причем существующие два режима отличаются разными методами передачи действий на машину. Электродвигатель синхронного порядка работает по таким регламентам:

• Генераторный режим
• Синхронный компенсатор
• Режим движка

В первом варианте применяются электродвижки, наделенные фазными обмотками, находящимися на статоре. Это в значительной степени упрощает процесс передачи производительности в электросеть. Выработка тока осуществляется при действии электромагнитного поля возбудительной обмотки генератора с подмотками статора.

Во втором случае при холостом ходе агрегат берет из сети огромную мощность. В практической реализации этот режим применяется для улучшения индекса производительности или для стабилизации параметров сетевого напряжения.

Третий режим проявляется при передаче рабочего трехфазного электронапряжения на обмотки статора. Далее якорное электромагнитное поле начинает толкать магнитное поле индуктора, и вал начинает вращаться. Но в действительности режим двигателя не так-то прост, так как мощным агрегатам не удается достигнуть скоростных показателей, тогда для запуска придумали методы и схемы соединения.

Специальные синхронные агрегаты

Есть еще один повод для классификации синхронных движков. Например, в автоматике применяются маломощные электродвижки с показателями производительности до 500 ВТ. По этому принципы выделяют такие типы:

• Гистерезисные
• Шаговые

Под гистерезисным движком понимают устройство синхронной схемы, в котором крутящий момент образуется при появлении гистерезиса при перемагничивании ферромагнитного материала индуктора. Якорь здесь напоминает статор обычного мотора переменного тока, а ротор выполнен в форме стального цилиндра без обмотки.

Ротор – это постоянный магнит, который проворачивается с синхронной скоростью. Этот моторчик характеризуется простотой, надежностью, хорошим пусковым моментом и высоким коэффициентом полезного действия.

Шаговые электромоторы – установки, наделенные способностью переиначивать команду, которая передается в виде импульсов в определенный поворотный угол или в положение ротора без индикаторов обратной связи. У шаговых движков могут быть разные виды – с активным ротором или реактивные, а работать они могут в разных режимах.

Запуск синхронных электродвигателей

Это самая сложная задача в функционировании синхронного двигателя с электрическим исполнением. Это обусловлено спецификой конструкции.

В течение продолжительного времени работа «синхронника» зависела от разгонного асинхронного электрического механизма, которые был соединен с «синхронником».

Асинхронные моторы не нуждаются в наличии особых приборов для приведения в действие – хватает только дать напряжение на обмотки якоря. Как только скорость достигла нужных показателей, отключается разгонный агрегат.

Магнитные поля, сообщающиеся в электромоторе, сами запускают его в режиме синхронизации. Разгон делает иной моторчик с мощностью 10-15% от машины с подобными параметрами.

Но если требуется запуск киловаттного электромотора, то нужно использовать разгонный движок с показателями производительности в 100 Ватт. Этого хватит, чтобы установка функционировала нагрузкой и без тяги.

Современный метод разгона

Эта установка будет стоить дороже, поэтому эксперты советуют применить «асинхронник», несмотря на то, что он морально устарел и отличается большим количеством недостатков. Но ведь именно и его функционирующая схема легла в основу синхронных движков и послужила для снижения размеров и цены установки.

Реостат используется для того, чтобы на индукторе замкнулись обмотки. Тогда «синхронник» превращается в «асинхронник». Запускать его легко — нужно передать электричество на якорные обмотки.

При разгоне синхронной скорости ротор может раскачиваться и успокаивать индукторные обмотки. После достижения нужной частоты оборотов, ток передается на роторные подмотки, а на движке активируется синхронный режим.

Но этот метод можно использовать , если в наличие есть движки с роторным обматыванием. При наличии постоянного магнита, ставится дополнительный моторчик для разгона.

Где купить

Синхронные электродвигатели разных типов предлагаются на разных площадках. Это и специализированные магазины, торгующие такой продукцией, и люди, ранее использовавшие данные моторы, и решившие их продать за ненадобностью.

Отдельно стоит обратить внимание на интернет-магазины. Эти платформы в последнее время приобрели широкую популярность и предлагают достаточно обширный спектр разных движков с синхронной схемой взаимодействия.

