Elektros sistemose mes naudojame pramonėje, elektrinės ar buitiniai poreikiai, varikliai ir generatoriai tapo įprastu dalyku. Reikalaujant labai energiją taupančių ir mažiau energijos naudojančių sistemų, matoma naujų šių elektrinių prietaisų modelių išradimas. Pagrindinis variklių ir generatorių patikimo veikimo skaičiavimo koeficientas yra Galios koeficientas . Tai panaudotos galios ir reikiamos galios santykis. Paprastai pramonėje ir gamyklose suvartojama visa galia apskaičiuojama pagal galios koeficientą. Taigi, galios koeficientas visada turėtų būti išlaikytas vienybėje. Tačiau dėl reaktyviosios galios padidėjimo šiuose įrenginiuose galios koeficientas mažėja. Siekiant išlaikyti galios koeficientą vienybėje, pateikiama daug metodų. Sinchroninio variklio koncepcija yra viena iš jų.

Kas yra sinchroninis variklis?

Sinchroninio variklio apibrėžime teigiama, kad „An Kintamosios srovės variklis kai esant pastoviai būsenai, veleno sukimasis sinchronizuojamas su įjungtos srovės dažniu “. Sinchroninis variklis veikia kaip kintamosios srovės variklis, tačiau čia bendras veleno pasisukimų skaičius yra lygus visos naudojamos srovės dažnio daugikliui.

Sinchroninis variklis

Sinchroninis variklis darbe nesikliauja indukcine srove. Šiuose varikliuose, skirtingai nuo asinchroninio variklio, yra daugiafaziai kintamosios srovės elektromagnetai valstija r , kuris sukuria besisukantį magnetinį lauką. Čia rotorius yra iš nuolatinio magneto, kuris sinchronizuojamas su besisukančiu magnetiniu lauku ir sukasi sinchroniškai su jam pritaikytos srovės dažniu.

Sinchroninio variklio dizainas

Statorius ir rotorius yra pagrindiniai komponentai sinchroninio variklio. Čia statoriaus rėmas turi apvyniojimo plokštę, prie kurios pritvirtinamos klavišinės juostos ir apskritimo briaunos. Pagrindai, rėmo tvirtinimai naudojami mašinai palaikyti. Norėdami sužadinti lauko apvijas su nuolatine srove, naudojami slydimo žiedai ir šepečiai.

Cilindriniai ir apvalūs rotoriai naudojami 6 polių darbams. Pagrindiniai stulpų rotoriai naudojami, kai reikia didesnio stulpų kiekio. Sinchroninio variklio ir sinchroninio generatoriaus konstrukcija yra panaši.

Sinchroninio variklio darbo principas

Sinchroninių variklių veikimas priklauso nuo statoriaus ir rotoriaus magnetinio lauko sąveikos. Statoriuje yra 3 fazių apvijos ir tiekiama su 3 fazių galia. Taigi, statoriaus apvija sukuria 3 fazių sukamą magnetinį lauką. Rotorius tiekiamas nuolatine srove.

Rotorius patenka į statoriaus apvijos sukamą besisukantį magnetinį lauką ir sukasi sinchronizuodamas. Dabar variklio greitis priklauso nuo tiekiamos srovės dažnio.

Sinchroninio variklio greitį kontroliuoja naudojamos srovės dažnis. Sinchroninio variklio greitį galima apskaičiuoti taip

Ns = 60f / P = 120f / p

kur, f = kintamosios srovės dažnis (Hz)
p = bendras polių skaičius vienoje fazėje
P = bendras porų polių skaičius vienoje fazėje.

Jei naudojama apkrova, didesnė už sugedimo apkrovą, variklis išjungiamas. 3 fazių statoriaus apvija suteikia pranašumą nustatant sukimosi kryptį. Vienfazės apvijos atveju neįmanoma nustatyti sukimosi krypties, o variklis gali įsijungti bet kuria kryptimi. Norint valdyti šių sinchroninių variklių sukimosi kryptį, reikalingos paleidimo priemonės.

