Шта је синхрони мотор и где се користи
Синхрони електромоторни мотори (СД) нису толико уобичајени као асинхрони мотори у кавезу веверица. Али користе се тамо где је потребан велики обртни момент и за време рада често преоптерећење. Такође се ова врста мотора користи тамо где је потребна велика снага за погон механизама, због високог фактора снаге и могућности побољшања фактора снаге мреже, што ће значајно смањити трошкове електричне енергије и оптерећења на води. Шта је синхрони мотор, где се користи и који су његови предности и недостаци размотрићемо у овом чланку.
Дефиниција и принцип деловања
Једноставно речено, синхроним мотором назива се електромотор чија се брзина ротације ротора (осовине) подудара са брзином вртње магнетног поља статора.
Укратко размотримо принцип рада таквог електромотора - заснован је на интеракцији ротирајућег магнетног поља статора, које се обично ствара трофазном наизменичном струјом и константним магнетним пољем ротора.
Стално магнетно поље ротора настаје намотом побуде или сталним магнетима. Струја у намотима статора ствара ротирајуће магнетно поље, док је ротор у режиму рада стални магнет, а његови полови вребају на супротне полове магнетног поља статора. Као резултат тога, ротор се ротира синхроно са статорским пољем, што је његова главна карактеристика.
Сећам се да индукциони мотор брзина вртње статора МП и брзина ротације ротора разликују се по количини проклизавања, а његове механичке карактеристике су „набрекнуте“ с врхом током критичног клизања (испод његове називне брзине вртње).
Брзина којом се магнетно поље статора ротира може се израчунати помоћу следеће једначине:
Н = 60ф / п
ф је фреквенција струје у намоту, Хз, п је број парова полова.
Сходно томе, брзина ротације вратила синхроног мотора одређена је истом формулом.
Већина електромотора наизменичне струје који се користе у производњи израђени су без сталних магнета, али са навијањем узбуде, док су синхрони АЦ мотори мале снаге израђени са сталним магнетима на ротору.
Струја до пољског намотаја се испоручује помоћу прстенова и склопа четком. За разлику од електричног мотора на колектору, где се колектор (скуп уздужно постављених плоча) користи за пренос струје на ротирајућу завојницу, прстенови су монтирани на синхроно преко једног краја статора.
Тиристорски побудници, често названи "ВТЕ" (по називу једног од низа таквих уређаја домаће производње), тренутно су извор побуде за директну струју.Раније је кориштен систем узбуде мотора-мотора, када је генератор постављен у исту осовину са мотором (такође је узбудник), отпорници примењена струја на теренско навијање.
Ротор скоро свих синхроних истосмјерних мотора изводи се без намотаја узбуђења, а са трајним магнетима, иако су у принципу слични АЦ ЛЕД диодама, јако се разликују у начину на који су повезани и управљани од класичних трофазних машина.
Једна од главних карактеристика електромотора је механичка карактеристика. Она синхроно поставља моторе близу хоризонталне равне линије. То значи да оптерећење осовине не утиче на његову брзину (док не достигне неку критичну вредност).
То се постиже управо захваљујући ексцитацији истосмерне струје, због чега синхрони електромотор савршено одржава константне обртаје под променом оптерећења, преоптерећења и пада напона (до одређене границе).
Испод видите симбол на дијаграму синхроне машине.
Дизајн ротора
Као и било који други, синхрони електромотор састоји се од два главна дела:
- Статор Намотаји су смештени у њему. Назива се и сидром.
- Ротор. На њему су уграђени стални магнети или узбудни намотај. Назива се и индуктором, због своје сврхе - стварања магнетног поља).
Да би се струја напајала пољским намотом, на ротор су инсталирана два прстена (пошто је узбуђење једносмерне струје, "+" се доводи на један од њих, а "-" на други. Четке су причвршћене на држач четке.
Ротори синхроних АЦ мотора су две врсте, зависно од намене:
- Изричито поларно. Стубови (завојнице) су јасно видљиви. Користите при малим брзинама и великом броју полова.
- Имплицитно - изгледа као округла празнина у утору на коме су положене жице намотаја. Користите се при великим брзинама ротације (3000, 1500 о / мин) и малом броју полова.
Синхрони старт мотора
Одлика ове врсте електричних машина је та што се она не може једноставно повезати на мрежу и чекати њено покретање. Поред тога, за рад ЛЕД-а није потребан само извор узбудне струје, већ има и прилично компликован стартни круг.
Пуштање у погон одвија се као код индукцијског мотора, а да би се створио почетни тренутак, поред теренског навијања, на ротор се поставља и додатно краткотрајно намотавање „кавеза вјеверице“. Назива се и навијањем „пригушивање“, јер повећава стабилност током наглих преоптерећења.
