Съдържание на синхронен двигател

Синхронните двигатели са често срещан двигател с променлив ток като асинхронните двигатели. Характеристиките са: по време на работа в стационарно състояние има постоянна връзка между скоростта на ротора и честотата на мрежата n=ns=60f/p, а ns се превръща в синхронна скорост. Ако честотата на мрежата остане непроменена, скоростта на синхронния двигател е постоянна в стабилно състояние и няма нищо общо с размера на товара. Синхронните двигатели се делят на синхронни генератори и синхронни двигатели. Променливотоковите машини в съвременните електроцентрали са предимно синхронни двигатели.
Принцип на работа
Установяване на основното магнитно поле: През възбуждащата намотка преминава постоянен възбуждащ ток, за да се установи възбуждащо магнитно поле с променлива полярност, т.е. да се установи основното магнитно поле.
Токопроводящ проводник: Трифазната симетрична арматурна намотка действа като силова намотка и става носител на индуцирания потенциал или индуцирания ток.
Режещо движение: Първичният двигател дърпа ротора да се върти (вкарва механична енергия в двигателя), а възбуждащото магнитно поле с променлива полярност се върти заедно с вала и прекъсва намотките на статора на всяка фаза последователно (еквивалентно на проводника на намотката прерязване на възбуждащото магнитно поле в обратна посока). [2]
Генериране на променлив потенциал: Поради относителното срязващо движение между намотката на котвата и основното магнитно поле, в намотката на котвата ще се индуцира трифазен симетричен променлив потенциал с периодични промени в големината и посоката. Захранването с променлив ток може да се осигури чрез водещия проводник.
Редуване и симетрия: Поради променливата полярност на въртящото се магнитно поле, полярността на индуцирания потенциал се променя; поради симетрията на намотката на котвата се гарантира трифазната симетрия на индуцирания потенциал. [2]
I. AC синхронен двигател
AC синхронният двигател е задвижващ двигател с постоянна скорост. Неговата скорост на ротора поддържа постоянна пропорционална връзка с честотата на захранване. Той се използва широко в електронни инструменти, модерно офис оборудване, текстилни машини и др.
II. Синхронен двигател с постоянен магнит
Синхронният двигател с постоянен магнит принадлежи към синхронния двигател с постоянен магнит с асинхронен старт. Неговата система от магнитно поле се състои от един или повече постоянни магнити. Обикновено се монтира с постоянни магнитни полюси според необходимия брой полюси в клетката на ротора, изработена от лят алуминий или медни пръти. Структурата на статора е подобна на тази на асинхронния двигател.
Когато намотката на статора е свързана към захранването, двигателят започва да се върти според принципа на асинхронния двигател. Когато се ускори до синхронна скорост, синхронният електромагнитен въртящ момент, генериран от постоянното магнитно поле на ротора и магнитното поле на статора (електромагнитният въртящ момент, генериран от постоянното магнитно поле на ротора, и съпротивителният момент, генериран от магнитното поле на статора) дърпа ротора в синхронизация и двигателят влиза в синхронна работа.
Синхронен двигател с нежелание Синхронният двигател с нежелание, известен също като реактивен синхронен двигател, е синхронен двигател, който използва неравномерното съпротивление на квадратурната ос на ротора и на директната ос, за да генерира въртящ момент на съпротивление. Неговият статор е подобен на структурата на статора на асинхронния двигател, но структурата на ротора е различна.
3. Реактивен синхронен двигател
Разработен от асинхронния двигател с клетка, за да може двигателят да генерира асинхронен стартов въртящ момент, роторът също е оборудван с намотка от лят алуминий с клетка. Роторът е снабден с реактивни процепи, съответстващи на броя на полюсите на статора (използва се само частта с изпъкналия полюс, без възбуждаща намотка и постоянен магнит), за генериране на синхронен въртящ момент на нежелание. Според различните структури на реакционните канали на ротора, той може да бъде разделен на вътрешен реакционен ротор, външен реакционен ротор и вътрешен и външен реакционен ротор. Сред тях, реакционният жлеб на външния реакционен ротор е отворен върху външния кръг на ротора, така че въздушната междина в посоката на правата ос и квадратурната ос не е равна. Вътрешният реакционен ротор има вътрешни жлебове, които блокират магнитния поток в посоката на квадратурната ос и увеличават магнитното съпротивление. Вътрешният и външният реакционен ротор комбинира структурните характеристики на горните два ротора, а разликата между директната ос и квадратурната ос е голяма, което прави мощността на двигателя по-голяма. Синхронните двигатели с нежелание също се разделят на еднофазен кондензатор тип работа, еднофазен тип кондензатор стартиране, тип еднофазен кондензатор с двойна стойност и други видове.
4. Хистерезис синхронен двигател
Хистерезисният синхронен двигател е синхронен двигател, който използва хистерезисни материали за генериране на хистерезис на въртящ момент. Той е разделен на синхронен двигател с хистерезис на вътрешния ротор, синхронен двигател с хистерезис на външния ротор и синхронен двигател с хистерезис на еднофазен полюс.
Роторната структура на хистерезисния синхронен двигател с вътрешен ротор е тип скрит полюс, външният вид е гладък цилиндър, няма намотка на ротора, но има пръстеновиден ефективен слой, изработен от хистерезисен материал върху външния кръг на сърцевината.
След като намотката на статора е свързана към захранването, генерираното въртящо се магнитно поле кара хистерезисния ротор да генерира асинхронен въртящ момент и да започне да се върти, след което автоматично влиза в състояние на синхронна работа. Когато двигателят работи асинхронно, въртящото се магнитно поле на статора многократно магнетизира ротора при честотата на приплъзване; когато работи синхронно, хистерезисният материал на ротора се магнетизира и се появяват постоянни магнитни полюси, като по този начин се генерира синхронен въртящ момент. Софтстартерът използва трифазен антипаралелен тиристор като регулатор на напрежението, който е свързан между захранването и статора на двигателя. Тази схема е като трифазна напълно контролирана мостова токоизправителна верига. Когато софтстартерът се използва за стартиране на двигателя, изходното напрежение на тиристора постепенно се увеличава и двигателят постепенно се ускорява, докато тиристорът се включи напълно. Двигателят работи на базата на механичните характеристики на номиналното напрежение, като постига плавен старт, намалява стартовия ток и избягва изключване при свръхток при стартиране. Когато двигателят достигне номиналната скорост, процесът на стартиране приключва и софтстартерът автоматично заменя тиристора, който е изпълнил задачата, с байпасния контактор, за да осигури номиналното напрежение за нормалната работа на двигателя, така че да намали топлинните загуби на тиристора, удължете експлоатационния живот на софтстартера, подобрете ефективността му на работа и избягвайте хармонично замърсяване в електрическата мрежа. Мекият стартер осигурява и функция за плавен стоп. Процесът на плавно спиране е противоположен на процеса на плавно стартиране. Напрежението постепенно намалява и броят на оборотите постепенно пада до нула, като се избягва ударът на въртящия момент, причинен от свободното спиране.