Sinchroninio variklio paleidimo metodai

Rotoriaus inercijos momentas sustabdo didelių dydžių sinchroninių variklių savaiminį užvedimą. Dėl šios rotoriaus inercijos rotorius negali sinchronizuotis su statoriaus magnetiniu lauku, kai naudojama galia. Taigi, norint padėti sinchronizuoti rotorių, reikalingas papildomas mechanizmas.

Indukcinė apvija yra įtraukta į didelius variklius, kurie sukuria pakankamą pagreičiui reikalingą sukimo momentą. Labai dideliems varikliams, norint pagreitinti iškrautą mašiną, naudojamas ponis. Keičiant statoriaus srovės dažnį, elektroniniu būdu valdomi varikliai gali įsibėgėti net nuo nulio greičio.

Labai mažiems varikliams, kai rotoriaus inercijos momentas ir mechaninė apkrova yra pageidautina maži, jie gali įsijungti be jokių paleidimo būdų.

Sinchroninio variklio tipai

Priklausomai nuo rotoriaus įmagnetinimo metodo, yra dviejų tipų sinchroniniai varikliai:

Nejaudina.
Nuolatinė srovė susijaudinusi.

Nejaudinamas variklis

Šiuose varikliuose rotorius įmagnetinamas išoriniu statoriaus lauku. Rotoriuje yra pastovus magnetinis laukas. Rotoriaus gamybai naudojamas didelis sulaikomasis plienas, pavyzdžiui, kobalto plienas. Jie priskiriami nuolatinio magneto, nenoro ir histerezės varikliams.

Nuolatinių magnetų sinchroniniuose varikliuose rotoriaus konstrukcijai naudojamas nuolatinis magnetas kartu su plienu. Jie turi pastovų magnetinį lauką rotoriuje, todėl paleidimui negalima naudoti indukcinės apvijos. Naudojami kaip lifto be pavarų varikliai.

Nuolatinio magneto sinchroninis variklis

„Reluctance“ variklyje rotorius yra pagamintas iš plieno liejimo su išsikišančiais produktų poliais. Norėdami sumažinti sukimo momento bangas, rotoriaus poliai yra mažesni nei statoriaus poliai. Sudėtyje yra voverės narvelio apvija, užtikrinanti rotoriaus pradinį sukimo momentą. Naudojamas prietaisų programose.
Histerezės varikliai yra savaime užvedantys varikliai. Čia rotorius yra lygus cilindras, pagamintas iš didelio koercinio magnetiškai kieto kobalto plieno. Šie varikliai yra brangūs ir naudojami ten, kur reikalingas tikslus pastovus greitis. Paprastai naudojami kaip servovarikliai.

Nuolatinės srovės sužadintas variklis

Čia rotorius sužadinamas naudojant nuolatinę srovę, tiekiamą tiesiai per slydimo žiedus. Taip pat naudojami kintamosios srovės indukcijos ir lygintuvai. Paprastai tai yra dideli dydžiai, pavyzdžiui, didesni nei 1 arklio galia ir kt.

Nuolatinės srovės sužadintas variklis

Sinchroninių variklių taikymas

paprastai, sinchroniniai varikliai yra naudojami tiems tikslams, kur reikalingas tikslus ir pastovus greitis. Šių variklių mažos galios pritaikymas apima pozicionavimo mašinas. Tai taip pat taikoma robote pavaros . Rutuliniai malūnai, laikrodžiai, grotuvų patefonai taip pat naudoja sinchroninius variklius. Be šių variklių, jie taip pat naudojami kaip servovarikliai ir laiko nustatymo mašinos.

Šiuos variklius galima rinktis iš dalinių pasagų iki didelio galingumo pramoninių dydžių. Naudojami didelio galingumo pramoniniuose dydžiuose, šie varikliai atlieka dvi svarbias funkcijas. Vienas iš jų yra efektyvi kintamosios srovės energijos pavertimo mechanine energija priemonė, o kita Galios koeficiento korekcija . Su kokia servovariklio programa susidūrėte?