Но также можно указать и на сайты, где тоже есть подержанные моторчики, купленные на разных аукционах за рубежом. Обычно их качество очень хорошее, несмотря на небольшой износ. Но при выборе товара лучше воспользоваться рекомендациями.

Как выбрать: полезные советы

Найти синхронный электромотор на рынке – не проблема, но часто от правильного выбора зависит и работа устройства. Поэтому, при покупке установки следует придерживаться таких правил:

• Как эксплуатировать моторчик. По этому критерию подбирают вид движка – открытый, закрытый, защищенный. Защита может быть от влаги, температуры и влияния агрессивной среды. Но есть и специальные средства, с помощью которых можно избежать искр в моторчике.
• Как выполнено подключение мотора с потребителем.

Обращая внимание на эти пункты, можно без проблем выбрать настоящий синхронный электрический двигатель.

Производители

Компании, которые изготавливают сихронные электрические двигатели можно условно разделить на:

• Российские
• Ближнего зарубежья
• Дальнего зарубежья.

Среди отечественных изготовителей такой продукции выделяют Армавирский завод электротехнического оборудования, Баранчинский электромеханический завод, Владимирский электромоторный завод, ВНИТИ ЭМ, ЭВИ, ИОЛЛА, предприятие «Электродвигатель» из Красногорска, воронежский МЭЛ и другие производственные мощности, расположенные в российских городах.

В ближнем зарубежье электродвижки с синхронной схемой выпускаются на белорусских «Электродвигателе» и Полесьеэлектромаш, украинских «Укрэлектромаш», «Электромашина», «Электромотор, «Электротяжмаш» и молдавский «Электромаш».

В дальнем зарубежье ведущими фирмами выступают американские Ametek, Emerson Electric Corporation, General Eletric, Johnson Electric Holdings Limited, Regal Beloit Corporation, немецкие Baumueller, Liebherr, Nord, Rexrot Bosch Group, Siemens AG, словенские Domel, швейцарские ABB Limited, Maxon Motor, японская Nidec Corpration и бразильская WEG.

Плюсы и минусы

У электрической машины с синхронной схемой имеются такие достоинства:

• Высокие производительные коэффициенты
• Использование «синхронников» на производстве для повышения индекса мощности
• Повышенный КПД, который в разы больше, чем у «асинхронника»
• Хорошая степень прочности
• Отсутствие чувствительности к изменению показателей напряжения в электросети

Но, несмотря на очевидные преимущества есть и ряд недостатков. Это сложность пусковой конструкции и высокая цена агрегата. Синхронные моторы используются для запуска механизмов, которым не нужно перемена частоты оборотов.

Но и запитка роторной обмотки требует источник постоянного тока, а корректировать частоту вращений индуктора можно при помощи трансформаторов, а это тоже дорого стоит. Выходит, что «синхронники» используют тогда, когда не требуется часто отключать или включать конкретный прибор.

Конструкция, работа, типы и применение

Электрическая машина — это общий термин, используемый для обозначения электромагнитного устройства, используемого для преобразования электрической энергии в механическую. Его можно использовать как генератор для выработки электрической энергии или как двигатель для выработки энергии механизма. Синхронный двигатель — это тип двигателя, который используется в промышленности из-за его постоянной скорости.

Электродвигатель

Электродвигатель — это машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Он состоит из статора (неподвижной части) и ротора (подвижной части). Когда подается электрическая энергия, ротор вращается, вырабатывая вращательную механическую энергию. Он работает полностью противоположно генератору.

Электрические двигатели можно разделить на двигатели переменного и постоянного тока. В то время как двигатели переменного тока далее классифицируются на асинхронные двигатели и синхронные двигатели.

Похожие сообщения:

• Однофазный асинхронный двигатель – конструкция, работа, типы и применение
• Трехфазный асинхронный двигатель – конструкция, работа, типы и применение

Содержание

Что такое синхронный двигатель?

Синхронный двигатель — это двигатель переменного тока, ротор которого вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле. Магнитное поле статора вращается со скоростью, которая зависит от частоты питания, известной как синхронная скорость. Отсюда и название синхронный двигатель. Ротор синхронного двигателя синхронизирован с частотой подаваемого тока.

