Funktion av synkronmotorerär att magnetflödet och rotorn har samma rotationshastighet. Av denna anledning ändrar inte elmotorns rotor sin hastighet med ökande belastning. Det finns en lindning på rotorn som skapar ett magnetfält.
Kraftfulla permanentmagneter används ibland.Vanligtvis finns det i synkronmaskiner lika många lindningar på rotorn som på statorn. Så det visar sig att justera rotationshastigheterna för magnetflödet och rotorn. Lasten som är ansluten till elmotorn påverkar inte hastigheten alls.
Elmotordesign
Den synkrona motorenheten består av följande element:
- Den fasta delen är statorn, på vilken lindningarna är placerade.
- En rörlig rotor, ibland kallad induktor eller ankar.
- Främre och bakre omslag.
- Rotormonterade lager.
Det finns ett fritt utrymme mellan ankaret och statornPlats. Lindningar läggs i spåren, de är anslutna till en stjärna. Så snart spänningen tillförs motorn börjar strömmen strömma genom ankarlindningen. Ett magnetfält bildas runt induktorn. Men statorn är också energisk. Och det är här det magnetiska flödet uppstår. Dessa fält är förskjutna i förhållande till varandra.
Hur fungerar en synkron motor
I synkrona maskiner är elektromagneterna på statorn poler, eftersom de arbetar på likström. Totalt finns det två scheman som statorlindningarna är anslutna till:
- Explicit stång.
- Implicit pol.
För att minska motviljan och optimera förhållandena i fältpassagen används kärnor av ferromagneter. De finns i både statorn och rotorn.
De är gjorda av specialkvaliteterelektrisk stål, som innehåller en enorm mängd av ett element som kisel. Med detta är det möjligt att avsevärt minska virvelströmmen, samt öka metallens elektriska motstånd.
Kärnan i arbetet med synkrona elmotorerligger samspelet mellan stator- och rotorpolerna. Vid start uppstår acceleration av flödeshastigheten. Det är under dessa förhållanden som elmotorn arbetar i ett synkront läge.
Startmetod med en extra elmotor
Tidigare användes specialmotorer förstartar, som var anslutna till motorn med hjälp av mekaniska anordningar (remdrift, kedja, etc.). Under start började rotorn att rotera och, gradvis accelererande, nådde värdet på den synkrona hastigheten. Därefter började elmotorn själv fungera. Detta är exakt driftsprincipen för en synkron elmotor, oavsett design och tillverkare.
En förutsättning är att startprogrammetden elektriska motorn ska ha en effekt på cirka 15% av den hos den accelererade motorn. Denna kraft är tillräckligt för att starta någon synkron elmotor, även om en liten belastning är ansluten till den. Denna metod är ganska komplex och kostnaden för all utrustning ökar avsevärt.
Modern startmetod
Moderna konstruktioner av synkrona elmotorer är inte utrustade med sådana överklockningskretsar. Ett annat startsystem används. Så här slås en synkron maskin på:
- Med hjälp av en reostat stängs rotorlindningarna. Som ett resultat blir ankaret kortslutet, som i enkla asynkrona motorer.
- Det finns också en kortsluten lindning på rotorn, som är en dämpande lindning, med dess hjälp förhindrar den att ankaret svänger under synkronisering.
- Så snart ankaret når lägsta rotationshastighet är en likström ansluten till dess lindningar.
- Om permanentmagneter används är det nödvändigt att använda externa startmotorer.
Det finns kryogena synkronmotorer som använder en inverterad typkonstruktion. Fältlindningarna är gjorda av supraledande material.
Fördelarna med synkrona maskiner
Asynkrona och synkrona motorer harmycket liknande mönster, men det finns fortfarande skillnader. I den senare finns det en klar fördel genom att exciteringen sker från en likströmskälla. I detta fall kan motorn arbeta med en mycket hög effektfaktor. Det finns också andra fördelar med synkronmotorer:
- De arbetar med ett uppblåst förhållande.Detta gör att du kan minska strömförbrukningen och också minska strömförlusterna avsevärt. Effektiviteten för en synkron maskin kommer att vara mycket högre än för en induktionsmotor med samma effekt.
- Momentet beror direkt på spänningen i nätet. Även om spänningen i nätverket minskar kommer effekten att förbli.
Men ändå används asynkrona maskiner mycket oftare än synkrona maskiner. Faktum är att de har stor tillförlitlighet, enkel design och inte kräver ytterligare underhåll.
Nackdelar med synkronmotorer
Det visar sig att nackdelarna med synkrona maskiner är mycket större. Här är bara de viktigaste:
- Den synkrona motorkretsen är ganska komplex, den består av ett stort antal element. Det är av denna anledning som kostnaden för enheten är mycket hög.
- Det är absolut nödvändigt att använda en konstant strömkälla för att driva induktorn. Detta komplicerar kraftigt hela designen.
- Förfarandet för att starta en elmotor är ganska komplicerat än för asynkrona maskiner.
- Det är möjligt att justera rotorhastigheten endast med frekvensomvandlare.
I allmänhet överlappar fördelarna betydligtnackdelar med synkronmotorer. Av denna anledning används de mycket ofta där det är nödvändigt att genomföra en kontinuerlig kontinuerlig produktionsprocess, där det inte är nödvändigt att stanna och starta utrustning ofta. Synkrona maskiner finns i kvarnar, krossar, pumpar, kompressorer. De stängs sällan av, de arbetar nästan konstant. Genom användning av sådana motorer kan betydande energibesparingar uppnås.
