Synchroniczne silniki elektryczne: urządzenie, obwód

Cechą synchronicznych silników elektrycznych jest to, że strumień magnetyczny i prędkość obrotowa wirnika są takie same. Z tego powodu wirnik silnika elektrycznego nie zmienia prędkości wraz ze wzrostem obciążenia. Wirnik ma uzwojenie, które wytwarza pole magnetyczne. Czasami używane są potężne magnesy. Zazwyczaj maszyny synchroniczne na wirniku mają tyle uzwojeń, co na stojanie. Okazuje się więc, że wyrównuje prędkość rotacji strumienia magnetycznego i wirnika. Obciążenie podłączone do silnika elektrycznego w ogóle nie wpływa na prędkość.


Konstrukcja silnika elektrycznego

Urządzenie synchronicznego silnika elektrycznego składa się z następujących elementów:
  • Nieruchomą częścią jest stojan, na którym znajdują się uzwojenia.
  • Wirujący wirnik, czasami nazywany cewką lub induktorem.
  • Osłony przednie i tylne.
  • Łożyska zamontowane na wirniku.
  • Między kotwicą a stojanem znajduje się wolna przestrzeń. Rowki układane są w uzwojenie, są połączone z gwiazdą. Gdy tylko silnik jest zasilany napięciem, uzwojenie kotwy zaczyna płynąć prądem. Powstaje pole magnetyczne wokół cewki indukcyjnej. Ale stojan jest również zasilany napięciem. A potem pojawia się strumień magnetyczny. Te pola są przesunięte względem siebie.

    Jak działa silnik synchroniczny

    W maszynach synchronicznych, elektromagnesy na stojanie są tyczkami, ponieważ działają one na prąd stały. W sumie istnieją dwa obwody, które łączą uzwojenia statory:
  • Yavnoopolisnaya.
  • Niejawne
  • Aby zmniejszyć opór magnetyczny i zoptymalizować warunki przejścia pola, stosuje się rdzenie wykonane z ferromagnesów. Znajdują się one zarówno w stojanie, jak iw wirniku.


    Są one wykonane ze specjalnych gatunków stali elektrotechnicznej, która zawiera ogromną ilość takich pierwiastków jak krzem. Dzięki temu można znacznie zmniejszyć prąd wirowy, a także zwiększyć oporność elektryczną metalu. Podstawą pracy synchronicznych silników elektrycznych jest wzajemne oddziaływanie biegunów stojana i wirnika. Podczas startu osiąga się przyspieszenie przepływu. W tych warunkach silnik elektryczny działa w trybie synchronicznym.

    Metoda rozruchu przy użyciu dodatkowego silnika elektrycznego

    Poprzednio stosowano specjalne silniki rozruchowe, które łączyły silnik z urządzeniami mechanicznymi (napęd pasowy, łańcuch itp.). Podczas startu wirnik zaczął się obracać i stopniowo przyspieszając osiągał wartość prędkości synchronicznej. Następnie sam silnik elektryczny zaczął działać. Jest to zasada działania w synchronicznym silniku elektrycznym, niezależnie od projektu i producenta.
    Warunkiem wstępnym jest, aby wyjściowy silnik elektryczny posiadał moc około 15% podobnej charakterystyki przyspieszonego silnika. Taka moc okazuje się wystarczająca do uruchomienia dowolnego silnika synchronicznego, nawet jeśli do niego podłączone jest małe obciążenie. Ta metoda jest dość skomplikowana, a koszt wszystkich urządzeń znacznie wzrasta.

    Obecny sposób uruchomienie

    Współczesne silniki synchroniczne konstrukcja nie są wyposażone w takie systemy do podkręcania. Używany inny system startowy. W ten sposób włącza się maszyna synchroniczna:
  • Za pomocą opornika obrotowego wirnik jest zamknięty. W wyniku tego kotwica ulega zwarciu, tak jak w przypadku prostych silników asynchronicznych.
  • Istnieje również zwarte uzwojenie na wirniku, które działa kojąco i zapobiega kołysaniu się kotwic podczas synchronizacji.
  • Gdy tylko kotwa osiągnie minimalną prędkość obrotową, do jej uzwojeń podłączony jest prąd stały.
  • Jeżeli stosowane są magnesy trwałe, konieczne będzie użycie zewnętrznych silników rozruchowych.
  • Istnieją kriogeniczne synchroniczne silniki elektryczne, w których zastosowano konstrukcję odwrotną. Uruchamiający cewki z materiałów nadprzewodzących.

    Zalety maszyn synchronicznych

    Silniki asynchroniczne i synchroniczne mają bardzo podobne konstrukcje, ale różnica wciąż istnieje. W tym ostatnim jest wyraźna korzyść, że istnieje pobudzenie ze źródła prądu stałego. W takim przypadku silnik może pracować z bardzo dużym współczynnikiem mocy. Są też inne zalety silników synchronicznych:
  • Działają z wyższym współczynnikiem. Pozwala to na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej, a także znacznie zmniejsza bieżące straty. Wydajność maszyny synchronicznej będzie znacznie większa niż w przypadku asynchronicznego silnika o tej samej mocy.
  • Moment obrotowy zależy bezpośrednio od napięcia w sieci. Nawet jeśli napięcie sieci zostanie zmniejszone, moc zostanie utrzymana.
  • Jednak maszyny asynchroniczne są używane znacznie częściej niż synchroniczne. Fakt, że mają wysoką niezawodność, prostą konstrukcję, nie wymagają dodatkowej opieki.

    Wady silników synchronicznych

    Okazuje się, że wady maszyn synchronicznych są znacznie większe. Oto tylko najważniejsze:
  • Obwód synchronicznego silnika elektrycznego jest dość złożony, składa się z dużej liczby elementów. Z tego powodu koszt urządzenia jest bardzo wysoki.
  • Konieczne jest stosowanie źródła prądu stałego do zasilania cewki indukcyjnej. To bardzo komplikuje cały projekt.
  • Procedura uruchamiania silnika elektrycznego jest raczej skomplikowana niż w przypadku maszyn asynchronicznych.
  • Prędkość obrotową można kontrolować tylko za pomocą przetwornic częstotliwości.
  • Ogólnie rzecz biorąc, korzyści w znacznym stopniu przezwyciężą niedociągnięcia synchronicznych silników elektrycznych. Z tego powodu są one bardzo często stosowane tam, gdzie konieczne jest prowadzenie ciągłego ciągłego procesu produkcyjnego, gdzie nie jest konieczne częste zatrzymywanie i uruchamianie sprzętu. Maszyny synchroniczne można znaleźć w młynach, kruszarkach, pompach, kompresorach. Rzadko się wyłączają, pracują prawie bez przerwy. Dzięki zastosowaniu takich silników możliwe jest osiągnięcie znacznych oszczędności energii.

    Powiązane publikacje