Когда два синхронных генератора работают параллельно, и первичный двигатель одного генератора остановлен. Генератор все еще будет работать, получая питание от линии генератора. Генератор подает полученную мощность из сети на свои потери. Когда к нему подключена механическая нагрузка, машина будет работать с постоянной скоростью. Когда машина работает и работает так, как указано выше, она называется синхронным двигателем.

В отличие от асинхронного двигателя, синхронный двигатель не зависит от индуктивного тока ротора. Ротор имеет либо постоянные магниты, либо обмотки возбуждения, которые питаются от внешнего источника. В асинхронном двигателе обмотки статора генерируют вращающееся магнитное поле (RMF), которое также индуцирует ток в роторе. В синхронном двигателе статор генерирует только RMF. Магнитное поле ротора магнитно сцепляется с вращающимся RMF и вращается с той же скоростью, известной как синхронная скорость.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Полезно знать: Синхронный двигатель — это такая же машина, как генератор переменного тока или синхронный генератор. Например, синхронный двигатель может работать как синхронный генератор (генератор переменного тока) без изменения номинала и конструкции. т. е.

• Когда машина преобразует входную электрическую мощность в выходную механическую мощность, она называется синхронным двигателем.
• Когда одна и та же машина преобразует входную механическую энергию в выходную электрическую, она называется синхронным генератором (альтернатором).

Синхронный двигатель конструктивно аналогичен генератору переменного тока. Он работает с постоянной скоростью, называемой синхронной скоростью, N _S . Это зависит от частоты питания и количества полюсов ротора. Синхронная скорость определяется как

N _S = 120 f ÷ p

Где

• N _S = синхронная скорость (об/мин)
• f = Частота тока питания
• p = количество полюсов

Количество полюсов зависит от конструкции двигателя и не может быть изменено во время работы. Следовательно, скорость синхронного двигателя зависит только от частоты сети.

Похожие сообщения:

• Электрический трансформатор – конструкция, работа, типы и применение
• Генератор или синхронный генератор: конструкция, работа, типы и применение

Конструкция синхронных двигателей

Конструкция синхронного двигателя аналогична генератору переменного тока или синхронному генератору. он отличается от асинхронного или асинхронного двигателя конструкцией ротора.

Синхронный двигатель состоит из двух основных частей

• Статор
• Ротор

Статор

Статор является неподвижной частью двигателя. Как и в асинхронном двигателе, сердечник статора изготовлен из тонких ламинированных листов стали или чугуна с хорошими магнитными свойствами для уменьшения гистерезиса и потерь на вихревые токи. Сердечник имеет осевые пазы для удержания трехфазной обмотки возбуждения переменного статора, называемой обмоткой якоря.

На обмотку якоря статора подается 3-фазное питание через его входную клемму. Он отвечает за генерацию вращающегося магнитного поля (RMF).

Ротор

Ротор является вращающейся частью синхронного двигателя. Он имеет цилиндрическую форму и содержит обмотку возбуждения. Он отвечает за генерацию магнитного поля или полюсов. Он питается от токосъемных колец и щеточного узла от источника постоянного тока. Обычно для возбуждения используется небольшой генератор постоянного тока, соединенный с его валом.

Related Posts

• Уравнение крутящего момента асинхронного двигателя
• Потери в асинхронном двигателе – силовые каскады асинхронного двигателя

Ротор синхронного двигателя может быть выполнен одним из следующих способов.

Ротор с выступающими полюсами

Термин «явновыпуклый» означает «направленный наружу». Явнополюсный ротор имеет выступающие или выступающие полюса по направлению к обмотке якоря. Сердечник ротора изготовлен из многослойного стального листа для уменьшения гистерезиса и вихревых токов. Обмотки возбуждения намотаны вокруг каждого полюса.

Явнополюсный ротор имеет большое количество полюсов. Он не подходит для работы на высоких скоростях из-за больших потерь на ветер (при высокой скорости). Используется в низко- и среднескоростных синхронных двигателях. Физически он имеет большой диаметр и небольшую осевую длину.

Токосъемные кольца и щетки в сборе используются для обеспечения электрического соединения между неподвижной цепью и вращающейся частью машины. Он используется для питания обмотки возбуждения от источника постоянного тока.