Струја побуде у намоту ротора при покретању је одсутна, а када убрзава до суб-синхроне брзине (3-5% мање од синхроне), примењује се побудна струја, након чега она и статор струје осцилирају, мотор улази у синхронизам и улази у режим рада.
Да би ограничили стартне струје моћних машина, понекад смањују напон на стезаљкама намотаја статора спајањем серијски аутотрансформатора или отпорника.
Док се синхрона машина покреће у асинхроном режиму, отпорници су повезани на пољско навијање, чији отпор премашује отпор самог навијања за 5-10 пута. То је неопходно тако да пулсирајући магнетни ток који настаје под дејством струје индуковане у намотају током покретања не успорава убрзање, а исто тако да не оштети намотаје изазване емф.
Прикази
Постоји много врста таквих машина, горе је описан дизајн синхроног мотора наизменичне струје са намотима узбуде, као најчешће у производњи. Постоје и друге врсте, попут:
- Синхрони мотори са сталним магнетом. То су различити електромоторни мотори, као што су ПМСМ - синхрони мотор са трајним магнетом, БЛДЦ - без четкица са директном струјом и други. Разлике између којих се састоји у начину управљања и облику струје (синусоидна или трапезоидна). Називају их и без четкицама или без четкица.Користи се у алатним машинама, радио-управљаним моделима, електричним алатима итд. Не раде директно из једносмерне струје, него преко посебног претварача.
- Степерски мотори - синхрони мотори без четкица, код којих ротор прецизно држи наведени положај, користе се за позиционирање радног алата у ЦНЦ машинама и за управљање разним елементима аутоматских система (на пример, положај заклопке гаса у аутомобилу). Састоји се од статора, у овом случају су намотаји узбудних намотаја, и ротора, који је израђен од магнетно меког или магнетно тврдог материјала. Конструкцијски је врло сличан претходним типовима.
- Реактивно.
- Хистересис.
- Реактивна хистереза.
Последње три врсте ЛЕД-ова такође немају четке, а раде због посебног дизајна ротора. Реактивне ЛЕД диоде разликују три дизајна: попречно слојевити ротор, ротор са изразитим половима и аксијално стратификовани ротор. Објашњење принципа њиховог рада је прилично компликовано и биће потребно много, па ћемо то изоставити. Такве моторе у пракси вероватно срећете ретко. То су углавном машине мале снаге које се користе у аутоматизацији.
Обим примене
Синхрони мотори су скупљи од асинхроних, осим тога захтевају додатни извор побуђивања истосмерне струје - што делимично смањује ширину обима ове врсте електричних машина. Међутим, синхрони електро мотори се користе за покретање механизама тамо где су могућа преоптерећења и потребно је прецизно одржавање стабилних обртаја.
Штавише, најчешће се користе у пољу великих капацитета - стотине киловата и јединица мегавата, а истовремено су покретање и заустављање прилично ретки, то јест, машине раде даноноћно. Ова апликација настаје због чињенице да синхроне машине раде са цос Ф пхи близу 1 и могу да испоруче реактивну снагу мрежи, што побољшава фактор снаге и смањује њену потрошњу, што је важно за предузећа.
Предности и мане
Једноставно речено, тада сваки електрични аутомобил има своје предности и недостатке. Предности синхроног мотора су:
- Рад са цос Фи = 1, услед директног узбуђења струје, односно они не троше јалове снаге из мреже.
- Тијеком рада, с прекомјерним побуђивањем, они дају реактивну снагу мрежи, побољшавајући фактор снаге мреже, пад напона и губитке у њој, а ЦМ генератора електрана расте.
- Максимални тренутак развијен на осовини ЛЕД-а пропорционалан је У, а за АД - У² (квадратна зависност од напона). То значи да ЛЕД има добру носивост и стабилност који се чувају током пада напона у мрежи.
- Као резултат свега тога, брзина ротације је стабилна током преоптерећења и пропадања, у оквиру преоптерећења, посебно уз повећање струје узбуде.
Међутим, значајан недостатак синхроног мотора је тај што је његов дизајн сложенији од дизајна асинхроног с ротора кратког споја; потребан је узбудник, без којег он не може радити. Све то доводи до већих трошкова у односу на асинхроне машине и потешкоћа у одржавању и раду.
Можда су ту предности и недостаци синхроних мотора. У овом чланку смо покушали да сажмемо опште информације о синхроним моторима. Ако имате нешто за допуну материјала - напишите у коментарима.
Сродни материјали:
Учитавање ...
