Pienitehoiset synkroniset moottorit
Pienitehoiset synkroniset sähkömoottorit (mikromoottorit), joita käytetään automaatiojärjestelmissä, erilaisissa kodinkoneissa, kelloissa, kameroissa jne.
Useimmat pienitehoiset synkroniset sähkömoottorit eroavat normaalin suorituskyvyn koneista vain roottorin suunnittelussa, jossa ei yleensä ole kenttäkäämitystä, liukurenkaita ja harjoja, jotka on painettu niitä vasten.
Vääntömomentin muodostamiseksi roottori on valmistettu kovasta magneettiseoksesta, jota seuraa yksimagnetointi vahvassa pulssimagneettikentässä, minkä seurauksena navat säilyttävät myöhemmin jäännösmagnetoinnin.
Pehmeää magneettista materiaalia käytettäessä roottori saa erityisen muodon, joka antaa sen magneettisydämelle erilaisen magneettisen vastuksen säteen suunnassa.
Synkroninen moottori toimii käynnistyshetkellä oikosulkumoottorina ja sen alkumomentti syntyy staattorin pyörivän magneettikentän vuorovaikutuksesta sen indusoimien virtojen kanssa oikosuljetussa roottorin käämityksessä. Kun moottori käynnistetään viritetyssä tilassa, pyörivän roottorin kestomagneettien magneettikenttä indusoi e:n staattorin käämitykseen. jne. v. muuttuva taajuus ja tämä aiheuttaa virtoja, joiden takia jarrutusmomentti syntyy.
Tuloksena oleva vääntömomentti moottorin akselille määräytyy käämin oikosulusta ja jarrutusvaikutuksesta johtuvien momenttien summasta eli luistosta riippuen. Roottorin kiihdytyksen aikana tämä vääntömomentti saavuttaa minimiarvon, jonka käynnistyskäämin oikealla valinnalla tulisi olla suurempi kuin nimellismomentti.
Kun nopeus lähestyy synkronista, roottori vedetään kestomagneettikentän ja staattorin pyörivän magneettikentän vuorovaikutuksen seurauksena tahdistustilaan ja pyörii sitten synkronisella nopeudella.
Kestomagneettisynkronimoottorin toiminta poikkeaa vain vähän kierretyn synkronisen moottorin toiminnasta.
Synkronisissa vastusmoottoreissa on pehmeästä magneettisesta materiaalista valmistettu selkeä naparoottori, jossa on onteloita tai rakoja, joten sen magneettiresistanssi radiaalisissa suunnissa on erilainen. Ontto roottori koostuu meistetyistä sähköteräslevyistä ja siinä on oikosuljettu käynnistyskela. On olemassa roottoreita, jotka on valmistettu kiinteästä ferromagneettisesta materiaalista, ja niissä on samanlaiset ontelot.Poikkileikkausroottori koostuu sähköteräslevyistä, joissa on alumiinia tai muuta diamagneettista materiaalia, joka toimii oikosulkukääminä.
Kun staattorin käämitys kytketään päälle, pyörivä magneettikenttä pyörii ja moottori käynnistyy asynkronisesti. Kun roottori on kiihdytetty synkroniseen nopeuteen, reaktiivisen vääntömomentin vaikutuksesta radiaalisuuntien magneettisen vastuksen eron vuoksi se siirtyy synkronointiin ja sijaitsee suhteessa staattorin pyörivään magneettikenttään niin, että sen magneettinen vastus tälle kentälle on suurin - pieni.
Tavallisesti synkronisia vastusmoottoreita valmistetaan nimellisteholla 100 W:iin asti, ja joskus jopa suuremmallakin teholla, jos niissä kiinnitetään erityistä huomiota suunnittelun yksinkertaisuuteen ja lisääntyneeseen luotettavuuteen. Samoilla mitoilla synkronisten vastusmoottoreiden nimellisteho on 2 - 3 kertaa pienempi kuin kestomagneettisynkronimoottoreiden nimellisteho, mutta ne ovat rakenteeltaan yksinkertaisempia, eroavat alhaisemmista kustannuksista, niiden nimellistehokerroin ei ylitä 0,5 ja nimellishyötysuhde on jopa 0,35 - 0,40.
Hystereesisynkronimoottoreissa on kova magneettiseosroottori, jossa on leveä roottori hystereesipiiri… Tämän kalliin materiaalin säästämiseksi roottori on valmistettu modulaarisesta rakenteesta, jossa akseli on kiinnitetty ferro- tai diamagneettisesta materiaalista valmistettuun holkkiin, ja se on vahvistettu umpi- tai ontto sylinteri, joka on koottu levyistä, jotka on kiristetty lukitusrenkaalla. se .Kovan magneettiseoksen käyttö roottorin valmistuksessa johtaa siihen, että moottorin käydessä staattorin ja roottorin pinnoilla olevat magneettisen induktion jakautumisaallot siirtyvät suhteessa toisiinsa tietyssä kulmassa, ns. hystereesikulma, joka aiheuttaa roottorin pyörimiseen suunnatun hystereesivääntömomentin ilmaantumisen.