Неявнополюсный или цилиндрический ротор

Этот тип ротора имеет ротор цилиндрической формы, изготовленный из многослойной стали. Сердечник имеет пазы для обмоток возбуждения, которые фиксируются с помощью клиньев от вытягивания. При этом непрорезанная часть сердечника становится магнитными полюсами.

Имеет меньшее количество полюсов, меньший диаметр и большую осевую длину. Это дороже, чем явнополюсный ротор. Однако конструкция ротора способствует равномерному распределению потока, механической прочности, надежности и т. д. Поэтому такие синхронные двигатели используются для высоких скоростей.

Ротор с постоянными магнитами

В современных синхронных двигателях используется ротор с постоянными магнитами, на поверхности которого установлены постоянные магниты. Обмоток возбуждения нет. Эти магниты создают необходимое поле без источника возбуждения. Постоянный магнит изготовлен из неодима, бора и железа, поскольку они легко доступны и экономичны. Такой ротор не имеет токосъемного кольца или щеточного узла.

Недостатком ротора с постоянными магнитами является то, что двигатель не запускается самостоятельно из-за инерции ротора, он не может следовать быстро вращающемуся RMF сразу при запуске. Поэтому для его работы необходим VFD (преобразователь частоты).

Похожие сообщения:

• Почему мощность двигателя указывается в кВт, а не в кВА?
• Что такое КПД двигателя и как его повысить?

Принцип работы синхронного двигателя

Синхронный двигатель работает по принципу магнитной блокировки между RMF статора (вращающееся магнитное поле) и магнитным полем ротора. Как известно, противоположные полюса притягиваются друг к другу, поэтому полюса RMF притягивают противоположные полюса ротора, создавая вращательное движение.

Синхронный двигатель представляет собой машину с двойным возбуждением, т. е. для достижения синхронизма требуется питание переменным и постоянным током как для статора, так и для ротора. Трехфазный переменный ток подается на обмотки статора для создания RMF. Статор рассчитан на то же количество полюсов, что и ротор. Эти полюса вращаются со скоростью, синхронизированной с входной частотой f, которая называется синхронной скоростью. Он определяется как

N _S = 120 f / p

Питание постоянным током подается на обмотки ротора для создания постоянного магнитного поля. Поскольку источник постоянного тока обеспечивает постоянный ток, магнитное поле ротора не меняется. Магнитные полюса генерируются на противоположных концах ротора. Полюса ротора взаимодействуют с ЭДС статора и вращаются с той же скоростью, с которой он достигает синхронной скорости.

Если ротор вращается с той же скоростью, что и RMF статора, момент нагрузки отсутствует. Полюса ротора и статора совпадают друг с другом. Если приложена механическая нагрузка, ротор начинает колебаться вокруг своего нового положения равновесия, это явление известно как « охотится за ». Ротор отстает на несколько градусов от RMF статора и начинает развивать крутящий момент. По мере увеличения нагрузки угол между ними увеличивается до тех пор, пока поле ротора не отстанет на 90° от RMF. В этот момент двигатель обеспечивает максимально доступный крутящий момент, называемый пробивной момент . Если нагрузка превышает этот предел, двигатель глохнет.

Похожие сообщения:

• Эквивалентная схема асинхронного двигателя
• Характеристики момента-скольжения и момента-скорости асинхронного двигателя

Характеристики синхронного двигателя

• Синхронный двигатель по своей природе не является самозапускающимся. Ротор необходимо любыми средствами довести до синхронной скорости, чтобы синхронизироваться с частотой сети.
• Скорость зависит только от частоты входного питания. ЧРП используется для управления скоростью синхронного двигателя.
• Скорость не зависит от нагрузки. Поэтому на синхронный двигатель не влияют никакие изменения нагрузки.
• Увеличение нагрузки увеличивает крутящий момент. Синхронный двигатель остановится, если крутящий момент превысит предельный крутящий момент.
• Синхронный двигатель либо работает с синхронной скоростью, либо не работает вообще.
• Синхронный двигатель может работать как с опережающим, так и с отстающим коэффициентом мощности. Поэтому они используются для улучшения коэффициента мощности в промышленности.

