Miten induktiomoottorit eroavat synkronimoottoreista?

Tässä artikkelissa tarkastelemme synkronisten sähkömoottoreiden ja oikosulkumoottorien välisiä tärkeimpiä eroja, jotta jokainen, joka lukee näitä rivejä, voi selvästi ymmärtää nämä erot.

Asynkroniset moottorit ovat nykyään yleisempiä, mutta joissakin tilanteissa synkroniset moottorit ovat sopivampia, tehokkaampia tiettyjen teollisuus- ja tuotantoongelmien ratkaisemiseen, tästä keskustellaan alla.

Aluksi muistetaan, mikä sähkömoottori on. Sähkömoottori kutsutaan sähkökoneeksi, joka on suunniteltu muuttamaan sähköenergia roottorin mekaaniseksi pyörimisenergiaksi ja joka toimii jonkin mekanismin, esimerkiksi nosturin tai pumpun, käyttövoimana.

Koulussa kaikille kerrottiin ja näytettiin, kuinka kaksi magneettia hylkii samannimistä navoista ja vastakkaisista napoista - ne houkuttelevat. se kestomagneetit… Mutta on myös muuttuvia magneetteja. Jokainen muistaa piirustuksen, jossa on johtava kehys, joka sijaitsee hevosenkengän muotoisen kestomagneetin napojen välissä.

Vaakasuoraan sijoitetusta kehyksestä, jos sen läpi kulkee tasavirta, tulee kestomagneetin magneettikenttä voimaparin vaikutuksesta (Ampeerin vahvuus), kunnes saavutetaan pystysuora tasapaino.

Jos sitten tasavirta johdetaan rungon läpi vastakkaiseen suuntaan, runko pyörii edelleen. Tällaisen rungon vuorottelevan tasavirran syöttämisen seurauksena yhteen tai toiseen suuntaan saavutetaan kehyksen jatkuva pyöriminen. Tässä oleva kehys on muuttuvan magneetin analogi.

Yllä oleva esimerkki pyörivällä kehyksellä yksinkertaisimmassa muodossaan havainnollistaa synkronisen sähkömoottorin toimintaperiaatetta. Jokaisessa roottorin synkronisessa moottorissa on kenttäkäämit, joihin syötetään tasavirtaa, joka muodostaa roottorin magneettikentän. Synkronisen sähkömoottorin staattori sisältää staattorikäämin, joka muodostaa staattorin magneettikentän.

Kun staattorikäämiin syötetään vaihtovirtaa, roottori pyörii taajuudella, joka vastaa staattorikäämin virran taajuutta. Roottorin nopeus on synkroninen staattorin käämivirran taajuuden kanssa, minkä vuoksi tällaista sähkömoottoria kutsutaan synkroniseksi. Roottorin magneettikenttä syntyy virrasta, ei staattorikentän indusoimasta, joten synkroninen moottori pystyy ylläpitämään synkronisen nimellisnopeuden kuormitustehosta riippumatta, tietysti kohtuullisissa rajoissa.

Induktiomoottori puolestaan ​​eroaa synkronisesta moottorista. Jos muistamme kehyksen kuvan ja kehys on yksinkertaisesti oikosulussa, niin kun magneetti pyörii kehyksen ympäri, kehykseen indusoitunut virta luo magneettikentän kehykseen ja kehys yrittää saada kiinni magneetti.

Kehyksen nopeus mekaanisen kuormituksen alaisena on aina pienempi kuin magneetin nopeus ja siksi taajuus ei ole synkroninen. Tämä yksinkertainen esimerkki osoittaa, kuinka induktiomoottori toimii.

Asynkronisessa sähkömoottorissa pyörivä magneettikenttä muodostuu sen kanavissa sijaitsevan staattorikäämin vaihtovirrasta. Tyypillisen oikosulkumoottorin roottorissa ei ole sinänsä käämiä, vaan siinä on oikosuljetut tangot (oravaroottori), tällaista roottoria kutsutaan oravaroottoriksi. On myös vaiheroottori-oikosulkumoottoreita, joissa roottorissa on käämit, joiden vastusta ja virtaa voidaan ohjata reostaatilla.

Joten mikä on tärkein ero oikosulkumoottorin ja synkronisen moottorin välillä? Ulkoisesti ne ovat samanlaisia, joskus jopa asiantuntija ei erota synkronista sähkömoottoria asynkronisesta ulkoisten ominaisuuksien perusteella. Suurin ero on roottoreiden suunnittelussa. Induktiomoottorin roottoriin ei syötetä virtaa, ja sen navat indusoituvat staattorin magneettikentällä.

Synkronisen moottorin roottorissa on itsenäisesti ohjattu kenttäkäämi. Synkronisen ja asynkronisen moottorin staattorit on järjestetty samalla tavalla, toiminto on joka tapauksessa sama - pyörivän magneettikentän luominen staattoriin.

Induktiomoottorin nopeus kuormitettuna on aina luiston verran jäljessä staattorin magneettikentän pyörimisestä, kun taas synkronisen moottorin nopeus on taajuudeltaan yhtä suuri kuin staattorin magneettikentän "kierros", joten jos nopeuden on oltava vakio eri kuormituksilla, on parempi valita synkroninen moottori, esimerkiksi vuonna Giljotiinileikkauskäyttö sopii tehtäväänsä parhaiten tehokkaalla synkronisella moottorilla.

Asynkronisten moottoreiden käyttöalue on nykyään hyvin laaja. Nämä ovat kaikenlaisia ​​koneita, kuljettimia, puhaltimia, pumppuja – kaikkia niitä laitteita, joissa kuorma on suhteellisen vakaa tai kuorman nopeuden hidastuminen ei ole kriittinen työprosessin kannalta.

Jotkut kompressorit ja pumput vaativat vakionopeuden millä tahansa kuormituksella; sellaisiin laitteisiin asennetaan synkroniset moottorit.

Synkroniset moottorit ovat kalliimpia valmistaa kuin asynkroniset moottorit, joten jos valinnanvaraa on ja nopeuden lievä aleneminen kuormitettuna ei ole kriittinen, ne hankkivat asynkronisen moottorin.

Synkronisia sähkömoottoreita käytetään laajalti sähkökäytöissä, jotka eivät vaadi nopeudensäätöä. Asynkronisiin moottoreihin verrattuna niillä on useita etuja:

• suurempi tehokkuus;

• mahdollisuus valmistaa moottoreita alhaisella pyörimisnopeudella, mikä mahdollistaa välivaihteiden luopumisen moottorin ja työkoneen välillä;

• moottorin nopeus ei riipu sen akselin kuormituksesta;

• mahdollisuus käyttää loistehoa kompensointilaitteina.

Synkroniset sähkömoottorit voivat olla kuluttajia ja generaattoreita loisteho... Synkronisen moottorin loistehon luonne ja arvo riippuu kenttäkäämin virran suuruudesta. Sähköverkkoon jännitettä syöttävän käämin virran riippuvuutta herätevirrasta kutsutaan synkronisen moottorin U-muotoiseksi ominaiskäyräksi. 100 % moottorin akselikuormituksella sen kosini phi on yhtä suuri kuin 1. Tässä tapauksessa sähkömoottori ei kuluta loistehoa sähköverkosta. Tässä tapauksessa staattorikäämin virralla on vähimmäisarvo.