Ero kestomagneettisynkronimoottoreiden ja hystereesisynkronimoottoreiden välillä on se, että edellisessä roottori esimagnetoidaan vahvassa pulssimagneettikentässä koneen valmistuksen aikana ja jälkimmäisessä staattorin pyörivällä magneettikentällä.
Kun synkroninen moottori käynnistetään hystereesillä, päähystereesimomentin lisäksi kiinteällä roottorilla varustetuissa koneissa esiintyy asynkronista vääntömomenttia roottorin magneettipiirin pyörrevirroista, mikä myötävaikuttaa roottorin kiihtymiseen, sen synkronisuuteen ja jatkokäyttö synkronisella nopeudella roottorin jatkuvalla siirtymällä suhteessa staattorin pyörivään magneettikenttään kulman verran, jonka määrää koneen akseliin kohdistuva kuormitus.
Synkroniset hystereesimoottorit toimivat sekä synkronisessa että asynkronisessa tilassa, mutta jälkimmäisessä tapauksessa pienellä luistolla. Synkroniset moottorit, joissa on hystereesi, erottuvat suuresta käynnistysmomentista, tasaisesta synkronoinnista, pienestä virran muutoksesta 20-30%: n sisällä siirtymisen aikana tyhjäkäyntitilasta oikosulkutilaan.
Näillä moottoreilla on parempi suorituskyky kuin synkronisilla reluktanssimoottoreilla, ne erottuvat suunnittelun yksinkertaisuudesta, luotettavuudesta ja hiljaisesta toiminnasta, pienestä koosta ja keveydestä.
Lyhyen käämin puuttuminen saa roottorin värähtelemään vaihtelevalla kuormituksella, mikä johtaa sen pyörimisen tiettyyn epätasaisuuteen, mikä rajoittaa jopa 400 W:n nimellisteholla teollisuus- ja korotetuilla taajuuksilla valmistettujen koneiden käyttöaluetta. , sekä yksi- että kaksinkertaiset nopeudet.
Synkronisten hystereesimoottoreiden nimellistehokerroin ei ylitä 0,5:tä ja hyötysuhde on 0,65.
Kun staattorin käämitystä kytketään päälle, syntyy oikosuljettujen kierrosten vuoksi vaihesiirto napojen suojaamattomien ja suojattujen osien magneettivuon välillä, mikä johtaa tuloksena olevan pyörivän magneettikentän virittymiseen. Tämä roottorin kanssa vuorovaikutuksessa oleva kenttä myötävaikuttaa asynkronisten ja hystereesivääntömomenttien esiintymiseen, mikä aiheuttaa roottorin kiihtyvyyden, joka saavuttaessaan synkronisen nopeuden, reaktiivisten ja hystereesivääntömomenttien vaikutuksesta, siirtyy synkronointiin ja pyörii suuntaan sauvan suojaamaton osa sen suojattuun osaan, jossa oikosulku kääntyy.
Minulla on käännettävät moottorit, oikosulun sijaan käytetään neljää käämiä, jotka sijaitsevat kunkin jaetun navan kahdessa osassa ja roottorin hyväksytylle pyörimissuunnalle vastaava käämipari oikosuljetaan.
Reaktiivisten hystereesisynkronimoottoreiden mitat ja paino ovat suhteellisen suuret, niiden nimellisteho ei ylitä 12 μW, ne toimivat erittäin pienellä tehokertoimella ja niiden nimellishyötysuhde ei ylitä 0,01.
Synkroniset askelmoottorit ohjaavat sähköimpulssit muunnetaan määrätyksi kiertokulmaksi, toteutettu diskreetillä tavalla. Niissä on staattori, jonka magneettipiirissä on kaksi tai kolme identtistä, avaruudellisesti siirrettyä kelaa, jotka on kytketty sarjaan sähköenergian lähteeseen suorakaiteen muotoisten pulssien muodossa säädettävä taajuus. Virtapulssien vaikutuksesta staattorin navat magnetoidaan vastaavasti vaihtelevalla polariteetilla. Staattorin käämien virtojen suunnan muutos johtaa vastaavaan napojen magnetisoitumisen kääntymiseen ja uuden vastakkaisen napaisuuden muodostumiseen.
Askelmoottorien näkyvä naparoottori voi olla aktiivinen ja reaktiivinen. Aktiivisessa roottorissa on tasavirtakenttäkäämi, liukurenkaat ja harjat tai kestomagneettijärjestelmä vaihtuvalla polariteetilla, ja reaktiivinen roottori on toteutettu ilman kenttäkäämiä.
Askelmoottorin roottorin napojen määrä on puolet staattorin napojen lukumäärästä. Jokainen staattorikäämien kytkentä pyörittää tuloksena olevaa koneen magneettikenttää ja saa roottorin liikkumaan synkronisesti yhden askeleen.Roottorin pyörimissuunta riippuu vastaavaan staattorikäämiin syötetyn pulssin napaisuudesta.