Методы пуска синхронных двигателей

Синхронный двигатель по своей природе не является самозапускающимся из-за инерции ротора. При подаче питания статор RMF мгновенно начинает вращаться с синхронной скоростью. Однако ротор не успевает. Для обеспечения необходимой скорости вращения ротора для синхронизации используются следующие способы.

Демпферная обмотка

Демпферная обмотка используется в явнополюсном роторе. Это короткозамкнутая обмотка, как в асинхронном двигателе. RMF индуцирует ток в этой обмотке и создает собственное магнитное поле, которое взаимодействует с RMF и создает необходимый пусковой момент. Когда ротор достигает скорости, близкой к синхронной, возбуждение постоянного тока подается на обмотку возбуждения ротора, и двигатель синхронизируется.

В этом методе двигатель первоначально запускается как асинхронный с использованием демпфирующей обмотки. Эта обмотка также помогает гасить колебания из-за резких изменений нагрузки.

Метод пони-двигателя

Пони-двигатель — это небольшой асинхронный двигатель или шунтирующий двигатель постоянного тока, соединенный с валом синхронного двигателя. Это помогает в обеспечении необходимого пускового момента. Возбуждение постоянным током не применяется до тех пор, пока ротор не достигнет скорости, близкой к синхронной скорости. Ротор магнитно блокируется с помощью RMF, и подача питания на пони-мотор отключается.

Метод переменной частоты

ЧРП или частотно-регулируемый привод — это устройство, которое обеспечивает питание с регулируемой частотой. Как известно, синхронная скорость зависит от частоты питания. Изначально частота установлена ​​на минимум, чтобы уменьшить синхронную скорость. Скорость постепенно увеличивается до желаемого значения или нормальной скорости.

Related Posts:

• Типы электродвигателей – Классификация двигателей переменного, постоянного тока и специальных двигателей
• Применение электродвигателей

Типы синхронных двигателей

Синхронные двигатели в основном подразделяются на две категории в зависимости от намагниченности ротора.

Двигатель постоянного тока с возбуждением

В таком синхронном двигателе источник постоянного тока используется для возбуждения его ротора через контактное кольцо. Ротор включает в себя обмотку возбуждения, которая намагничена для создания постоянного магнитного поля, взаимодействующего со статором RMF.

Двигатель без возбуждения

Ротор такого синхронного двигателя не требует внешнего возбуждения для создания магнитного поля. Вместо этого он сделан из материала, который генерирует собственное поле, например, в постоянном магните или с помощью поля статора. Кобальтовая сталь обычно используется из-за ее высокой сохраняемости (материал, сохраняющий магнитные свойства).

Электродвигатели без возбуждения могут быть дополнительно классифицированы по типам

• Синхронные электродвигатели с постоянными магнитами
• Синхронный двигатель с гистерезисом
• Реактивный синхронный двигатель

Синхронный двигатель с постоянными магнитами

Как следует из названия, ротор состоит из постоянного магнита, который создает постоянное магнитное поле. Обмоток, контактных колец и щеток нет. Поле ротора замыкается на RMF статора и вращается с синхронной скоростью. Так как они не самозапускающиеся и в роторе нет обмоток, требуется ЧРП для обеспечения плавного увеличения пусковой скорости.

Синхронный двигатель с гистерезисом

Ротор такого синхронного двигателя изготовлен из материала с высокими потерями на гистерезис, такого как хром и кобальтовая сталь. Это самозапускающийся однофазный двигатель, работающий на синхронной скорости. Он имеет две обмотки статора, то есть «основную обмотку» и «вспомогательную обмотку», для создания RMF статора. Цилиндрический ротор начинает вращаться за счет наведенного вихревого тока, таким образом, он запускается подобно асинхронному двигателю. Как только он достигает скорости, близкой к синхронной, статор RMF блокирует ротор в синхронизме.

Реактивный синхронный двигатель

Такой синхронный двигатель работает по принципу реактивного сопротивления. Под влиянием магнитного поля ферромагнитный материал будет двигаться, замыкая магнитную цепь там, где сопротивление минимально. Линии магнитного поля следуют по пути с низким сопротивлением, точно так же, как ток следует по пути с низким сопротивлением.

Таким образом, ротор с короткозамкнутым ротором используется с некоторыми удаленными зубьями, чтобы сформировать выступающий полюс, а также путь с меньшим сопротивлением. Статор подобен гистерезисному двигателю, имеющему основную и вспомогательную обмотки для создания RMF. При запуске ротор пытается выровняться с RMF и начинает вращаться в его направлении. Но из-за инерции ротора RMF проходит положение выравнивания и повторяет попытку во время следующего оборота. Таким образом, скорость постепенно увеличивается и в конечном итоге достигает синхронной скорости и магнитно блокируется с RMF.

Related Posts:

• Уравнение мощности, напряжения и ЭДС двигателя постоянного тока
• Формулы и уравнения в области электротехники и электроники

Преимущества и Недостатки Синхронный двигатель

Преимущества

Вот некоторые преимущества синхронного двигателя

900 15 Он имеет постоянную рабочую скорость, называемую синхронной скоростью, которая зависит только от частоты сети и не изменяется при любом изменении нагрузки.
• Может работать с отстающим, единичным и опережающим коэффициентом мощности за счет увеличения возбуждения поля. Таким образом, это делает его полезным для улучшения коэффициента мощности.
• Он имеет относительно более высокий КПД выше 90% по сравнению с асинхронным двигателем.
• Они более экономичны при более низкой скорости, чем асинхронный двигатель.

Недостатки

Вот некоторые недостатки синхронного двигателя

• Синхронные двигатели по своей природе не запускаются самостоятельно и требуют других средств для обеспечения почти синхронной пусковой скорости.
• Он останавливается, если нагрузка превышает допустимый предел.
• Требуется внешний источник постоянного тока для возбуждения поля ротора
• Его скорость не может быть изменена, если преобразователь частоты VFD не используется для очень его частоты питания.
• В синхронном двигателе происходит колебание при внезапном приложении нагрузки.
• Требует частого обслуживания из-за токосъемных колец и щеток.
• Синхронные двигатели, как правило, сложнее и дороже, чем асинхронные двигатели.

Применение синхронного двигателя

Вот несколько вариантов применения синхронного двигателя.

Применение с постоянной скоростью: Они обычно используются в приложениях с постоянной скоростью, когда скорость не изменяется при увеличении нагрузки. Тем не менее, VFD можно использовать для регулировки скорости в соответствии с требованиями.

Коррекция коэффициента мощности: Путем изменения возбуждения синхронного двигателя можно изменять коэффициент мощности электрической цепи. Такой синхронный двигатель, который специально используется для улучшения коэффициента мощности, называется синхронным конденсатором.

Преобразователь частоты: Синхронный двигатель используется для питания генератора переменного тока или синхронного генератора с другой частотой. Такой синхронный двигатель известен как преобразователь частоты.

Регулирование напряжения: Синхронный двигатель может действовать как переменный конденсатор или индуктор, изменяя его возбуждение. Он используется для регулирования напряжения путем управления реактивной мощностью в длинной линии электропередачи.

Очень низкоскоростные приложения: Синхронный двигатель с очень низкой частотой может использоваться для очень низкоскоростных приложений с высоким КПД.

Позиционирование: Благодаря постоянной скорости они используются для точного позиционирования в робототехнике, как и серводвигатели.

Общие области применения: Синхронные двигатели широко используются там, где требуется постоянная скорость. Кроме того, такие двигатели используются в дробилках, пульподробилках, камнедробилках, шаровых мельницах, сталелитейных заводах, металлопрокатных заводах, цементных заводах, резиновых и текстильных заводах, центробежных насосах, воздушных компрессорах, вентиляторах, воздуходувках, линейных валах, токарных станках. столы, таймеры, часы, соковыжималки, магнитофоны и проигрыватели, смесители, сигнализаторы, фонографы, указатели, регулирующие и управляющие устройства.

Related Posts:

• Пускатель двигателя – типы пускателей и методы пуска двигателя
• Пускатель прямого действия — схема подключения пускателя DOL для двигателей
• Расчет размера кабеля для двигателей LT и HT
• Управление скоростью двигателя постоянного тока – методы управления напряжением, реостатным потоком и потоком
• Машина постоянного тока – конструкция, работа, типы и применение

Серводвигатель

• – типы, конструкция, работа, управление и применение
• Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) – конструкция, принцип работы и применение

Шаговый двигатель

• — типы, конструкция, работа и применение
• Асинхронный двигатель и линейные асинхронные двигатели Формулы и уравнения
• Что такое мотор-генератор и как он работает?
• Как запустить трехфазный асинхронный двигатель от однофазного источника питания?
• Символы электродвигателей

URL-адрес скопирован

Синхронный двигатель — работа, применение и преимущества

09 января 2021 г.

Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Двигатели могут работать от постоянного или переменного тока (однофазного и трехфазного). На самом деле, поскольку источник переменного тока очень широко доступен, двигатели переменного тока очень широко используются на практике. Двигатели переменного тока в основном представляют собой трехфазные двигатели (за исключением небольших двигателей, используемых во многих типах оборудования в домах, офисах, магазинах и т. д.).

Электродвигатели переменного тока можно разделить на две основные категории. Это синхронные двигатели и асинхронные двигатели (асинхронные двигатели). В этой статье давайте посмотрим на синхронный двигатель.

Определение:

Устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую, работающую с синхронной скоростью (или постоянной скоростью), называется синхронным двигателем. Скорость синхронного двигателя не зависит от нагрузки (скорость не меняется при изменении нагрузки). Обратная работа генератора переменного тока (вход как электрический и механический как выход) превращает машину в синхронный двигатель, поскольку он вращается с синхронной скоростью.

Конструкция и принцип работы:

Конструкция синхронного двигателя аналогична генератору переменного тока или синхронному генератору. Трехфазная обмотка якоря размещена в пазах статора, а обмотка возбуждения размещена на роторе.

Благодаря ряду преимуществ большинство синхронных машин (двигатель и генератор) имеют неподвижный якорь и вращающееся поле. Обмотка возбуждения возбуждается от внешнего источника постоянного тока, питаемого через токосъемные кольца.

При подаче трехфазного питания на обмотку якоря создается вращающееся магнитное поле, вращающееся с синхронной скоростью. Обмотка возбуждения питается от источника постоянного тока и создает неподвижные магнитные полюса.

Когда эти полюса поля выравниваются с вращающимися полюсами статора (за счет силы притяжения между двумя разными полюсами), они создают сильную магнитную блокировку между вращающимися полюсами статора и неподвижными полюсами ротора. Это заставляет ротор вращаться с вращающимся магнитным полем статора, как показано выше.

Поскольку статор питается переменным током, перед тем, как ротор начнет вращаться, будет происходить быстрая смена полюсов статора (каждый полупериод). Это связано с тем, что инерция ротора заставляет его вращаться с задержкой, и прежде чем это произойдет, полюса статора меняются местами.

Таким образом, двигатель не вращается, следовательно, синхронный двигатель не является самозапускающимся двигателем. Чтобы запуститься, первоначальный запуск должен быть дан с помощью внешнего устройства.

Некоторые характеристики синхронных двигателей:

1. На практике скорость синхронного двигателя остается постоянной, т. е. синхронной скоростью, и она не изменяется, кроме синхронной скорости.
2. Он не запускается автоматически.
3. Синхронные двигатели могут работать как с отстающим, так и с опережающим коэффициентом мощности.
4. ПротивоЭДС синхронного двигателя зависит от возбуждения, а не от скорости.
5. При внезапном изменении нагрузки на синхронный двигатель возникает состояние, известное как «колебание».

Преимущества синхронного двигателя:

• Коэффициент мощности можно легко контролировать. Двигатель может работать с отстающим, единичным и опережающим коэффициентами мощности.
• Синхронный двигатель с перевозбуждением работает как синхронный конденсатор при параллельном подключении нагрузки с отстающим коэффициентом мощности, что улучшает коэффициент мощности комбинированной нагрузки.
• Скорость постоянна и не зависит от нагрузки.

Недостатки синхронного двигателя :

• Он не запускается самостоятельно и требует определенных мер для запуска и синхронизации двигателя. Требуется отдельное возбуждение постоянным током.
• Начальная стоимость очень высока.
• Не может использоваться для заданий с переменной скоростью.
• Если двигатель перегружен, он может выйти из синхронизма и остановиться.